(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)當(dāng)時(shí),,求的取值范圍.
【答案】
(1)答案見解析;
(2)
【分析】
(1)計(jì)算,分別討論、、、時(shí),解不等式和可得單調(diào)增區(qū)間和單調(diào)減區(qū)間即可求解;
(2)已知不等式可轉(zhuǎn)化為對(duì)恒成立,分離可得,令,利用導(dǎo)數(shù)求的最大值即可求解.
(1)
由可得
,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,
此時(shí)的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為
當(dāng)時(shí),由得,,,
①若,即時(shí),恒成立,故在上單調(diào)遞增;
②若,即時(shí),
由可得:或;令可得:
此時(shí)的單調(diào)遞增區(qū)間為和,單調(diào)遞減區(qū)間為;
③若,即時(shí),
由可得:或;由可得:
此時(shí)的單調(diào)遞增區(qū)間為和,單調(diào)遞減區(qū)間為;
綜上所述:
當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為;
當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞增區(qū)間為和,
單調(diào)遞減區(qū)間為;
當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞增區(qū)間為和,
單調(diào)遞減區(qū)間為.
(2)
由可得對(duì)恒成立,
即對(duì)任意的恒成立,
令,
則,
令,則,則在上單調(diào)遞減,
又,,故在上有唯一的實(shí)根,
不妨設(shè)該實(shí)根為,
故當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞減,
故,
又因?yàn)?,所以,,?br>所以,故的取值范圍為.
2.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求的極值;
(2)若不等式恒成立,求整數(shù)a的最小值.
【答案】(1),無極大值;(2)2.
【分析】
(1)將代入,求出導(dǎo)函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性之間的關(guān)系判斷函數(shù)的單調(diào)性,進(jìn)而求出極值.
(2)不等式等價(jià)于在上恒成立,設(shè),利用導(dǎo)數(shù)求出的最大值即可求解.
【詳解】
解:(1)當(dāng)時(shí),,
令得(或舍去),
∵當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,
∴,無極大值.
(2),即,
即,
∴,即,
∴原問題等價(jià)于在上恒成立,
設(shè),則只需.
由,令,
∵,∴在上單調(diào)遞增,
∵,
∴存在唯一的,使得,
∵當(dāng)時(shí),,則單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí),,則單調(diào)遞減,
∴,
∴即可.
∴,∴,故整數(shù)a的最小值為2
3.已知函數(shù),.
(1)當(dāng)時(shí),求過點(diǎn)(0,0)且與曲線相切的直線方程;
(2)當(dāng)時(shí),不等式在上恒成立,求的最大值.
【答案】(1);(2)
【分析】
(1)求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為,利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義得到切線方程,再根據(jù)切線過點(diǎn),求出參數(shù),再代入計(jì)算可得;
(2)依題意參變分離可得在恒成立,令,則,,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性與最小值,即可求出參數(shù)的取值范圍,從而求出的最大值.
【詳解】
解:(1)當(dāng)時(shí),,定義域?yàn)?,,設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為,則切線的斜率,故切線方程為,因?yàn)榍芯€過點(diǎn),所以,即,所以,故切線方程為
(2)當(dāng)時(shí)恒成立,即在時(shí)恒成立,因?yàn)?,所以,所以在恒成立,令,,即,?br>所以,令,,則,所以在上單調(diào)遞增,由,,所以存在,使得,所以當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,又,即,即,所以,所以,因?yàn)?,,所以,所以的最大值為?br>4.已知函數(shù).
(1)求的單調(diào)區(qū)間和極值;
(2)若存在實(shí)數(shù),使得成立,求整數(shù)的最小值.
【答案】(1) 在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增, 當(dāng)時(shí),有極小值,無極大值. (2) 1
【分析】
(1) 求出,得到,從而可得在上單調(diào)遞增,且,得出函數(shù)的單的區(qū)間和極值.
(2)由題意即存在實(shí)數(shù),使得成立,設(shè),即,求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),得出其單調(diào)區(qū)間,結(jié)合隱零點(diǎn)的代換,可得答案.
【詳解】
(1)由,可得
又恒成立,則在上單調(diào)遞增,且
所以當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
所以當(dāng)時(shí),有極小值,無極大值.
(2) 存在實(shí)數(shù),使得成立
即存在實(shí)數(shù),使得,即成立
設(shè),即
,
所以在上單調(diào)遞增. ,
所以存在,使得,即,也即
所以當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減.
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增.
所以

當(dāng)時(shí),
所以,由題意,
所以整數(shù)的最小值為1.
5.已知函數(shù)
(1)證明:在區(qū)間上存在唯一的零點(diǎn)
(2)證明:對(duì)任意,都有
【答案】(1)證明見解析;(2)證明見解析.
【分析】
(1)求出導(dǎo)函數(shù),令,再求,確定的單調(diào)性后結(jié)合零點(diǎn)存在定理可證;
(2)題設(shè)不等式化為,令,求導(dǎo)函數(shù),令,再求導(dǎo)得,利用確定的單調(diào)性結(jié)合零點(diǎn)存在定理確定在唯一零點(diǎn),也是的最小值值點(diǎn),說明這個(gè)最小值大于0,即證結(jié)論成立.
【詳解】
證明:設(shè),
,即
故在區(qū)間上單調(diào)遞減

所以在區(qū)間上存在唯一零點(diǎn)
(2)要證,
即證
,所以存在唯一的
當(dāng),當(dāng)

