
(1)若x1=-1,求a;
(2)求a的取值范圍.
2.[2023·新課標Ⅰ卷]已知函數(shù)f(x)=a(ex+a)-x.
(1)討論f(x)的單調(diào)性;
(2)證明:當a>0時,f(x)>2ln a+ eq \f(3,2) .
3.[2023·全國乙卷(理)]已知函數(shù)f(x)=( eq \f(1,x) +a)ln (1+x).
(1)當a=-1時,求曲線y=f(x)在點 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1,f\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1)))) 處的切線方程;
(2)是否存在a,b,使得曲線y=f( eq \f(1,x) )關于直線x=b對稱?若存在,求a,b的值;若不存在,說明理由.
(3)若f(x)在(0,+∞)上存在極值,求a的取值范圍.
4.[2022·全國乙卷(理),21]已知函數(shù)f(x)=ln (1+x)+axe-x.
(1)當a=1時,求曲線y=f(x)在點(0,f(0))處的切線方程;
(2)若f(x)在區(qū)間(-1,0),(0,+∞)各恰有一個零點,求a的取值范圍.
5.[2022·新高考Ⅰ卷]已知函數(shù)f(x)=ex-ax和g(x)=ax-ln x有相同的最小值.
(1)求a;
(2)證明:存在直線y=b,其與兩條曲線y=f(x)和y=g(x)共有三個不同的交點,并且從左到右的三個交點的橫坐標成等差數(shù)列.
6.[2021·新高考Ⅰ卷]已知函數(shù)f(x)=x(1-ln x).
(1)討論f(x)的單調(diào)性;
(2)設a,b為兩個不相等的正數(shù),且b ln a-a ln b=a-b,證明:2< eq \f(1,a) + eq \f(1,b) ln a.
構造函數(shù)u(a)=ln a-(a-1)(a>0),
則u′(a)= eq \f(1,a) -1= eq \f(1-a,a) ,所以當a>1時,u′(a)0,
因為a2-a+ eq \f(1,2) =(a- eq \f(1,2) )2+ eq \f(1,4) >0恒成立,
所以當a>0時,f(x)>2ln a+ eq \f(3,2) 成立.
3.解析:(1)當a=-1時,f(x)= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)-1)) ln (1+x),
則f′(x)=- eq \f(1,x2) ln (1+x)+ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)-1)) · eq \f(1,1+x) ,
所以f′(1)=-ln 2,
又f(1)=0,所以所求切線方程為y-0=-ln 2(x-1),
即x ln 2+y-ln 2=0.
(2)假設存在a,b,使得曲線y=f( eq \f(1,x) )關于直線x=b對稱.
令g(x)=f( eq \f(1,x) )=(x+a)ln (1+ eq \f(1,x) )=(x+a)ln eq \f(x+1,x) ,
因為曲線y=g(x)關于直線x=b對稱,
所以g(x)=g(2b-x),即(x+a)ln eq \f(x+1,x) =(2b-x+a)ln eq \f(2b-x+1,2b-x) =(x-2b-a)ln eq \f(x-2b,x-2b-1) ,
于是 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a=-2b-a,,1=-2b,)) 得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a=\f(1,2),,b=-\f(1,2),))
當a= eq \f(1,2) ,b=- eq \f(1,2) 時,g(x)=(x+ eq \f(1,2) )ln (1+ eq \f(1,x) ),g(-1-x)=(-x- eq \f(1,2) )ln eq \f(-x,-1-x) =(-x- eq \f(1,2) )ln eq \f(x,1+x) =(x+ eq \f(1,2) )ln eq \f(x+1,x) =(x+ eq \f(1,2) )ln (1+ eq \f(1,x) )=g(x),
所以曲線y=g(x)關于直線x=- eq \f(1,2) 對稱,滿足題意.
故存在a,b使得曲線y=f( eq \f(1,x) )關于直線x=b對稱,且a= eq \f(1,2) ,b=- eq \f(1,2) .
(3)f′(x)=- eq \f(1,x2) ln (1+x)+ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)+a)) · eq \f(1,1+x) = eq \f(ax2+x-(1+x)ln (1+x),x2(1+x)) = eq \f(\f(ax2+x,x+1)-ln (1+x),x2) (x>0).
設h(x)= eq \f(ax2+x,x+1) -ln (1+x),
則h′(x)= eq \f(ax2+2ax+1,(x+1)2) - eq \f(1,x+1) = eq \f(ax2+(2a-1)x,(x+1)2) = eq \f(x(ax+2a-1),(x+1)2) ,
①當a≤0時,2a-1<0,當x>0時,h′(x)<0,
所以h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,
所以當x>0時,h(x)<h(0)=0,即f′(x)<0,
所以f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,無極值,不滿足題意.
②當a≥ eq \f(1,2) 時,2a-1≥0,當x>0時,h′(x)>0,所以h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,
所以當x>0時,h(x)>h(0)=0,即f′(x)>0,
所以f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,無極值,不滿足題意.
③當0<a< eq \f(1,2) 時,令h′(x)=0,得x= eq \f(1-2a,a) ,當0<x< eq \f(1-2a,a) 時,h′(x) eq \f(1-2a,a) 時,h′(x)>0,
所以h(x)在 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(1-2a,a))) 上單調(diào)遞減,在 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1-2a,a),+∞)) 上單調(diào)遞增,所以h eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1-2a,a))) 0,則f(x)在(0,+∞)上不存在零點,故不符合題意.
