
1. (2023屆河南省開封市通許縣高三沖刺卷)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)若函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的圖象與直線 SKIPIF 1 < 0 相切,求實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 的值;
(2)若函數(shù) SKIPIF 1 < 0 有且只有一個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1)設(shè)直線 SKIPIF 1 < 0 與函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的圖象相切于點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 ,
因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,由②③可得 SKIPIF 1 < 0 ④,易知 SKIPIF 1 < 0 .
由①得 SKIPIF 1 < 0 ,代入④可得 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
故 SKIPIF 1 < 0 .
(2)令 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
由題意可得 SKIPIF 1 < 0 只有一個(gè)根.
易知 SKIPIF 1 < 0 不是方程 SKIPIF 1 < 0 的根,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 .
設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 的圖象只有一個(gè)交點(diǎn).
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增.
設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增.
所以 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
畫出函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的圖象如圖所示:
由圖可知,若 SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 的圖象只有一個(gè)交點(diǎn),
則 SKIPIF 1 < 0 .
所以實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍是 SKIPIF 1 < 0 .
2.(2024屆福建省莆田哲理中學(xué)高三上學(xué)期月考)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),求曲線 SKIPIF 1 < 0 在點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 處的切線方程;
(2)試討論函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)性.
【解析】(1)因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,切點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0
又因?yàn)?SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
所以曲線 SKIPIF 1 < 0 在點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 處的切線方程是 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 .
(2)因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
綜上,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增
3.(2024屆重慶市第一中學(xué)高三上學(xué)期開學(xué)考)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,經(jīng)過(guò)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 作函數(shù) SKIPIF 1 < 0 圖像的切線,求切線的方程;
(2)若函數(shù) SKIPIF 1 < 0 有極大值,無(wú)最大值,求實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 時(shí) SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè)切點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 ,則切線斜率為 SKIPIF 1 < 0 ,
切線方程: SKIPIF 1 < 0 ,
將點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 帶入得: SKIPIF 1 < 0 ,
此時(shí)斜率 SKIPIF 1 < 0 ,所以切線方程為 SKIPIF 1 < 0 .
(2)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的定義域?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0
(1)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
注意到 SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,注意到 SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
故存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 時(shí) SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 有極小值,無(wú)極大值,不符合題意.
(2)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),令 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減.
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí) SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí) SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 恒成立, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,無(wú)極值和最值.
若 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,此時(shí)存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,
且在 SKIPIF 1 < 0 有 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減;在 SKIPIF 1 < 0 有 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,此時(shí) SKIPIF 1 < 0 為 SKIPIF 1 < 0 的極大值.
注意到 SKIPIF 1 < 0 時(shí) SKIPIF 1 < 0 ,要使 SKIPIF 1 < 0 無(wú)最大值,則還應(yīng)滿足 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,同時(shí) SKIPIF 1 < 0 ,
帶入 SKIPIF 1 < 0 整理得 SKIPIF 1 < 0 .
由于 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,故 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
綜上實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍為 SKIPIF 1 < 0 .
4.(2024屆江蘇省南通市高三上學(xué)期質(zhì)量監(jiān)測(cè))已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的極小值為 SKIPIF 1 < 0 ,其導(dǎo)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的圖象經(jīng)過(guò) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 兩點(diǎn).
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的解析式;
(2)若曲線 SKIPIF 1 < 0 恰有三條過(guò)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 的切線,求實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 ,
因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 的圖象經(jīng)過(guò) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 兩點(diǎn).
所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增.
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 處取得極小值,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
解方程組 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
(2)設(shè)切點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以切線方程為 SKIPIF 1 < 0 ,
將 SKIPIF 1 < 0 代入上式,得 SKIPIF 1 < 0 .
因?yàn)榍€ SKIPIF 1 < 0 恰有三條過(guò)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 的切線,所以方程 SKIPIF 1 < 0 有三個(gè)不同實(shí)數(shù)解.
記 SKIPIF 1 < 0 ,則導(dǎo)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 或1.
列表:
所以 SKIPIF 1 < 0 的極大值為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的極小值為 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .故 SKIPIF 1 < 0 的取值范圍是 SKIPIF 1 < 0 .
5.(2024屆上海市華東師范大學(xué)第二附屬中學(xué)高三上學(xué)期質(zhì)量調(diào)研)設(shè)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的定義域?yàn)殚_區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 ,若存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 處的切線 SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 的圖象只有唯一的公共點(diǎn),則稱切線 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的一條“ SKIPIF 1 < 0 切線”.