因?yàn)?,綜上所述對(duì)任意,都有.
6.已知函數(shù),(為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)).
(1)記,求函數(shù)在區(qū)間上的最大值與最小值;
(2)若,且對(duì)任意恒成立,求的最大值.
【答案】(1),;(2).
【分析】
(1)對(duì)函數(shù)求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的方法研究其在上的單調(diào)性,進(jìn)而可得出最值;
(2)先將不等式恒成立轉(zhuǎn)化為對(duì)任意恒成立,令,根據(jù)導(dǎo)數(shù)的方法求出最值,即可得出結(jié)果.
【詳解】
(1)∵,∴,
令,則,,
當(dāng)時(shí),,則函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),,則函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增;
∴,
又,所以;
(2)∵對(duì)任意恒成立,
∴對(duì)任意恒成立,
∴對(duì)任意恒成立.
令,則.
由于,所以在上單調(diào)遞增.
又,,,,
所以存在唯一的,使得,
且當(dāng)時(shí),,時(shí),.
即在單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
∴.
又,即,∴.
∴.
∵,∴.
又∵對(duì)任意恒成立,∴,
又,∴.
7.已知函數(shù).
(Ⅰ)若函數(shù)的圖象在處的切線與軸平行,求的值;
(Ⅱ)若時(shí),,求的取值范圍.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).
【分析】
(Ⅰ)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義,曲線在處的切線方程的斜率就是,寫出方程即可求得;
(Ⅱ),令因?yàn)椋栽趦?nèi)單調(diào)遞增,,根據(jù)與分類討論,當(dāng)時(shí),只需即可,解得;當(dāng)時(shí),存在唯一使得=0,有,分析函數(shù)在零點(diǎn)兩側(cè)的單調(diào)性知,要,只需,解得,又,得.
【詳解】
(Ⅰ)
的圖象在處的切線與軸平行,
,解得.
(Ⅱ),令,
則,
所以在內(nèi)單調(diào)遞增,,
(i)當(dāng)時(shí),即,
在內(nèi)單調(diào)的增,要使,
只需要,解得,
從而
(ii)當(dāng)時(shí),即時(shí),
由在內(nèi)單調(diào)遞增知,
存在唯一使得,
有,單調(diào)遞減,
單調(diào)遞增,
只需,即,解得
又,得,
綜上,.
8.已知函數(shù)
(Ⅰ)求函數(shù)的極值;
(Ⅱ)若恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(Ⅰ)取得極小值,無極大值;(Ⅱ).
【分析】
(Ⅰ)求得,利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)單調(diào)性,即可求得函數(shù)極值;
(Ⅱ)根據(jù)不等式恒成立,分離參數(shù),構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究的單調(diào)性,以及最值,即可求得參數(shù)范圍.
【詳解】
(Ⅰ)因?yàn)椋?br>所以函數(shù)的定義域?yàn)椋?
令,故可得在恒成立,
故在上單調(diào)遞增,故,故.
所以當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
所以當(dāng)時(shí),取得極小值,無極大值.
(Ⅱ)恒成立等價(jià)于恒成立.
因?yàn)椋?
令,則.
令,則,
所以在上單調(diào)遞增,
又,,
所以使得,即.
所以當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
所以.
由可得,
而在上單調(diào)遞增,所以,即,
所以,
所以.
9.函數(shù),().
(Ⅰ)若,設(shè),試證明存在唯一零點(diǎn),并求的最大值;
(Ⅱ)若關(guān)于的不等式的解集中有且只有兩個(gè)整數(shù),求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)見解析(2)
【分析】
(1)先求函數(shù)導(dǎo)數(shù),得函數(shù)單調(diào)遞減,則零點(diǎn)至多一個(gè);再根據(jù)零點(diǎn)存在定理說明至少一個(gè)零點(diǎn),兩者結(jié)合得結(jié)論,最后根據(jù)函數(shù)單調(diào)性求最值;
(2)先變量分離得,再利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性,結(jié)合圖像可得有且只有兩個(gè)整數(shù)的條件,即為實(shí)數(shù)的取值范圍.
【詳解】
(Ⅰ)證明:由題知,
于是,
令,則(),
∴在上單調(diào)遞減.
又,,
所以存在,使得,
綜上存在唯一零點(diǎn).
當(dāng),,于是,在單調(diào)遞增;
當(dāng),,于是,在單調(diào)遞減.
故,
又,,,
故.
(Ⅱ)
令,則,
令,則在上單調(diào)遞增.
又,,
∴存在,使得.
∴當(dāng),,即,在單調(diào)遞減;
當(dāng),,即 ,在單調(diào)遞增.
∵,,,
且當(dāng)時(shí),,
又,,,
故要使不等式式解集中有且只有兩個(gè)整數(shù),
的取值范圍應(yīng)為:.
10.已知函數(shù),.
(1)若函數(shù)在處取得極值,求實(shí)數(shù)的值;
(2)若對(duì)任意的成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1);(2).
【分析】
(1)由即得,驗(yàn)證知,符合題設(shè),即得解;
(2)由題得,令,求出,再分析得到,即得實(shí)數(shù)的取值范圍.
【詳解】
解:(1)因?yàn)椋?br>所以
又因?yàn)楹瘮?shù)在處取得極值,
所以,
解得.
驗(yàn)證知,符合題設(shè),
故.
(2)據(jù)題意得,
所以
令,則.
令,則在區(qū)間上單調(diào)遞增,
且當(dāng)時(shí),,,
所以存在,使得,
所以當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
即函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增,
所以當(dāng)時(shí),.
因?yàn)椋?br>所以.
令,得.
又當(dāng)時(shí),,
所以,,
所以.
所以,即所求實(shí)數(shù)的取值范圍是.
11.已知函數(shù),,.
(1)討論的單調(diào)區(qū)間;
(2)若,,且恒成立,求的最大值.
【答案】(1)答案不唯一,具體見解析(2)6
【分析】
(1)求導(dǎo),通過討論的范圍,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間即可;
(2)利用參數(shù)分離法,將問題轉(zhuǎn)化為,,令,利用導(dǎo)數(shù)求的最小值,從而確定的最大值即可.
【詳解】
(1)由,得,,
當(dāng)時(shí),即時(shí),在上恒成立,
所以的單調(diào)遞減區(qū)間是,無單調(diào)遞增區(qū)間;
當(dāng)時(shí),即時(shí),由,得,
由,得,
所以的單調(diào)遞減區(qū)間是,單調(diào)遞增區(qū)間是.
綜上,當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞減區(qū)間是,無單調(diào)遞增區(qū)間;
當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞減區(qū)間是,單調(diào)遞增區(qū)間是.
(2),,,
由,得,,
令,,
則,,
令,,則,
所以,在遞增,,,
存在,使,
且,,,單調(diào)遞減,
,,,單調(diào)遞增,

,所以,
所以,
令,,,
,,
又,,
綜上,的最大值為6.
12.設(shè)函數(shù).
(1)求的單調(diào)區(qū)間;
(2)當(dāng)時(shí),若對(duì),都有()成立,求的最大值.
【答案】(1)答案不唯一,具體見解析(2)0
【分析】
(1),.對(duì)分類討論,可得其單調(diào)區(qū)間.
(2)當(dāng)時(shí),對(duì),都有恒成立, ,令,只需,利用導(dǎo)數(shù)研究其單調(diào)性即可得出.
【詳解】
解:(1),.
當(dāng)時(shí),在恒成立,在是單減函數(shù).
當(dāng)時(shí),令,解之得.
從而,當(dāng)變化時(shí),,隨的變化情況如下表:
由上表中可知,在是單減函數(shù),在是單增函數(shù).
綜上,當(dāng)時(shí),的單減區(qū)間為;
當(dāng)時(shí),的單減區(qū)間為,單增區(qū)間為.
(2)當(dāng),為整數(shù),且當(dāng)時(shí),恒成立
.
令,只需;
又,
由(1)得在單調(diào)遞增,且,
所以存在唯一的,使得,
當(dāng),即單調(diào)遞減,
當(dāng),即單調(diào)遞增,
所以時(shí),取得極小值,也是最小值,當(dāng)時(shí),
而在為增函數(shù),,
即.而?,
?,即所求的最大值為0.
13.已知函數(shù).
(1)若是單調(diào)遞增函數(shù),求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(2)若恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1);(2)
【分析】
(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),問題轉(zhuǎn)化為,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求出的范圍即可;
(2)令(),問題等價(jià)于.求導(dǎo)數(shù),判斷的單調(diào)性,求最值即可.
【詳解】
(1)定義域,,
因?yàn)槭菃握{(diào)遞增函數(shù),故對(duì)恒成立,
即對(duì)恒成立.
記,則,
由,令得,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
故在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,
所以,
從而.
(2)令(),問題等價(jià)于.
由,,
∴函數(shù)在上是增函數(shù),
容易證明時(shí),,,
則,
由得,(舍負(fù))
從而取,;
另外,容易證明,取正數(shù)x滿足
從而取c滿足,有.
(注:這里也可以這樣處理:當(dāng)時(shí),,,
故;
當(dāng)時(shí),,,)
所以存在唯一的,使得,當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),;
從而在區(qū)間上遞減,在上遞增,

