h(x)=1-x/1+ax,(a>-1),当-1<x<0%时 ,求h(-x)求离心率的取值范围围

2014年高考数学理科(高考真题、模拟新题)分类汇编:B单元 函数与导数 下载_千教网
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2014年高考数学理科(高考真题、模拟新题)分类汇编:B单元 函数与导数
所属科目:数学&&&&文件类型:doc
类别:试题、练习
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函数与导数
B1 函数及其表示6.[;安徽卷] 设函数f(x)(x∈R)满足f(x+π)=f(x)+sin x.当0≤x<π时,f(x)=0,则f23π6=(  )A.12
D.-126.A [解析] 由已知可得,f23π6=f17π6+sin17π6=f11π6+sin11π6+sin17π6 =f5π6+sin5π6+sin11π6+sin17π6=2sin 5π6+sin-π6=sin5π6=12.2.、[;北京卷] 下列函数中,在区间(0,+∞)上为增函数的是(  )A.y=x+1
B.y=(x-1)2
C.y=2-x
D.y=log0.5(x+1)2.A [解析] 由基本初等函数的性质得,选项B中的函数在(0,1)上递减,选项C,D中的函数在(0,+∞)上为减函数,所以排除B,C,D,选A.7.、、[;福建卷] 已知函数f(x)=x2+1,x>0,cos x, x≤0,则下列结论正确的是(  )A.f(x)是偶函数B.f(x)是增函数C.f(x)是周期函数D.f(x)的值域为[-1,+∞)7.D [解析] 由函数f(x)的解析式知,f(1)=2,f(-1)=cos(-1)=cos 1,f(1)≠f(-1),则f(x)不是偶函数;当x>0时,令f(x)=x2+1,则f(x)在区间(0,+∞)上是增函数,且函数值f(x)>1;当x≤0时,f(x)=cos x,则f(x)在区间(-∞,0]上不是单调函数,且函数值f(x)∈[-1,1];∴函数f(x)不是单调函数,也不是周期函数,其值域为[-1,+∞).2.[;江西卷] 函数f(x)=ln(x2-x)的定义域为(  )A.(0,1]
B.[0,1]C.(-∞,0)∪(1,+∞)
D.(-∞,0]∪[1,+∞)2.C [解析] 由x2-x>0,得x>1或x<0.3.,[;山东卷] 函数f(x)=1(log2x)2-1的定义域为(  )A.0,12
B.(2,+∞)C. 0,12∪(2,+∞)
D. 0,12∪[2,+∞)3.C [解析] 根据题意得,x>0,(log2)2-1>0,解得x>0,x>2或x<12.故选C.B2
反函数12.[;全国卷] 函数y=f(x)的图像与函数y=g(x)的图像关于直线x+y=0对称,则y=f(x)的反函数是(  )A.y=g(x)
B.y=g(-x)
C.y=-g(x)
D.y=-g(-x)12.D [解析] 设(x0,y0)为函数y=f(x)的图像上任意一点,其关于直线x+y=0的对称点为(-y0,-x0).根据题意,点(-y0,-x0)在函数y=g(x)的图像上,又点(x0,y0)关于直线y=x的对称点为(y0,x0),且(y0,x0)与(-y0,-x0)关于原点对称,所以函数y=f(x)的反函数的图像与函数y=g(x)的图像关于原点对称,所以-y=g(-x),即y=-g(-x).B3
函数的单调性与最值2.、[;北京卷] 下列函数中,在区间(0,+∞)上为增函数的是(  )A.y=x+1
B.y=(x-1)2
C.y=2-x
D.y=log0.5(x+1)2.A [解析] 由基本初等函数的性质得,选项B中的函数在(0,1)上递减,选项C,D中的函数在(0,+∞)上为减函数,所以排除B,C,D,选A.7.、、[;福建卷] 已知函数f(x)=x2+1,x>0,cos x, x≤0,则下列结论正确的是(  )A.f(x)是偶函数B.f(x)是增函数C.f(x)是周期函数D.f(x)的值域为[-1,+∞)7.D [解析] 由函数f(x)的解析式知,f(1)=2,f(-1)=cos(-1)=cos 1,f(1)≠f(-1),则f(x)不是偶函数;当x>0时,令f(x)=x2+1,则f(x)在区间(0,+∞)上是增函数,且函数值f(x)>1;当x≤0时,f(x)=cos x,则f(x)在区间(-∞,0]上不是单调函数,且函数值f(x)∈[-1,1];∴函数f(x)不是单调函数,也不是周期函数,其值域为[-1,+∞).21.、[;广东卷] 设函数f(x)=1(x2+2x+k)2+2(x2+2x+k)-3,其中k<-2.(1)求函数f(x)的定义域D(用区间表示);(2)讨论函数f(x)在D上的单调性;(3)若kf(1)的x的集合(用区间表示).12.[;四川卷] 设f(x)是定义在R上的周期为2的函数,当x∈[-1,1)时,f(x)=-4x2+2,-1≤x<0,x, 0≤x<1,则f32=____.12.1 [解析] 由题意可知,f32=f2-12=f-12=-4-122+2=1.15.,[;四川卷] 以A表示值域为R的函数组成的集合,B表示具有如下性质的函数φ(x)组成的集合:对于函数φ(x),存在一个正数M,使得函数φ(x)的值域包含于区间[-M,M].例如,当φ1(x)=x3,φ2(x)=sin x时,φ1(x)∈A,φ2(x)∈B.现有如下命题:①设函数f(x)的定义域为D,则“f(x)∈A”的充要条件是“&#8704;b∈R,&#8707;a∈D,f(a)=b”;②函数f(x)∈B的充要条件是f(x)有最大值和最小值;③若函数f(x),g(x)的定义域相同,且f(x)∈A,g(x)∈B,则f(x)+g(x)&#8713;B;④若函数f(x)=aln(x+2)+xx2+1(x>-2,a∈R)有最大值,则f(x)∈B.其中的真命题有____.(写出所有真命题的序号)15.①③④ [解析] 若f(x)∈A,则f(x)的值域为R,于是,对任意的b∈R,一定存在a∈D,使得f(a)=b,故①正确.取函数f(x)=x(-1<x<1),其值域为(-1,1),于是,存在M=1,使得f(x)的值域包含于[-M,M]=[-1,1],但此时f(x)没有最大值和最小值,故②错误.当f(x)∈A时,由①可知,对任意的b∈R,存在a∈D,使得f(a)=b,所以,当g(x)∈B时,对于函数f(x)+g(x),如果存在一个正数M,使得f(x)+g(x)的值域包含于[-M,M],那么对于该区间外的某一个b0∈R,一定存在一个a0∈D,使得f(a0)=b-g(a0),即f(a0)+g(a0)=b0&#8713;[-M,M],故③正确.对于f(x)=aln(x+2)+xx2+1 (x>-2),当a>0或a<0时,函数f(x)都没有最大值.要使得函数f(x)有最大值,只有a=0,此时f(x)=xx2+1 (x>-2).易知f(x)∈-12,12,所以存在正数M=12,使得f(x)∈[-M,M],故④正确.21.,[;四川卷] 已知函数f(x)=ex-ax2-bx-1,其中a,b∈R,e=2.718 28…为自然对数的底数.(1)设g(x)是函数f(x)的导函数,求函数g(x)在区间[0,1]上的最小值;(2)若f(1)=0,函数f(x)在区间(0,1)内有零点,求a的取值范围.21.解:(1)由f(x)=ex-ax2-bx-1,得g(x)=f′(x)=ex-2ax-b.所以g′(x)=ex-2a.当x∈[0,1]时,g′(x)∈[1-2a,e-2a].当a≤12时,g′(x)≥0,所以g(x)在[0,1]上单调递增,因此g(x)在[0,1]上的最小值是g(0)=1-b;当a≥e2时,g′(x)≤0,所以g(x)在[0,1]上单调递减,因此g(x)在[0,1]上的最小值是g(1)=e-2a-b;当12于是,g(x)在[0,1]上的最小值是g(ln(2a))=2a-2aln(2a)-b.综上所述,当a≤12时,g(x)在[0,1]上的最小值是g(0)=1-b;当12当a≥e2时,g(x)在[0,1]上的最小值是g(1)=e-2a-b.(2)设x0为f(x)在区间(0,1)内的一个零点,则由f(0)=f(x0)=0可知,f(x)在区间(0,x0)上不可能单调递增,也不可能单调递减.则g(x)不可能恒为正,也不可能恒为负.故g(x)在区间(0,x0)内存在零点x1.同理g(x)在区间(x0,1)内存在零点x2.故g(x)在区间(0,1)内至少有两个零点.由(1)知,当a≤12时,g(x)在[0,1]上单调递增,故g(x)在(0,1)内至多有一个零点;当a≥e2时,g(x)在[0,1]上单调递减,故g(x)在(0,1)内至多有一个零点,都不合题意.所以12此时g(x)在区间[0,ln(2a)]上单调递减,在区间(ln(2a),1]上单调递增.因此x1∈(0,ln(2a)],x2∈(ln(2a),1),必有g(0)=1-b>0,g(1)=e-2a-b>0.由f(1)=0得a+b=e-1<2,则g(0)=a-e+2>0,g(1)=1-a>0,解得e-2当e-2若g(ln(2a))≥0,则g(x)≥0(x∈[0,1]),从而f(x)在区间[0,1]内单调递增,这与f(0)=f(1)=0矛盾,所以g(ln(2a))<0.又g(0)=a-e+2>0,g(1)=1-a>0.故此时g(x)在(0,ln(2a))和(ln(2a),1)内各只有一个零点x1和x2.由此可知f(x)在[0,x1]上单调递增,在(x1,x2)上单调递减,在[x2,1]上单调递增.所以f(x1)>f(0)=0,f(x2)<f(1)=0,故f(x)在(x1,x2)内有零点.综上可知,a的取值范围是(e-2,1).B4
函数的奇偶性与周期性7.、、[;福建卷] 已知函数f(x)=x2+1,x>0,cos x, x≤0,则下列结论正确的是(  )A.f(x)是偶函数B.f(x)是增函数C.f(x)是周期函数D.f(x)的值域为[-1,+∞)7.D [解析] 由函数f(x)的解析式知,f(1)=2,f(-1)=cos(-1)=cos 1,f(1)≠f(-1),则f(x)不是偶函数;当x>0时,令f(x)=x2+1,则f(x)在区间(0,+∞)上是增函数,且函数值f(x)>1;当x≤0时,f(x)=cos x,则f(x)在区间(-∞,0]上不是单调函数,且函数值f(x)∈[-1,1];∴函数f(x)不是单调函数,也不是周期函数,其值域为[-1,+∞).3.[;湖南卷] 已知f(x),g(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f(x)-g(x)=x3+x2+1,则f(1)+g(1)=(  )A.-3
D.33.C [解析] 因为f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,所以f(1)+g(1)=f(-1)-g(-1)=(-1)3+(-1)2+1=1.3.[;新课标全国卷Ⅰ] 设函数f(x),g(x)的定义域都为R,且f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,则下列结论中正确的是(  )A.f(x)g(x)是偶函数B.|f(x)|g(x)是奇函数C.f(x)|g(x)|是奇函数D.|f(x)g(x)|是奇函数3.C [解析] 由于偶函数的绝对值还是偶函数,一个奇函数与一个偶函数之积为奇函数,故正确选项为C.15.[;新课标全国卷Ⅱ] 已知偶函数f(x)在[0,+∞)单调递减,f(2)=0,若f(x-1)>0,则x的取值范围是____.15.(-1,3) [解析] 根据偶函数的性质,易知f(x)>0的解集为(-2,2),若f(x-1)>0,则-2<x-1<2,解得-1<x<3.B5
