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新高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí)鞏固練習(xí)09 導(dǎo)數(shù)解答題之恒成立與能成立問題(2份打包,原卷版+解析版)
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這是一份新高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí)鞏固練習(xí)09 導(dǎo)數(shù)解答題之恒成立與能成立問題(2份打包,原卷版+解析版),文件包含新高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí)鞏固練習(xí)09導(dǎo)數(shù)解答題之恒成立與能成立問題原卷版doc、新高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí)鞏固練習(xí)09導(dǎo)數(shù)解答題之恒成立與能成立問題解析版doc等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共44頁, 歡迎下載使用。
1、利用導(dǎo)數(shù)研究不等式恒成立問題的求解策略:
(1)通常要構(gòu)造新函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,求出最值,從而求出參數(shù)的取值范圍;
(2)利用可分離變量,構(gòu)造新函數(shù),直接把問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問題;
(3)根據(jù)恒成立或有解求解參數(shù)的取值時,一般涉及分離參數(shù)法,但壓軸試題中很少碰到分離參數(shù)后構(gòu)造的新函數(shù)能直接求出最值點(diǎn)的情況,進(jìn)行求解,若參變分離不易求解問題,就要考慮利用分類討論法和放縮法,注意恒成立與存在性問題的區(qū)別.
2、利用參變量分離法求解函數(shù)不等式恒(能)成立,可根據(jù)以下原則進(jìn)行求解:
(1) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
(2) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
(3) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
(4) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
3、不等式的恒成立與有解問題,可按如下規(guī)則轉(zhuǎn)化:
一般地,已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 成立,則 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 成立,則 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 成立,則 SKIPIF 1 < 0 ;
(4)若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 成立,則 SKIPIF 1 < 0 的值域是 SKIPIF 1 < 0 的值域的子集.
【典型例題】
例1.(2023春·浙江·高三開學(xué)考試)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0
(1)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,求曲線 SKIPIF 1 < 0 在點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 處的切線方程;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求實數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以曲線 SKIPIF 1 < 0 在點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 處的切線的斜率為 SKIPIF 1 < 0 ,
所以曲線 SKIPIF 1 < 0 在點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 處的切線方程為 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由題易得 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,得:
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 , 則 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
SKIPIF 1 < 0 式等價于 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則有 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ;當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, 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 ;
所以只需 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
綜上,實數(shù)m的取值范圍是 SKIPIF 1 < 0 .
例2.(2023春·河北石家莊·高三校聯(lián)考開學(xué)考試)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0
(1)若 SKIPIF 1 < 0 ,求f(x)在( SKIPIF 1 < 0 ,0)上的極值;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,求實數(shù)a的取值范圍
【解析】(1)若 SKIPIF 1 < 0 x,則 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0
則 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,即g(x)在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,所以f'(x)在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
又 SKIPIF 1 < 0 所以f(x)在( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )上單調(diào)遞增,在( SKIPIF 1 < 0 ,0)上單調(diào)遞減.
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以f(x)的極大值是 SKIPIF 1 < 0
(2)由(1)可知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
易知 SKIPIF 1 < 0 為偶函數(shù).
所以f'(x)在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,又 SKIPIF 1 < 0
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,所以f(x)在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,所以 SKIPIF 1 < 0 ,符合題意;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,
存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,所以存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,所以f(x)在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,故 SKIPIF 1 < 0 ,不合題意.
綜上,實數(shù)a的取值范圍是 SKIPIF 1 < 0 .
例3.(2023春·河南·高三商丘市回民中學(xué)校聯(lián)考開學(xué)考試)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)若 SKIPIF 1 < 0 的導(dǎo)函數(shù)為 SKIPIF 1 < 0 ,討論 SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)性;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求實數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1)因為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上為減函數(shù),
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上為減函數(shù),在 SKIPIF 1 < 0 上為增函數(shù).
(2) SKIPIF 1 < 0 恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 恒成立.
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
因為 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 不滿足條件.
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 恒成立, SKIPIF 1 < 0 滿足條件.