由,得:,
∴,
∴,即.
設(shè),則為增函數(shù),
,,則有唯一零點(diǎn),設(shè)為t,
則,則,即,
令,則單調(diào)遞增,且,
則,即,
∵在為增函數(shù),
則當(dāng)時(shí),a有最大值,,
∴,即a的取值范圍是.
14.已知函數(shù),其中,.
(1)求的單調(diào)區(qū)間;
(2)設(shè)當(dāng)時(shí),若對(duì)任意,不等式恒成立,求整數(shù)的最小值.
【答案】(1)答案見解析;(2).
【分析】
(1)首先求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),分和兩種情況討論函數(shù)的單調(diào)性;(2)不等式轉(zhuǎn)化為,設(shè)函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最大值,即可求得的取值范圍.
【詳解】
(1)由題意,可得.
因?yàn)椋援?dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),,函數(shù)在上為單調(diào)遞增函數(shù);
當(dāng)時(shí),.函數(shù)在上為單調(diào)遞減函數(shù).
當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),,函數(shù)在上為單調(diào)遞?函數(shù);
當(dāng)時(shí),.函數(shù)在上為單調(diào)遞增函數(shù).
(2)由題意可得,
設(shè).則,
當(dāng)時(shí),.
設(shè),則,所以在上單調(diào)遞增.
又,
所以,使得.即,.
當(dāng)時(shí),,;
當(dāng)時(shí),.
所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,住上單調(diào)遞減,
所以,
因?yàn)楹瘮?shù)在上單調(diào)遞增,所以.
因?yàn)閷?duì)任意的垣成立,且.
所以的最小值是.
15.已知函數(shù),其中為常數(shù).
(1)若曲線在處的切線在軸上的截距為,求值;
(2)若存在極大值點(diǎn),求的取值范圍,并比較與的大小.
【答案】(1);(2)的取值范圍是,.
【分析】
(1)求導(dǎo)得,求解出和,根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義寫出切線方程,再利用切線在軸上的截距為,得;
(2)求導(dǎo),設(shè),由題意可判斷得是函數(shù)在區(qū)間內(nèi)的一個(gè)變號(hào)零點(diǎn),列不等式組求解的取值范圍,表示出,設(shè)函數(shù),求導(dǎo)判斷單調(diào)性,從而得,即可判斷得.
【詳解】
解:(1),所以.
又,所以切線方程為,即.
由已知,,解得.
(2),設(shè)函數(shù),
所以函數(shù)的減區(qū)間為,增區(qū)間為,
因?yàn)槭菢O大值點(diǎn),所以在的左右兩側(cè),的值先正后負(fù),
即 的值也是先正后負(fù),故,所以是函數(shù)在區(qū)間內(nèi)的一個(gè)變號(hào)零點(diǎn).
于是.
解得,故所求的取值范圍是.
因?yàn)槭堑臉O大值點(diǎn),所以,于是,其中.
所以.
設(shè)函數(shù),則.
所以在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減,故.
又,所以,且,于是,
故.
16.已知函數(shù),,直線分別與函數(shù),的圖象交于,兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)求長度的最小值;
(2)求最大整數(shù),使得對(duì)恒成立.
【答案】(1)1;(2)-1.
【分析】
(1)利用函數(shù)把AB的長度表示出來,借助函數(shù)導(dǎo)數(shù)求得最小值.
(2)把向量點(diǎn)積轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題,借助導(dǎo)數(shù)解決隱零點(diǎn)問題,求得最小值的函數(shù)表達(dá)式,再求得最小值函數(shù)的最小值即可.
【詳解】
直線分別與函數(shù),交于,兩點(diǎn),
則,.
(1),
記,,
當(dāng),,單調(diào)遞減;當(dāng),,單調(diào)遞增;
所以,即長度最小值為1;
(2)由,記,
所以,顯然單調(diào)遞增,
而,,
所以存在唯一,使得,即,
當(dāng),,單調(diào)遞減;當(dāng),,單調(diào)遞增;
時(shí),,又,
所以,
又,所以,
所以要使得整數(shù)恒成立,只需即的最大整數(shù)為-1.
17.已知函數(shù),.
(1)證明:;
(2)若時(shí),恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(3)求的最小值.
【答案】(1)證明見解析;(2);(3)1.
【分析】
(1)由條件轉(zhuǎn)化為證明,即證明,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)證明恒成立;(2)不等式轉(zhuǎn)化為,根據(jù)(1)可知時(shí),不等式成立,當(dāng)時(shí),不成立,即不等式不恒成立,即可得結(jié)論;(3)先求,再設(shè)函數(shù),利用導(dǎo)數(shù),判斷函數(shù)的單調(diào)性,求函數(shù)的最小值.
【詳解】
(1)∵,∴證明即證明即證明.
設(shè),∴,
∴時(shí),單調(diào)遞增;時(shí),單調(diào)遞減.
∴,
∴即成立.
(2)時(shí),即,
由(1)知,當(dāng)時(shí),成立,
當(dāng)時(shí),顯然時(shí)不成立,
綜上,.
(3).
設(shè),,
∴在上單調(diào)遞增,
∵,,
∴存在使,且時(shí)即,遞減;
時(shí)即,遞增,
∴,
∵,∴,∴,
∴,
∵在是單調(diào)遞增,
∴,
∴,
∴.
18.已知函數(shù)在點(diǎn)處的切線為.
(1)求函數(shù)的解析式;
(2)若,且存在,使得成立,求的最小值.
【答案】(1);(2)5.
【詳解】
試題分析:(1)由已知可得,;(2)原不等式化為,令,,使得,則,.令,利用導(dǎo)數(shù)工具判斷有一零點(diǎn),進(jìn)而求出是極小值點(diǎn),從而求出 最小值為,又.的最小值為.
試題解析:解:(1)的定義域?yàn)椋?br>,

(2)可化為,
令,,使得,
則,

令,則,
在上為增函數(shù).
又,
故存在唯一的使得,即.
當(dāng)時(shí),,
,在上為減函數(shù);
當(dāng)時(shí),,
,在上為增函數(shù).
,


