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新高考数学一轮复习 导数专项重点难点突破专题12 利用导数研究不等式恒成立问题(2份打包,原卷版+解析版)
展开(1)构造函数分类讨论:遇到f(x)≥g(x)型的不等式恒成立问题时,一般采用作差法,构造“左减右”的函数h(x)=f(x)-g(x) 或“右减左”的函数u(x)=g(x)-f(x),进而只需满足h(x)min≥0或u(x)max≤0,将比较法的思想融入函数中,转化为求解函数最值的问题,适用范围较广,但是往往需要对参数进行分类讨论.
(2)分离函数法:分离参数法的主要思想是将不等式变形成一个一端是参数a,另一端是变量表达式v(x)的不等式后,应用数形结合思想把不等式恒成立问题转化为水平直线y=a与函数y=v(x)图象的交点个数问题来解决.
eq \a\vs4\al( 可化为不等式恒成立问题的基本类型,类型1:函数fx在区间D上单调递增,只需f′x≥0.,类型2:函数fx在区间D上单调递减,只需f′x≤0.,类型3:∀x1,x2∈D,fx1>gx2,只需fxmin>gxmax.,类型4:∀x1∈D1,∃x2∈D2,fx1>gx2,只需fxmin>gxmin.,类型5:∀x1∈D1,∃x2∈D2,fx1<gx2,只需fxmax<gxmax.)
(1)∀x1∈D1,∃x2∈D2,f(x1)>g(x2),等价于函数f(x)在D1上的最小值大于g(x)在D2上的最小值
即f(x)min>g(x)min(这里假设f(x)min,g(x)min存在).其等价转化的基本思想是:函数y=f(x)的任意一个函数值大于函数y=g(x)的某一个函数值,但并不要求大于函数y=g(x)的所有函数值.
(2)∀x1∈D1,∃x2∈D2,f(x1)<g(x2),等价于函数f(x)在D1上的最大值小于函数g(x)在D2上的最大值(这里假设f(x)max,g(x)max存在).其等价转化的基本思想是:函数y=f(x)的任意一个函数值小于函数y=g(x)的某一个函数值,但并不要求小于函数y=g(x)的所有函数值.
典例1.已知函数f(x)=ax+ln x+1,若对任意的x>0,f(x)≤xe2x恒成立,求实数a的取值范围.
【解析】法一:构造函数法
设g(x)=xe2x-ax-ln x-1(x>0),对任意的x>0,f(x)≤xe2x恒成立,
等价于g(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,则只需g(x)min≥0即可.因为g′(x)=(2x+1)e2x-a-eq \f(1,x),
令h(x)=(2x+1)e2x-a-eq \f(1,x)(x>0),则h′(x)=4(x+1)e2x+eq \f(1,x2)>0,
所以h(x)=g′(x)在(0,+∞)上单调递增,
因为当x―→0时,h(x)―→-∞,当x―→+∞时,h(x)―→+∞,
所以h(x)=g′(x)在(0,+∞)上存在唯一的零点x0,满足(2x0+1)e2x0-a-eq \f(1,x0)=0,
所以a=(2x0+1)e2x0-eq \f(1,x0),且g(x)在(0,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,
所以g(x)min=g(x0)=x0e2x0-ax0-ln x0-1=-2xeq \\al(2,0)e2x0-ln x0,
则由g(x)min≥0,得2xeq \\al(2,0)e2x0+ln x0≤0,此时0<x0<1,e2x0≤-eq \f(ln x0,2x\\al(2,0)),
所以2x0+ln(2x0)≤ln(-ln x0)+(-ln x0),设S(x)=x+ln x(x>0),则S′(x)=1+eq \f(1,x)>0,
所以函数S(x)在(0,+∞)上单调递增,因为S(2x0)≤S(-ln x0),所以2x0≤-ln x0即e2x0≤eq \f(1,x0),
所以a=(2x0+1)e2x0-eq \f(1,x0)≤(2x0+1)·eq \f(1,x0)-eq \f(1,x0)=2,所以实数a的取值范围为(-∞,2].
法二:分离参数法
因为f(x)=ax+ln x+1,所以对任意的x>0,f(x)≤xe2x恒成立,
等价于a≤e2x-eq \f(ln x+1,x)在(0,+∞)上恒成立.