二次函数16.、[;全国卷] 若函数f(x)=cos 2x+asin x在区间π6,π2是减函数,则a的取值范围是____.16.(-∞,2] [解析] f(x)=cos 2x+asin x=-2sin2x+asin x+1,令sin x=t,则f(x)=-2t2+at+1.因为x∈π6,π2,所以t∈12,1,所以f(x)=-2t2+at+1,t∈12,1.因为f(x)=cos 2x+asin x在区间π6,π2是减函数,所以f(x)=-2t2+at+1在区间12,1上是减函数,又对称轴为x=a4,∴a4≤12,所以a∈(-∞,2].B6
指数与指数函数 4.、、[;福建卷] 若函数y=logax(a>0,且a≠1)的图像如图1&#173;1所示,则下列函数图像正确的是(  )图1&#173;1    
A           B    C           D图1&#173;24.B [解析] 由函数y=logax的图像过点(3,1),得a=3.选项A中的函数为y=13x,则其函数图像不正确;选项B中的函数为y=x3,则其函数图像正确;选项C中的函数为y=(-x)3,则其函数图像不正确;选项D中的函数为y=log3(-x),则其函数图像不正确.3.[;江西卷] 已知函数f(x)=5|x|,g(x)=ax2-x(a∈R).若f[g(1)]=1,则a=(  )A.1
D.-13.A [解析] g(1)=a-1,由f[g(1)]=1,得5|a-1|=1,所以|a-1|=0,故a=1.3.、[;辽宁卷] 已知a=2-13,b=log213,c=log1213,则(  )A.a>b>c
D.c>b>a3.C [解析] 因为0log1212=1,所以c>a>b.2.,[;山东卷] 设集合A={x||x-1|<2},B={y|y=2x,x∈[0,2]},则A∩B=(  )A.[0,2]
D.(1,4)2.C [解析] 根据已知得,集合A={x|-1<x<3},B={y|1≤y≤4},所以A∩B={x|1≤x<3}.故选C.5.,,[;山东卷] 已知实数x,y满足ax<ay(0<a<1),则下列关系式恒成立的是(  )A. 1x2+1>1y2+1
B. ln(x2+1)>ln(y2+1)
C. sin x>sin y
D. x3>y35.D [解析] 因为ax<ay(0<a<1),所以x>y,所以sin x>sin y,ln(x2+1)>ln(y2+1),1x2+1>1y2+1都不一定正确,故选D.7.[;陕西卷] 下列函数中,满足“f(x+y)=f(x)&#8226;f(y)”的单调递增函数是(  )A.f(x)=x12
B.f(x)=x3
C.f(x)=12x
D.f(x)=3x7.B [解析] 由于f(x+y)=f(x)f(y),故排除选项A,C.又f(x)=12x为单调递减函数,所以排除选项D.11.[;陕西卷] 已知4a=2,lg x=a,则x=____.11.10 [解析] 由4a=2,得a=12,代入lg x=a,得lg x=12,那么x=1012 =10.B7
对数与对数函数5.,,[;山东卷] 已知实数x,y满足ax<ay(0<a<1),则下列关系式恒成立的是(  )A. 1x2+1>1y2+1
B. ln(x2+1)>ln(y2+1)
C. sin x>sin y
D. x3>y35.D [解析] 因为ax<ay(0<a<1),所以x>y,所以sin x>sin y,ln(x2+1)>ln(y2+1),1x2+1>1y2+1都不一定正确,故选D.3.,[;山东卷] 函数f(x)=1(log2x)2-1的定义域为(  )A.0,12
B.(2,+∞)C. 0,12∪(2,+∞)
D. 0,12∪[2,+∞)3.C [解析] 根据题意得,x>0,(log2)2-1>0,解得x>0,x>2或x<12.故选C.4.、、[;福建卷] 若函数y=logax(a>0,且a≠1)的图像如图1&#173;1所示,则下列函数图像正确的是(  )图1&#173;1    
A           B    C           D图1&#173;24.B [解析] 由函数y=logax的图像过点(3,1),得a=3.选项A中的函数为y=13x,则其函数图像不正确;选项B中的函数为y=x3,则其函数图像正确;选项C中的函数为y=(-x)3,则其函数图像不正确;选项D中的函数为y=log3(-x),则其函数图像不正确.13.、[;广东卷] 若等比数列{an}的各项均为正数,且a10a11+a9a12=2e5,则ln a1+ln a2+…+ln a20=____.13.50 [解析] 本题考查了等比数列以及对数的运算性质.∵{an}为等比数列,且a10a11+a9a12=2e5,∴a10a11+a9a12=2a10a11=2e5,∴a10a11=e5,∴ln a1+ln a2+…+ln a20=ln(a1a2…a20)=ln(a10a11)10=ln(e5)10=ln e50=50.3.、[;辽宁卷] 已知a=2-13,b=log213,c=log1213,则(  )A.a>b>c
D.c>b>a3.C [解析] 因为0log1212=1,所以c>a>b.4.[;天津卷] 函数f(x)=log12(x2-4)的单调递增区间为(  )A.(0,+∞)
B.(-∞,0)
C.(2,+∞)
D.(-∞,-2)4.D [解析] 要使f(x)单调递增,需有x2-4>0,x<0,解得x<-2.7.、[;浙江卷] 在同一直角坐标系中,函数f(x)=xa(x>0),g(x)=logax的图像可能是(  )    A            B    C            D图1&#173;2图1&#173;27.D [解析] 只有选项D符合,此时012.[;重庆卷] 函数f(x)=log2x&#8226;log2(2x)的最小值为____.12.-14 [解析] f(x)=log2 x&#8226;log2(2x)=12log2 x&#8226;2log2(2x)=log2x&#8226;(1+log2x)=(log2x)2+log2x=log2x+122-14,所以当x=22时,函数f(x)取得最小值-14.B8
幂函数与函数的图像4.、、[;福建卷] 若函数y=logax(a>0,且a≠1)的图像如图1&#173;1所示,则下列函数图像正确的是(  )图1&#173;1    
A           B    C           D图1&#173;24.B [解析] 由函数y=logax的图像过点(3,1),得a=3.选项A中的函数为y=13x,则其函数图像不正确;选项B中的函数为y=x3,则其函数图像正确;选项C中的函数为y=(-x)3,则其函数图像不正确;选项D中的函数为y=log3(-x),则其函数图像不正确.10.[;湖北卷] 已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=12(|x-a2|+|x-2a2|-3a2).若&#8704;x∈R,f(x-1)≤f(x),则实数a的取值范围为(  )A.-16,16
B.-66,66
C.-13,13
D.-33,3310.B [解析] 因为当x≥0时,f(x)=12x-a2+x-2a2-3a2,所以当0≤x≤a2时,f(x)=12a2-x+2a2-x-3a2=-x;当a2<x<2a2时,f(x)=12x-a2+2a2-x-3a2=-a2;当x≥2a2时,f(x)=12x-a2+x-2a2-3a2=x-3a2.综上,f(x)=-x,0≤x≤a2,-a2,a2<x<2a2,x-3a2,x≥2a2. 因此,根据奇函数的图象关于原点对称作出函数f(x)在R上的大致图象如下,观察图象可知,要使&#8704;x∈R,f(x-1)≤f(x),则需满足2a2-(-4a2)≤1,解得-66≤a≤66.故选B.8.[;山东卷] 已知函数f(x)=|x-2|+1,g(x)=kx,若方程f(x)=g(x)有两个不相等的实根,则实数k的取值范围是(  )A. 0,12
D. (2,+∞)8.B [解析] 画出函数f(x)的图像,如图所示.若方程f(x)=g(x)有两个不相等的实数,则函数f(x),g(x)有两个交点,则k>12,且k<1.故选B.7.、[;浙江卷] 在同一直角坐标系中,函数f(x)=xa(x>0),g(x)=logax的图像可能是(  )    A            B    C            D图1&#173;2图1&#173;27.D [解析] 只有选项D符合,此时0B9
函数与方程
10.、[;湖南卷] 已知函数f(x)=x2+ex-12(x<0)与g(x)=x2+ln(x+a)的图像上存在关于y轴对称的点,则a的取值范围是(  )A.(-∞,1e)
B.(-∞,e)C.-1e,e
D.-e,1e10.B [解析] 依题意,设存在P(-m,n)在f(x)的图像上,则Q(m,n)在g(x)的图像上,则有m2+e-m-12=m2+ln(m+a),解得m+a=ee-m-12,即a=ee-m-12-m(m>0),可得a∈(-∞,e).14.[;天津卷] 已知函数f(x)=|x2+3x|,x∈R.若方程f(x)-a|x-1|=0恰有4个互异的实数根,则实数a的取值范围为____.14.(0,1)∪(9,+∞) [解析] 在同一坐标系内分别作出y=f(x)与y=a|x-1|的图像如图所示.当y=a|x-1|与y=f(x)的图像相切时,由-ax+a=-x2-3x,a>0,整理得x2+(3-a)x+a=0,则Δ=(3-a)2-4a=a2-10a+9=0,解得a=1或a=9.故当y=a|x-1|与y=f(x)的图像有四个交点时,09.6.[;浙江卷] 已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c,且0<f(-1)=f(-2)=f(-3)≤3,则(  )A.c≤3
C.696.C [解析] 由f(-1)=f(-2)=f(-3)得-1+a-b+c=-8+4a-2b+c,-8+4a-2b+c=-27+9a-3b+c&#8658;-7+3a-b=0,19-5a+b=0&#8658;a=6,b=11,则f(x)=x3+6x2+11x+c,而0<f(-1)≤3,故0<-6+c≤3,∴6<c≤9,故选C.B10 函数模型及其应用 8.[;湖南卷] 某市生产总值连续两年持续增加,第一年的增长率为p,第二年的增长率为q,则该市这两年生产总值的年平均增长率为(  )A.p+q2
B.(p+1)(q+1)-12C.pq
D.(p+1)(q+1)-18.D [解析] 设年平均增长率为x,则有(1+p)(1+q)=(1+x)2,解得x=(1+p)(1+q)-1.10.[;陕西卷] 如图1&#173;2,某飞行器在4千米高空水平飞行,从距着陆点A的水平距离10千米处开始下降,已知下降飞行轨迹为某三次函数图像的一部分,则该函数的解析式为
(  )图1&#173;2A.y=x
B.y=xC.y=3125x3-x