的最小值為5.
19.已知函數(shù).
(1)求證:函數(shù)存在極小值點(diǎn)且;
(2)令,求的最小值.
【答案】
(1)證明見解析
(2)
【分析】
(1)求出函數(shù)導(dǎo)數(shù),構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)判斷的單調(diào)性,利用零點(diǎn)存在性定理可得;
(2)求出導(dǎo)數(shù),構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)判斷單調(diào)性,進(jìn)一步得出的單調(diào)性可求解.
(1)
函數(shù)的定義域是,
,
令,則在上恒成立,
所以單調(diào)遞增,即單調(diào)遞增.
又,,
所以存在,使得,
且當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;
故函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
故函數(shù)在處取得極小值,
即函數(shù)存在極小值點(diǎn)且;
(2)
,則,
令,則,
所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,
因?yàn)?,?br>所以存在使得,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
所以當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增,
所以當(dāng)時(shí),,
因?yàn)?,,即?br>所以,
故令,,函數(shù)為的單調(diào)遞增函數(shù),
所以,所以,
故.
20.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若函數(shù)的最小值為,求參數(shù)a的值.
【答案】(1)單調(diào)減區(qū)間為,單調(diào)增區(qū)間為;(2).
【分析】
(1)對(duì)函數(shù)求導(dǎo),然后說明每個(gè)區(qū)間導(dǎo)數(shù)的符號(hào),進(jìn)而求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)求導(dǎo),判斷函數(shù)的單調(diào)性可知存在唯一根,進(jìn)而知,即,結(jié)合已知,令,判斷函數(shù)的單調(diào)性且,即可得解.
【詳解】
(1)當(dāng)時(shí), ,求導(dǎo)
令,即,則(舍);.
∴當(dāng),,在區(qū)間單調(diào)遞減;當(dāng),,在區(qū)間單調(diào)遞增;
∴函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間為,單調(diào)增區(qū)間為;
(2),求導(dǎo)得:,
令,則,且開口向上,,
∴存在,使得,
當(dāng),,在區(qū)間單調(diào)遞減;當(dāng),,在區(qū)間單調(diào)遞增;
,即,
又,兩式相減得:,
令,求導(dǎo),
∴函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞增,且
∴函數(shù)有唯一解,
∴,解得.
21.已知函數(shù),(其中為常數(shù),是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)).
(1)若,求函數(shù)在點(diǎn)處的切線方程;
(2)若恒成立,求的取值范圍.
【答案】(1);(2).
【分析】
(1)根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的幾何意義,先求斜率,再帶入化簡整理即可;
(2)方法一:不等式恒成立可等價(jià)轉(zhuǎn)化為,構(gòu)造函數(shù),然后通過函數(shù)單調(diào)性,求最值即可;
方法二: 恒成立,即,進(jìn)行同構(gòu)變形,則構(gòu)造函數(shù),利用函數(shù)單調(diào)性求解不等式,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為,接下來參變分離即得出結(jié)果.
【詳解】
(1)根據(jù)題意可知:
,,
所以,,
所求的直線方程為,
即.
(2)方法一:,,
故不等式恒成立可等價(jià)轉(zhuǎn)化為:
在上恒成立,
記,,
當(dāng)時(shí),,不合題意;
當(dāng)時(shí),.
記,,
則,
所以在上是增函數(shù),又,,
所以使得,即①,
則當(dāng)時(shí),,即,
當(dāng)時(shí),,即,
故在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
所以②,
由①式可得,,
代入②式得,
因?yàn)?,即?br>故,,即,
所以時(shí),恒成立,故的取值范圍為.
方法二:根據(jù)已知條件可得:,,
且恒成立;
故可等價(jià)轉(zhuǎn)化為:恒成立.
設(shè),則,單調(diào)遞增,
因而恒成立,即恒成立.
令,則,
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,
所以,從而即為所求.
22.已知函數(shù).
(1)討論的極值情況;
(2)若時(shí),,求證:.
【答案】(1)答案見解析;(2)證明見解析.
【分析】
(1)求導(dǎo),對(duì)參數(shù)分類討論,根據(jù)導(dǎo)數(shù)與0的關(guān)系,判斷函數(shù)的單調(diào)性,從而判斷極值情況;
(2)先討論a=0,然后a>0時(shí),由(1)中的導(dǎo)數(shù)求得函數(shù)的最小值,使其大于等于0,從而找到參數(shù)a和b的關(guān)系,把問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題,構(gòu)造新的函數(shù),通過導(dǎo)數(shù)來研究函數(shù)的最值,從而證明結(jié)論.
【詳解】
(1)定義域?yàn)?,求?dǎo)得,
①當(dāng)時(shí),,為上增函數(shù),無極值,
②當(dāng)時(shí),,得,
時(shí),,為減函數(shù);時(shí),,為增函數(shù),
所以時(shí),有極小值,無極大值.
(2)①當(dāng)時(shí),,使,則,,
此時(shí)成立,
②當(dāng)時(shí),由(1)得時(shí),有最小值,
,則,解得,
所以,
設(shè),則,
因?yàn)闉樯蠝p函數(shù),且,,
則存在唯一實(shí)數(shù),使,,
當(dāng)時(shí),,為增函數(shù),
當(dāng)時(shí),,為減函數(shù),
當(dāng)時(shí)有最大值,
為上增函數(shù),時(shí),,則,
所以,
綜上所述,.
23.設(shè)函數(shù),(e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù))
(1)若函數(shù)有兩個(gè)極值點(diǎn),求a的取值范圍;
(2)設(shè)函數(shù),其中為的導(dǎo)函數(shù),求證:的極小值不大于1.
【答案】(1);(2)證明見解析.
【分析】
(1)求得,根據(jù)有兩個(gè)極值點(diǎn),轉(zhuǎn)化為與的圖象的交點(diǎn)有兩個(gè),利用導(dǎo)數(shù)求得函數(shù)的單調(diào)性與極值,即可求解.
(2)根據(jù)題意得到,求得,得到,進(jìn)而求得的單調(diào)性與極值,再分和兩種情況,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性和極值的運(yùn)算,即可求解.
【詳解】
(1)由題意,函數(shù),可得,
因?yàn)橛袃蓚€(gè)極值點(diǎn),
即方程在有兩個(gè)不同的解,
即與的圖象的交點(diǎn)有兩個(gè).
由,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,有極大值.
又因?yàn)闀r(shí),;時(shí),,
當(dāng)時(shí),即時(shí)有兩個(gè)解,所以
(2)由函數(shù)
可得,則,所以在單調(diào)遞增,
若時(shí),
當(dāng)時(shí),.在上單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),.在上單調(diào)遞增;
所以在處取得極小值
若,令,則;
令,則
所以在,有唯一解;
若,令,則,
令,則,所以在,有唯一解;
所以在有唯一解,
當(dāng)時(shí),,在單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),,在單調(diào)遞增;
所以,
令,則,
由,可得,
當(dāng)時(shí),,在單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),,在單調(diào)遞減,
所以,即的極小值不大于1.
24.已知函數(shù)
(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若,函數(shù)的最小值為,求的值域.
【答案】(1)單調(diào)增區(qū)間為;無單調(diào)減區(qū)間;(2).
【分析】
(1)由題意對(duì)函數(shù)求導(dǎo)得,令,通過導(dǎo)數(shù)可證明,進(jìn)而可得,即可得解;
(2)由題意結(jié)合導(dǎo)數(shù)可得且,令,由導(dǎo)數(shù)結(jié)合可得,進(jìn)而可得,令,,結(jié)合導(dǎo)數(shù)求得的值域即可得解.
【詳解】
(1)當(dāng)時(shí),函數(shù),定義域?yàn)椋?br>則,
令,則恒成立;
∴在上單調(diào)遞增,,
∴恒成立,
故的單調(diào)增區(qū)間為;無單調(diào)減區(qū)間.
(2)∵,
令,顯然在單調(diào)遞增,
又,,
∴據(jù)零點(diǎn)存在定理,存在,使即,
∴當(dāng)時(shí),即,在上單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),即,在上單調(diào)遞增;
∴①,
又,∴;
令,則,
∴當(dāng)時(shí),,在上單調(diào)遞減;
又,∴即,
將代入①得
,
令,,
∴,
∴在上單調(diào)遞減,
又,,
∴,故的值域?yàn)?
25.設(shè)函數(shù),,
(1)當(dāng)時(shí),若函數(shù)在上單調(diào)遞增,求的取值范圍:
(2)若函數(shù)在定義城內(nèi)不單調(diào),求的取值范圍:
(3)是否存在實(shí)數(shù),使得對(duì)任意正實(shí)數(shù)恒成立?若存在,求出滿足條件的實(shí)數(shù);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1);(2);(3)存在,.
【分析】
(1)根據(jù)題意,得到,再由函數(shù)單調(diào)性,即可得出結(jié)果;
(2)先由題意,得到定義域,再對(duì)函數(shù)求導(dǎo),根據(jù)其不單調(diào),得到的最小值為負(fù),進(jìn)而可得出結(jié)果;
(3)先令,對(duì)其求導(dǎo),用導(dǎo)數(shù)的方法求出最大值,再結(jié)合題中條件,即可得出結(jié)果.
【詳解】
(1)當(dāng)時(shí),,
在上單調(diào)遞增,
而函數(shù)可由平移后得到,函數(shù)單調(diào)遞增,
所以只需,所以;
(2)易知函數(shù)的定義域?yàn)椋?br>因?yàn)楹瘮?shù)在定義城內(nèi)不單調(diào),
所以,只需的最小值為負(fù),即,所以.
(3)令,其中,.
則,令,
則在上恒成立,
則在上單調(diào)遞減,
又時(shí),;時(shí),;
所以在區(qū)間上必存在實(shí)根,
不妨設(shè),即,
即,(*)
所以當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,
即在區(qū)間上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以.
而,代人( * )式得.
根據(jù)題意知恒成立.
又根據(jù)不等式,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等式成立,
所以,即,
將代入(*)式得,即,.
26.已知函數(shù).
(1),求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間:
(2)對(duì)于任意,不等式恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)見解析(2)
【分析】
(1)求導(dǎo)后,按照、、與分類,分別解出不等式,即可得解;
(2)轉(zhuǎn)化條件得對(duì)于任意,不等式恒成立,設(shè),則,設(shè),求導(dǎo)后可得在上單調(diào)遞增,進(jìn)而可得,使得,即,則,設(shè),求導(dǎo)后可得在上單調(diào)遞增,即可證,代入求出后,即可得解.
【詳解】
(1)由題意,
則,
(i)當(dāng)時(shí),的解集為,則的單調(diào)增區(qū)間為和,單調(diào)減區(qū)間為;
(ii)當(dāng)時(shí),,則的單調(diào)增區(qū)間為,無單調(diào)減區(qū)間;
(iii)當(dāng)時(shí),的解集為,則的單調(diào)增區(qū)間為和,單調(diào)減區(qū)間為;
(iiii)當(dāng)時(shí),的解集為,則的單調(diào)增區(qū)間為,單調(diào)減區(qū)間為.
(2)由已知,問題等價(jià)于對(duì)于任意,不等式恒成立,
設(shè),則,
設(shè),則,
在上,,單調(diào)遞增,
又,,所以,
所以,使得,即,
在上,,單調(diào)遞減;
在上,,單調(diào)遞增;
所以,
又有,
設(shè),則有和,
所以在上,單調(diào)遞增,所以,
所以,
故實(shí)數(shù)的取值范圍為.
27.已知函數(shù),.
(1)求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)若函數(shù),求的單調(diào)區(qū)間;并證明:當(dāng)時(shí),;
(3)證明:當(dāng)時(shí),函數(shù)有最小值,設(shè)最小值為,求函數(shù)的值域.
【答案】(1);(2)的單調(diào)遞增區(qū)間為,;證明見解析;(3)證明見解析;.
【分析】
(1)由導(dǎo)數(shù)的幾何意義可得切線斜率為1,利用點(diǎn)斜式即可得解;
(2)由題意,求導(dǎo)后可得,即可得的單調(diào)區(qū)間;由時(shí),即,即可得證;
(3)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),令,由(2)知的單調(diào)性,可得存在唯一實(shí)數(shù)使得,則,令,求導(dǎo)后即可得解.
【詳解】
(1),,,
故所求直線方程為即;
(2)由題意,
則,
的單調(diào)遞增區(qū)間為,;
當(dāng)時(shí),即,
由可得即,
,得證.
(3)由題意,
則,
設(shè),
由(2)知,在上單調(diào)遞增,
又,,存在唯一實(shí)數(shù)使得,
當(dāng)時(shí),,,函數(shù)單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),,,函數(shù)單調(diào)遞增;
在上有最小值即,
又即,
,
令,
則,函數(shù)在上單調(diào)遞增,
即,
函數(shù)的值域?yàn)?
28.已知函數(shù).
(1)若是函數(shù)的極值點(diǎn),求的單調(diào)區(qū)間;
(2)當(dāng)時(shí),證明:
【答案】(1)遞減區(qū)間為(-1,0),遞增區(qū)間為(2)見解析
【分析】
(1)根據(jù)函數(shù)解析式,先求得導(dǎo)函數(shù),由是函數(shù)的極值點(diǎn)可求得參數(shù).求得函數(shù)定義域,并根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的符號(hào)即可判斷單調(diào)區(qū)間.
(2)當(dāng)時(shí),.代入函數(shù)解析式放縮為,代入證明的不等式可化為,構(gòu)造函數(shù),并求得,由函數(shù)單調(diào)性及零點(diǎn)存在定理可知存在唯一的,使得成立,因而求得函數(shù)的最小值,由對(duì)數(shù)式變形化簡可證明,即成立,原不等式得證.
【詳解】
(1)函數(shù)
可求得,則
解得
所以,定義域?yàn)?br>,
在單調(diào)遞增,而,
∴當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,
此時(shí)是函數(shù)的極小值點(diǎn),
的遞減區(qū)間為,遞增區(qū)間為
(2)證明:當(dāng)時(shí),
,
因此要證當(dāng)時(shí),,
只需證明,