令m(x)=e2x-eq \f(ln x+1,x)(x>0),则只需a≤m(x)min即可,则m′(x)=eq \f(2x2e2x+ln x,x2),
再令g(x)=2x2e2x+ln x(x>0),则g′(x)=4(x2+x)e2x+eq \f(1,x)>0,所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,
因为geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)))=eq \f(\r(e),8)-2ln 2<0,g(1)=2e2>0,所以g(x)有唯一的零点x0,且eq \f(1,4)<x0<1,
所以当0<x<x0时,m′(x)<0,当x>x0时,m′(x)>0,
所以m(x)在(0,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,因为2xeq \\al(2,0)e2x0+ln x0=0,
所以ln 2+2ln x0+2x0=ln(-ln x0),即ln(2x0)+2x0=ln(-ln x0)+(-ln x0),
设s(x)=ln x+x(x>0),则s′(x)=eq \f(1,x)+1>0,所以函数s(x)在(0,+∞)上单调递增,
因为s(2x0)=s(-ln x0),所以2x0=-ln x0,即e2x0=eq \f(1,x0),
所以m(x)≥m(x0)=e2x0-eq \f(ln x0+1,x0)=eq \f(1,x0)-eq \f(ln x0,x0)-eq \f(1,x0)=2,则有a≤2,
所以实数a的取值范围为(-∞,2].
典例2.设函数f(x)=ln x+eq \f(k,x),k∈R.
(1)若曲线y=f(x)在点(e,f(e))处的切线与直线x-2=0垂直,求f(x)的单调性和极小值(其中e为自然对数的底数);
(2)若对任意的x1>x2>0,f(x1)-f(x2)<x1-x2恒成立,求k的取值范围.
【解析】(1)由条件得f′(x)=eq \f(1,x)-eq \f(k,x2)(x>0),∵曲线y=f(x)在点(e,f(e))处的切线与直线x-2=0垂直,
∴f′(e)=0,即eq \f(1,e)-eq \f(k,e2)=0,得k=e,∴f′(x)=eq \f(1,x)-eq \f(e,x2)=eq \f(x-e,x2)(x>0),
由f′(x)<0得0<x<e,由f′(x)>0得x>e,∴f(x)在(0,e)上单调递减,在(e,+∞)上单调递增.
当x=e时,f(x)取得极小值,且f(e)=ln e+eq \f(e,e)=2.∴f(x)的极小值为2.
(2)由题意知,对任意的x1>x2>0,f(x1)-x1<f(x2)-x2恒成立,
设h(x)=f(x)-x=ln x+eq \f(k,x)-x(x>0),则h(x)在(0,+∞)上单调递减,
∴h′(x)=eq \f(1,x)-eq \f(k,x2)-1≤0在(0,+∞)上恒成立,
即当x>0时,k≥-x2+x=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,2)))2+eq \f(1,4)恒成立,∴k≥eq \f(1,4).故k的取值范围是eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4),+∞)).
典例3.已知函数f(x)=eq \f(1,3)x3+x2+ax.
(1)若函数f(x)在区间[1,+∞)上单调递增,求实数a的最小值;
(2)若函数g(x)=eq \f(x,ex),对∀x1∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,2),2)),∃x2∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,2),2)),使f′(x1)≤g(x2)成立,求实数a的取值范围.
【解析】(1)由题设知f′(x)=x2+2x+a≥0在[1,+∞)上恒成立,
即a≥-(x+1)2+1在[1,+∞)上恒成立,
而函数y=-(x+1)2+1在[1,+∞)单调递减,则ymax=-3,∴a≥-3,∴a的最小值为-3.
(2)“对∀x1∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,2),2)),∃x2∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,2),2)),
使f′(x1)≤g(x2)成立”等价于“当x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,2),2))时,f′(x)max≤g(x)max”.
∵f′(x)=x2+2x+a=(x+1)2+a-1在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,2),2))上单调递增,∴f′(x)max=f′(2)=8+a.
而g′(x)=eq \f(1-x,ex),由g′(x)>0,得x<1,由g′(x)<0,得x>1,
∴g(x)在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.
∴当x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,2),2))时,g(x)max=g(1)=eq \f(1,e).由8+a≤eq \f(1,e),得a≤eq \f(1,e)-8,
∴实数a的取值范围为eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\c1(-∞,\f(1,e)-8)).
典例4.已知函数f(x)=eq \f(3x-3,x+1),g(x)=-x3+eq \f(3,2)(a+1)x2-3ax-1,其中a为常数.
(1)当a=1时,求曲线g(x)在x=0处的切线方程;
(2)若a<0,对于任意的x1∈[1,2],总存在x2∈[1,2],使得f(x1)=g(x2),求实数a的取值范围.