D.y=-x10.A [解析] 设该三次函数的解析式为y=ax3+bx2+cx+d.因为函数的图像经过点(0,0),所以d=0,所以y=ax3+bx2+cx.又函数过点(-5,2),(5,-2),则该函数是奇函数,故b=0,所以y=ax3+cx,代入点(-5,2)得-125a-5c=2.又由该函数的图像在点(-5,2)处的切线平行于x轴,y′=3ax2+c,得当x=-5时,y′=75a+c=0.联立-125a-5c=2,75a+c=0,解得a=1125,c=-35.故该三次函数的解析式为y=x.B11 导数及其运算18.、[;安徽卷] 设函数f(x)=1+(1+a)x-x2-x3,其中a>0.(1)讨论f(x)在其定义域上的单调性;(2)当x∈[0,1]时 ,求f(x)取得最大值和最小值时的x的值.18.解: (1)f(x)的定义域为(-∞,+∞),f′(x)=1+a-2x-3x2.令f′(x)=0,得x1=-1-4+3a3,x2=-1+4+3a3,x1<x2,所以f′(x)=-3(x-x1)(x-x2).当xx2时,f′(x)<0;当x1<x0.故f(x)在-∞,-1-4+3a3和 -1+4+3a3,+∞内单调递减,在-1-4+3a3,-1+4+3a3内单调递增.(2)因为a>0,所以x10,①当a≥4时,x2≥1.由(1)知,f(x)在[0,1]上单调递增,所以f(x)在x=0和x=1处分别取得最小值和最大值.②当0由(1)知,f(x)在[0,x2]上单调递增,在[x2,1]上单调递减,所以f(x)在x=x2=-1+4+3a3处取得最大值.又f(0)=1,f(1)=a,所以当0当a=1时,f(x)在x=0和x=1处同时取得最小值;当121.、、[;安徽卷] 设实数c>0,整数p>1,n∈N*.(1)证明:当x>-1且x≠0时,(1+x)p>1+px;(2)数列{an}满足a1>c1p,an+1=p-1pan+cpa1-pn,证明:an>an+1>c1p.21.证明:(1)用数学归纳法证明如下.①当p=2时,(1+x)2=1+2x+x2>1+2x,原不等式成立.②假设p=k(k≥2,k∈N*)时,不等式(1+x)k>1+kx成立.当p=k+1时,(1+x)k+1=(1+x)(1+x)k>(1+x)(1+kx)=1+(k+1)x+kx2>1+(k+1)x.所以当p=k+1时,原不等式也成立.综合①②可得,当x>-1,x≠0时,对一切整数p>1,不等式(1+x)p>1+px均成立.(2)方法一:先用数学归纳法证明an>c1p.①当n=1时,由题设知a1>c1p成立.②假设n=k(k≥1,k∈N*)时,不等式ak>c1p成立.由an+1=p-1pan+cpa1-pn易知an>0,n∈N*.当n=k+1时,ak+1ak=p-1p+cpa-pk=1+1pcapk-1.由ak>c1p>0得-1<-1p<1pcapk-1<0.由(1)中的结论得ak+1akp=1+1pcapk-1p>1+p&#8226; 1pcapk-1=capk.因此apk+1>c,即ak+1>c1p,所以当n=k+1时,不等式an>c1p也成立.综合①②可得,对一切正整数n,不等式an>c1p均成立.再由an+1an=1+1pcapn-1可得an+1an<1,即an+1综上所述,an>an+1>c1p,n∈N*.方法二:设f(x)=p-1px+cpx1-p,x≥c1p,则xp≥c,所以f′(x)=p-1p+cp(1-p)x-p=p-1p1-cxp>0.由此可得,f(x)在[c1p,+∞)上单调递增,因而,当x>c1p时,f(x)>f(c1p)=c1p.①当n=1时,由a1>c1p>0,即ap1>c可知a2=p-1pa1+cpa1-p1=a11+1pcap1-1c1p,从而可得a1>a2>c1p,故当n=1时,不等式an>an+1>c1p成立.②假设n=k(k≥1,k∈N*)时,不等式ak>ak+1>c1p成立,则当n=k+1时,f(ak)>f(ak+1)>f(c1p),即有ak+1>ak+2>c1p,所以当n=k+1时,原不等式也成立.综合①②可得,对一切正整数n,不等式an>an+1>c1p均成立.20.、[;福建卷] 已知函数f(x)=ex-ax(a为常数)的图像与y轴交于点A,曲线y=f(x)在点A处的切线斜率为-1.(1)求a的值及函数f(x)的极值;(2)证明:当x>0时,x2<ex;(3)证明:对任意给定的正数c,总存在x0,使得当x∈(x0,+∞)时,恒有x2<cex.20.解:方法一:(1)由f(x)=ex-ax,得f ′(x)=ex-a.又f ′(0)=1-a=-1,得a=2.所以f(x)=ex-2x,f ′(x)=ex-2.令f ′(x)=0,得x=ln 2.当x<ln 2时,f ′(x)<0,f(x)单调递减;当x>ln 2时,f ′(x)>0,f(x)单调递增.所以当x=ln 2时,f(x)取得极小值,且极小值为f(ln 2)=eln 2-2ln 2=2-ln 4,f(x)无极大值.(2)证明:令g(x)=ex-x2,则g′(x)=ex-2x.由(1)得,g′(x)=f(x)≥f(ln 2)=2-ln 4>0,故g(x)在R上单调递增,又g(0)=1>0,所以当x>0时,g(x)>g(0)>0,即x2<ex.(3)证明:①若c≥1,则ex≤cex.又由(2)知,当x>0时,x2<ex.故当x>0时,x2<cex.取x0=0,当x∈(x0,+∞)时,恒有x2<cex.②若0<c1,要使不等式x2kx2成立.而要使ex>kx2成立,则只要x>ln(kx2),只要x>2ln x+ln k成立.令h(x)=x-2ln x-ln k,则h′(x)=1-2x=x-2x.所以当x>2时,h′(x)>0,h(x)在(2,+∞)内单调递增.取x0=16k>16,所以h(x)在(x0,+∞)内单调递增.又h(x0)=16k-2ln(16k)-ln k=8(k-ln 2)+3(k-ln k)+5k,易知k>ln k,k>ln 2,5k>0,所以h(x0)>0.即存在x0=16c,当x∈(x0,+∞)时,恒有x2<cex.综上,对任意给定的正数c,总存在x0,当x∈(x0,+∞)时,恒有x2<cex.方法二:(1)同方法一.(2)同方法一.(3)对任意给定的正数c,取x0=4c,由(2)知,当x>0时,ex>x2,所以ex=ex2&#8226;ex2>x22&#8226;x22,当x>x0时,ex>x22x22>4cx22=1cx2,因此,对任意给定的正数c,总存在x0,当x∈(x0,+∞)时,恒有x2<cex.方法三:(1)同方法一.(2)同方法一.(3)首先证明当x∈(0,+∞)时,恒有13x3<ex.证明如下:令h(x)=13x3-ex,则h′(x)=x2-ex.由(2)知,当x>0时,x2<ex,从而h′(x)<0,h(x)在(0,+∞)上单调递减,所以h(x)<h(0)=-1<0,即13x3<ex.取x0=3c,当x>x0时,有1cx2<13x3<ex.因此,对任意给定的正数c,总存在x0,当x∈(x0,+∞)时,恒有x2<cex.10.、[;广东卷] 曲线y=e-5x+2在点(0,3)处的切线方程为____.10.y=-5x+3 [解析] 本题考查导数的几何意义以及切线方程的求解方法.因为y′=-5e-5x,所以切线的斜率k=-5e0=-5,所以切线方程是:y-3=-5(x-0),即y=-5x+3.13.[;江西卷] 若曲线y=e-x上点P处的切线平行于直线2x+y+1=0,则点P的坐标是____.13.(-ln 2,2) [解析] 设点P的坐标为(x0,y0),y′=-e-x.又切线平行于直线2x+y+1=0,所以-e-x0=-2,可得x0=-ln 2,此时y=2,所以点P的坐标为(-ln 2,2).18.、[;江西卷] 已知函数f(x)=(x2+bx+b)1-2x(b∈R).(1)当b=4时,求f(x)的极值;(2)若f(x)在区间0,13上单调递增,求b的取值范围.18.解:(1)当b=4时,f′(x)=-5x(x+2)1-2x,由f′(x)=0,得x=-2或x=0.所以当x∈(-∞,-2)时,f′(x)0,f(x)单调递增;当x∈0,12时,f′(x)<0,f(x)单调递减,故f(x)在x=-2处取得极小值f(-2)=0,在x=0处取得极大值f(0)=4.(2)f′(x)=-x[5x+(3b-2)]1-2x,易知当x∈0,13时,-x1-2x<0,依题意当x∈0,13时,有5x+(3b-2)≤0,从而53+(3b-2)≤0,得b≤19.所以b的取值范围为-∞,19.7.[;全国卷] 曲线y=xex-1在点(1,1)处切线的斜率等于(  )A.2e
D.17.C [解析] 因为y′=(xex-1)′=ex-1+xex-1,所以y=xex-1在点(1,1)处的导数是y′|x=1=e1-1+e1-1=2,故曲线y=xex-1在点(1,1)处的切线斜率是2.8.[;新课标全国卷Ⅱ] 设曲线y=ax-ln(x+1)在点(0,0)处的切线方程为y=2x,则a=(  )A.0
D.38.D [解析] y′=a-1x+1,根据已知得,当x=0时,y′=2,代入解得a=3.21.,,,[;陕西卷] 设函数f(x)=ln(1+x),g(x)=xf′(x),x≥0,其中f′(x)是f(x)的导函数.(1)令g1(x)=g(x),gn+1(x)=g(gn(x)),n∈N+,求gn(x)的表达式;(2)若f(x)≥ag(x)恒成立,求实数a的取值范围;(3)设n∈N+,比较g(1)+g(2)+…+g(n)与n-f(n)的大小,并加以证明.21.解:由题设得,g(x)=x1+x(x≥0).(1)由已知,g1(x)=x1+x,g2(x)=g(g1(x))=x1+x1+x1+x=x1+2x,g3(x)=x1+3x,…,可得gn(x)=x1+nx.下面用数学归纳法证明.①当n=1时,g1(x)=x1+x,结论成立.②假设n=k时结论成立,即gk(x)=x1+kx.那么,当n=k+1时,gk+1(x)=g(gk(x))=gk(x)1+gk(x)=x1+kx1+x1+kx=x1+(k+1)x,即结论成立.由①②可知,结论对n∈N+成立.(2)已知f(x)≥ag(x)恒成立,即ln(1+x)≥ax1+x恒成立.设φ(x)=ln(1+x)-ax1+x(x≥0),则φ′(x)=11+x-a(1+x)2=x+1-a(1+x)2,当a≤1时,φ′(x)≥0(仅当x=0,a=1时等号成立),∴φ(x)在[0,+∞)上单调递增,又φ(0)=0,∴φ(x)≥0在[0,+∞)上恒成立,∴a≤1时,ln(1+x)≥ax1+x恒成立(仅当x=0时等号成立).当a>1时,对x∈(0,a-1]有φ′(x)<0,∴φ(x)在(0,a-1]上单调递减,∴φ(a-1)<φ(0)=0.即a>1时,存在x>0,使φ(x)<0,故知ln(1+x)≥ax1+x不恒成立.综上可知,a的取值范围是(-∞,1].(3)由题设知g(1)+g(2)+…+g(n)=12+23+…+nn+1,比较结果为g(1)+g(2)+…+g(n)>n-ln(n+1).证明如下:方法一:上述不等式等价于12+13+…+1n+1<ln(n+1),在(2)中取a=1,可得ln(1+x)>x1+x,x>0.令x=1n,n∈N+,则1n+1<lnn+1n.下面用数学归纳法证明.①当n=1时,12<ln 2,结论成立.②假设当n=k时结论成立,即12+13+…+1k+1<ln(k+1).那么,当n=k+1时,12+13+…+1k+1+1k+2<ln(k+1)+1k+2<ln(k+1)+lnk+2k+1=ln(k+2),即结论成立.由①②可知,结论对n∈N+成立.方法二:上述不等式等价于12+13+…+1n+1<ln(n+1),在(2)中取a=1,可得ln(1+x)>x1+x,x>0.令x=1n,n∈N+,则lnn+1n>1n+1.故有ln 2-ln 1>12,ln 3-ln 2>13,……ln(n+1)-ln n>1n+1,上述各式相加可得ln(n+1)>12+13+…+1n+1,结论得证.方法三:如图,0nxx+1dx是由曲线y=xx+1,x=n及x轴所围成的曲边梯形的面积,而12+23+…+nn+1是图中所示各矩形的面积和,∴12+23+…+nn+1>0nxx+1dx=0n1-1x+1dx=n-ln(n+1),结论得证.19.,[;四川卷] 设等差数列{an}的公差为d,点(an,bn)在函数f(x)=2x的图像上(n∈N*).