(1)判斷函數(shù) SKIPIF 1 < 0 是否存在“ SKIPIF 1 < 0 切線”,若存在,請(qǐng)寫出一條“ SKIPIF 1 < 0 切線”的方程,若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(2)設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,若對(duì)任意正實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 都存在“ SKIPIF 1 < 0 切線”,求實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍;
(3)已知實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,求證:函數(shù) SKIPIF 1 < 0 存在無(wú)窮多條“ SKIPIF 1 < 0 切線”,且至少一條“ SKIPIF 1 < 0 切線”的切點(diǎn)的橫坐標(biāo)不超過(guò) SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)記 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0
取 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,切線方程為 SKIPIF 1 < 0 .
與函數(shù) SKIPIF 1 < 0 聯(lián)立,得 SKIPIF 1 < 0 .
記 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí) SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí) SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上嚴(yán)格增,在 SKIPIF 1 < 0 上嚴(yán)格減, SKIPIF 1 < 0 ,
故函數(shù) SKIPIF 1 < 0 只有一個(gè)零點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 是一條“ SKIPIF 1 < 0 切線”:
(2) SKIPIF 1 < 0
設(shè)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的圖像上,
點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 處的切線為 SKIPIF 1 < 0 ,與 SKIPIF 1 < 0 聯(lián)立
得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 (*)
由題意得直線 SKIPIF 1 < 0 為“ SKIPIF 1 < 0 切線”,故方程(*)在 SKIPIF 1 < 0 上有且僅有一解 SKIPIF 1 < 0
則 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
若 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 是方程(*)的唯一解(此時(shí)有無(wú)數(shù)條“ SKIPIF 1 < 0 切線”切點(diǎn)橫坐標(biāo)為 SKIPIF 1 < 0 上的任意值).
若 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 (此時(shí)只有一條“ SKIPIF 1 < 0 切線”,切點(diǎn)的橫坐標(biāo)為 SKIPIF 1 < 0 )
或 SKIPIF 1 < 0 (此時(shí)有無(wú)數(shù)條“ SKIPIF 1 < 0 切線”,切點(diǎn)橫坐標(biāo)為 SKIPIF 1 < 0 上的任意值)
綜上, SKIPIF 1 < 0 .
(3)證明: SKIPIF 1 < 0 ,將點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 處的切線 SKIPIF 1 < 0 的方程與 SKIPIF 1 < 0 聯(lián)立得 SKIPIF 1 < 0 ,
記 SKIPIF 1 < 0 ,則直線 SKIPIF 1 < 0 為“ SKIPIF 1 < 0 切線” SKIPIF 1 < 0 函數(shù) SKIPIF 1 < 0 有且僅有一個(gè)零點(diǎn) SKIPIF 1 < 0
(此時(shí),一個(gè) SKIPIF 1 < 0 對(duì)應(yīng)一條“ SKIPIF 1 < 0 切線”),顯然 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的零點(diǎn),
故只要 SKIPIF 1 < 0 沒(méi)其他零點(diǎn).
此時(shí) SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立,
此時(shí)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
故此時(shí) SKIPIF 1 < 0 為 SKIPIF 1 < 0 唯一的極小值點(diǎn)(也是最小值點(diǎn)),而 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 無(wú)其他零點(diǎn),故直線 SKIPIF 1 < 0 為“ SKIPIF 1 < 0 切線”,因 SKIPIF 1 < 0 的任意性,
故函數(shù) SKIPIF 1 < 0 存在無(wú)窮多條“ SKIPIF 1 < 0 切線”,有一條 “ SKIPIF 1 < 0 切線”的切點(diǎn)的橫坐標(biāo)為 SKIPIF 1 < 0 .
二、含參函數(shù)的單調(diào)性問(wèn)題
6. (2024屆山東省泰安市肥城市高三上學(xué)期9月月考)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)討論 SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)性;
(2)證明:當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的定義域是 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),可知 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
可得 SKIPIF 1 < 0 時(shí),有 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 時(shí),有 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增.
綜上所述:當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增.
(2)證明:當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),要證 SKIPIF 1 < 0 成立,
只需證 SKIPIF 1 < 0 成立,
只需證 SKIPIF 1 < 0 即可.
因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,由(1)知, SKIPIF 1 < 0 .