【解析】(1)当a=1时,g(x)=-x3+3x2-3x-1,
所以g′(x)=-3x2+6x-3,g′(0)=-3,又因为g(0)=-1,
所以曲线g(x)在x=0处的切线方程为y+1=-3x,即3x+y+1=0.
(2)f(x)=eq \f(3x-3,x+1)=eq \f(3x+1-6,x+1)=3-eq \f(6,x+1),当x∈[1,2]时,eq \f(1,x+1)∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,3),\f(1,2))),
所以-eq \f(6,x+1)∈[-3,-2],所以3-eq \f(6,x+1)∈[0,1],故f(x)在[1,2]上的值域为[0,1].
由g(x)=-x3+eq \f(3,2)(a+1)x2-3ax-1,可得g′(x)=-3x2+3(a+1)x-3a=-3(x-1)(x-a).
因为a<0,所以当x∈[1,2]时,g′(x)<0,所以g(x)在[1,2]上单调递减,
故当x∈[1,2]时,g(x)max=g(1)=-1+eq \f(3,2)(a+1)-3a-1=-eq \f(3,2)a-eq \f(1,2),
g(x)min=g(2)=-8+6(a+1)-6a-1=-3,即g(x)在[1,2]上的值域为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-3,-\f(3,2)a-\f(1,2))).
因为对于任意的x1∈[1,2] ,总存在x2∈[1,2],使得f(x1)=g(x2),
所以[0,1]⊆eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-3,-\f(3,2)a-\f(1,2))),所以-eq \f(3,2)a-eq \f(1,2)≥1,解得a≤-1,故a的取值范围为(-∞,-1].
专项突破练
一、单选题
1.若不等式 SKIPIF 1 < 0 对任意实数x都成立,则实数a的取值范围是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的递减区间是 SKIPIF 1 < 0 ,递增区间是 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 取得极小值,也是最小值, SKIPIF 1 < 0 ,
不等式 SKIPIF 1 < 0 对任意实数x都成立,所以 SKIPIF 1 < 0 .故选:D.
2.已知函数 SKIPIF 1 < 0 ,对 SKIPIF 1 < 0 都有 SKIPIF 1 < 0 成立,则实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】函数 SKIPIF 1 < 0 ,对 SKIPIF 1 < 0 都有 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 ,即为 SKIPIF 1 < 0 ,可化为 SKIPIF 1 < 0
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,单调递减.因此 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0
故实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 ,故选B
3.已知函数 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立,则实数k的取值范围是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上的最大值是 SKIPIF 1 < 0 . 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,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上的最小值是 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以实数k的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .故选:D.
4.已知不等式 SKIPIF 1 < 0 对任意 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则实数a的最小值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】设 SKIPIF 1 < 0 ,则 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 , SKIPIF 1 < 0 ,
不等式 SKIPIF 1 < 0 对任意 SKIPIF 1 < 0 恒成立可转化为对任意 SKIPIF 1 < 0 时 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .故选:C.
5.若关于 SKIPIF 1 < 0 的不等式 SKIPIF 1 < 0 ,对 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】因为不等式 SKIPIF 1 < 0 ,对 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
当 SKIPIF 1 < 0 时,显然成立,
当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立,令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上成立,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上递减,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上成立,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上递减,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故选:A
6.若关于x的不等式 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,则实数a的取值范围为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】依题意, SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 (*).
令 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,则(*)式即为 SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,故只需 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,解得 SKIPIF 1 < 0 .故选:D.
7.已知函数 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】由题意,函数 SKIPIF 1 < 0 的定义域为 SKIPIF 1 < 0 ,其满足 SKIPIF 1 < 0 ,
所以函数 SKIPIF 1 < 0 为奇函数,且 SKIPIF 1 < 0 ,所以函数 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 上的增函数,
若 SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则 SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
即 SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
设 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
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 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 单调递减,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 .故选:A.
8.已知不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则a的取值范围为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】由题设,可知: SKIPIF 1 < 0 ,问题转化为 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 递增;
当 SKIPIF 1 < 0 时 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 递减;所以 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 .故选:B
9.若函数 SKIPIF 1 < 0 ,g(x)= SKIPIF 1 < 0 对任意的 SKIPIF 1 < 0 ,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则整数m的最小值为( )
A.2B.1C.0D.-1
【解析】因为 SKIPIF 1 < 0 单调递增, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
原不等式恒成立可化为 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
即 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立,
即函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上为增函数,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
即 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减,
故当 SKIPIF 1 < 0 时,函数 SKIPIF 1 < 0 的最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 恒成立,由 SKIPIF 1 < 0 知,整数m的最小值为2.故选:A
二、多选题
10.已知函数 SKIPIF 1 < 0 ,满足对任意的 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立,则实数a的取值可以是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】因为函数 SKIPIF 1 < 0 ,满足对任意的 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时取等号,所以 SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立.