令,
則,
在是單調(diào)遞增,
而,
∴存在唯一的,使得,
當(dāng),單調(diào)遞減,當(dāng),單調(diào)遞增,
因此當(dāng)時(shí),函數(shù)取得最小值,

,
故,
從而,即,結(jié)論成立.
29.已知函數(shù)
(1)若,,若的單調(diào)區(qū)間;
(2)當(dāng)時(shí),若存在唯一的零點(diǎn),且,其中,求.
(參考數(shù)據(jù):,)
【答案】(1)單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為;(2) .
【分析】
(1)將,代入函數(shù)解析式,求得并令,即可由導(dǎo)函數(shù)的符號(hào)判斷單調(diào)區(qū)間.
(2)將代入函數(shù)解析式,求得.結(jié)合定義域及二次函數(shù)性質(zhì)可知的單調(diào)區(qū)間,并根據(jù)零點(diǎn)意義代入方程和函數(shù),可得零點(diǎn)的函數(shù)表達(dá)式.構(gòu)造函數(shù),并求得可證明的單調(diào)性,結(jié)合零點(diǎn)存在定理及所給參考數(shù)據(jù),即可求得的值.
【詳解】
(1)將,代入函數(shù)解析式可得,定義域?yàn)椋?br>則
令,解得,(舍),
所以當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),;
故的單調(diào)遞減區(qū)間為;的單調(diào)遞增區(qū)間為.
(2)將代入函數(shù)解析式可得,

因?yàn)椋覍?duì)于來說,,
所以有兩個(gè)不等式實(shí)數(shù)根,
且,
所以兩根異號(hào),不妨設(shè)則,
則由定義域?yàn)榭傻迷趦?nèi)遞減,在內(nèi)遞增,
因?yàn)椋?br>要存在唯一的零點(diǎn),且,則,
所以,化簡可得.
令,

所以在時(shí)單調(diào)遞減,
由題可知,,
而,
所以

30.已知函數(shù).
(1)若在上存在極小值,求的取值范圍;
(2)設(shè)(為的導(dǎo)函數(shù)),的最小值為,且,求的取值范圍.
【答案】(1)(2)
【分析】
(1)對(duì)求導(dǎo),研究單調(diào)性,求出極小值點(diǎn)為,依題意知,求解即可;
(2)對(duì)求導(dǎo),令,二次求導(dǎo)可得,所以在上單調(diào)遞增,所以是即的唯一實(shí)根, 由求解的取值范圍即可.
【詳解】
(1)函數(shù)的定義域?yàn)?
.
令,解得.
因?yàn)樵谏?,;在上?
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
所以的極小值為.
依題意知,即,所以.
解得.
即的取值范圍為.
(2),所以.
令,則,所以在上單調(diào)遞增.
所以是即的唯一實(shí)根.
令,得,即.
所以
.
由題意得,解得.
所以的取值范圍為.
31.已知函數(shù),其圖象的一條切線為.
(1)求實(shí)數(shù)的值;
(2)求證:若,則.
【答案】(1);(2)答案見解析
【分析】
(1)假設(shè)切點(diǎn),根據(jù)曲線在某點(diǎn)處導(dǎo)數(shù)的幾何意義,以及已知的切線方程,可得,然后研究可得,最后代值計(jì)算,可得結(jié)果.
(2)構(gòu)建函數(shù),計(jì)算,并利用二階導(dǎo)判斷的單調(diào)性,根據(jù)的值域來判斷的單調(diào)性,進(jìn)一步求得,可得結(jié)果.
【詳解】
(1)函數(shù)定義域?yàn)?br>∵,∴.
由題可知:
在點(diǎn)處的切線為,
則且,
∴,即.
令,
則.
當(dāng)時(shí),
,在單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),
,在單調(diào)遞減.
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),.
∴,.故實(shí)數(shù)的值為.
(2)令

則.

