- 指数函数的实际应用
- 共1991题
(本小题满分15分)已知函数,
(1)若,且
的取值范围
(2)当时,
恒成立,且
的取值范围
正确答案
(1) (2)
试题分析:(1),
即 , ……3分
因 当且仅当
时等号成立 ……4分
即,所以
……7分
(2)当时,
,
且
,
即满足不等式组的点
构成图中的阴影部分, ……10分
由图可知,经过与
的直线的斜率的取值范围是
,
所以的取值范围是
. ……15分
考查学生综合运用知识解决问题的能力.
点评:利用线性规划知识可以解决非线性目标函数的最值问题,一般要转化成求两点间连线的斜率、两点
间的距离等.
已知函数.
(1)证明函数的图像关于点
对称;
(2)若,求
;
(3)在(2)的条件下,若
,
为数列
的前
项和,若
对一切
都成立,试求实数
的取值范围.
正确答案
(1)函数的定义域为
,设
、
是函数
图像上的两点, 其中
且
,则有
,因此函数图像关于点
对称(2)
(3)
试题分析:(1) 证明:因为函数的定义域为
, 设
、
是函数
图像上的两点, 其中
且
,
则有
因此函数图像关于点对称 4分
(2)由(1)知当时,
①
②
①+②得 8分
(3)当时,
当时,
,
当时,
=
∴ (
)
又对一切
都成立,即
恒成立
∴恒成立,又设
,
所以
在
上递减,所以
在
处取得最大值
∴,即
所以的取值范围是
12分
点评:证明函数关于点
对称只需证明
,第二问数列求和结合通项的特点采用倒序相加法,第三问将不等式恒成立转化为求函数最值,进而可借助于导数求解
已知为正数,
,且
,求证:
.
正确答案
证明见解析
设,则
.
由,得
,即
,
.
已知函数(其中a,b为实常数)。
(Ⅰ)讨论函数的单调区间:
(Ⅱ)当时,函数
有三个不同的零点,证明:
:
(Ⅲ)若在区间
上是减函数,设关于x的方程
的两个非零实数根为
,
。试问是否存在实数m,使得
对任意满足条件的a及t
恒成立?若存在,求m的取值范围;若不存在,请说明理由。
正确答案
(I)当a=0时,f(x)的增区间为(-∞,+∞);
当a>0时,f(x)的增区间为(-∞,0),(a,+∞);f(x)的减区间为(0,a);
当a<0时,f(x)的增区间为(-∞,a),(0,+∞);f(x)的减区间为(a,0).
(II)-a3-a.(III)存在实数m满足条件,此时m∈[].
试题分析:(I)求导函数,对参数a进行讨论,利用导数的正负,确定函数的单调区间;
(II)确定f(x)的极大值为f(0)=a+b,f(x)的极小值为f(a)=a+b-a3,要使f(x)有三个不同的零点,则f(0)>0,f(a)<0,从而得证;
(III)先确定|x1-x2|=,并求得其最小值,假设存在实数m满足条件,则m2+tm+1≤(
)min,即m2+tm+1≤4,即m2+tm-3≤0在t∈[-1,1]上恒成立,从而可求m的范围.
解:(I)∵ ,
当a=0时,≥0,于是
在R上单调递增;
当a>0时,x∈(0,a),,得
在(0,a)上单调递减;
x∈(-∞,0)∪(a,+∞),,得
在(-∞,0),(a,+∞)上单调递增;
当a<0时,,
,得
在(0,a)上单调递减;
x∈(-∞,a)∪(0,+∞),得
在(-∞,a),(0,+∞)上单调递增.
综上所述:当a=0时,f(x)的增区间为(-∞,+∞);
当a>0时,f(x)的增区间为(-∞,0),(a,+∞);f(x)的减区间为(0,a);
当a<0时,f(x)的增区间为(-∞,a),(0,+∞);f(x)的减区间为(a,0).……3分
(II)当a>0时,由(I)得f(x)在(-∞,0),(a,+∞)上是增函数,f(x)在(0,a)上是减函数;则f(x)的极大值为f(0)=a+b,f(x)的极小值为f(a)=a+b-a3.
要使f(x)有三个不同的零点,则 即
可得-a3-a.…8分
(III)由2x3-3ax2+a+b=x3-2ax2+3x+a+b,得x3-ax2-3x=0即x(x2-ax-3)=0,
由题意得x2-ax-3=0有两非零实数根x1,x2,则x1+x2=a,x1x2=-3,
即.∵ f (x)在[1,2]上是减函数,
∴ ≤0在[1,2]上恒成立,
其中x-a≤0即x≤a在[1,2]上恒成立,∴ a≥2.∴ ≥4.
假设存在实数m满足条件,则m2+tm+1≤()min,即m2+tm+1≤4,即m2+tm-3≤0在t∈[-1,1]上恒成立,
∴ 解得
.
∴ 存在实数m满足条件,此时m∈[]. …………………14分
点评:解决该试题的关键是利用导数的正负对于函数单调性的影响得到函数单调区间,进而分析极值问题,以及构造函数的思想求证函数的最值,解决恒成立问题的运用。
给出以下四个结论:
(1)若关于的方程
在
没有实数根,则
的取值范围是
(2)曲线与直线
有两个交点时,实数
的取值范围是
(3)已知点与点
在直线
两侧, 则3b-2a>1;
(4)若将函数的图像向右平移
个单位后变为偶函数,则
的最小值是
;其中正确的结论是:__________________
正确答案
(2)(3)(4)
(1)关于的方程
,得
,
,∴
为关于
减函数,
,在
没有实数根,则
;
(2)已知曲线方程是x2+(y-1)2=4(y≥1),它表示圆心在(0,1),半径为2的圆在直线y=1上的半圆;直线y=k(x-2)+4,表示过A(2,4)的直线(除去x=2).
画出半圆和过点A的直线如图所示,显然,当直线过点B(-2,1)
(3)点与点
在直线
两侧,则
整理得:3b-2a>1;
(4)将函数的图像向右平移
个单位后
变为偶函数,则
,当
时,则
的最小值是
。
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