(1)若a1=-2,点(a8,4b7)在函数f(x)的图像上,求数列{an}的前n项和Sn;(2)若a1=1,函数f(x)的图像在点(a2,b2)处的切线在x轴上的截距为2-1ln 2,求数列anbn的前n项和Tn.19.解:(1)由已知得,b7=2a7,b8=2a8=4b7,所以2a8=4×2a7=2a7+2,解得d=a8-a7=2,所以Sn=na1+n(n-1)2d=-2n+n(n-1)=n2-3n.(2)函数f(x)=2x在点(a2,b2)处的切线方程为y-2a2=(2a2ln 2)(x-a2),其在x轴上的截距为a2-1ln 2.由题意有a2-1ln 2=2-1ln 2,解得a2=2.所以d=a2-a1=1.从而an=n,bn=2n,所以数列{anbn}的通项公式为anbn=n2n,所以Tn=12+222+323+…+n-12n-1+n2n,2Tn=11+22+322+…+n2n-1,因此,2Tn-Tn=1+12+122+…+12n-1-n2n=2-12n-1-n2n=2n+1-n-22n.所以,Tn=2n+1-n-22n.B12 导数的应用21.,[;四川卷] 已知函数f(x)=ex-ax2-bx-1,其中a,b∈R,e=2.718 28…为自然对数的底数.(1)设g(x)是函数f(x)的导函数,求函数g(x)在区间[0,1]上的最小值;(2)若f(1)=0,函数f(x)在区间(0,1)内有零点,求a的取值范围.21.解:(1)由f(x)=ex-ax2-bx-1,得g(x)=f′(x)=ex-2ax-b.所以g′(x)=ex-2a.当x∈[0,1]时,g′(x)∈[1-2a,e-2a].当a≤12时,g′(x)≥0,所以g(x)在[0,1]上单调递增,因此g(x)在[0,1]上的最小值是g(0)=1-b;当a≥e2时,g′(x)≤0,所以g(x)在[0,1]上单调递减,因此g(x)在[0,1]上的最小值是g(1)=e-2a-b;当12于是,g(x)在[0,1]上的最小值是g(ln(2a))=2a-2aln(2a)-b.综上所述,当a≤12时,g(x)在[0,1]上的最小值是g(0)=1-b;当12当a≥e2时,g(x)在[0,1]上的最小值是g(1)=e-2a-b.(2)设x0为f(x)在区间(0,1)内的一个零点,则由f(0)=f(x0)=0可知,f(x)在区间(0,x0)上不可能单调递增,也不可能单调递减.则g(x)不可能恒为正,也不可能恒为负.故g(x)在区间(0,x0)内存在零点x1.同理g(x)在区间(x0,1)内存在零点x2.故g(x)在区间(0,1)内至少有两个零点.由(1)知,当a≤12时,g(x)在[0,1]上单调递增,故g(x)在(0,1)内至多有一个零点;当a≥e2时,g(x)在[0,1]上单调递减,故g(x)在(0,1)内至多有一个零点,都不合题意.所以12此时g(x)在区间[0,ln(2a)]上单调递减,在区间(ln(2a),1]上单调递增.因此x1∈(0,ln(2a)],x2∈(ln(2a),1),必有g(0)=1-b>0,g(1)=e-2a-b>0.由f(1)=0得a+b=e-1<2,则g(0)=a-e+2>0,g(1)=1-a>0,解得e-2当e-2若g(ln(2a))≥0,则g(x)≥0(x∈[0,1]),从而f(x)在区间[0,1]内单调递增,这与f(0)=f(1)=0矛盾,所以g(ln(2a))<0.又g(0)=a-e+2>0,g(1)=1-a>0.故此时g(x)在(0,ln(2a))和(ln(2a),1)内各只有一个零点x1和x2.由此可知f(x)在[0,x1]上单调递增,在(x1,x2)上单调递减,在[x2,1]上单调递增.所以f(x1)>f(0)=0,f(x2)<f(1)=0,故f(x)在(x1,x2)内有零点.综上可知,a的取值范围是(e-2,1).18.、[;安徽卷] 设函数f(x)=1+(1+a)x-x2-x3,其中a>0.(1)讨论f(x)在其定义域上的单调性;(2)当x∈[0,1]时 ,求f(x)取得最大值和最小值时的x的值.18.解: (1)f(x)的定义域为(-∞,+∞),f′(x)=1+a-2x-3x2.令f′(x)=0,得x1=-1-4+3a3,x2=-1+4+3a3,x1<x2,所以f′(x)=-3(x-x1)(x-x2).当xx2时,f′(x)<0;当x1<x0.故f(x)在-∞,-1-4+3a3和 -1+4+3a3,+∞内单调递减,在-1-4+3a3,-1+4+3a3内单调递增.(2)因为a>0,所以x10,①当a≥4时,x2≥1.由(1)知,f(x)在[0,1]上单调递增,所以f(x)在x=0和x=1处分别取得最小值和最大值.②当0由(1)知,f(x)在[0,x2]上单调递增,在[x2,1]上单调递减,所以f(x)在x=x2=-1+4+3a3处取得最大值.又f(0)=1,f(1)=a,所以当0当a=1时,f(x)在x=0和x=1处同时取得最小值;当118.[;北京卷] 已知函数f(x)=xcos x-sin x,x∈0,π2.(1)求证:f(x)≤0;(2)若a<sin xx<b对x∈0,π2恒成立,求a的最大值与b的最小值.18.解:(1)证明:由f(x)=xcos x-sin x得f′(x)=cos x-xsin x-cos x=-xsin x.因为在区间0,π2上f′(x)=-xsin x<0,所以f(x)在区间0,π2上单调递减.从而f(x)≤f(0)=0.(2)当x>0时,“sin xx>a”等价于“sin x-ax>0”,“sin xx<b”等价于“sin x-bx<0”.令g(x)=sin x-cx,则g′(x)=cos x-c.当c≤0时,g(x)>0对任意x∈0,π2恒成立.当c≥1时,因为对任意x∈0,π2,g′(x)=cos x-c<0,所以g(x)在区间0,π2上单调递减,从而g(x)<g(0)=0对任意x∈0,π2恒成立.当0<c<1时,存在唯一的x0∈0,π2使得g′(x0)=cos x0-c=0.g(x)与g′(x)在区间0,π2上的情况如下:x (0,x0) x0 x0,π2g′(x) + 0 -g(x)
因为g(x)在区间(0,x0)上是增函数,所以g(x0)>g(0)=0.进一步,“g(x)>0对任意x∈0,π2恒成立”当且仅当gπ2=1-π2c≥0,即0<c≤2π.综上所述,当且仅当c≤2π时,g(x)>0对任意x∈0,π2恒成立;当且仅当c≥1时,g(x)<0对任意x∈0,π2恒成立.所以,若a<sin xx<b对任意x∈0,π2恒成立,则a的最大值为2π,b的最小值为1.20.、[;福建卷] 已知函数f(x)=ex-ax(a为常数)的图像与y轴交于点A,曲线y=f(x)在点A处的切线斜率为-1.(1)求a的值及函数f(x)的极值;(2)证明:当x>0时,x2<ex;(3)证明:对任意给定的正数c,总存在x0,使得当x∈(x0,+∞)时,恒有x2<cex.20.解:方法一:(1)由f(x)=ex-ax,得f ′(x)=ex-a.又f ′(0)=1-a=-1,得a=2.所以f(x)=ex-2x,f ′(x)=ex-2.令f ′(x)=0,得x=ln 2.当x<ln 2时,f ′(x)<0,f(x)单调递减;当x>ln 2时,f ′(x)>0,f(x)单调递增.所以当x=ln 2时,f(x)取得极小值,且极小值为f(ln 2)=eln 2-2ln 2=2-ln 4,f(x)无极大值.(2)证明:令g(x)=ex-x2,则g′(x)=ex-2x.由(1)得,g′(x)=f(x)≥f(ln 2)=2-ln 4>0,故g(x)在R上单调递增,又g(0)=1>0,所以当x>0时,g(x)>g(0)>0,即x2<ex.(3)证明:①若c≥1,则ex≤cex.又由(2)知,当x>0时,x2<ex.故当x>0时,x2<cex.取x0=0,当x∈(x0,+∞)时,恒有x2<cex.②若0<c1,要使不等式x2kx2成立.而要使ex>kx2成立,则只要x>ln(kx2),只要x>2ln x+ln k成立.令h(x)=x-2ln x-ln k,则h′(x)=1-2x=x-2x.所以当x>2时,h′(x)>0,h(x)在(2,+∞)内单调递增.取x0=16k>16,所以h(x)在(x0,+∞)内单调递增.又h(x0)=16k-2ln(16k)-ln k=8(k-ln 2)+3(k-ln k)+5k,易知k>ln k,k>ln 2,5k>0,所以h(x0)>0.即存在x0=16c,当x∈(x0,+∞)时,恒有x2<cex.综上,对任意给定的正数c,总存在x0,当x∈(x0,+∞)时,恒有x2<cex.方法二:(1)同方法一.(2)同方法一.(3)对任意给定的正数c,取x0=4c,由(2)知,当x>0时,ex>x2,所以ex=ex2&#8226;ex2>x22&#8226;x22,当x>x0时,ex>x22x22>4cx22=1cx2,因此,对任意给定的正数c,总存在x0,当x∈(x0,+∞)时,恒有x2<cex.方法三:(1)同方法一.(2)同方法一.(3)首先证明当x∈(0,+∞)时,恒有13x3<ex.证明如下:令h(x)=13x3-ex,则h′(x)=x2-ex.由(2)知,当x>0时,x2<ex,从而h′(x)<0,h(x)在(0,+∞)上单调递减,所以h(x)<h(0)=-1<0,即13x3<ex.取x0=3c,当x>x0时,有1cx2<13x3<ex.因此,对任意给定的正数c,总存在x0,当x∈(x0,+∞)时,恒有x2<cex.21.、[;广东卷] 设函数f(x)=1(x2+2x+k)2+2(x2+2x+k)-3,其中k<-2.(1)求函数f(x)的定义域D(用区间表示);(2)讨论函数f(x)在D上的单调性;(3)若kf(1)的x的集合(用区间表示).22.[;湖北卷] π为圆周率,e=2.718 28…为自然对数的底数.(1)求函数f(x)=ln xx的单调区间;(2)求e3,3e,eπ,πe,,3π,π3这6个数中的最大数与最小数;(3)将e3,3e,eπ,πe,3π,π3这6个数按从小到大的顺序排列,并证明你的结论.22.解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞).因为f(x)=ln xx,所以f′(x)=1-ln xx2.当f′(x)>0,即0<x<e时,函数f(x)单调递增;当f′(x)e时,函数f(x)单调递减.故函数f(x)的单调递增区间为(0,e),单调递减区间为(e,+∞).(2)因为e<3<π,所以eln 3<eln π,πln e<πln 3,即ln 3e<ln πe,ln eπ<ln 3π.于是根据函数y=ln x,y=ex,y=πx在定义域上单调递增,可得3e<πe<π3,e3<eπ<3π.故这6个数的最大数在π3与3π之中,最小数在3e与e3之中.由e<3<π及(1)的结论,得f(π)<f(3)<f(e),即ln ππ<ln 33<ln ee.由ln ππ<ln 33,得ln π3π3;由ln 33<ln ee,得ln 3e<ln e3,所以3e<e3.综上,6个数中的最大数是3π,最小数是3e.(3)由(2)知,3e<πe<π3<3π,3e<e3.又由(2)知,ln ππ<ln ee,得πe<eπ.故只需比较e3与πe和eπ与π3的大小.由(1)知,当0<x<e时,f(x)<f(e)=1e,即ln xx <1e.在上式中,令x=e2π,又e2π<e,则lne2π<eπ,从而2-ln π2-eπ.