- 不等式与函数的综合问题
- 共21题
函数,若曲线在点处的切线与直线垂直(其中为自然对数的底数).
25.若在上存在极值,求实数的取值范围;
26.求证:当时,.
正确答案
;
解析
因为,由已知,所以,得.所以,,当时,,为增函数,当时,,为减函数.所以是函数的极大值点,又在上存在极值,所以,
即,故实数的取值范围是.
考查方向
解题思路
第一问由切线与直线垂直得到切线斜率,再用导数的几何意义求出,通过对讨论,得到它存在极值的范围,找到的取值范围;
正确答案
略;
解析
等价于.
令,则,
再令,则,
因为,所以,所以在上是增函数,
所以,所以,所以在上是增函数,
所以时,,故.
令,则,
因为,所以,所以,所以在上是减函数.
所以时,,
所以,即.
考查方向
解题思路
第二问现将不等式等级变形,构造新函数,对新函数用导函数求最值
已知定义在R上的偶函数,当时,.
25.当时,求过原点与函数图像相切的直线的方程;
26.求最大的整数,使得存在,只要,就有.
正确答案
(1)
解析
(1):当时, ,,
记过原点与相切的直线为L,设切点坐标为,
则切线L斜率为 切线方程为
又切线过(0,0),所以
,切线方程为 ,
为偶函数,图像关于y轴对称,
∴当时,设过原点与相切的直线方程为
即
考查方向
解题思路
先设切点后利用导数的几何意义求出切点坐标后即得切线方程;
易错点
没有给出切点导致无法入手;
正确答案
(2)4
解析
(2)因为任意,都有,故x=1时,
当时,,从而,∴
当时,,从而,
∴ ,综上 ,
又整数,即,故,故x=m时,
得:, 即存在,满足
∴ ,即,
令,,则
当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
又,,,
由此可见,方程在区间上有唯一解,
且当时,当时,
,故,此时.
下面证明:对任意恒成立,
①当时,即,等价于,
,∴,
②当时,即,等价于
令,则,在上递减,在上递增,
∴,而,
综上所述,对任意恒成立。
考查方向
解题思路
先探求出m的值后证明。
易错点
对于题中给的信息无法处理导致没有思路。
已知函数.
25.若时,恒成立,求的取值范围;
26.若时,令求证:
正确答案
m=0
解析
当时,,欲使即恒成立,
只要满足对恒成立即可.
对于,即令则所以函数在内单调递增,在内单调递减.而所以.
对于即,令,
则令则
所以在内单调递减,则从而
所以在内单调递减,则且当时,,所以.
综上所述可得:.
考查方向
解题思路
利用条件,将不等式恒成立问题转化成只要满足对恒成立,构造新函数,利用导数解决函数的最值,从而证明不等式恒成立
易错点
利用导数在处理单调区间及分类讨论上容易出错;
正确答案
证明见解析
解析
下面用数学归纳法证明
(1)当时,,所以所以,当时命题成立
(2)假设时命题成立,即要证明时命题成立,即证明
只需证明即证明 由当时,易证,所以所以函数在区间上为增函数. 可证明函数在上为增函数,
由归纳假设得所以
若则必有,故现在证明
构造函数则
,易证,所以函数在上为增函数,
故即则
由‚及题意知,即.
综合知:对任意的都有成立
考查方向
解题思路
用分析法,从结论入手,考虑由于与正整数有关,可以用数学归纳法证明,在证明假设n=k,将转化为所以考虑从函数的导数切入,函数f(x)在区间(1.+)上为增函数.利用题中假设,由归纳假设得所以若则必有,故现在证明原函数易证在(1,+为增函数,再由题中的假设,再构造新函数得到通过推理得出,综上得证。
易错点
不容易考虑到用数学归纳法证明
设函数,曲线在点处的切线方程为.
25.求的解析式;
26.证明:.
正确答案
(1)的解析式为;
解析
试题分析: 本题属于导数的综合应用,考查考生转化与化归数学思想与方法。
(Ⅰ)因为 ,所以 ,所以
又点在切线上,所以,所以
所以的解析式为.
考查方向
解题思路
(1)利用导数解决曲线的切线问题,从而解出a,b的值
(2)通过构造新函数的方法找到证明不等式的突破口。
易错点
不等式证明如何构造新函数
正确答案
(2)对任意,.
解析
试题分析: 本题属于导数的综合应用,考查考生转化与化归数学思想与方法。
(Ⅱ)令
因为所以当时,
所以在区间内单调递减,所以所以等价于.
我们如果能够证明,即即可证明目标成立.
下面证明:对任意,.
由(1)知,令
则,所以在内单调递增,
又,,所以存在使得.
当时,即,此时单调递减;
当时,即,此时单调递增;
所以.由得[
所以.
令,则
所以在区间内单调递减,所以
所以.
综上,对任意,.
考查方向
解题思路
(1)利用导数解决曲线的切线问题,从而解出a,b的值
(2)通过构造新函数的方法找到证明不等式的突破口。
易错点
不等式证明如何构造新函数
已知函数f (x)= +lnx.
25.若函数f(x)在区间[1,e]上的最小值是,求a的值;
26.当a=1时,设F(x)=f(x)+1+,求证:当x>l时,.