令 SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 ,
可得 SKIPIF 1 < 0 時(shí),有 SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0 時(shí),有 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
可知 SKIPIF 1 < 0 ,則有 SKIPIF 1 < 0 ,所以有 SKIPIF 1 < 0 ,
所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 成立.
7.(2024屆江西省豐城厚一學(xué)校高三上學(xué)期9月月考)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)討論函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)性;
(2)證明:當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的定義域?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,
求導(dǎo)得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),恒有 SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增;
所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增.
(2)由(1)知,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
則當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 取得最大值 SKIPIF 1 < 0 ,
于是當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 成立,當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 成立,
即當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 成立,令函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,求導(dǎo)得 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,求導(dǎo)得 SKIPIF 1 < 0 ,
于是函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增, SKIPIF 1 < 0 ,
因此函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增, SKIPIF 1 < 0 ,即當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 成立,
所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 .
8.(2024屆四川省仁壽第一中學(xué)校高三上學(xué)期9月月考)已知a為實(shí)常數(shù),函數(shù) SKIPIF 1 < 0 (其中 SKIPIF 1 < 0 為自然對(duì)數(shù)的底數(shù))
(1)討論函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)性;
(2)設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 有兩個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減;
綜上: SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上是單調(diào)遞增;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減;
(2)由(1)得, SKIPIF 1 < 0 時(shí),函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 遞增,不可能有2個(gè)零點(diǎn),
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 遞減,在 SKIPIF 1 < 0 遞增,
函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的最小值為 SKIPIF 1 < 0 ,∴函數(shù) SKIPIF 1 < 0 只有1個(gè)零點(diǎn),
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 遞減,在 SKIPIF 1 < 0 遞增,
SKIPIF 1 < 0 為函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的最小值,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,故函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 遞增,且 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上遞減,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0
由于 SKIPIF 1 < 0 ,
所以,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),函數(shù) SKIPIF 1 < 0 有2個(gè)零點(diǎn).
9.(2024屆江蘇省淮安市高三上學(xué)期第一次調(diào)研測(cè)試)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)討論函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)性;
(2)求證:當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
①當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減;
②當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增.
綜上,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減;當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增.
(2)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
要證明 SKIPIF 1 < 0 ,只要證 SKIPIF 1 < 0 ,即證 SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,列表得
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
10.(2024屆湖南省長(zhǎng)沙市長(zhǎng)郡中學(xué)高三上學(xué)期月考)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)討論 SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)性;
(2)證明:當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,定義域?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),由于 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 恒成立,此時(shí) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
則當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減;
綜上所述:當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減.
(2)我們先證明引理: SKIPIF 1 < 0 ,恒有 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 .
引理的證明:
設(shè) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
故只需證明 SKIPIF 1 < 0 ,恒有 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
由于 SKIPIF 1 < 0 ,知當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ;當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ;
則 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,恒有 SKIPIF 1 < 0 .
由于 SKIPIF 1 < 0 ,知當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,均有 SKIPIF 1 < 0 ,
所以恒有 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
則 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 ,恒有 SKIPIF 1 < 0 .
綜上,引理得證.回到原題:
由(1)得 SKIPIF 1 < 0 ,
故只需證明:對(duì) SKIPIF 1 < 0 ,恒有 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
由引理得 SKIPIF 1 < 0 .命題得證.
三、函數(shù)零點(diǎn)與方程實(shí)根個(gè)數(shù)問(wèn)題
11. (2024屆江西省全南中學(xué)高三上學(xué)期開學(xué)考試)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),求函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的極小值;
(2)若函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 上有且只有一個(gè)零點(diǎn),求 SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
所以函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的極小值為 SKIPIF 1 < 0 .
(2)解:若 SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ;當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
所以函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 上有且只有一個(gè)零點(diǎn).
若 SKIPIF 1 < 0 時(shí),由 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
①若 SKIPIF 1 < 0 時(shí),此時(shí) SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,且 SKIPIF 1 < 0 ,此時(shí)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 上有且只有一個(gè)零點(diǎn);
②若 SKIPIF 1 < 0 時(shí),可得 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
又由 SKIPIF 1 < 0 ,只需討論 SKIPIF 1 < 0 的符號(hào),
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 上有且只有一個(gè)零點(diǎn);
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 上無(wú)零點(diǎn).