①由①得,eln π>e2-eπ>2.7×2-2.723.1>2.7×(2-0.88)=3.024>3,即eln π>3,亦即ln πe>ln e3,所以e3<πe.又由①得,3ln π>6-3eπ>6-e>π,即3ln π>π,所以eπ<π3.综上可得,3e<e3<πe<eπ<π3<3π,即这6个数从小到大的顺序为3e,e3,πe,eπ,π3,3π.22.、[;湖南卷] 已知常数a>0,函数f(x)=ln(1+ax)-2xx+2.(1)讨论f(x)在区间(0,+∞)上的单调性;(2)若f(x)存在两个极值点x1,x2,且f(x1)+f(x2)>0,求a的取值范围.22.解:(1)f′(x)=a1+ax-2(x+2)-2x(x+2)2=ax2+4(a-1)(1+ax)(x+2)2.(*)当a≥1时,f′(x)>0,此时,f(x)在区间(0,+∞)上单调递增.当0x1=21-aax2=-21-aa舍去.当x∈(0,x1)时,f′(x)<0;当x∈(x1,+∞)时,f′(x)>0.故f(x)在区间(0,x1)上单调递减,在区间(x1,+∞)上单调递增.综上所述,当a≥1时,f(x)在区间(0,+∞)上单调递增;当0<a<1时,f(x)在区间0,21-aa上单调递减,在区间21-aa,+∞上单调递增.(2)由(*)式知,当a≥1时,f′(x)≥0,此时f(x)不存在极值点,因而要使得f(x)有两个极值点,必有0又f(x)的极值点只可能是x1=21-aa和x2=-21-aa,且由f(x)的定义可知,x>-1a且x≠-2,所以-21-aa>-1a,-21-aa≠-2,解得a≠12.此时,由(*)式易知,x1,x2分别是f(x)的极小值点和极大值点.而f(x1)+f(x2)=ln(1+ax1)-2x1x1+2+ln(1+ax2)-2x2x2+2=ln[1+a(x1+x2)+a2x1x2]-4x1x2+4(x1+x2)x1x2+2(x1+x2)+4=ln(2a-1)2-4(a-1)2a-1=ln(2a-1)2+22a-1-2.令2a-1=x.由0当0当12记g(x)=ln x2+2x-2.(i)当-1<x<0时,g(x)=2ln(-x)+2x-2,所以g′(x)=2x-2x2=2x-2x2<0,因此,g(x)在区间(-1,0)上单调递减,从而g(x)<g(-1)=-4<0.故当0(ii)当0<x<1时,g(x)=2ln x+2x-2,所以g′(x)=2x-2x2=2x-2x2<0,因此,g(x)在区间(0,1)上单调递减,从而g(x)>g(1)=0.故当120.综上所述,满足条件的a的取值范围为12,1.18.、[;江西卷] 已知函数f(x)=(x2+bx+b)1-2x(b∈R).(1)当b=4时,求f(x)的极值;(2)若f(x)在区间0,13上单调递增,求b的取值范围.18.解:(1)当b=4时,f′(x)=-5x(x+2)1-2x,由f′(x)=0,得x=-2或x=0.所以当x∈(-∞,-2)时,f′(x)0,f(x)单调递增;当x∈0,12时,f′(x)<0,f(x)单调递减,故f(x)在x=-2处取得极小值f(-2)=0,在x=0处取得极大值f(0)=4.(2)f′(x)=-x[5x+(3b-2)]1-2x,易知当x∈0,13时,-x1-2x<0,依题意当x∈0,13时,有5x+(3b-2)≤0,从而53+(3b-2)≤0,得b≤19.所以b的取值范围为-∞,19.11.[;辽宁卷] 当x∈[-2,1]时,不等式ax3-x2+4x+3≥0恒成立,则实数a的取值范围是(  )A.[-5,-3]
B.-6,-98
C.[-6,-2]
D.[-4,-3]11.C [解析] 当-2≤x<0时,不等式转化为a≤x2-4x-3x3,令f(x)=x2-4x-3x3(-2≤x<0),则f′(x)=-x2+8x+9x4=-(x-9)(x+1)x4,故f(x)在[-2,-1]上单调递减,在(-1,0)上单调递增,此时有a≤1+4-3-1=-2.当x=0时,g(x)恒成立.当0<x≤1时,a≥x2-4x-3x3,令个g(x)=x2-4x-3x3(0<x≤1),则g′(x)=-x2+8x+9x4=-(x-9)(x+1)x4,故g(x)在(0,1]上单调递增,此时有a≥1-4-31=-6.综上,-6≤a≤-2.22.、[;全国卷] 函数f(x)=ln(x+1)-axx+a(a>1).(1)讨论f(x)的单调性;(2)设a1=1,an+1=ln(an+1),证明:2n+222.解:(1)易知f(x)的定义域为(-1,+∞),f′(x)=x[x-(a2-2a)](x+1)(x+a)2.(i)当10,所以f(x)在(-1,a2-2a)是增函数;若x∈(a2-2a,0),则f′(x)<0,所以f(x)在(a2-2a,0)是减函数;若x∈(0,+∞),则f′(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)是增函数.(ii)当a=2时,若f′(x)≥0,f′(x)=0成立当且仅当x=0,所以f(x)在(-1,+∞)是增函数. (iii)当a>2时,若x∈(-1,0),则f′(x)>0,所以f(x)在(-1,0)是增函数;若x∈(0,a2-2a),则f′(x)<0,所以f(x)在(0,a2-2a)是减函数;若x∈(a2-2a,+∞),则f′(x)>0,所以f(x)在(a2-2a,+∞)是增函数.(2)由(1)知,当a=2时,f(x)在(-1,+∞)是增函数.当x∈(0,+∞)时,f(x)>f(0)=0,即ln(x+1)>2xx+2(x>0).又由(1)知,当a=3时,f(x)在[0,3)是减函数.当x∈(0,3)时,f(x)<f(0)=0,即ln(x+1)<3xx+3(0<x<3).下面用数学归纳法证明2n+2(i)当n=1时,由已知23(ii)假设当n=k时结论成立,即2k+2当n=k+1时,ak+1=ln(ak+1)>ln2k+2+1>2×2k+22k+2+2=2k+3,ak+1=ln(ak+1)≤ln3k+2+1<3×3k+23k+2+3=3k+3,即当n=k+1时,有2k+3 根据(i)(ii)知对任何n∈结论都成立.11.[;新课标全国卷Ⅰ] 已知函数f(x)=ax3-3x2+1,若f(x)存在唯一的零点x0,且x0>0,则a的取值范围是(  )A.(2,+∞)
B.(1,+∞)C.(-∞,-2)
D.(-∞,-1)11.C [解析] 当a=0时,f(x)=-3x2+1,存在两个零点,不符合题意,故a≠0.由f′(x)=3ax2-6x=0,得x=0或x=2a.若a0,即可解得a<-2;若a>0,则f(x)极大值=f(0)=1>0,此时函数f(x)一定存在小于零的零点,不符合题意.综上可知,实数a的取值范围为(-∞,-2).21.、[;新课标全国卷Ⅰ] 设函数f(x)=aexln x+bex-1x,曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=e(x-1)+2.(1)求a,b;(2)证明:f(x)>1.21.解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=aexln x+axex-bx2ex-1+bxex-1.由题意可得f(1)=2,f′(1)=e,故a=1,b=2.(2)证明:由(1)知,f(x)=exln x+2xex-1,从而f(x)>1等价于xln x>xe-x-2e.设函数g(x)=xln x,则g′(x)=1+ln x,所以当x∈0,1e时,g′(x)<0;当x∈1e,+∞时,g′(x)>0.故g(x)在0,1e上单调递减,在1e,+∞上单调递增,从而g(x)在(0,+∞)上的最小值为g1e=-1e.设函数h(x)=xe-x-2e,则h′(x)=e-x(1-x).所以当x∈(0,1)时,h′(x)>0;当x∈(1,+∞)时,h′(x)<0.故h(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,从而h(x)在(0,+∞)上的最大值为h(1)=-1e.因为gmin(x)=g1e=h(1)=hmax(x),所以当x>0时,g(x)>h(x),即f(x)>1.21.、[;新课标全国卷Ⅱ] 已知函数f(x)=ex-e-x-2x.(1)讨论f(x)的单调性;(2)设g(x)=f(2x)-4bf(x),当x>0时,g(x)>0,求b的最大值;(3)已知1.414 2<2<1.414 3,估计ln 2的近似值(精确到0.001).21.解:(1)f′(x)=ex+e-x-2≥0,当且仅当x=0时,等号成立,所以f(x)在(-∞,+∞)上单调递增.(2)g(x)=f(2x)-4bf(x)=e2x-e-2x-4b(ex-e-x)+(8b-4)x,g′(x)=2[e2x+e-2x-2b(ex+e-x)+(4b-2)] =2(ex+e-x-2)(ex+e-x-2b+2).(i)当b≤2时,g′(x)≥0,等号仅当x=0时成立,所以g(x)在(-∞,+∞)上单调递增.而g(0)=0,所以对任意x>0,g(x)>0.(ii)当b>2时,若x满足2<ex+e-x<2b-2,即0<x<ln(b-1+b2-2b)时,g′(x)<0.而g(0)=0,因此当0<x<ln(b-1+b2-2b)时,g(x)<0.综上,b的最大值为2.(3)由(2)知,g(ln2)=32-22b+2(2b-1)ln 2.当b=2时,g(ln2)=32-42+6ln 2>0,ln 2>82-312>0.692 8;当b=324+1时,ln(b-1+b2-2b)=ln2,g(ln2)=-32-22+(32+2)ln 2<0,ln 2<18+228<0.693 4.所以ln 2的近似值为0.693.20.[;山东卷] 设函数f(x)=exx2-k2x+ln x(k为常数,e=2.718 28…是自然对数的底数).(1)当k≤0时,求函数f(x)的单调区间;(2)若函数f(x)在(0,2)内存在两个极值点,求k的取值范围.20.解:(1)函数y=f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=x2ex-2xexx4-k-2x2+1x=xex-2exx3-k(x-2)x2=(x-2)(ex-kx)x3.由k≤0可得ex-kx>0,所以当x∈(0,2)时,f′(x)0,函数y=f(x)单调递增.所以f(x)的单调递减区间为(0,2),单调递增区间为(2,+∞).(2)由(1)知,当k≤0时,函数f(x)在(0,2)内单调递减,故f(x)在(0,2)内不存在极值点;当k>0时,设函数g(x)=ex-kx,x∈(0,+∞).因为g′(x)=ex-k=ex-eln k,当0<k≤1时,当x∈(0,2)时,g′(x)=ex-k>0,y=g(x)单调递增,故f(x)在(0,2)内不存在两个极值点.当k>1时,得x∈(0,ln k)时,g′(x)<0,函数y=g(x)单调递减;x∈(ln k,+∞)时,g′(x)>0,函数y=g(x)单调递增.所以函数y=g(x)的最小值为g(ln k)=k(1-ln k).函数f(x)在(0,2)内存在两个极值点.当且仅当g(0)>0,g(ln k)0,0<ln k<2,解得e<k<e22.综上所述,函数f(x)在(0,2)内存在两个极值点时,k的取值范围为e,e22.21.,,,[;陕西卷] 设函数f(x)=ln(1+x),g(x)=xf′(x),x≥0,其中f′(x)是f(x)的导函数.(1)令g1(x)=g(x),gn+1(x)=g(gn(x)),n∈N+,求gn(x)的表达式;(2)若f(x)≥ag(x)恒成立,求实数a的取值范围;(3)设n∈N+,比较g(1)+g(2)+…+g(n)与n-f(n)的大小,并加以证明.21.