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为减函数, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为增函数,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,综上所述: SKIPIF 1 < 0 .故选:ABC
11.设函数 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则实数 SKIPIF 1 < 0 的可能取值是( )
A.1B.2C.3D.4
【解析】 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 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 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增.
所以 SKIPIF 1 < 0 时,函数取得最小值 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
所以 SKIPIF 1 < 0 恒成立,且 SKIPIF 1 < 0 ,可得实数 SKIPIF 1 < 0 的所有可能取值1,2,3,故选:ABC.
12.已知函数 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则正数 SKIPIF 1 < 0 的取值可以是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【解析】因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
所以对 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, 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,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,∴ SKIPIF 1 < 0 ;
因为 SKIPIF 1 < 0 ,任意 SKIPIF 1 < 0 ,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
即 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,所以正数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 ;
6e与 SKIPIF 1 < 0 均在区间 SKIPIF 1 < 0 内, SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 均不在区间 SKIPIF 1 < 0 内;故选:AB.
13.已知 SKIPIF 1 < 0 ,若不等式 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,则a的值可以为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C.1D. SKIPIF 1 < 0
【解析】设 SKIPIF 1 < 0 ,则 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 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
所以 SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 恒成立.
令 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,所以a的值可以为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故选:AD.
三、填空题
14.已知函数 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是________.
【解析】由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
又函数 SKIPIF 1 < 0 的定义域为 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,函数 SKIPIF 1 < 0 单调递减;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,函数 SKIPIF 1 < 0 单调递增;
故 SKIPIF 1 < 0 是函数 SKIPIF 1 < 0 的极小值点,也是最小值点,且 SKIPIF 1 < 0 ,
要使 SKIPIF 1 < 0 恒成立,需 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
15.当 SKIPIF 1 < 0 时,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是______.
【解析】根据题意,当 SKIPIF 1 < 0 时,分离参数 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 恒成立.
令 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立.
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,∴函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上是减函数.
则 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .∴实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .
16.已知函数 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,如果对任意的 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,都有 SKIPIF 1 < 0 成立,则实数a的取值范围是_________.
【解析】由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递减, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 对任意的 SKIPIF 1 < 0 ,都有 SKIPIF 1 < 0 成立, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
17.已知不等式 SKIPIF 1 < 0 对一切正数x都成立.则实数m的取值范围是___________.
【解析】设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 对一切正数x都成立, SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立,
由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒大于零,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
四、解答题
18.设 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 .
(1)若 SKIPIF 1 < 0 有极值,求 SKIPIF 1 < 0 的取值范围;
(2)若当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立,求 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【解析】(1)由题意可知: SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 有极值,
则 SKIPIF 1 < 0 有两个不同的实数根,故 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
由于 SKIPIF 1 < 0 ,则
①当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处取得极大值、在 SKIPIF 1 < 0 处取得极小值,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 为增函数,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 恒大于 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ;
②当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,且 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 恒成立;
③当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处取得极大值、在 SKIPIF 1 < 0 处取得极小值,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 为增函数,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 恒大于 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
综上所述, SKIPIF 1 < 0 的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .
19.已知函数 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求函数 SKIPIF 1 < 0 的单调区间;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 对任意 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【解析】(1)函数 SKIPIF 1 < 0 的定义域为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
①当 SKIPIF 1 < 0 时,令 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,此时函数 SKIPIF 1 < 0 的增区间为 SKIPIF 1 < 0 ,减区间为 SKIPIF 1 < 0
②当 SKIPIF 1 < 0 时,令 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,此时函数 SKIPIF 1 < 0 的增区间为 SKIPIF 1 < 0 ,减区间为 SKIPIF 1 < 0
综上所述:当 SKIPIF 1 < 0 时,函数 SKIPIF 1 < 0 的增区间为 SKIPIF 1 < 0 ,减区间为 SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 时,函数 SKIPIF 1 < 0 的增区间为 SKIPIF 1 < 0 ,减区间为 SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 恒成立。令 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增, SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递增, SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 的范围是 SKIPIF 1 < 0 .