令,
則,
∵恒成立,
∴在單調(diào)遞減,即在單調(diào)遞減.
又,
,
∴,使得.
∴當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),,
故在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減.
∴.
又,即,
∴,
.
令,.
則.
∵恒成立,
∴,故在單調(diào)遞增.
∴,
故,
即.
∴當(dāng)時(shí),.
32.已知函數(shù),.
(1)若不等式對(duì)恒成立,求的最小值;
(2)證明:.
(3)設(shè)方程的實(shí)根為.令若存在,,,使得,證明:.
【答案】(1)(2)證明見解析(3)證明見解析
【分析】
(1)由題意可得,,令,利用導(dǎo)數(shù)得在上單調(diào)遞減,進(jìn)而可得結(jié)論;
(2)不等式轉(zhuǎn)化為,令,,利用導(dǎo)數(shù)得單調(diào)性即可得到答案;
(3)由題意可得,進(jìn)而可將不等式轉(zhuǎn)化為,再利用單調(diào)性可得,記,,再利用導(dǎo)數(shù)研究單調(diào)性可得在上單調(diào)遞增,即,即,即可得到結(jié)論.
【詳解】
(1),即,化簡可得.
令,,因?yàn)?,所以?
所以,在上單調(diào)遞減,.
所以的最小值為.
(2)要證,即.
兩邊同除以可得.
設(shè),則.
在上,,所以在上單調(diào)遞減.
在上,,所以在上單調(diào)遞增,所以.
設(shè),因?yàn)樵谏鲜菧p函數(shù),所以.
所以,即.
(3)證明:方程在區(qū)間上的實(shí)根為,即,要證
,由可知,即要證.
當(dāng)時(shí),,,因而在上單調(diào)遞增.
當(dāng)時(shí),,,因而在上單調(diào)遞減.
因?yàn)?,所以,要證.
即要證.
記,.
因?yàn)?,所以,則.
.
設(shè),,當(dāng)時(shí),.
時(shí),,故.
且,故,因?yàn)?,所?
因此,即在上單調(diào)遞增.
所以,即.
故得證.
33.已知函數(shù),.
(1)討論在區(qū)間上的單調(diào)性;
(2)若時(shí),,求整數(shù)的最小值.
【答案】(1)詳見解析(2)
【分析】
(1)分別在、和三種情況下,根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的正負(fù)得到原函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)將問題轉(zhuǎn)化為在上恒成立,則,結(jié)合零點(diǎn)存在定理可確定的最大值為,,利用導(dǎo)數(shù)可求得其值域,進(jìn)而得到整數(shù)的最小值.
【詳解】
(1)由題意得:,
令,則,
當(dāng),即時(shí),,,在上單調(diào)遞增;
當(dāng),即或時(shí),
令,解得:,,
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,
在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),;當(dāng)和時(shí),,
在,上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;
綜上所述:當(dāng)時(shí),在,上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
(2)由得:在上恒成立,
令,則,
令,則,,
,在區(qū)間上存在零點(diǎn),
設(shè)零點(diǎn)為,則,
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,
在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
,,
設(shè),則,
上單調(diào)遞增,,即,
整數(shù)的最小值為.
34.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)若當(dāng)時(shí),總有,求的最大值.
【答案】(1)(2)最大值為5.
【分析】
(1)對(duì)函數(shù)進(jìn)行求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義進(jìn)行求解即可;
(2)對(duì)不等式進(jìn)行常變量分離,構(gòu)造新函數(shù),求導(dǎo),判斷新函數(shù)的單調(diào)性,最后利用新函數(shù)的單調(diào)性進(jìn)行求解即可.
【詳解】
(1)當(dāng)時(shí),,,
則可知,
所以切線方程為,化簡可得切線方程為;
(2)由題當(dāng)時(shí),恒成立,即在時(shí)恒成立,
即在時(shí)恒成立,
令,則,
令,則在時(shí)恒成立.
所以在上單調(diào)遞增,又知,,
所以在上存在唯一實(shí)數(shù),滿足,即,
當(dāng)時(shí),,即;當(dāng)時(shí),,即.
所以函數(shù)在上單調(diào)遞減;在上單調(diào)遞增.
即.
由在時(shí)恒成立,
所以,又知,所以整數(shù)的最大值為5.
35.設(shè),
(1)求的單調(diào)區(qū)間;
(2)設(shè)恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為;(2)
【分析】
(1),令,解不等式即可;
(2),令得,即,且的最小值為,令,結(jié)合即可解決.
【詳解】
(1),
當(dāng)時(shí),,遞增,
當(dāng)時(shí),,遞減.
故的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為.
(2),

,設(shè)的根為,即有可得,
,當(dāng)時(shí),,遞減,
當(dāng)時(shí),,遞增.

所以,
①當(dāng);
②當(dāng)時(shí),設(shè),
遞增,,所以.
綜上,.
36.已知函數(shù),.
(1)若在處的切線也是的切線,求的值;
(2)若,恒成立,求的最小整數(shù)值.
【答案】
(1)
(2)7
【分析】
(1)先用導(dǎo)數(shù)法求得在處的切線,再根據(jù)在處的切線也是的切線,將切線方程與聯(lián)立,利用判別式法求解;
(2)令,將,恒成立,轉(zhuǎn)化為,對(duì)恒成立,利用導(dǎo)數(shù)法求解.
(1)
因?yàn)楹瘮?shù),
所以,
則,
所以在處的切線方程為,
由,得,
因?yàn)樵谔幍那芯€也是的切線,
所以,解得;
(2)
令,
因?yàn)?,恒成立?br>所以,對(duì)恒成立,
令,
則,
令,
則,
所以在上遞減,
又,
所以存在,有,即,
因?yàn)樵谶f增,在上遞減,
所以,
又,
所以,
令,由,得,
所以,
所以
故的最小整數(shù)值是7.
37.已知函數(shù).
(1)求函數(shù)的極值;
(2)設(shè),若對(duì)都有成立,求a的最大值.
【答案】
(1)極大值為,無極小值
(2)1
【分析】
(1)求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的符號(hào)求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,從而可得出答案;
(2)由題意知,,即對(duì)恒成立,令,求出函數(shù)的最小值,即可得出答案.
(1)
解:函數(shù)的定義域?yàn)椋?
因?yàn)?,令,解得?br>當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,
所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
所以的極大值為,無極小值;
(2)
解:由題意知,,
即對(duì)恒成立,
令,
則,
令,則,
所以在上單調(diào)遞增,
又因?yàn)椋?br>所以在內(nèi)必存在,使得,
當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞增;
所以,
因?yàn)?,即?br>所以,
因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞增,所以,
又因?yàn)?,所以,所以?
所以a的最大值為1.
38.已知函數(shù).
(1)求函數(shù)在處的切線方程
(2)證明:在區(qū)間內(nèi)存在唯一的零點(diǎn);
(3)若對(duì)于任意的,都有,求整數(shù)的最大值.
【答案】
(1)y=-1;
(2)見解析;
(3)3﹒
【分析】
(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義即可切線;
(2)先利用導(dǎo)數(shù)證明在上單調(diào)遞增,再結(jié)合零點(diǎn)存在定理,得證;
(3)參變分離得,令,原問題轉(zhuǎn)化為求在上的最小值,結(jié)合(2)中結(jié)論和隱零點(diǎn)的思維,即可得解.
(1)

,,
,
在處的切線為;
(2)
證明:,

當(dāng)時(shí),,
在上單調(diào)遞增,
(3),(4),
在區(qū)間內(nèi)存在唯一的零點(diǎn).
(3)
,且,

令,則,,
由(2)知,在上單調(diào)遞增,且在區(qū)間內(nèi)存在唯一的零點(diǎn),
設(shè)該零點(diǎn)為,則,
故當(dāng)時(shí),,即,在上單調(diào)遞減,
當(dāng),時(shí),,即,在,上單調(diào)遞增,
,

故整數(shù)的最大值為3.
39.已知函數(shù),.
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)若對(duì)任意的,都有恒成立,求的取值范圍.
【答案】
(1)答案見解析
(2)
【分析】
(1)求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),分,討論研究的正負(fù)情況即可;
(2)將原不等式轉(zhuǎn)化為對(duì)任意的恒成立,令,利用導(dǎo)數(shù)的知識(shí)求出的最小值即可,這個(gè)過程中需要二次求導(dǎo),估算的導(dǎo)函數(shù)的零點(diǎn),求出的單調(diào)性,進(jìn)而計(jì)算的最小值.
(1)
由已知
當(dāng)時(shí),恒成立,此時(shí)函數(shù)在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),令,得,
若,,若,,
此時(shí)函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;
綜合得:當(dāng)時(shí),函數(shù)在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;
(2)
,即
對(duì)任意的恒成立,


令,則
在上單調(diào)遞增,
又,,
,使,
在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
由得

設(shè),,
即在上單調(diào)遞增,
由得,
,即有

.
40.已知函數(shù).
(1)若對(duì)任意實(shí)數(shù),都有恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(2)當(dāng)時(shí),若,求的最小值.
【答案】
(1)
(2)
【分析】
(1)已知當(dāng)時(shí),不滿足;進(jìn)而討論當(dāng) 時(shí),存在唯一零點(diǎn),當(dāng) 時(shí),單調(diào)遞增,當(dāng) 時(shí), 單調(diào)遞減,故,解得 ,最后利用求解;
(2)由題知,再令 得,故研究函數(shù) 性質(zhì)得 在上有唯一的零點(diǎn) ,且滿足,進(jìn)而得答案.
(1)
解:當(dāng)時(shí),,不滿足對(duì)任意實(shí)數(shù),都有恒成立;
當(dāng)時(shí),,
令,則
所以函數(shù)單調(diào)遞減,
由于,,
所以存在唯一零點(diǎn),使得 ,
所以當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,當(dāng) 時(shí),單調(diào)遞減,
所以
令, ,
故在定義域內(nèi)是的單調(diào)函數(shù),
由于,
所以的解集為 ,
所以,即實(shí)數(shù)a的取值范圍是
(2)
解:當(dāng)時(shí),,
由,
所以,
所以,
令,則,即 ,