解:由题设得,g(x)=x1+x(x≥0).(1)由已知,g1(x)=x1+x,g2(x)=g(g1(x))=x1+x1+x1+x=x1+2x,g3(x)=x1+3x,…,可得gn(x)=x1+nx.下面用数学归纳法证明.①当n=1时,g1(x)=x1+x,结论成立.②假设n=k时结论成立,即gk(x)=x1+kx.那么,当n=k+1时,gk+1(x)=g(gk(x))=gk(x)1+gk(x)=x1+kx1+x1+kx=x1+(k+1)x,即结论成立.由①②可知,结论对n∈N+成立.(2)已知f(x)≥ag(x)恒成立,即ln(1+x)≥ax1+x恒成立.设φ(x)=ln(1+x)-ax1+x(x≥0),则φ′(x)=11+x-a(1+x)2=x+1-a(1+x)2,当a≤1时,φ′(x)≥0(仅当x=0,a=1时等号成立),∴φ(x)在[0,+∞)上单调递增,又φ(0)=0,∴φ(x)≥0在[0,+∞)上恒成立,∴a≤1时,ln(1+x)≥ax1+x恒成立(仅当x=0时等号成立).当a>1时,对x∈(0,a-1]有φ′(x)<0,∴φ(x)在(0,a-1]上单调递减,∴φ(a-1)<φ(0)=0.即a>1时,存在x>0,使φ(x)<0,故知ln(1+x)≥ax1+x不恒成立.综上可知,a的取值范围是(-∞,1].(3)由题设知g(1)+g(2)+…+g(n)=12+23+…+nn+1,比较结果为g(1)+g(2)+…+g(n)>n-ln(n+1).证明如下:方法一:上述不等式等价于12+13+…+1n+1<ln(n+1),在(2)中取a=1,可得ln(1+x)>x1+x,x>0.令x=1n,n∈N+,则1n+1<lnn+1n.下面用数学归纳法证明.①当n=1时,12<ln 2,结论成立.②假设当n=k时结论成立,即12+13+…+1k+1<ln(k+1).那么,当n=k+1时,12+13+…+1k+1+1k+2<ln(k+1)+1k+2<ln(k+1)+lnk+2k+1=ln(k+2),即结论成立.由①②可知,结论对n∈N+成立.方法二:上述不等式等价于12+13+…+1n+1<ln(n+1),在(2)中取a=1,可得ln(1+x)>x1+x,x>0.令x=1n,n∈N+,则lnn+1n>1n+1.故有ln 2-ln 1>12,ln 3-ln 2>13,……ln(n+1)-ln n>1n+1,上述各式相加可得ln(n+1)>12+13+…+1n+1,结论得证.方法三:如图,0nxx+1dx是由曲线y=xx+1,x=n及x轴所围成的曲边梯形的面积,而12+23+…+nn+1是图中所示各矩形的面积和,∴12+23+…+nn+1>0nxx+1dx=0n1-1x+1dx=n-ln(n+1),结论得证.20.、[;天津卷] 设f(x)=x-aex(a∈R),x∈R.已知函数y=f(x)有两个零点x1,x2,且x1<x2.(1)求a的取值范围; (2)证明:x2x1随着a的减小而增大; (3)证明:x1+x2随着a的减小而增大.20.解:(1)由f(x)=x-aex,可得f′(x)=1-aex.下面分两种情况讨论:(i)a≤0时,f′(x)>0在R上恒成立,可得f(x)在R上单调递增,不合题意. (ii)a>0时,由f′(x)=0,得x=-ln a.当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:x (-∞,-ln a) -ln a (-ln a,+∞)f′(x) + 0 -f(x)
-ln a-1 这时,f(x)的单调递增区间是(-∞,-ln a);单调递减区间是(-ln a,+∞).于是,“函数y=f(x)有两个零点”等价于如下条件同时成立:①f(-ln a)>0;②存在s1∈(-∞,-ln a),满足f(s1)<0;③存在s2∈(-ln a,+∞),满足f(s2)<0.由f(-ln a)>0,即-ln a-1>0,解得0故a的取值范围是(0,e-1).(2)证明:由f(x)=x-aex=0,有a=xex.设g(x)=xex,由g′(x)=1-xex,知g(x)在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.并且,当x∈(-∞,0]时,g(x)≤0; 当x∈(0,+∞)时,g(x)>0.由已知,x1,x2满足a=g(x1),a=g(x2).由a∈(0,e-1)及g(x)的单调性,可得x1∈(0,1),x2∈(1,+∞).对于任意的a1,a2∈(0,e-1),设a1>a2,g(ξ1)=g(ξ2)=a1,其中0<ξ1<1<ξ2;g(η1)=g(η2)=a2,其中0<η1<1<η2.因为g(x)在(0,1)上单调递增,所以由a1>a2,即g(ξ1)>g(η1),可得ξ1>η1.类似可得ξ2<η2. 又由ξ1,η1>0,得ξ2ξ1<η2ξ1<η2η1,所以x2x1随着a的减小而增大.(3)证明:由x1=aex1,x2=aex2,可得ln x1=ln a+x1,ln x2=ln a+x2.故x2-x1=ln x2-ln x1=lnx2x1.设x2x1=t,则t>1,且x2=tx1,x2-x1=ln t,解得x1=ln tt-1,x2=tln tt-1,所以x1+x2=(t+1)ln tt-1.①令h(x)=(x+1)ln xx-1,x∈(1,+∞),则h′(x)=-2ln x+x-1x(x-1)2.令u(x)=-2ln x+x-1x,得u′(x)=x-1x2.当x∈(1,+∞)时,u′(x)>0.因此,u(x)在(1,+∞)上单调递增,故对于任意的x∈(1,+∞),u(x)>u(1)=0,由此可得h′(x)>0,故h(x)在(1,+∞)上单调递增.因此,由①可得x1+x2随着t的增大而增大.而由(2),t随着a的减小而增大,所以x1+x2随着a的减小而增大.22.、[;浙江卷] 已知函数f(x)=x3+3|x-a|(a∈R).(1)若f(x)在[-1,1]上的最大值和最小值分别记为M(a),m(a),求M(a)-m(a);(2)设b∈R,若[f(x)+b]2≤4对x∈[-1,1]恒成立,求3a+b的取值范围.22.解:(1)因为f(x)=x3+3x-3a,x≥a,x3-3x+3a,x所以f′(x)=3x2+3,x≥a,3x2-3,x由于-1≤x≤1,(i)当a≤-1时,有x≥a,故f(x)=x3+3x-3a,此时f(x)在(-1,1)上是增函数,因此,M(a)=f(1)=4-3a,m(a)=f(-1)=-4-3a,故M(a)-m(a)=(4-3a)-(-4-3a)=8.(ii)当-1则f(x)=x3-3x+3a在(-1,a)上是减函数.所以,M(a)=max{f(1),f(-1)},m(a)=f(a)=a3.由于f(1)-f(-1)=-6a+2,因此,当-1(iii)当a≥1时,有x≤a,故f(x)=x3-3x+3a,此时f(x)在(-1,1)上是减函数,因此,M(a)=f(-1)=2+3a,m(a)=f(1)=-2+3a,故M(a)-m(a)=(2+3a)-(-2+3a)=4.综上,M(a)-m(a)=8,a≤-1,-a3-3a+4,-1(2)令h(x)=f(x)+b,则h(x)=x3+3x-3a+b,x≥a,x3-3x+3a+b,xh′(x)=3x2+3,x>a,3x2-3,x因为[f(x)+b]2≤4对x∈[-1,1]恒成立,即-2≤h(x)≤2对x∈[-1,1]恒成立,所以由(1)知,(i)当a≤-1时,h(x)在(-1,1)上是增函数,h(x)在[-1,1]上的最大值是h(1)=4-3a+b,最小值是h(-1)=-4-3a+b,则-4-3a+b≥-2且4-3a+b≤2,矛盾.(ii)当-1令t(a)=-2-a3+3a,则t′(a)=3-3a2>0,t(a)在0,13上是增函数,故t(a)>t(0)=-2,因此-2≤3a+b≤0.(iii)当13(iv)当a≥1时,h(x)在[-1,1]上的最大值是h(-1)=2+3a+b,最小值是h(1)=-2+3a+b,所以3a+b+2≤2且3a+b-2≥-2,解得3a+b=0.综上,得3a+b的取值范围是-2≤3a+b≤0.20.[;重庆卷] 已知函数f(x)=ae2x-be-2x-cx(a,b,c∈R)的导函数f′(x)为偶函数,且曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线的斜率为4-c.(1)确定a,b的值;(2)若c=3,判断f(x)的单调性;(3)若f(x)有极值,求c的取值范围.20.解:(1)对f(x)求导得f′(x)=2ae2x+2be-2x-c,由f′(x)为偶函数,知f′(-x)=f′(x),即2(a-b)(e2x-e-2x)=0.因为上式总成立,所以a=b.又f′(0)=2a+2b-c=4-c,所以a=1,b=1.(2)当c=3时,f(x)=e2x-e-2x-3x,那么f′(x)=2e2x+2e-2x-3≥22e2x&#8226;2e-2x-3=1>0,故f(x)在R上为增函数.(3)由(1)知f′(x)=2e2x+2e-2x-c,而2e2x+2e-2x≥22e2x&#8226;2e-2x=4,当且仅当x=0时等号成立.下面分三种情况进行讨论:当c0,此时f(x)无极值.当c=4时,对任意x≠0,f′(x)=2e2x+2e-2x-4>0,此时f(x)无极值.当c>4时,令e2x=t,注意到方程2t+2t-c=0有两根t1,2=c±c2-164>0,则f′(x)=0有两个根x1=12ln t1,x2=12ln t2.当x1<x<x2时,f′(x)x2时,f′(x)>0.从而f(x)在x=x2处取得极小值.综上,若f(x)有极值,则c的取值范围为(4,+∞).B13 定积分与微积分基本定理14.、[;福建卷] 如图1&#173;4,在边长为e(e为自然对数的底数)的正方形中随机撒一粒黄豆,则它落到阴影部分的概率为____.图1&#173;414.2e2 [解析] 因为函数y=ln x的图像与函数y=ex的图像关于正方形的对角线所在直线y=x对称,则图中的两块阴影部分的面积为S=21eln xdx=2(xln x-x)e1=2[(eln e-e)-(ln 1-1)]=2,故根据几何概型的概率公式得,该粒黄豆落到阴影部分的概率P=2e2.6.[;湖北卷] 若函数f(x),g(x)满足-11f(x)g(x)dx=0,则称f(x),g(x)为区间[-1,1]上的一组正交函数,给出三组函数:①f(x)=sin12x,g(x)=cos12x;②f(x)=x+1,g(x)=x-1;③f(x)=x,g(x)=x2.其中为区间[-1,1]上的正交函数的组数是(  )A.0
D.36.C [解析] 由题意,要满足f(x),g(x)是区间[-1,1]上的正交函数,即需满足-11f(x)g(x)dx=0.①-11f(x)g(x)dx=-11sin12xcos12xdx=12-11sinxdx=-12cos x1-1=0,故第①组是区间[-1,1]上的正交函数;②-11f(x)g(x)dx=-11(x+1)(x-1)dx=x33-x1-1=-43≠0,故第②组不是区间[-1,1]上的正交函数;③-11f(x)g(x)dx=-11x&#8226;x2dx=x441-1=0,故第③组是区间[-1,1]上的正交函数.综上,是区间[-1,1]上的正交函数的组数是2. 故选C.9.[;湖南卷] 已知函数f(x)=sin(x-φ),且∫2π30f(x)dx=0,则函数f(x)的图像的一条对称轴是(  )A.x=5π6
B.x=7π12C.x=π3