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,令 SKIPIF 1 < 0 ,存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,
因為 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, 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 ,
SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 .
綜上,實數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍為 SKIPIF 1 < 0 .
例4.(2023·全國·唐山市第十一中學(xué)??寄M預(yù)測)已知 SKIPIF 1 < 0 為正整數(shù), SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的最大值;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求正整數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值的集合.
(參考數(shù)據(jù): SKIPIF 1 < 0 )
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0
令 SKIPIF 1 < 0 可得: SKIPIF 1 < 0 ;令 SKIPIF 1 < 0 可得: 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.
故 SKIPIF 1 < 0 的最大值為 SKIPIF 1 < 0 .
(2)因為 SKIPIF 1 < 0 恒成立,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 恒成立,所以 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 時,因為 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增.
因為 SKIPIF 1 < 0 ,此時滿足 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 滿足條件.
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,令 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ;令 SKIPIF 1 < 0 時, 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 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,因為 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上存在唯一的零點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 .
令 SKIPIF 1 < 0 可得: SKIPIF 1 < 0 ;令 SKIPIF 1 < 0 可得: 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.
因為 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
因為 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
綜上,正整數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值的集合為 SKIPIF 1 < 0
例5.(2023·全國·高三專題練習(xí))設(shè)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)討論函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)性;
(2)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,記 SKIPIF 1 < 0 ,是否存在整數(shù)t,使得關(guān)于x的不等式 SKIPIF 1 < 0 有解?若存在,請求出t的最小值;若不存在,請說明理由.
【解析】(1)由題意得函數(shù)的定義域為 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
①當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減;
②當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 恒成立, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增;
③當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減;
綜上,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, 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, SKIPIF 1 < 0 恒成立, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減.
(2)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以存在唯一的 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,
且當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增;
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
若關(guān)于x的不等式 SKIPIF 1 < 0 有解,則 SKIPIF 1 < 0 ,又t為整數(shù),所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以存在整數(shù)t滿足題意,且t的最小值為0.
例6.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 設(shè) SKIPIF 1 < 0 .
(1)若 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,求實數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍;
(2)求證: SKIPIF 1 < 0 ;對 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 總成立.
【解析】(1)解:由題可知 SKIPIF 1 < 0
因為 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
因為 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
故只要 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單增,
在 SKIPIF 1 < 0 上單減,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
即實數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍為 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)由題意, 因為 SKIPIF 1 < 0 ,
所以只要找出 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ;
SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 即可,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,顯然成立;
現(xiàn)證 SKIPIF 1 < 0 ,滿足題意,
即證當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,若 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 成立,
若 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 也成立,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,
若 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因為 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單增,
故 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 成立;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,
若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由(1)知當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,
SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
因為 SKIPIF 1 < 0 等價于 SKIPIF 1 < 0 ,
即等價于 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
故當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
因為當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,
SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
因為 SKIPIF 1 < 0 等價于 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
即當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,也有 SKIPIF 1 < 0 .
綜上, SKIPIF 1 < 0 ,對 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 總成立.
例7.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)討論函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)性;
(2)設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,對任意 SKIPIF 1 < 0 ,存在 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,求實數(shù)m的取值范圍.
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 定義域為 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 時:
SKIPIF 1 < 0 , 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 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 時:
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增;
SKIPIF 1 < 0 , 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 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 時: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 時:
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增;
SKIPIF 1 < 0 , 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 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增;
綜上:當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,單調(diào)遞減區(qū)間有 SKIPIF 1 < 0 ,單調(diào)遞增區(qū)間有 SKIPIF 1 < 0 ;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,單調(diào)遞減區(qū)間有 SKIPIF 1 < 0 ,單調(diào)遞增區(qū)間有 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,單調(diào)遞增區(qū)間有 SKIPIF 1 < 0 ,無單調(diào)遞減區(qū)間;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,單調(diào)遞減區(qū)間有 SKIPIF 1 < 0 ,單調(diào)遞增區(qū)間有 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(2)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,
由(1)得函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
從而函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 上的最小值為 SKIPIF 1 < 0 .