所以時(shí),, 單調(diào)遞減,時(shí), , 單調(diào)遞增,
由于,
所以在上有唯一的零點(diǎn) ,且滿足 ,
所以,
所以,當(dāng)且僅當(dāng) 時(shí)等號(hào)成立.
41.已知函數(shù),.
(1)討論在內(nèi)的零點(diǎn)個(gè)數(shù).
(2)若存在,使得成立,證明:.
【答案】(1)一個(gè);(2)證明見解析.
【分析】
(1)分、兩種情況討論,在時(shí),分析得出,可得出在上無零點(diǎn),在時(shí),利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合零點(diǎn)存在定理可得出結(jié)論;
(2)利用參變量分離法得出,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)在上的單調(diào)性,分析得出,即可證得結(jié)論成立.
【詳解】
(1)當(dāng)時(shí),,,此時(shí)函數(shù)無零點(diǎn);
當(dāng)時(shí),,
令,其中,則,
所以,函數(shù)在單調(diào)遞減,所以,,
所以,對(duì)任意的,,則,
所以,函數(shù)在上為減函數(shù),
因?yàn)?,?br>所以,函數(shù)在上只有一個(gè)零點(diǎn).
綜上所述,函數(shù)在上只有一個(gè)零點(diǎn);
(2)由得,
令,,,
令,則,
當(dāng)時(shí),,所以,函數(shù)在上單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí),,此時(shí),則函數(shù)在上單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí),,則函數(shù)在上單調(diào)遞減,
因?yàn)椋?br>所以,存在,使得,
變形可得,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),.
所以,函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
,其中,
對(duì)于函數(shù),,,
所以在遞減,則,
故,所以成立.
42.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的極值;
(2)若,當(dāng)時(shí),恒成立,且有且只有一個(gè)實(shí)數(shù)解,證明:.
【答案】(1)得極大值為,無極小值;(2)證明見解析.
【分析】
(1)先求出函數(shù)的定義域,對(duì)函數(shù)求導(dǎo),再由導(dǎo)函數(shù)的正負(fù)求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,從而可求出函數(shù)的極值,
(2)由,得,由,可得在上有唯一零點(diǎn),再結(jié)函數(shù)的單調(diào)性可得,而恒成立,且有且只有一個(gè)實(shí)數(shù)解,所以可得消去并整理得,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)可求得,而,從而可求出的范圍
【詳解】
的定義域?yàn)?br>(1)當(dāng)時(shí),,
則,()
所以當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),
所以函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,在區(qū)間上單調(diào)遞減.
所以當(dāng)時(shí),取得極大值為.無極小值.
(2)由題意可得,,令,
解得.
因?yàn)?,所以,?br>所以在上有唯一零點(diǎn).
當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),,在上單調(diào)遞減.
所以.
因?yàn)樵谏虾愠闪?,且有且只有一個(gè)實(shí)數(shù)解,
所以即
消去并整理得.
令,則,,
在上恒成立,所以在上單調(diào)遞增,
又,,所以.
又,且函數(shù)在上單調(diào)遞增,
所以.
43.已知,.
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)當(dāng)時(shí),若對(duì)任意,恒成立,求的取值范圍.
【答案】(1)答案見解析;(2).
【分析】
(1)求導(dǎo)以后,分和兩種情況,然后分別解含參數(shù)不等式即可求出單調(diào)區(qū)間;
(2)當(dāng)時(shí),若對(duì)任意,恒成立等價(jià)于恒成立,進(jìn)而構(gòu)造函數(shù),求出其最小值,進(jìn)而解關(guān)于的不等式即可求出結(jié)果.
【詳解】
(1)
①當(dāng)時(shí),恒成立,故函數(shù)在遞增
②當(dāng)時(shí),令,解得;令,解得
函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減
綜上可知:當(dāng)時(shí),在遞增;
當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減
(2)當(dāng)且時(shí),恒成立,即恒成立
設(shè),,則在上是增函數(shù)
又當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),
在內(nèi)有唯一零點(diǎn)
設(shè)的零點(diǎn)為,則
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增
由得:,取對(duì)數(shù)得:
代入上式得:,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào)
當(dāng)時(shí)必須且只需,解得
的取值范圍為.
44.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;(2).
【分析】
(1)求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的符號(hào)即可得出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)求得,易知,可得在上單調(diào)遞增,設(shè),判斷函數(shù)的單調(diào)性,即可得出有唯一一個(gè),使得,從而得出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,要使,只需即可,從而可得出答案.
【詳解】
解:(1)函數(shù)的定義域?yàn)?
當(dāng)時(shí),,.
易知在上單調(diào)遞增,且,
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,
在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
(2),
由題意,;易知在上單調(diào)遞增,
由,得,
設(shè),則,
在上單調(diào)遞增,
則當(dāng)時(shí),有唯一一個(gè),使得.
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,
總有唯一的極小值點(diǎn),
由,得.
由,
得,
令,則,設(shè),.
則,在上單調(diào)遞減,又,.
,
.
45.已知函數(shù)f(x)=﹣αx2+(α﹣2)x+lnx.
(1)當(dāng)α=1時(shí),求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若在當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí)恒成立,求實(shí)數(shù)α的取值范圍.
【答案】(1)f(x)的增區(qū)間為,減區(qū)間為;(2)(﹣∞,1].
【分析】
(1)求出函數(shù)的定義域,再對(duì)函數(shù)求導(dǎo),然后由導(dǎo)數(shù)的正負(fù)可求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,
(2)在當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí)恒成立,得α?ex??在 (0,+∞) 上恒成立,構(gòu)造函數(shù)g(x)=ex??,則,再構(gòu)造函數(shù)h(x)=x2ex+lnx,利用導(dǎo)數(shù)可判斷出h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,再由零點(diǎn)存在性定理可得存在x0∈(,1),使得h(x0)=0,從而可判斷出當(dāng)x=x0時(shí),g(x)取得極小值,也是最小值,進(jìn)而可求出實(shí)數(shù)α的取值范圍
【詳解】
(1)函數(shù)f(x)的定義域是(0,+∞),
當(dāng)α=1時(shí),f(x)=﹣x2﹣x+lnx,=﹣2x﹣1+=,
令>0,解得:0<x<,令<0,解得:x>,
故f(x)在(0,)遞增,在(,+∞)遞減,
即f(x)的增區(qū)間為,減區(qū)間為;
(2)f(x)?x(ex?αx?2?)恒成立,
即xex﹣1?lnx+αx 在 (0,+∞) 上恒成立,
即α?ex??在 (0,+∞) 上恒成立.
令g(x)=ex??,則,
令h(x)=x2ex+lnx,則 h′(x)=2xex+x2ex+>0,
所以h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,而h(1)=e>0,h()=?1<0,
故存在x0∈(,1),使得h(x0)=0,即ex0+lnx0=0,
所以x0ex0=?lnx0=ln=ln?,
令λ(x)=xex,x∈(0,+∞),λ′(x)=(x+1)ex>0,
所以λ(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,所以x0=ln=?lnx0,
當(dāng)x∈(0,x0) 時(shí),h(x)<0,即 g′(x)<0,故g(x)在(0,x0)上單調(diào)遞減,
當(dāng)x∈(x0,+∞) 時(shí),h(x)>0,即 g′(x)>0,故 g(x) 在 (x0,+∞)上單調(diào)遞增,
所以當(dāng)x=x0時(shí),g(x)取得極小值,也是最小值,
所以
故α?1,
所以α的取值范圍為(﹣∞,1].
46.設(shè)函數(shù).