③若 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
又由 SKIPIF 1 < 0 ,
此時(shí)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 上有且只有一個(gè)零點(diǎn),
綜上可得, SKIPIF 1 < 0 ,即實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍為 SKIPIF 1 < 0 .
12.(2023屆海南省??谑懈呷聦W(xué)期學(xué)生學(xué)科能力診斷)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的極值;
(2)若函數(shù) SKIPIF 1 < 0 至少有兩個(gè)不同的零點(diǎn),求實(shí)數(shù)m的最小值.
【解析】(1)由題意得 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
故 SKIPIF 1 < 0 的極大值為 SKIPIF 1 < 0 ,極小值為 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由 SKIPIF 1 < 0 ,即得 SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍去),
令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
故 SKIPIF 1 < 0 的最小值為 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,故當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,故存在唯一的 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng)x變化時(shí), SKIPIF 1 < 0 的變化情況如表:
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 且無(wú)限趨近于0時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
由于 SKIPIF 1 < 0 趨近于負(fù)無(wú)窮小,故 SKIPIF 1 < 0 趨近于負(fù)無(wú)窮小,
由于 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,故 SKIPIF 1 < 0 ,
作出 SKIPIF 1 < 0 的大致圖像如圖:
要使函數(shù) SKIPIF 1 < 0 至少有兩個(gè)不同的零點(diǎn),
則直線 SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 的圖象至少有兩個(gè)交點(diǎn),
故需使 SKIPIF 1 < 0 ,即實(shí)數(shù)m的最小值為3.
13.(2024屆北京市陳經(jīng)綸中學(xué)高三上學(xué)期9月階段性診斷)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)求曲線 SKIPIF 1 < 0 在點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 處的切線方程;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,求實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍;
(3)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),判斷 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 零點(diǎn)的個(gè)數(shù),并說(shuō)明理由.
【解析】(1)由 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,
此時(shí)切線斜率為 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 ;
所以切線方程為 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ;
即曲線 SKIPIF 1 < 0 在點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 處的切線方程為 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)根據(jù)題意,若 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
即可得 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 恒成立;
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ;
顯然 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上滿足 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 恒成立,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立;
即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,所以 SKIPIF 1 < 0 ;
所以 SKIPIF 1 < 0 即可;
因此實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍為 SKIPIF 1 < 0 .
(3)令 SKIPIF 1 < 0 ,即可得 SKIPIF 1 < 0 ;
構(gòu)造函數(shù) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,易知 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,如下圖中實(shí)曲線所示:
又函數(shù) SKIPIF 1 < 0 恒過(guò) SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
易知 SKIPIF 1 < 0 ,所以函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 處的切線方程為 SKIPIF 1 < 0 ;
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 (圖中虛線)在 SKIPIF 1 < 0 范圍內(nèi)恒在 SKIPIF 1 < 0 (圖中實(shí)直線)的上方;
所以由圖易知 SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 范圍內(nèi)僅有一個(gè)交點(diǎn),
即函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)僅有一個(gè)零點(diǎn).
14.(2023屆河南省部分學(xué)校高三押題信息卷)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)求證:曲線 SKIPIF 1 < 0 僅有一條過(guò)原點(diǎn)的切線;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 時(shí),關(guān)于 SKIPIF 1 < 0 的方程 SKIPIF 1 < 0 有唯一解,求實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 的定義域?yàn)?SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,設(shè)切點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 ,
則切線方程為 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng)切線過(guò)原點(diǎn)時(shí)有 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即切點(diǎn)有且只有一個(gè),則曲線 SKIPIF 1 < 0 僅有一條過(guò)原點(diǎn)的切線,即得證.
(2)關(guān)于 SKIPIF 1 < 0 的方程 SKIPIF 1 < 0 有唯一解,即方程 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 有唯一解,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 .
因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,故當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,且當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 .
易知 SKIPIF 1 < 0 的圖象與直線 SKIPIF 1 < 0 有且僅有一個(gè)交點(diǎn),滿足題意,此時(shí) SKIPIF 1 < 0 ;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 時(shí),設(shè) SKIPIF 1 < 0 有兩個(gè)根 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 .
①若 SKIPIF 1 < 0 ,則當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,且當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 .
故要使得 SKIPIF 1 < 0 有唯一解,則 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 恒成立.
此時(shí) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
則極大值 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,故當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增;當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減.