即存在 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,
即存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
例8.(2023·全國·高三專題練習(xí))函數(shù) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)遞增區(qū)間;
(2)對 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 成立,求實數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1)因為 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
等號僅在 SKIPIF 1 < 0 時取得,
綜上, SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)遞增區(qū)間是 SKIPIF 1 < 0 .
(2) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,
則問題等價于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由(1)可知,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 遞增,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
故當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 遞增, SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
即實數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍是 SKIPIF 1 < 0 ;
【過關(guān)測試】
1.(2023秋·河北唐山·高三開灤第二中學(xué)??计谀┮阎瘮?shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)若 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 處的切線與 SKIPIF 1 < 0 軸垂直,求 SKIPIF 1 < 0 的極值;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 有兩個不同的極值點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求 SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的定義域為 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 處的切線與 SKIPIF 1 < 0 軸垂直,
則 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 遞增;
在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 遞減.
所以 SKIPIF 1 < 0 的極大值為 SKIPIF 1 < 0 ,
極小值為 SKIPIF 1 < 0 .
(2)若 SKIPIF 1 < 0 有兩個不同的極值點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 有兩個不同的正根 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 有兩個不同的正根 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
依題意, SKIPIF 1 < 0 恒成立,
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
SKIPIF 1 < 0 恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 .
故 SKIPIF 1 < 0 的取值范圍為 SKIPIF 1 < 0
2.(2023·全國·高三專題練習(xí))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)證明:存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 恒成立,且方程 SKIPIF 1 < 0 有唯一的實根.
【解析】(1)由題意, SKIPIF 1 < 0 的定義域為 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)遞增區(qū)間為 SKIPIF 1 < 0 ,單調(diào)遞減區(qū)間為 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,可得函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上為增函數(shù),
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,有 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
再由(1)可知, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上為增函數(shù),
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上為減函數(shù),所以 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上為增函數(shù),所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
故當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 恒成立.
綜上所述:存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 恒成立,且方程 SKIPIF 1 < 0 有唯一的實根.
3.(2023秋·湖北·高三統(tǒng)考期末)設(shè)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,求 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上的最值;
(2)對 SKIPIF 1 < 0 ,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求實數(shù)a的取值范圍.
【解析】(1)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(2)由 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,對于 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
設(shè) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
由(1)知 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,不符合題意.
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以存在 SKIPIF 1 < 0 使得 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,此時 SKIPIF 1 < 0 ,不合題意
綜上所述,a的取值范圍為 SKIPIF 1 < 0 .
4.(2023·全國·模擬預(yù)測)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)求函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的最值;
(2)若關(guān)于x的不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求實數(shù)k的取值范圍.
【解析】(1)因為 SKIPIF 1 < 0 ,所以 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 單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 有最小值為 SKIPIF 1 < 0 ,無最大值.
(2)由 SKIPIF 1 < 0 的定義域可得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 ,
等價于 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
令 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
所以 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
SKIPIF 1 < 0 ,
所以存在唯一 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
所以 SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,也即 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,由(1)知 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
5.(2023·浙江·統(tǒng)考一模)設(shè)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,證明: SKIPIF 1 < 0 ;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 ,求a的取值范圍.
【解析】(1)解:由題知 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
記 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,得證;
(2)由題,不妨記 SKIPIF 1 < 0 ,
因為 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,取 SKIPIF 1 < 0 ,
因為 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 有小于零的函數(shù)值,
因為 SKIPIF 1 < 0 ,所以存在 SKIPIF 1 < 0 使得 SKIPIF 1 < 0 ,故不符合題意舍,
下證 SKIPIF 1 < 0 符合題意:
①若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
②若 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
故 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
將 SKIPIF 1 < 0 替換 SKIPIF 1 < 0 代入上不等式可有: SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
記 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
則 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,又有 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 成立,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,因為 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
記 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,則 SKIPIF 1 < 0 ,
因為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
綜上所述: SKIPIF 1 < 0 .
