新高考数学一轮复习 导数专项重点难点突破专题26 导数中的同构问题(2份打包,原卷版+解析版)
展开(2)当a>0且a≠1时,有 SKIPIF 1 < 0
再结合指数与对数运算法则,可以得到下述结论(其中x>0) (“ex”三兄弟与“lnx”三姐妹)
(3) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
(4) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
(6) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
再结合常用的切线不等式: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 等,可以得到更多的结论
(7) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(8) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
(9) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
1.已知不等式 SKIPIF 1 < 0 最小值为( )
SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 只需考虑其为负数的情况, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
故 SKIPIF 1 < 0
2.已知对任意给定的 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为: .
【解析】 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 显然成立,
SKIPIF 1 < 0
显然 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 .
3.若对任意 SKIPIF 1 < 0 ,恒有 SKIPIF 1 < 0 ,则实数 SKIPIF 1 < 0 的最小值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】由题意可知,不等式 SKIPIF 1 < 0 变形为 SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 时 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减.
当 SKIPIF 1 < 0 时 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增.
则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上有且只有一个极值点 SKIPIF 1 < 0 ,该极值点就是 SKIPIF 1 < 0 的最小值点.
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增.
若使得对任意 SKIPIF 1 < 0 ,恒有 SKIPIF 1 < 0 成立.
则需对任意 SKIPIF 1 < 0 ,恒有 SKIPIF 1 < 0 成立.
即对任意 SKIPIF 1 < 0 ,恒有 SKIPIF 1 < 0 成立,则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 恒成立.
设 SKIPIF 1 < 0 则 SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减
则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上有且只有一个极值点 SKIPIF 1 < 0 ,该极值点就是 SKIPIF 1 < 0 的最大值点.
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,则实数 SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .故选:D
4.若关于x的不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则a的取值范围是______.
【解析】 SKIPIF 1 < 0 整理为: SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,注意到: SKIPIF 1 < 0 ,
其中 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,满足题意;
当 SKIPIF 1 < 0 时,令 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,不合题意,舍去;
故不满足题意,舍去;
当 SKIPIF 1 < 0 时,令 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,不合题意,舍去;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,故不合题意,舍去.
综上:a的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .
5.已知 SKIPIF 1 < 0 ,对任意的 SKIPIF 1 < 0 ,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为___________.
【解析】∵对于任意 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立
∴对于任意 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 恒成立
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ;当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
由 SKIPIF 1 < 0 ,知 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,求导 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增;
∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处取得极大值,且为最大值, SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 时,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,故答案为: SKIPIF 1 < 0
6.若关于x的不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则实数a的取值范围为__________.
【解析】 SKIPIF 1 < 0
若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
此时 SKIPIF 1 < 0 不恒成立,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递减, SKIPIF 1 < 0 单调递增,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,原不等式恒成立;
SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 单调递增,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
7.已知函数 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【解析】将 SKIPIF 1 < 0 按照左右结构相同、变量移至一边的原则进行变形:
由 SKIPIF 1 < 0 移项得: SKIPIF 1 < 0
即 SKIPIF 1 < 0 ,两边同时加( SKIPIF 1 < 0 )得 SKIPIF 1 < 0
即 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 单增
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单减,在 SKIPIF 1 < 0 单增,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
8.对于任意实数 SKIPIF 1 < 0 ,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【解析】解法一:将 SKIPIF 1 < 0 变形为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 (说明:将参数移至一边)
两边同时乘x得 SKIPIF 1 < 0 (说明:目的是凑右边的结构)
即 SKIPIF 1 < 0 (说明:目的是凑左右两边的结构相同)(#)
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单增
故由(#)得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
再令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,易知当 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
解法二:将 SKIPIF 1 < 0 变形为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,易知 SKIPIF 1 < 0 单增
故 SKIPIF 1 < 0 (以下同解法一,从略).
9.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求函数 SKIPIF 1 < 0 的单调区间;
(2)设函数 SKIPIF 1 < 0 ,若函数 SKIPIF 1 < 0 有两个零点,求实数a的取值范围.
【解析】(1)函数的定义域为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 .
