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2025届高考数学二轮专题复习与测试专题强化练二十三微专题3导数与不等式
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这是一份2025届高考数学二轮专题复习与测试专题强化练二十三微专题3导数与不等式,共4页。试卷主要包含了已知函数f=·ln x-m.等内容,欢迎下载使用。
(1)若m=1,求f(x)的图象在x=1处的切线方程;
(2)若f(x)≥0恒成立,求实数m的取值范围.
解:(1)当m=1时,f(x)=(x-1)ln x-(x+1)(x>0),则f′(x)=ln x+ eq \f(x-1,x) -1=ln x- eq \f(1,x) ,所以f′(1)=-1,又f(1)=-2,所以切线方程为y+2=-(x-1),即x+y+1=0.
(2)因为f(x)的定义域为(0,+∞),且f(x)≥0恒成立,所以m≤ eq \f(x-1,x+1) ·ln x.令g(x)= eq \f(x-1,x+1) ·ln x(x>0),则m≤g(x)min,g′(x)= eq \f(2ln x,(x+1)2) + eq \f(x-1,x(x+1)) = eq \f(2ln x+x-\f(1,x),(x+1)2) ,令h(x)=2ln x+x- eq \f(1,x) (x>0),则h′(x)= eq \f(2,x) +1+ eq \f(1,x2) = eq \f(x2+2x+1,x2) = eq \f((x+1)2,x2) >0,
所以h(x)在(0,+∞)上为增函数,又h(1)=0,所以当x∈(0,1)时,h(x)<0,即g′(x)<0;当x∈(1,+∞)时,h(x)>0,即g′(x)>0.所以g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,所以g(x)min=g(1)=0,所以m≤0,即实数m的取值范围为(-∞,0].
2.已知函数g(x)=ax-a-ln x,f(x)=xg(x),且g(x)≥0.
(1)求实数a的值;
(2)证明:存在x0,f′(x0)=0,且当0<x0<1,0<x<1时,f(x)≤f(x0).
解:(1)解:g(x)的定义域为(0,+∞),且g′(x)=a- eq \f(1,x) .因为g(x)≥0,且g(1)=0,故只需g′(1)=0.
又g′(1)=a-1,则a-1=0,所以a=1.
若a=1,则g′(x)=1- eq \f(1,x) .
显然当0<x<1时,g′(x)<0,此时g(x)在(0,1)上单调递减;
当x>1时,g′(x)>0,此时g(x)在(1,+∞)上单调递增.
所以1是g(x)的唯一极小值点,故g(x)≥g(1)=0.
综上,实数a的值为1.
(2)证明:由(1)知f(x)=x2-x-x ln x(x>0),f′(x)=2x-2-ln x.
设h(x)=2x-2-ln x(x>0),则h′(x)=2- eq \f(1,x) .
则当x∈(0, eq \f(1,2) )时,h′(x)<0;
当x∈( eq \f(1,2) ,+∞)时,h′(x)>0,所以h(x)在(0, eq \f(1,2) )上单调递减,在( eq \f(1,2) ,+∞)上单调递增.
又h(e-2)>0,h( eq \f(1,2) )<0,h(1)=0,所以h(x)在(0, eq \f(1,2) ]上有唯一零点x0,在[ eq \f(1,2) ,+∞)上有唯一零点1,且当x∈(0,x0)时,h(x)>0;当x∈(x0,1)时,h(x)<0.
因为f′(x)=h(x),所以x0是f(x)的唯一极大值点,
即x0是f(x)在(0,1)上的最大值点,
所以存在x0,f′(x0)=0,且当0
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