6.(2023·四川涼山·統(tǒng)考一模)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的最小值;
(2)已知 SKIPIF 1 < 0 ,證明: SKIPIF 1 < 0 ;
(3)若 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求 SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1)因 SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減;
SKIPIF 1 < 0 時 SKIPIF 1 < 0 ,,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增;
即函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 處取最小值,即 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 的最小值為0.
(2)由(1)小題結(jié)論可知 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時等號成立,
則 SKIPIF 1 < 0 時 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0
所以不等式成立.
(3)由題可知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立
等價于不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則命題等價于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
由(1)知, SKIPIF 1 < 0 ,即有 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時等號成立,
所以 SKIPIF 1 < 0
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 時能取等號,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 的取值范圍為 SKIPIF 1 < 0 .
7.(2023秋·山東煙臺·高三統(tǒng)考期末)已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 為 SKIPIF 1 < 0 的導(dǎo)函數(shù).
(1)討論函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)性;
(2)若存在 SKIPIF 1 < 0 使得 SKIPIF 1 < 0 對任意 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求實數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,方程 SKIPIF 1 < 0 的根為 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 時,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 恒成立,函數(shù)在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
綜上所述,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, 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;當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, 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;
(2)存在實數(shù) SKIPIF 1 < 0 使得 SKIPIF 1 < 0 對任意 SKIPIF 1 < 0 恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
因為 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 恒成立;當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以,存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,且 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 ,
于是,原命題可轉(zhuǎn)化為存在 SKIPIF 1 < 0 使得 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上成立,
又因為 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 成立,
令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
8.(2023·廣東廣州·統(tǒng)考二模)已知定義在 SKIPIF 1 < 0 上的函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)若 SKIPIF 1 < 0 ,討論 SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)性;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 ,且當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求實數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,求導(dǎo)得: SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上遞增,在 SKIPIF 1 < 0 上遞減,
所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的遞增區(qū)間是 SKIPIF 1 < 0 ;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的遞增區(qū)間是 SKIPIF 1 < 0 ,遞減區(qū)間是 SKIPIF 1 < 0 .
(2)因為 SKIPIF 1 < 0 ,且當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立,因此 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,原不等式等價于 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
而 SKIPIF 1 < 0 ,即函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,因此 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,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,
SKIPIF 1 < 0 ,因此 SKIPIF 1 < 0 ,
綜上得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以實數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍是 SKIPIF 1 < 0 .
9.(2023秋·江西·高三校聯(lián)考期末)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)討論 SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)性;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 ,證明:對于任意 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立.(參考數(shù)據(jù): SKIPIF 1 < 0 )
【解析】(1)由題意可得 SKIPIF 1 < 0 定義域為R, SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 在R上單調(diào)遞增;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,得 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.
綜上:當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 在R上單調(diào)遞增;當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, 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:因為 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
則要證 SKIPIF 1 < 0 對于任意 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
即證 SKIPIF 1 < 0 對于任意 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
即證 SKIPIF 1 < 0 對于任意 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
即證 SKIPIF 1 < 0 對一切 SKIPIF 1 < 0 恒成立.
設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
則 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,也是最大值,
故 SKIPIF 1 < 0 .
因為 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 .故 SKIPIF 1 < 0 對一切 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
即 SKIPIF 1 < 0 對一切 SKIPIF 1 < 0 恒成立.
10.(2023秋·廣東深圳·高三統(tǒng)考期末)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 是非零實數(shù).
(1)討論函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在定義域上的單調(diào)性;
(2)若關(guān)于 SKIPIF 1 < 0 的不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求 SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 的定義域為 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 的定義域為 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0
①當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增;
②當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減.
綜上所述:當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增;當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減.
(2)令 SKIPIF 1 < 0 .由題 SKIPIF 1 < 0 恒成立.
①當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 .
因為 SKIPIF 1 < 0 ,故不合題意.
②當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,則不等式恒成立的必要條件為: SKIPIF 1 < 0 .
令 SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增.
注意到 SKIPIF 1 < 0 ,故由 SKIPIF 1 < 0 可知 SKIPIF 1 < 0 .
下證充分性:
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 .
故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增.