20.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)若 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的单调区间;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 对一切 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求m的取值范围.
【解析】(1)∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
且当 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 的单调增区间为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,单调减区间为 SKIPIF 1 < 0
(2)依题意可得 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,易知 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,又∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,即有 SKIPIF 1 < 0 ,
且 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
即m的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 .
21.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的图象在 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程;
(2)当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立,求 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【解析】(1)函数 SKIPIF 1 < 0 ,切点为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 的图象在 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
(2)令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增, SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立.当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
∵函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上存在唯一的零点 SKIPIF 1 < 0 ,
∴函数 SKIPIF 1 < 0 在区间 SKIPIF 1 < 0 上单调递减, SKIPIF 1 < 0 ,不符合题意,舍去.
综上可得: SKIPIF 1 < 0 的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .
22.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)讨论函数的单调性;
(2)若对任意的 SKIPIF 1 < 0 ,都有 SKIPIF 1 < 0 成立,求 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【解析】(1)由已知定义域为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 ,即 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 ,即 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 (舍)或 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.
所以 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增;
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)由(1)可知,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,若 SKIPIF 1 < 0 对任意的 SKIPIF 1 < 0 恒成立,只需 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 恒成立,所以 SKIPIF 1 < 0 成立;
当 SKIPIF 1 < 0 时,若 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 成立;
若 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,又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,不满足 SKIPIF 1 < 0 对任意的 SKIPIF 1 < 0 恒成立.
所以综上所述: SKIPIF 1 < 0 .
23.已知函数 SKIPIF 1 < 0 的图像在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的值;
(2)当 SKIPIF 1 < 0 时,证明: SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 恒成立.
【解析】(1)因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
(2)证明:因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以要证 SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
只需证 SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 恒成立.
设函数 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 ),
则 SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,从而 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 恒成立,故当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 恒成立.
24.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)讨论函数 SKIPIF 1 < 0 的单调性;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处取得极值,对任意 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【解析】(1)因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
当 SKIPIF 1 < 0 时,由 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 可得 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,
综上:当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
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)因为 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处取得极值,所以结合(1)可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以由 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增,
所以 SKIPIF 1 < 0 .所以实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .
25.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)当a=1时,求曲线在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,求a的取值范围.
【解析】(1)当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴切线方程为 SKIPIF 1 < 0
即 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立,,
当 SKIPIF 1 < 0 时,可化为 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,∴h(x)在 SKIPIF 1 < 0 上是增函数;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上是减函数;
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
即a的取值范围是 SKIPIF 1 < 0
26.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)证明: SKIPIF 1 < 0 ;
(2)当 SKIPIF 1 < 0 时,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求实数m的取值范围.
【解析】(1)令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
令 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 .所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单增, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单减,
所以 SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 成立.
(2)由题得 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立.因为 SKIPIF 1 < 0 ,
①若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增, SKIPIF 1 < 0 ,符合题意;
②若 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递增,且 SKIPIF 1 < 0
(i)若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增, SKIPIF 1 < 0 ,符合题意;
(ii)若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
取 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
则存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减,
此时 SKIPIF 1 < 0 ,不合题意.综上, SKIPIF 1 < 0 .
27.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)当 SKIPIF 1 < 0 时,直线 SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 相切,求实数k的值;
(2)当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,求a的取值范围.
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0
设切点为 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 得出 SKIPIF 1 < 0
令 SKIPIF 1 < 0
则函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,且 SKIPIF 1 < 0
故方程 SKIPIF 1 < 0 的根为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
(2)由 SKIPIF 1 < 0 得出 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,则函数 SKIPIF 1 < 0 为增函数, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,此时函数 SKIPIF 1 < 0 单调递减
当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,此时函数 SKIPIF 1 < 0 单调递增
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0
故a的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 .
28.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)当 SKIPIF 1 < 0 时,求 SKIPIF 1 < 0 的单调区间;
(2)若不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求实数a的取值范围.
【解析】(1)当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
可知 SKIPIF 1 < 0 在R上单调递增,且 SKIPIF 1 < 0 ,
所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 单调递减;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 单调递增.
即 SKIPIF 1 < 0 的单调递减区间为 SKIPIF 1 < 0 ,单调递增区间为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由题得 SKIPIF 1 < 0 对任意 SKIPIF 1 < 0 恒成立,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时,则 SKIPIF 1 < 0 ,原不等式成立,则 SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 时,则 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,
则 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;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 单调递减;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 单调递增.