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 恒成立,故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
同理,極小值 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí)無(wú)最小值,此時(shí)無(wú)實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 使得 SKIPIF 1 < 0 恒成立.
②若 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,不滿足 SKIPIF 1 < 0 ;
③若 SKIPIF 1 < 0 ,由①可得 SKIPIF 1 < 0 ;
故當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 .
綜上所述:
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ;當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 .
四、不等式恒成立問(wèn)題
15. (2023屆河南省信陽(yáng)高級(jí)中學(xué)高三下學(xué)期3月測(cè)試)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1) SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的導(dǎo)函數(shù),求 SKIPIF 1 < 0 的最小值;
(2)證明:對(duì)任意正整數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,都有 SKIPIF 1 < 0 (其中 SKIPIF 1 < 0 為自然對(duì)數(shù)的底數(shù));
(3)若 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1)依題意, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 上 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減;
在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 上 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí) SKIPIF 1 < 0 取得最小值為 SKIPIF 1 < 0 .
(2)要證明:對(duì)任意正整數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,都有 SKIPIF 1 < 0 ,
即證明 SKIPIF 1 < 0 ,
即證明 SKIPIF 1 < 0 ,
由(1)得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
令 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
所以對(duì)任意正整數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,都有 SKIPIF 1 < 0 .
(3)若不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,此時(shí) SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí)等號(hào)成立,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí)等號(hào)成立,所以 SKIPIF 1 < 0 .
16.(2024屆河北省保定市唐縣第一中學(xué)高三上學(xué)期9月月考)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 ).
(1)若 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,求a的取值范圍:
(2)設(shè) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 為函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的兩個(gè)零點(diǎn),證明: SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)若 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即a的取值范圍是 SKIPIF 1 < 0 .
(2)令 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增.
不妨設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
設(shè)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 ),則 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
又函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
17.(2024屆上海市育才中學(xué)高三上學(xué)期第一次調(diào)研檢測(cè))已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 為 SKIPIF 1 < 0 的導(dǎo)數(shù).
(1)求曲線 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 處的切線方程;
(2)證明: SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 存在唯一零點(diǎn);
(3)若 SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,求a的取值范圍.
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以曲線 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 處的切線方程為 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)令 SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上沒(méi)有零點(diǎn),
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上有且只有一個(gè)零點(diǎn),
綜上所述,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 存在唯一零點(diǎn),
即 SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 存在唯一零點(diǎn);
(3)若 SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
由(2)知, SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 上只有一個(gè)零點(diǎn),設(shè)為 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
所以函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
又 SKIPIF 1 < 0 ,
所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
又當(dāng) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
所以a的取值范圍為 SKIPIF 1 < 0 .
18.(2023屆陜西省咸陽(yáng)市武功縣高三上學(xué)期11月期中)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)若 SKIPIF 1 < 0 ,求函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)區(qū)間;
(2)若關(guān)于 SKIPIF 1 < 0 的不等式 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,求 SKIPIF 1 < 0 的取值范圍;
(3)若實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 滿足 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,證明: SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)增區(qū)間為 SKIPIF 1 < 0 ,單調(diào)減區(qū)間為 SKIPIF 1 < 0 ;
(2) SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 遞增,在 SKIPIF 1 < 0 遞減, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的取值范圍 SKIPIF 1 < 0 ;
(3) SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上遞增,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
下面證明: SKIPIF 1 < 0 ,
即證 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
∴函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 遞減,
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
19.(2024屆遼寧省朝陽(yáng)高三上學(xué)期9月聯(lián)考)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)區(qū)間;
(2)若存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得不等式 SKIPIF 1 < 0 成立,求 SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1)由函數(shù) SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 的定義域?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 無(wú)單調(diào)性;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 對(duì)任意 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
所以函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)遞增區(qū)間為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,無(wú)單調(diào)遞減區(qū)間;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 對(duì)任意 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
所以函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)遞減區(qū)間為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 無(wú)單調(diào)遞增區(qū)間.
(2)由不等式 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
根據(jù)題意,存在 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
又由 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,不滿足題意;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),方程 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,則 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,不滿足題意;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
則當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,此時(shí) SKIPIF 1 < 0 ,
因此,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得不等式 SKIPIF 1 < 0 成立,
所以滿足題意的 SKIPIF 1 < 0 的取值范圍為 SKIPIF 1 < 0 .