所以 SKIPIF 1 < 0 .
令 SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0
則 SKIPIF 1 < 0 .
故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減.
因為 SKIPIF 1 < 0 ,故當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增.
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
綜上所述: SKIPIF 1 < 0 .
11.(2023·湖北·校聯(lián)考模擬預(yù)測)已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .(注: SKIPIF 1 < 0 …是自然對數(shù)的底數(shù))
(1)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,求曲線 SKIPIF 1 < 0 在點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 處的切線方程;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 只有一個極值點(diǎn),求實數(shù)m的取值范圍;
(3)若存在 SKIPIF 1 < 0 ,對與任意的 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求 SKIPIF 1 < 0 的最小值.
【解析】(1)(1)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,
故在點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 處的切線方程為 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)由題意知 SKIPIF 1 < 0 有且只有一個根且 SKIPIF 1 < 0 有正有負(fù),
構(gòu)建 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 .
①當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時恒成立, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
因為 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 有一個零點(diǎn),即為 SKIPIF 1 < 0 的一個極值點(diǎn);
②當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 無極值點(diǎn);
③當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ;當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
故 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
因為 SKIPIF 1 < 0 ,所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上為增函數(shù).
故 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,
故當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 有兩個零點(diǎn),此時 SKIPIF 1 < 0 有兩個極值點(diǎn),
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 無極值點(diǎn);
綜上所述: SKIPIF 1 < 0 .
(3)由題意知,對于任意的 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
則當(dāng) SKIPIF 1 < 0 取最大值時, SKIPIF 1 < 0 取到最小值.
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,因為 SKIPIF 1 < 0 ,故當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 的最小值為 SKIPIF 1 < 0 ;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 無最小值,即 SKIPIF 1 < 0 無最小值;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,由(2)得 SKIPIF 1 < 0 只有一個零點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, 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, SKIPIF 1 < 0 ,
此時 SKIPIF 1 < 0 ,
因為 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
代入得 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, 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,
SKIPIF 1 < 0 ,此時 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 的最小值為 SKIPIF 1 < 0 .
12.(2023秋·黑龍江哈爾濱·高三哈爾濱三中校考階段練習(xí))已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 為自然對數(shù)的底, SKIPIF 1 < 0 .
(1)求證: SKIPIF 1 < 0 ;
(2)是否存在實數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 恒成立?若存在,求 SKIPIF 1 < 0 的取值集合,若不存在請說明理由.
【解析】(1)證明:令 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,此時函數(shù) SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,此時函數(shù) SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
故對任意的 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(2)令 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,
若存在實數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 恒成立,則 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 .
令 SKIPIF 1 < 0 .
①當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,由(1)可知, SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 不恒為零,、
此時,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上為增函數(shù),
因為 SKIPIF 1 < 0 ,所以,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,此時函數(shù) SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,此時函數(shù) SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,合乎題意;
②當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
所以,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上為增函數(shù),
因為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以,存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,則函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
則當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,則函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,則函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
故當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,不合乎題意;
③當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,若 SKIPIF 1 < 0 ,則存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,
且當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ;
若 SKIPIF 1 < 0 時,可取 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 .
因此,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上為增函數(shù),
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,所以,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上為增函數(shù),
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,所以,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上為增函數(shù),
故當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,不合乎題意.
綜上所述,存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
故實數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值集合為 SKIPIF 1 < 0 .
13.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,總有 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,“=”成立.設(shè) SKIPIF 1 < 0 .
(1)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,總有 SKIPIF 1 < 0 ,求實數(shù)m的取值范圍;
(2)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,證明:存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)令 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,由題意可得,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,總有 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時等號成立,則 SKIPIF 1 < 0 ,要使 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
則 SKIPIF 1 < 0 ,所以實數(shù)m的取值范圍 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)令 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時等號成立,則 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 時單調(diào)遞減,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
由于 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
其中 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時等號成立,
則 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
由于 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
則存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,由于 SKIPIF 1 < 0 ,則存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 .
14.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)試討論函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的極值;
(2)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,若對任意的 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,總有 SKIPIF 1 < 0 成立,試求b的最大值.