D.x=π69.A [解析] 因为∫2π30f(x)dx=0,即∫2π30f(x)dx=-cos(x-φ)2π30=-cos2π3-φ+cos φ=0,可取φ=π3,所以x=5π6是函数f(x)图像的一条对称轴.8.[;江西卷] 若f(x)=x2+201f(x)dx,则01f(x)dx=(  )A.-1
D.18.B [解析] 01f(x)dx=01x2+201f(x)dxdx=13x3+201f(x)dxx10=13+201f(x)dx,得01f(x)dx=-13.6.[;山东卷] 直线y=4x与曲线y=x3在第一象限内围成的封闭图形的面积为(  )A. 2 2
D. 46.D [解析] 直线y=4x与曲线y=x3在第一象限的交点坐标是(2,8),所以两者围成的封闭图形的面积为02(4x-x3)dx=2x2-14x420=4,故选D.3.[;陕西卷] 定积分01(2x+ex)dx的值为(  )A.e+2
D.e-13.C [解析] 01(2x+ex)dx=(x2+ex)10=(12+e1)-(02+e0)=e.B14 单元综合9.[;四川卷] 已知f(x)=ln(1+x)-ln(1-x),x∈(-1,1).现有下列命题:①f(-x)=-f(x);②f2x1+x2=2f(x);③|f(x)|≥2|x|.其中的所有正确命题的序号是(  )A.①②③
D.①②9.A [解析] f(-x)=ln(1-x)-ln(1+x)=ln1-x1+x=-ln1+x1-x=-ln(1+x)-ln(1-x)=-f(x),故①正确;当x∈(-1,1)时,2x1+x2∈(-1,1),且f2x1+x2=ln1+2x1+x2-ln1-2x1+x2=ln1+2x1+x21-2x1+x2=ln1+x2+2x1+x2-2x=ln1+x1-x2=2ln1+x1-x=2[ln(1+x)-ln(1-x)]=2f(x),故②正确;由①知,f(x)为奇函数,所以|f(x)|为偶函数,则只需判断当x∈[0,1)时,f(x)与2x的大小关系即可.记g(x)=f(x)-2x,0≤x<1,即g(x)=ln(1+x)-ln(1-x)-2x,0≤x<1,g′(x)=11+x+11-x-2=2x21-x2,0≤x<1.当0≤x<1时,g′(x)≥0,即g(x)在[0,1)上为增函数,且g(0)=0,所以g(x)≥0,即f(x)-2x≥0,x∈[0,1),于是|f(x)|≥2|x|正确.综上可知,①②③都为真命题,故选A.10.、[;湖南卷] 已知函数f(x)=x2+ex-12(x<0)与g(x)=x2+ln(x+a)的图像上存在关于y轴对称的点,则a的取值范围是(  )A.(-∞,1e)
B.(-∞,e)C.-1e,e
D.-e,1e10.B [解析] 依题意,设存在P(-m,n)在f(x)的图像上,则Q(m,n)在g(x)的图像上,则有m2+e-m-12=m2+ln(m+a),解得m+a=ee-m-12,即a=ee-m-12-m(m>0),可得a∈(-∞,e).14.、[;湖北卷] 设f(x)是定义在(0,+∞)上的函数,且f(x)>0,对任意a>0,b>0,若经过点(a,f(a)),(b,-f(b))的直线与x轴的交点为(c,0),则称c为a,b关于函数f(x)的平均数,记为Mf(a,b),例如,当f(x)=1(x>0)时,可得Mf(a,b)=c=a+b2,即Mf(a,b)为a,b的算术平均数.(1)当f(x)=____(x>0)时,Mf(a,b)为a,b的几何平均数;(2)当f(x)=____(x>0)时,Mf(a,b)为a,b的调和平均数2aba+b.(以上两空各只需写出一个符合要求的函数即可)14.(1)x (2)x(或填(1)k1x;(2)k2x,其中k1,k2为正常数)[解析] 设A(a,f(a)),B(b,-f(b)),C(c,0),则此三点共线:(1)依题意,c=ab,则0-f(a)c-a=0+f(b)c-b,即0-f(a)ab-a=0+f(b)ab-b.因为a>0,b>0,所以化简得 f(a)a=f(b)b,故可以选择f(x)=x(x>0);(2)依题意,c=2aba+b,则0-f(a)2aba+b-a=0+f(b)2aba+b-b,因为a>0,b>0,所以化简得 f(a)a=f(b)b,故可以选择f(x)=x(x>0).12.、[;辽宁卷] 已知定义在[0,1]上的函数f(x)满足:①f(0)=f(1)=0;②对所有x,y∈[0,1],且x≠y,有|f(x)-f(y)|<12|x-y|.若对所有x,y∈[0,1],|f(x)-f(y)|<k恒成立,则k的最小值为(  )A.12
D.1812.B [解析] 不妨设0≤y<x≤1.当x-y≤12时,|f(x)-f(y)|<12|x-y|=12(x-y)≤14.当x-y>12时,|f(x)-f(y)|=|f(x)-f(1)-(f(y)-f(0))|≤|f(x)-f(1)|+|f(y)-f(0)|<12|x-1|+12|y-0|=-12(x-y)+12<14.故kmin=14.22.、[;湖南卷] 已知常数a>0,函数f(x)=ln(1+ax)-2xx+2.(1)讨论f(x)在区间(0,+∞)上的单调性;(2)若f(x)存在两个极值点x1,x2,且f(x1)+f(x2)>0,求a的取值范围.22.解:(1)f′(x)=a1+ax-2(x+2)-2x(x+2)2=ax2+4(a-1)(1+ax)(x+2)2.(*)当a≥1时,f′(x)>0,此时,f(x)在区间(0,+∞)上单调递增.当0x1=21-aax2=-21-aa舍去.当x∈(0,x1)时,f′(x)<0;当x∈(x1,+∞)时,f′(x)>0.故f(x)在区间(0,x1)上单调递减,在区间(x1,+∞)上单调递增.综上所述,当a≥1时,f(x)在区间(0,+∞)上单调递增;当0<a<1时,f(x)在区间0,21-aa上单调递减,在区间21-aa,+∞上单调递增.(2)由(*)式知,当a≥1时,f′(x)≥0,此时f(x)不存在极值点,因而要使得f(x)有两个极值点,必有0又f(x)的极值点只可能是x1=21-aa和x2=-21-aa,且由f(x)的定义可知,x>-1a且x≠-2,所以-21-aa>-1a,-21-aa≠-2,解得a≠12.此时,由(*)式易知,x1,x2分别是f(x)的极小值点和极大值点.而f(x1)+f(x2)=ln(1+ax1)-2x1x1+2+ln(1+ax2)-2x2x2+2=ln[1+a(x1+x2)+a2x1x2]-4x1x2+4(x1+x2)x1x2+2(x1+x2)+4=ln(2a-1)2-4(a-1)2a-1=ln(2a-1)2+22a-1-2.令2a-1=x.由0当0当12记g(x)=ln x2+2x-2.(i)当-1<x<0时,g(x)=2ln(-x)+2x-2,所以g′(x)=2x-2x2=2x-2x2<0,因此,g(x)在区间(-1,0)上单调递减,从而g(x)<g(-1)=-4<0.故当0(ii)当0<x<1时,g(x)=2ln x+2x-2,所以g′(x)=2x-2x2=2x-2x2<0,因此,g(x)在区间(0,1)上单调递减,从而g(x)>g(1)=0.故当120.综上所述,满足条件的a的取值范围为12,1.21.、[;新课标全国卷Ⅰ] 设函数f(x)=aexln x+bex-1x,曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=e(x-1)+2.(1)求a,b;(2)证明:f(x)>1.21.解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=aexln x+axex-bx2ex-1+bxex-1.由题意可得f(1)=2,f′(1)=e,故a=1,b=2.(2)证明:由(1)知,f(x)=exln x+2xex-1,从而f(x)>1等价于xln x>xe-x-2e.设函数g(x)=xln x,则g′(x)=1+ln x,所以当x∈0,1e时,g′(x)<0;当x∈1e,+∞时,g′(x)>0.故g(x)在0,1e上单调递减,在1e,+∞上单调递增,从而g(x)在(0,+∞)上的最小值为g1e=-1e.设函数h(x)=xe-x-2e,则h′(x)=e-x(1-x).所以当x∈(0,1)时,h′(x)>0;当x∈(1,+∞)时,h′(x)<0.故h(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,从而h(x)在(0,+∞)上的最大值为h(1)=-1e.因为gmin(x)=g1e=h(1)=hmax(x),所以当x>0时,g(x)>h(x),即f(x)>1.21.、[;新课标全国卷Ⅱ] 已知函数f(x)=ex-e-x-2x.(1)讨论f(x)的单调性;(2)设g(x)=f(2x)-4bf(x),当x>0时,g(x)>0,求b的最大值;(3)已知1.414 2<2<1.414 3,估计ln 2的近似值(精确到0.001).21.解:(1)f′(x)=ex+e-x-2≥0,当且仅当x=0时,等号成立,所以f(x)在(-∞,+∞)上单调递增.(2)g(x)=f(2x)-4bf(x)=e2x-e-2x-4b(ex-e-x)+(8b-4)x,g′(x)=2[e2x+e-2x-2b(ex+e-x)+(4b-2)] =2(ex+e-x-2)(ex+e-x-2b+2).(i)当b≤2时,g′(x)≥0,等号仅当x=0时成立,所以g(x)在(-∞,+∞)上单调递增.而g(0)=0,所以对任意x>0,g(x)>0.(ii)当b>2时,若x满足2<ex+e-x<2b-2,即0<x<ln(b-1+b2-2b)时,g′(x)<0.而g(0)=0,因此当0<x<ln(b-1+b2-2b)时,g(x)<0.综上,b的最大值为2.(3)由(2)知,g(ln2)=32-22b+2(2b-1)ln 2.当b=2时,g(ln2)=32-42+6ln 2>0,ln 2>82-312>0.692 8;当b=324+1时,ln(b-1+b2-2b)=ln2,g(ln2)=-32-22+(32+2)ln 2<0,ln 2<18+228<0.693 4.所以ln 2的近似值为0.693.15.,[;四川卷] 以A表示值域为R的函数组成的集合,B表示具有如下性质的函数φ(x)组成的集合:对于函数φ(x),存在一个正数M,使得函数φ(x)的值域包含于区间[-M,M].例如,当φ1(x)=x3,φ2(x)=sin x时,φ1(x)∈A,φ2(x)∈B.现有如下命题:①设函数f(x)的定义域为D,则“f(x)∈A”的充要条件是“&#8704;b∈R,&#8707;a∈D,f(a)=b”;②函数f(x)∈B的充要条件是f(x)有最大值和最小值;③若函数f(x),g(x)的定义域相同,且f(x)∈A,g(x)∈B,则f(x)+g(x)&#8713;B;④若函数f(x)=aln(x+2)+xx2+1(x>-2,a∈R)有最大值,则f(x)∈B.其中的真命题有____.(写出所有真命题的序号)15.①③④ [解析] 若f(x)∈A,则f(x)的值域为R,于是,对任意的b∈R,一定存在a∈D,使得f(a)=b,故①正确.取函数f(x)=x(-1<x<1),其值域为(-1,1),于是,存在M=1,使得f(x)的值域包含于[-M,M]=[-1,1],但此时f(x)没有最大值和最小值,故②错误.当f(x)∈A时,由①可知,对任意的b∈R,存在a∈D,使得f(a)=b,所以,当g(x)∈B时,对于函数f(x)+g(x),如果存在一个正数M,使得f(x)+g(x)的值域包含于[-M,M],那么对于该区间外的某一个b0∈R,一定存在一个a0∈D,使得f(a0)=b-g(a0),即f(a0)+g(a0)=b0&#8713;[-M,M],故③正确.对于f(x)=aln(x+2)+xx2+1 (x>-2),当a>0或a<0时,函数f(x)都没有最大值.要使得函数f(x)有最大值,只有a=0,此时f(x)=xx2+1 (x>-2).易知f(x)∈-12,12,所以存在正数M=12,使得f(x)∈[-M,M],故④正确.20.、[;天津卷] 设f(x)=x-aex(a∈R),x∈R.已知函数y=f(x)有两个零点x1,x2,且x1<x2.(1)求a的取值范围; (2)证明:x2x1随着a的减小而增大; (3)证明:x1+x2随着a的减小而增大.20.解:(1)由f(x)=x-aex,可得f′(x)=1-aex.下面分两种情况讨论:(i)a≤0时,f′(x)>0在R上恒成立,可得f(x)在R上单调递增,不合题意. (ii)a>0时,由f′(x)=0,得x=-ln a.当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:x (-∞,-ln a) -ln a (-ln a,+∞)f′(x) + 0 -f(x)