函数 SKIPIF 1 < 0 的单调递增区间为 SKIPIF 1 < 0 ;单减区间为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)要使函数 SKIPIF 1 < 0 有两个零点,即 SKIPIF 1 < 0 有两个实根,
即 SKIPIF 1 < 0 有两个实根.即 SKIPIF 1 < 0 .
整理为 SKIPIF 1 < 0 ,
设函数 SKIPIF 1 < 0 ,则上式为 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 恒成立,所以 SKIPIF 1 < 0 单调递增,所以 SKIPIF 1 < 0 .
所以只需使 SKIPIF 1 < 0 有两个根,设 SKIPIF 1 < 0 .
由(1)可知,函数 SKIPIF 1 < 0 )的单调递增区间为 SKIPIF 1 < 0 ;单减区间为 SKIPIF 1 < 0 ,
故函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处取得极大值, SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
要想 SKIPIF 1 < 0 有两个根,只需 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 .
所以a的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .
10.已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)当 SKIPIF 1 < 0 时,求函数 SKIPIF 1 < 0 的极值;
(2)当 SKIPIF 1 < 0 时,求证: SKIPIF 1 < 0 .
【解析】 (1) SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
故函数 SKIPIF 1 < 0 不存在极值;
当 SKIPIF 1 < 0 时,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,无极小值.
综上,当 SKIPIF 1 < 0 时,函数 SKIPIF 1 < 0 不存在极值;
当 SKIPIF 1 < 0 时,函数 SKIPIF 1 < 0 有极大值, SKIPIF 1 < 0 ,不存在极小值.
(2)显然 SKIPIF 1 < 0 ,要证: SKIPIF 1 < 0 ,即证: SKIPIF 1 < 0 ,即证: SKIPIF 1 < 0 ,
即证: SKIPIF 1 < 0 .令 SKIPIF 1 < 0 ,故只须证: SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,从而有 SKIPIF 1 < 0 .故 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
11.已知 SKIPIF 1 < 0
(1)当 SKIPIF 1 < 0 时,求 SKIPIF 1 < 0 的单调性;
(2)讨论 SKIPIF 1 < 0 的零点个数.
【解析】 (1)因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单增,且 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时 SKIPIF 1 < 0 ,
所以当 SKIPIF 1 < 0 时 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 单调递增
(2)解:因为 SKIPIF 1 < 0
令 SKIPIF 1 < 0 ,易知 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,且 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 的零点转化为 SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 无零点;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 上的增函数,
而 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上有且只有一个零点;
当 SKIPIF 1 < 0 时,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ;
故 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上有且只有一个零点;
若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上无零点;
若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 ,
而 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上为增函数,故 SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 ,
故此时 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上有且只有两个不同的零点;
综上:当 SKIPIF 1 < 0 时,0个零点;当 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 时,1个零点; SKIPIF 1 < 0 时,2个零点;
12.已知函数 SKIPIF 1 < 0
(1)请讨论函数 SKIPIF 1 < 0 的单调性
(2)当 SKIPIF 1 < 0 时,若 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围
【解析】 (1) SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上递增
当 SKIPIF 1 < 0 时,在 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减
在 SKIPIF 1 < 0 上 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增
(2)原式等价于 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
由(1)当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 为增函数 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴等式等价于 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 成立, SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上为增函数,
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以在 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为减函数,
在 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为增函数, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
13.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)若 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的单调区间;
(2)是否存在实数a,使 SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 恒成立,若存在,求出a的值或取值范围;若不存在,请说明理由.
【解析】 (1)因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 .当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递增,因为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 的单调递减区间是 SKIPIF 1 < 0 ,单调递增区间是 SKIPIF 1 < 0 .
(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,易知 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递增.又当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 的值域为 SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 的值域为 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 的值域为 SKIPIF 1 < 0 .
故对于 SKIPIF 1 < 0 上任意一个值 SKIPIF 1 < 0 ,都有唯一的一个正数 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以要使 SKIPIF 1 < 0 ,只需 SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 时,因为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 不符合题意.
当 SKIPIF 1 < 0 时,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递减;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递增.