【解析】(1)由題意得 SKIPIF 1 < 0 的定義域為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)恒成立,
SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞增, SKIPIF 1 < 0 無極值.
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ;令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞增,在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞減,
SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 處取得極大值,且極大值為 SKIPIF 1 < 0 ,無極小值.
綜上,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 無極值;當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 的極大值為 SKIPIF 1 < 0 ,無極小值.
(2)由 SKIPIF 1 < 0 知當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 的最大值為 SKIPIF 1 < 0 .
由題意得 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞增.
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,根據(jù)零點(diǎn)存在定理可得,
存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,
且當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,兩邊取對數(shù)可得
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 .
令 SKIPIF 1 < 0 ,則當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
即函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在區(qū)間 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞減,故 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .對任意的 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,總有 SKIPIF 1 < 0 成立, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 的最大值為0.
15.(2023秋·云南曲靖·高三曲靖一中??茧A段練習(xí))已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)若函數(shù) SKIPIF 1 < 0 圖象上各點(diǎn)切線斜率的最大值為2,求函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的極值;
(2)若不等式 SKIPIF 1 < 0 有解,求 SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【解析】(1)由于 SKIPIF 1 < 0 圖像上各點(diǎn)切線斜率的最大值為2,
即 SKIPIF 1 < 0 取得最大值為2,
由題可知 SKIPIF 1 < 0 的定義域為 SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 是關(guān)于 SKIPIF 1 < 0 的二次函數(shù),
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 取得最大值為 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
而 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 此時 SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 上 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
在 SKIPIF 1 < 0 上 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
SKIPIF 1 < 0 的極小值為 SKIPIF 1 < 0 ,無極大值.
(2) SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
在 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 關(guān)于 SKIPIF 1 < 0 的不等式 SKIPIF 1 < 0 有解,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
在 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)恒成立,
SKIPIF 1 < 0 要求 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
則只需 SKIPIF 1 < 0 即可,即 SKIPIF 1 < 0 ,等價于 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的取值范圍是: SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 .
16.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)討論 SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)性;
(2)曲線 SKIPIF 1 < 0 上是否存在不同兩點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,使得直線AB與曲線 SKIPIF 1 < 0 在點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 處的切線平行?若存在,求出A、B坐標(biāo),若不存在,請說明理由.
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 定義域為 SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
此時 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,此時 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 時, 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,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,此時 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 時, 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,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,解得: 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,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,舍去,
此時,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得: 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,
綜上:當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增.
(2) SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 在點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 處的切線斜率為 SKIPIF 1 < 0 ,
因為 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 為函數(shù)曲線上的不同兩點(diǎn),故 SKIPIF 1 < 0 ,
直線AB的斜率為 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
整理得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
接下來證明 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,恒成立,
不妨設(shè) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 變形為 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0
構(gòu)造 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
則 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,恒成立,
從而不存在不同兩點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,使得直線AB與曲線 SKIPIF 1 < 0 在點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 處的切線平行.
17.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知 SKIPIF 1 < 0 ,函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(I)求曲線 SKIPIF 1 < 0 在點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 處的切線方程:
(II)證明 SKIPIF 1 < 0 存在唯一的極值點(diǎn)
(III)若存在a,使得 SKIPIF 1 < 0 對任意 SKIPIF 1 < 0 成立,求實數(shù)b的取值范圍.
【解析】(I) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,則切線方程為 SKIPIF 1 < 0 ;
(II)令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減;當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,畫出 SKIPIF 1 < 0 大致圖像如下:
所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 僅有一個交點(diǎn),令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
SKIPIF 1 < 0 為 SKIPIF 1 < 0 的極大值點(diǎn),故 SKIPIF 1 < 0 存在唯一的極值點(diǎn);
(III)由(II)知 SKIPIF 1 < 0 ,此時 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
若存在a,使得 SKIPIF 1 < 0 對任意 SKIPIF 1 < 0 成立,等價于存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
所以實數(shù)b的取值范圍 SKIPIF 1 < 0 .
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