-ln a-1 这时,f(x)的单调递增区间是(-∞,-ln a);单调递减区间是(-ln a,+∞).于是,“函数y=f(x)有两个零点”等价于如下条件同时成立:①f(-ln a)>0;②存在s1∈(-∞,-ln a),满足f(s1)<0;③存在s2∈(-ln a,+∞),满足f(s2)<0.由f(-ln a)>0,即-ln a-1>0,解得0故a的取值范围是(0,e-1).(2)证明:由f(x)=x-aex=0,有a=xex.设g(x)=xex,由g′(x)=1-xex,知g(x)在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.并且,当x∈(-∞,0]时,g(x)≤0; 当x∈(0,+∞)时,g(x)>0.由已知,x1,x2满足a=g(x1),a=g(x2).由a∈(0,e-1)及g(x)的单调性,可得x1∈(0,1),x2∈(1,+∞).对于任意的a1,a2∈(0,e-1),设a1>a2,g(ξ1)=g(ξ2)=a1,其中0<ξ1<1<ξ2;g(η1)=g(η2)=a2,其中0<η1<1<η2.因为g(x)在(0,1)上单调递增,所以由a1>a2,即g(ξ1)>g(η1),可得ξ1>η1.类似可得ξ2<η2. 又由ξ1,η1>0,得ξ2ξ1<η2ξ1<η2η1,所以x2x1随着a的减小而增大.(3)证明:由x1=aex1,x2=aex2,可得ln x1=ln a+x1,ln x2=ln a+x2.故x2-x1=ln x2-ln x1=lnx2x1.设x2x1=t,则t>1,且x2=tx1,x2-x1=ln t,解得x1=ln tt-1,x2=tln tt-1,所以x1+x2=(t+1)ln tt-1.①令h(x)=(x+1)ln xx-1,x∈(1,+∞),则h′(x)=-2ln x+x-1x(x-1)2.令u(x)=-2ln x+x-1x,得u′(x)=x-1x2.当x∈(1,+∞)时,u′(x)>0.因此,u(x)在(1,+∞)上单调递增,故对于任意的x∈(1,+∞),u(x)>u(1)=0,由此可得h′(x)>0,故h(x)在(1,+∞)上单调递增.因此,由①可得x1+x2随着t的增大而增大.而由(2),t随着a的减小而增大,所以x1+x2随着a的减小而增大.10.[;浙江卷] 设函数f1(x)=x2,f2(x)=2(x-x2),f3(x)=13|sin 2πx|,ai=i99,i=0,1,2,…,99.记Ik=|fk(a1)-fk(a0)|+|fk(a2)-fk(a1)|+…+|fk(a99)-fk(a98)|,k=1,2,3,则(  )A.I1<I2<I3
B.I2<I1<I3
C.I1<I3<I2
D.I3<I2<I110.B [解析] 对于I1,由于i992-i-1992=2i-1992(i=1,2,…,99),故I1=+5+…+2×99-1)=;对于I2,由于2i99-i-199-i992+i-|100-2i|(i=1,2,…,99),故I2=(98+0)2=100×9-1992<1.I3=13sin 2π×199-sin 2π×099+sin2π×299-sin 2π×199+…+sin2π×9999-sin2π×9899=132sin2π×2599-2sin2π×.故I2<I1<I3,故选B.15.[;浙江卷] 设函数f(x)=x2+x,x<0,-x2, x≥0.若f[f(a)]≤2,则实数a的取值范围是____.15.(-∞,2] [解析] 函数f(x)的图像如图所示,令t=f(a),则f(t)≤2,由图像知t≥-2,所以f(a)≥-2,则a≤2.22.、[;浙江卷] 已知函数f(x)=x3+3|x-a|(a∈R).(1)若f(x)在[-1,1]上的最大值和最小值分别记为M(a),m(a),求M(a)-m(a);(2)设b∈R,若[f(x)+b]2≤4对x∈[-1,1]恒成立,求3a+b的取值范围.22.解:(1)因为f(x)=x3+3x-3a,x≥a,x3-3x+3a,x所以f′(x)=3x2+3,x≥a,3x2-3,x由于-1≤x≤1,(i)当a≤-1时,有x≥a,故f(x)=x3+3x-3a,此时f(x)在(-1,1)上是增函数,因此,M(a)=f(1)=4-3a,m(a)=f(-1)=-4-3a,故M(a)-m(a)=(4-3a)-(-4-3a)=8.(ii)当-1则f(x)=x3-3x+3a在(-1,a)上是减函数.所以,M(a)=max{f(1),f(-1)},m(a)=f(a)=a3.由于f(1)-f(-1)=-6a+2,因此,当-1(iii)当a≥1时,有x≤a,故f(x)=x3-3x+3a,此时f(x)在(-1,1)上是减函数,因此,M(a)=f(-1)=2+3a,m(a)=f(1)=-2+3a,故M(a)-m(a)=(2+3a)-(-2+3a)=4.综上,M(a)-m(a)=8,a≤-1,-a3-3a+4,-1(2)令h(x)=f(x)+b,则h(x)=x3+3x-3a+b,x≥a,x3-3x+3a+b,xh′(x)=3x2+3,x>a,3x2-3,x因为[f(x)+b]2≤4对x∈[-1,1]恒成立,即-2≤h(x)≤2对x∈[-1,1]恒成立,所以由(1)知,(i)当a≤-1时,h(x)在(-1,1)上是增函数,h(x)在[-1,1]上的最大值是h(1)=4-3a+b,最小值是h(-1)=-4-3a+b,则-4-3a+b≥-2且4-3a+b≤2,矛盾.(ii)当-1令t(a)=-2-a3+3a,则t′(a)=3-3a2>0,t(a)在0,13上是增函数,故t(a)>t(0)=-2,因此-2≤3a+b≤0.(iii)当13(iv)当a≥1时,h(x)在[-1,1]上的最大值是h(-1)=2+3a+b,最小值是h(1)=-2+3a+b,所以3a+b+2≤2且3a+b-2≥-2,解得3a+b=0.综上,得3a+b的取值范围是-2≤3a+b≤0.4.[;黄冈中学期末] 已知f(x)是定义在R上以2为周期的偶函数,且当0≤x≤1时,f(x)=log12(1-x),则f-20114=(  )A.-2
D.24.D [解析] f-20114=f20114=f34=log121-34=log1214=2.5.[;青岛期中] 若函数f(x)=3ax+1-2a在区间(-1,1)上存在一个零点,则a的取值范围是(  )A.a>15
B.a>15或a<-1C.-15.B [解析] 由题意,要使函数f(x)在区间(-1,1)上存在一个零点,则有f(-1)f(1)<0,即(a+1)(-5a+1)0,解得a>15或a<-1.11.[;福建闽南期末] 计算:121+1xdx=____.11.1+ln 2 [解析] 121+1xdx=(x+ln x)  )21=(2+ln 2)-(1+ln 1)=1+ln 2.4.[;内江模拟] 已知函数f(x)=13x3-12x2+cx+d有极值,则c的取值范围为(  )A.c<14
B.c≤14C.c≥14
D.c>144.A [解析] 由题意得,f′(x)=x2-x+c,Δ=1-4c>0,解得c<14.2.[;成都检测]
定义在R上的函数y=f(x),f(0)≠0,当x>0时,f(x)>1,且对任意的a,b∈R,有f(a+b)=f(a)f(b).(1)求证:f(0)=1;(2)求证:对任意的x∈R,恒有f(x)>0;(3)若f(x)f(2x-x2)>1,求x的取值范围.2.解:(1)证明:令a=b=0,则有f(0)=[f(0)]2.∵f(0)≠0,∴f(0)=1.(2)证明:令a=x,b=-x,则有f(0)=f(x)f(-x),∴f(-x)=1f(x).∵当x>0时,f(x)>1>0,∴当x0,∴f(-x)>0,∴f(x)=1f(-x)>0.又当x=0时,f(0)=1>0,∴对任意的x∈R,恒有f(x)>0.(3)任取x2>x1,则f(x2)>0,f(x1)>0,x2-x1>0,∴f(x2)f(x1)=f(x2)&#8226;f(-x1)=f(x2-x1)>1,∴f(x2)>f(x1),∴f(x)在R上单调递增.又f(x)&#8226;f(2x-x2)=f[x+(2x-x2)]=f(-x2+3x),且f(0)=1,∴f(3x-x2)>f(0),∴3x-x2>0,解得0<x<3.4.[;广州调研] 设函数f(x)=13x3-ax(a>0),g(x)=bx2+2b-1.(1)若曲线y=f(x)与y=g(x)在它们的交点(1,c)处有相同的切线,求实数a,b的值;(2)当b=1-a2时,若函数h(x)=f(x)+g(x)在区间(-2,0)内恰有两个零点,求实数a的取值范围;(3)当a=1,b=0时,求函数h(x)=f(x)+g(x)在区间[t,t+3]内的最小值.4.解:(1)因为f(x)=13x3-ax(a>0),g(x)=bx2+2b-1,所以f′(x)=x2-a,g′(x)=2bx.因为曲线y=f(x)与y=g(x)在它们的交点(1,c)处有相同的切线,所以f(1)=g(1),且f′(1)=g′(1),即13-a=b+2b-1,且1-a=2b,解得a=13,b=13.(2)当b=1-a2时,h(x)=13x3+1-a2x2-ax-a(a>0),所以h′(x)=x2+(1-a)x-a=(x+1)(x-a).令h′(x)=0,解得x1=-1,x2=a>0.当x变化时,h′(x),h(x)的变化情况如下表:x (-∞,-1) -1 (-1,a) a (a,+∞)h′(x) + 0 - 0 +h(x) J 极大值 K 极小值 J所以函数h(x)的单调递增区间为(-∞,-1),(a,+∞),单调递减区间为(-1,a),故h(x)在区间(-2,-1)上单调递增,在区间(-1,0)上单调递减.又函数h(x)在区间(-2,0)内恰有两个零点,所以有h(-2)0,h(0)<0,即-83+2(1-a)+2a-a0,-a<0,解得0(3)当a=1,b=0时,h(x)=13x3-x-1,b=1-a2,则由(2)可知,函数h(x)的单调递增区间为(-∞,-1),(1,+∞),单调递减区间为(-1,1).因为h(-2)=-53,h(1)=-53,所以h(-2)=h(1).①当t+3<1,即t<-2时,[h(x)]min=h(t)=13t3-t-1.②当-2≤t<1时,[h(x)]min=h(-2)=-53.③当t≥1时,h(x)在区间[t,t+3]上单调递增,[h(x)]min=h(t)=13t3-t-1.综上可知,函数h(x)在区间[t,t+3]上的最小值[h(x)]min=13t3-t-1,t∈(-∞,-2)∪[1,+∞),-53,t∈[-2,1).
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