所以 SKIPIF 1 < 0 .设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递增;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递减.
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时,等号成立.
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
综上,存在a符合题意, SKIPIF 1 < 0 .
14.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)讨论函数 SKIPIF 1 < 0 的单调性;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 ,求证:函数 SKIPIF 1 < 0 有两个零点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)定义域为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增;
当 SKIPIF 1 < 0 时,由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 单调递减,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 单调递增;
综上:当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增;
(2)当 SKIPIF 1 < 0 时,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 无零点.当 SKIPIF 1 < 0 时,
由 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,则有 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上成立,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 等价于 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 的零点与 SKIPIF 1 < 0 在上 SKIPIF 1 < 0 的零点相同.若 SKIPIF 1 < 0 ,
由(1)知 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 上各有一个零点,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上有两个零点,综上 SKIPIF 1 < 0 有两个零点 SKIPIF 1 < 0 .
不妨设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,相减得 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,代入上式,解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,因此要证 SKIPIF 1 < 0 ,只需证 SKIPIF 1 < 0 ,即证 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 递增, SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以可化成 SKIPIF 1 < 0 ,又因为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
15.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)当 SKIPIF 1 < 0 时,求函数 SKIPIF 1 < 0 的单调区间:
(2)若 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【解析】 (1)当 SKIPIF 1 < 0 时 SKIPIF 1 < 0
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 递减,在 SKIPIF 1 < 0 递增,
当 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0
而当 SKIPIF 1 < 0 所以当 SKIPIF 1 < 0 递减;
SKIPIF 1 < 0 递增.故函数增区间为 SKIPIF 1 < 0 ,减区间为 SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
令 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 递增,而 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 递减,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 递增
SKIPIF 1 < 0
因为 SKIPIF 1 < 0 可变形为 SKIPIF 1 < 0
又 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 递增,
由(**)可得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
故 SKIPIF 1 < 0 取值范围为 SKIPIF 1 < 0
16.已知函数 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)若 SKIPIF 1 < 0 ,求函数 SKIPIF 1 < 0 的极值;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 是函数 SKIPIF 1 < 0 的导数),求a的取值范围.
【解析】 (1) SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
所以函数 SKIPIF 1 < 0 在(0,1)上单调递增,在(1,e)上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
所以函数 SKIPIF 1 < 0 的极大值为 SKIPIF 1 < 0 ,函数 SKIPIF 1 < 0 的极小值为 SKIPIF 1 < 0 .
(2) SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
所以函数 SKIPIF 1 < 0 在(0,1)上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
则函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,则由 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立.
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
所以函数 SKIPIF 1 < 0 在(0,e)上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 .
17.已知 SKIPIF 1 < 0 ,若对任意 SKIPIF 1 < 0 ,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求正实数a的取值范围.
【解析】由题意, SKIPIF 1 < 0 恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
所以 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
构造函数 SKIPIF 1 < 0 ,易知 SKIPIF 1 < 0 在R上单增,
所以 SKIPIF 1 < 0 恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以正实数a的取值范围 SKIPIF 1 < 0 .
18.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的单调区间;
(2)证明:当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 单调递增,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 单调递减,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴当 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 单调递增,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 单调递减,
综上, SKIPIF 1 < 0 的单调增区间为 SKIPIF 1 < 0 ,单调减区间为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
要证 SKIPIF 1 < 0 ,即证 SKIPIF 1 < 0 ,
也就是证 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 单调递增,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,由(1)可知当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
∴当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,所以,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 .
19.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)讨论f(x)的单调性.
(2)若a=0,证明:对任意的x>1,都有 SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)由题意可得 SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立,则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增;
当 SKIPIF 1 < 0 时,由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增.
综上,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在R上单调递增;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增.
(2)证明:由题得, SKIPIF 1 < 0 时,对任意的 SKIPIF 1 < 0 ,都有 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
等价于 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ;由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
故 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时,等号成立.
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ;由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增.
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 有解,
则 SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 时,等号成立.
即 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .x
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
+
0
-
SKIPIF 1 < 0
增函数
极大值
减函数
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