②當a-1,e-x>0,∵a1時,由于1-x20.
綜上可知,當x>0時,都有g(x)>0,則f′(x)= eq \f(g(x),x+1) >0,
∴f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.
∴對于?x>0,f(x)>f(0)=0,f(x)在(0,+∞)上不存在零點,符合題意.
(ⅱ)當a0,
?x∈(x0,0),都有g(x)0,
∴f(x)在(0,x1)上單調(diào)遞減,在[x1,+∞)上單調(diào)遞增.
又∵f(0)=0,∴?x∈(0,x1),f(x)h′(0)=0,∴h(x)>h(0)=0,∴g′(x)>0,∴g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.
又∵當x→0時,g(x)= eq \(lim,\s\d4(x→0)) eq \f(ex ln (1+x),x) =1,當x→+∞時,g(x)→+∞,∴a∈(-∞,-1).
②當x∈(-1, eq \r(3) -2)時,φ′(x)0.
∵當x→-1時,φ(x)=h′(x)→+∞,h′(0)=0,
∴存在a1∈(-1,0)使h′(a1)=0,
∴h(x)在(-1,a1)上單調(diào)遞增,在(a1,0)上單調(diào)遞減.
當x→-1時,h(x)→-∞.
又h(0)=0,
∴存在a2∈(-1,a1),使得h(a2)=0,
即g(x)在(-1,a2)上單調(diào)遞減,在(a2,0)上單調(diào)遞增.
當x→-1時,g(x)→+∞;
當x→0時,g(x)→1,g(x)的大致圖象如圖.
故當a∈(-∞,-1)∪{-g(a2)}時,g(x)=-a僅有一解;當a∈(-1,-g(a2))時,g(x)=-a有兩解.
綜上可知,a∈(-∞,-1).
5.解析:(1)由f(x)=ex-ax,得f′(x)=ex-a.
由于f(x)存在最小值,則方程f′(x)=0有解,故a>0,解得x=ln a.
所以f(x)在(-∞,ln a)上單調(diào)遞減,在(ln a,+∞)上單調(diào)遞增,
所以f(x) min=f(ln a)=a-a ln a.
同理,得g(x)min=g( eq \f(1,a) )=1+ln a.
因為函數(shù)f(x),g(x)的最小值相等,
所以a-a ln a=1+ln a,即(a+1)ln a+1-a=0.
令h(x)=(x+1)ln x+1-x,x>0,則h′(x)=ln x+ eq \f(1,x) .
令m(x)=ln x+ eq \f(1,x) ,x>0,則m′(x)= eq \f(1,x) - eq \f(1,x2) = eq \f(x-1,x2) .
令 eq \f(x-1,x2) >0,則x>1;令 eq \f(x-1,x2) 0,F(xiàn)(0)=1-b1,則t′(b)=eb-2>0,
所以t(b)>t(1)=e-2>0,所以F(b)>0.
所以由零點存在定理,知F(x)=f(x)-b在(-∞,0)上存在且只存在1個零點,設為x1,在(0,+∞)上存在且只存在1個零點,設為x2.
其次證明直線y=b與曲線g(x)有2個交點,
即證G(x)=g(x)-b有2個零點.
因為G′(x)=g′(x)=1- eq \f(1,x) ,所以G(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,在(1,+∞)上單調(diào)遞增.
G(e-b)=e-b>0,G(1)=1-b2,則μ′(x)= eq \f(1,2) - eq \f(1,x) >0,
所以μ(x)>μ(2)=1-ln 2>0,即G(2b)>0.
所以由零點存在定理,得G(x)=g(x)-b在(0,1)上存在且只存在1個零點,設為x3,在(1,+∞)上存在且只存在1個零點,設為x4.
再次證明存在b使得x2=x3.
因為F(x2)=G(x3)=0,所以b=ex2-x2=x3-ln x3.
若x2=x3,則ex2-x2=x2-ln x2,即ex2-2x2+ln x2=0,所以只需證明方程ex-2x+ln x=0在(0,1)上有解即可,
即證明φ(x)=ex-2x+ln x在(0,1)上有零點.
因為φ( eq \f(1,e3) )=e eq \s\up6(\f(1,e3)) - eq \f(2,e3) -30,
所以φ(x)=ex-2x+ln x在(0,1)上存在零點,取一零點為x0,令x2=x3=x0即可,此時b=ex0-x0,則此時存在直線y=b與兩條曲線y=f(x)和y=g(x)共有三個不同的交點.
最后證明x1+x4=2x0,即從左到右的三個交點的橫坐標成等差數(shù)列.
因為F(x1)=F(x2)=F(x0)=G(x3)=G(x0)=G(x4)=0,所以F(x1)=G(x0)=F(ln x0).
又因為F(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞減,x10,當x∈ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1,+∞)) 時,
f′ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))
這是一份新高考數(shù)學一輪復習微專題專練13函數(shù)與方程(含詳解),共5頁。
這是一份新高考數(shù)學一輪復習微專題專練12函數(shù)的圖象(含詳解),共6頁。
這是一份新高考數(shù)學一輪復習微專題專練09冪函數(shù)(含詳解),共5頁。
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