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以只需 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
综上,实数a的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .
29.设函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1) SKIPIF 1 < 0 时,求 SKIPIF 1 < 0 在区间 SKIPIF 1 < 0 上的最大值与最小值.
(2) SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 有两个不同的极值点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,且对不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围?
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0 解得: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 解得: SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 在区间 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 单调递减.
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
故 SKIPIF 1 < 0 在区间 SKIPIF 1 < 0 上的最大值是 SKIPIF 1 < 0 ,最小值是0
(2)因 SKIPIF 1 < 0 ,故得不等式 SKIPIF 1 < 0 .
即 SKIPIF 1 < 0 .
由于 SKIPIF 1 < 0 .令 SKIPIF 1 < 0 得方程 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
代入 SKIPIF 1 < 0 有 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,解不等式得 SKIPIF 1 < 0 .
因此,实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是 SKIPIF 1 < 0
30.已知函数 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为自然对数的底数.
(1)讨论 SKIPIF 1 < 0 的单调性;
(2)当 SKIPIF 1 < 0 时,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 ,
①当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减.
②当 SKIPIF 1 < 0 时,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减.
(2)当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立,
即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 时恒成立,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
易知 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调减函数,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,∴ SKIPIF 1 < 0 .
①当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,此时 SKIPIF 1 < 0 ,符合题意;
②当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 使得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,不符合题意.
综上所述, SKIPIF 1 < 0 .
31.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)讨论 SKIPIF 1 < 0 的单调性;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,求实数a的取值范围.
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 的定义域是 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增;
当 SKIPIF 1 < 0 时,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍),
令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减.
(2)若 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立.
令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,不符合题意;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,又 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,不符合题意;
当 SKIPIF 1 < 0 时,若 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,符合题意.
若 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 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,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,不符合题意;
若 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,又 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,不符合题意.综上所述,实数a的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .
32.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)若 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上仅有一个零点,求实数a的取值范围;
(2)若对任意的 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立,求实数a的取值范围.
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增.
又 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以此时 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上仅有一个零点,符合题意;
当 SKIPIF 1 < 0 时,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ;令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减.
要使 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上仅有一个零点,则必有 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
综上,当 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上仅有一个零点.
(2)因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以对任意的 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立,
等价于 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立.
令 SKIPIF 1 < 0 ,则只需 SKIPIF 1 < 0 即可,则 SKIPIF 1 < 0 ,
再令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增.
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 有唯一的零点 SKIPIF 1 < 0 ,且 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 上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增.
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增.
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
则有 SKIPIF 1 < 0 .所以实数a的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 .
33.已知函数 SKIPIF 1 < 0 ,函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求函数 SKIPIF 1 < 0 的单调区间.
(2) SKIPIF 1 < 0 时,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 时等号成立,∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增.
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 的单调递增区间为 SKIPIF 1 < 0 ,单调递减区间为 SKIPIF 1 < 0 .
(2) SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
∴ SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
∴ SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立;
若 SKIPIF 1 < 0 ,∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 有唯一解,设为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
∴ SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
∴ SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 恒成立矛盾,舍去.
综上,实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .
34.已知函数 SKIPIF 1 < 0 (其中 SKIPIF 1 < 0 ,e为自然对数的底数).
(1)当 SKIPIF 1 < 0 时,讨论函数f(x)的单调性;
(2)当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,求a的取值范围.
【解析】(1)由 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∵ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 可得: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ;令 SKIPIF 1 < 0 可得: SKIPIF 1 < 0
此时f(x)的单调递增区间为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,单调递减区间为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)法1由 SKIPIF 1 < 0 ,
可得 SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
即 SKIPIF 1 < 0 对任意的 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上有唯一的实根,不妨设该实根为 SKIPIF 1 < 0 ,
故当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,g(x)单调递增;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减,
故 SKIPIF 1 < 0 ,又因为 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故a的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 .
法2由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 对x>1恒成立,
即 SKIPIF 1 < 0 对任意的x>1恒成立,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,且 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 对任意的 SKIPIF 1 < 0 恒成立
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 令 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0
故当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,g(t)单调递增;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减;
故 SKIPIF 1 < 0 ,故a的取值范围为 SKIPIF 1 < 0
35.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)当 SKIPIF 1 < 0 时,求曲线 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求实数m的取值范围.
【解析】(1)当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
所以曲线 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
整理得 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由已知得, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立.令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,又因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 .
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