五、不等式證明
20. (2024屆云南省大理高三區(qū)域性規(guī)?;y(tǒng)一檢測(cè))已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)討論 SKIPIF 1 < 0 的極值;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 (e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)),且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,證明: SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的定義域?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,求導(dǎo)得 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,無(wú)極值;
若 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
此時(shí),函數(shù) SKIPIF 1 < 0 有唯一極小值 SKIPIF 1 < 0 ,無(wú)極大值;
若 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
此時(shí),函數(shù) SKIPIF 1 < 0 有唯一極大值 SKIPIF 1 < 0 ,無(wú)極小值;
所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),函數(shù) SKIPIF 1 < 0 無(wú)極值;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),函數(shù) SKIPIF 1 < 0 有極小值 SKIPIF 1 < 0 ,無(wú)極大值;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),函數(shù) SKIPIF 1 < 0 有極大值 SKIPIF 1 < 0 ,無(wú)極小值;
(2)證明:由 SKIPIF 1 < 0 ,兩邊取對(duì)數(shù)可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由(1)可知,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
而 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 恒成立,
因此,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí),存在 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,滿足 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 成立;
若 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
記 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
即有函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
于是 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,因此 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
21.(2023屆陜西省西安市第八十三中學(xué)等校高三二輪復(fù)習(xí)聯(lián)考)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的極值;
(2)證明:當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 .(參考數(shù)據(jù): SKIPIF 1 < 0 )
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 的定義域?yàn)?SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,
所以函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 處取得極大值 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 的極大值為 SKIPIF 1 < 0 ,無(wú)極小值;
(2)設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 處取得極小值,即為最小值,
故 SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,
由二次函數(shù)的性質(zhì)得函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
故 SKIPIF 1 < 0 ,
所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
22.(2024屆湖南省長(zhǎng)沙市高三上學(xué)期第二次階段性測(cè)試)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)若 SKIPIF 1 < 0 存在極值,求 SKIPIF 1 < 0 的取值范圍;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 ,已知方程 SKIPIF 1 < 0 有兩個(gè)不同的實(shí)根 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,證明: SKIPIF 1 < 0 .(其中 SKIPIF 1 < 0 是自然對(duì)數(shù)的底數(shù))
【解析】(1)因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 為單調(diào)遞增函數(shù),不可能有極值,舍去;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 時(shí),令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ;當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ;
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 取得極大值,符合題意;
綜上: SKIPIF 1 < 0 ,故實(shí)數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍為 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0
構(gòu)造 SKIPIF 1 < 0 .易知 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增且 SKIPIF 1 < 0 .
∴ SKIPIF 1 < 0 .即 SKIPIF 1 < 0 取對(duì)數(shù)得 SKIPIF 1 < 0
設(shè) SKIPIF 1 < 0 .則 SKIPIF 1 < 0
即 SKIPIF 1 < 0 .
利用對(duì)數(shù)均值不等式有 SKIPIF 1 < 0 即證得 SKIPIF 1 < 0 .
要證 SKIPIF 1 < 0 .只要證明 SKIPIF 1 < 0 .
設(shè) SKIPIF 1 < 0 .由(*)可且 SKIPIF 1 < 0
則 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,則 SKIPIF 1 < 0 .即 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
對(duì)數(shù)均值不等式 SKIPIF 1 < 0 .
證明如下:不妨設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,要證 SKIPIF 1 < 0 ,即證, SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 即證 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
即證: SKIPIF 1 < 0 .
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 結(jié)論得證.
23.(2023屆四川省綿陽(yáng)市涪城區(qū)南山中學(xué)高三仿真測(cè)試)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(2)已知 SKIPIF 1 < 0 ,證明: SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 定義域?yàn)镽, SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
由 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
故 SKIPIF 1 < 0 的最小值是 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以實(shí)數(shù)a的取值范圍為 SKIPIF 1 < 0 .
(2)在(1)中,令 SKIPIF 1 < 0 時(shí), SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 .且 SKIPIF 1 < 0 不恒為零.
所以,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,故 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 .
所以, SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
0
SKIPIF 1 < 0
1
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
+
0
-
0
+
SKIPIF 1 < 0
↗
極大
↘
極小
↗
a
SKIPIF 1 < 0
1
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
單調(diào)遞減
極小值
單調(diào)遞增
x
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
1
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
+
0
-
0
+
SKIPIF 1 < 0
+
0
-
0
+
SKIPIF 1 < 0
增
極大值
減
極小值3
增
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