正确答案
(1);
解析
(1)因 为,且,则
①当时,,函数单调递增,其最小值为,这与函数在上的最小值是相矛盾;
②当时,函数在上有,单调递减,在上有,单调递增,
∴函数的最小值为,得.
③当时,,函数在上单调递减,其最小值为,与最小值是相矛盾.
综上所述,的值为.
考查方向
解题思路
(1)先对函数进行求导,再对参数进行分类讨论探讨函数的单调性从而研究其最小值及此时a的值 ;(2)通过灵活变形构造新函数的方法证明不等式。
易错点
对参数的分类讨论研究函数的最值。
正确答案
(2)当x>l时,
解析
(2)要证,即证,
当时,,
令,则,
当时,, 递增;当时,, 递减,
∴在处取得唯一的极小值,即为最小值,即,∴,
∴在上是增函数,∴当 时,为增函数,
故,故. [来源:学科网ZXXK]
令,则
∵, ∴,∴,即在上是减函数,
∴时,,所以,即,
所以.
考查方向
解题思路
(1)先对函数进行求导,再对参数进行分类讨论探讨函数的单调性从而研究其最小值及此时a的值 ;(2)通过灵活变形构造新函数的方法证明不等式。
易错点
对参数的分类讨论研究函数的最值。
12. 定义在上的奇函数在区间上单调递减,且,则不等式的解集为 .
正确答案
解析
由奇函数在区间上单调递减,所以函数在区间上也单调递减,且。
(1)当即时,不等式可化为,而,所以成立,符合题意。
(2)当即时,不等式可化为,所以。
(3)当即时,
①当时,不等式可化为,所以。
②当时,不等式可化为,所以符合题意。
③当时,不等式可化为,所以与取交集为。
综上可知,的解集合为。
考查方向
解题思路
1.先利用奇函数求出函数在对称的区间上的单调性;
2.根据x的范围不同分类求出x的解后取并集。
易错点
1.不会奇函数在对称的区间上单调性相同这个结论;
2.分类讨论时不全或重复。
知识点
已知函数.
27. 判断函数在上的单调性;
28. 若恒成立, 求整数的最大值;
29.求证:.
正确答案
(1)上是减函数;
解析
(Ⅰ)
上是减函数
考查方向
解题思路
直接求导后判断出后即可得到答案;
易错点
导后的函数不会变形为,导致不会判断其正负;
正确答案
3;
解析
(Ⅱ),即的最小值大于.
令,则上单调递增,
又 ,存在唯一实根, 且满足
,
当时,当时,
∴,故正整数的最大值是3
考查方向
解题思路
先分离参数后变为,下面求函数的最小值即可;
易错点
无
正确答案
(3)略
解析
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,∴-
令, 则
∴
∴
考查方向
解题思路
根据第(2)问放缩,然后构造题中给出的不等式即可。
易错点
不会利用放缩法得到,进而导致没有思路求第(3)问。
已知函数.
25.若曲线在点(2,f(2))处的切线的斜率小于0,求的单调区间;
26.对任意的,,恒有,求正数的取值范围。
正确答案
递增区间为(0,1),(2a+1,+),单调递减区间为(1,2a+1)
解析
,
若曲线在点(2,f(2))处的切线的斜率小于0,
则,即有,∴2a+1>2>1,…………………2
则由f(x)>0得0<x<1或x>2a+1;由f(x)<0得1<x<2a+1。
∴f(x)的单调递增区间为(0,1),(2a+1,+),单调递减区间为(1,2a+1)。……5
考查方向
解题思路
通过求导,将单调递减区间转成导数正负问题;
易错点
存在性与恒成立的区别
正确答案
解析
∵,∴(2a+1)[4,6],由(Ⅰ)知f(x)在[1,2]上为减函数。
不妨设1≤x1<x2≤2,则f(x1)>f(x2),,
∴原不等式即为:f(x1)-f(x2)<,
即,对任意的,x1,x2[1,2]恒成立。……7
令g(x)=f(x)-,∴对任意的,x1,x2[1,2]有g(x1)<g(x2)恒成立,
∴g(x)=f(x)-在闭区间[1,2]上为增函数,
∴对任意的,x[1,2]恒成立。……………………9
而,
化简得,
即≥0,其中。
∵[1,2],,只需,
即对任意x[1,2]恒成立,
令,x[1,2],恒成立,
∴在闭区间[1,2]上为减函数,
则。由,解得。……12
考查方向
解题思路
本题主要考查函数与导数的综合应用能力,具体涉及到用导数来描述原函数的单调性、极值等情况. 本题对考生的逻辑推理与运算求解能力有较高要求.
易错点
构造函数,及讨论问题的全面性。处理逻辑推理与运算求解能力方面易出错。思路不清晰,步骤不严谨
若定义在R上的减函数,对任意的,不等式成立,则当时,的取值范围是( )
正确答案
解析
由在上单调递减结合得出,即再结合得出可行域为(如图为轴,为轴),所以表示的是点与点连线的斜率,当在点时达到最大值,在点时达到最小值,故所求的取值范围是。故选C选项。
考查方向
解题思路
由函数的单调性结合不等式得出,对其进行因式分解画出可行域,再由可行域求出的取值范围。
易错点
本题易在上的处理上导致解题受阻。
知识点
12.已知是定义域,值域都为的函数,
满足,则下列不等式正确的是( )
正确答案
知识点
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