(Ⅰ)若,求函數(shù)在處的切線方程;
(Ⅱ)求實(shí)數(shù)a的取值范圍,使得對(duì)任意的,恒有成立.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).
【分析】
(Ⅰ)利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義計(jì)算即可得出結(jié)果;
(Ⅱ)當(dāng)時(shí)不等式成立;當(dāng)時(shí),對(duì)進(jìn)行分區(qū)間討論,求出的最大值,令最大值小于,解不等式求出的范圍.
【詳解】
解:(Ⅰ),,
,
切線方程為:;
(Ⅱ)①當(dāng)時(shí),對(duì)于任意的實(shí)數(shù)a,恒有成立
②當(dāng)時(shí),由題意,首先有,
解得
由(Ⅰ)知,
令,則,,且
又在內(nèi)單調(diào)遞增,
所以函數(shù)在內(nèi)有唯一零點(diǎn),記此零點(diǎn)為
則,,從而,當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,即在內(nèi)是增函數(shù),
在內(nèi)是減函數(shù),在內(nèi)是增函數(shù).
所以要使得對(duì)任意的,恒有成立,
只要有
有得,
將它代入得
又,注意到函數(shù)在上是增函數(shù)故,
再由,及函數(shù)在上是增函數(shù),可得,
由解得,
所以.
綜上,a的取值范圍為.
47.已知函數(shù).
(1)求的單調(diào)區(qū)間;
(2)當(dāng)時(shí),若對(duì)任意的,都有恒成立,求的取值范圍.
【答案】(1)函數(shù)的增區(qū)間為,減區(qū)間為;(2).
【分析】
(1)求得,分別解不等式、可得出函數(shù)的增區(qū)間和減區(qū)間;
(2)由參變量分離法可知,即在上恒成立,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)的最小值,即可得出實(shí)數(shù)的取值范圍.
【詳解】
(1)因?yàn)椋裕?br>令,得,所以在單調(diào)遞增,
令,得,所以在單調(diào)遞減;
(2)由題意,對(duì)任意的,不等式恒成立,即在上恒成立,
令,則,
令,則,所以在上為增函數(shù),
又因?yàn)?,?br>所以,使得,即,
當(dāng)時(shí),,可得,所以在上單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),,可得,所以在上單調(diào)遞增,
所以,
由,可得,
令,則,又由,
所以在上單調(diào)遞增,所以,可得,
所以,即,
所以,所以,
綜上所述,滿足條件的的取值范圍是.
48.已知函數(shù).
(1)證明:在區(qū)間內(nèi)存在唯一的零點(diǎn);
(2)若對(duì)于任意的,都有,求整數(shù)的最大值.
【答案】(1)證明見解析;(2)3.
【分析】
(1)先利用導(dǎo)數(shù)證明在上單調(diào)遞增,再結(jié)合零點(diǎn)存在定理,得證;
(2)參變分離得,令,原問題轉(zhuǎn)化為求在上的最小值,結(jié)合(1)中結(jié)論和隱零點(diǎn)的思維,即可得解.
【詳解】
(1)證明:∵,
∴,
當(dāng)時(shí),,
∴在上單調(diào)遞增,
∵,,
∴在區(qū)間內(nèi)存在唯一的零點(diǎn).
(2)解:∵,且,
∴,
令,則,,
由(1)知,在上單調(diào)遞增,且在區(qū)間內(nèi)存在唯一的零點(diǎn),
設(shè)該零點(diǎn)為,則,
故當(dāng)時(shí),,即,在上單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),,即,在上單調(diào)遞增,
∴,
∴,
故整數(shù)的最大值為3.
49.已知函數(shù).
(1)若求的單調(diào)區(qū)間;
(2)若恒成立,求整數(shù)a的最大值.
【答案】(1)答案見解析;(2)-1.
【分析】
(1)求出函數(shù)導(dǎo)數(shù),根據(jù)a分類討論,即可求解;
(2)由原不等式恒成立,分離參數(shù)可得,利用導(dǎo)數(shù)求的最小值即可求解.
【詳解】
(1)f(x)的定義域?yàn)椋?br>,
①當(dāng)-1<a<0時(shí),,由,得0<x<1或,由,得,
∴f(x)的單調(diào)減區(qū)間為,單調(diào)增區(qū)間為(0,1)和;
②當(dāng)a=-1時(shí),在上恒成立,
∴f(x)的單調(diào)增區(qū)間為,無減區(qū)間;
③當(dāng)a<-1時(shí),,由,得或x>1,由,得,
∴f(x)的單調(diào)減區(qū)間為,單調(diào)增區(qū)間為和;
綜上所述,當(dāng)a<-1時(shí),f(x)的單調(diào)減區(qū)間為,單調(diào)増區(qū)間為和;
當(dāng)a=-1時(shí),f(x)的單調(diào)增區(qū)間為,無減區(qū)間;
當(dāng)-1<a<0時(shí),f(x)的單調(diào)減區(qū)間為,單調(diào)增區(qū)間為(0,1)和.
(2),故,
設(shè),則,
設(shè),則恒成立,
∴h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,
∵h(yuǎn)(1)=-1<0,,
,使得,
時(shí),,從而,
時(shí),在上為減函數(shù),
時(shí),,從而,
時(shí),在上為増函數(shù),
,把代入得:
,
令,則p(x)為增函數(shù),
,,,
整數(shù)a的最大值為-1.
50.已知函數(shù).
(1)討論在區(qū)間上的最小值;
(2)若在上恒成立,求的取值范圍.(為自然對(duì)數(shù)的底)
【答案】(1);(2).
【分析】
(1)求導(dǎo),分類討論函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,進(jìn)而求出函數(shù)在上的最小值;
(2)由題意得到,構(gòu)造函數(shù), 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的最值,由于導(dǎo)函數(shù)的正負(fù)不易判斷,所以設(shè)設(shè),通過研究函數(shù)的圖象與性質(zhì),進(jìn)而可以求出,從而可以求出結(jié)果.
【詳解】
(1)
①當(dāng)時(shí),,在上單調(diào)遞增,
所以,
②當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞增;
,,單調(diào)遞減,
故在上的最小值必在區(qū)間端點(diǎn)或處取得,
所以,
又,,,
當(dāng),,
當(dāng),,
當(dāng),,
綜上知,.
(2),得到,
設(shè),,
設(shè),,
所以在上單調(diào)遞增,
又,,
所以在上存在唯一零點(diǎn),
且,
在區(qū)間上,,故,單調(diào)遞減;
在區(qū)間上,,故,單調(diào)遞增,
所以.
又,即,
設(shè),因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞增,
故,即,,
所以,即.
51.已知函數(shù).
(1)若函數(shù)在定義域上的最大值為,求實(shí)數(shù)的值;
(2)設(shè)函數(shù),當(dāng)時(shí),對(duì)任意的恒成立,求滿足條件的實(shí)數(shù)的最小整數(shù)值.
【答案】(1);(2).
【分析】
(1)求得,對(duì)實(shí)數(shù)的取值進(jìn)行分類討論,利用到導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)在定義域上的單調(diào)性,可得出,結(jié)合已知條件可求得實(shí)數(shù)的值;
(2)當(dāng)時(shí),可得,分析可知不等式對(duì)任意的,利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)在時(shí)的最大值,即可得出實(shí)數(shù)的最小整數(shù)值.
【詳解】
(1)由題意,函數(shù)的定義域?yàn)椋?
①當(dāng)時(shí),對(duì)任意的恒成立,
函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,
此時(shí),函數(shù)在定義域上無最大值;
②當(dāng)時(shí),令,得,
由,得,由,得,
此時(shí),函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)減區(qū)間為.
所以函數(shù),得.
綜上所述,;
(2)當(dāng)時(shí),,
由題意可知,對(duì)任意的恒成立.
,
,,,則單調(diào)遞增,
,,
所以,存在唯一的,使得,即,,
且當(dāng)時(shí),,即,
當(dāng)時(shí),,即.
所以,函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,在區(qū)間上單調(diào)遞減,
,
,設(shè),則,
故函數(shù)在時(shí)單調(diào)遞增,則,
即,則,因此的最小整數(shù)值為.
52.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),討論在上的單調(diào)性;
(2)設(shè),若當(dāng),且時(shí),,求整數(shù)的最小值.
【答案】(1)答案見解析;(2)2.
【分析】
(1)求導(dǎo),分,兩種情況討論導(dǎo)函數(shù)的符號(hào),從而得函數(shù)的單調(diào)性;
(2)分和兩種情況分別得出的范圍,當(dāng)時(shí),構(gòu)造函數(shù),運(yùn)用導(dǎo)函數(shù)可得出所構(gòu)造的函數(shù)的單調(diào)性和范圍,從而可得答案.
【詳解】
(1),
①當(dāng)時(shí),因?yàn)?,所以在上單調(diào)遞減,
②當(dāng)時(shí),令,解得,令,解得;
即在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;
(2),
當(dāng)時(shí),因?yàn)?,由?)知,所以(當(dāng)時(shí)等號(hào)成立),所以.
當(dāng)時(shí),因?yàn)?,所以,所以?br>令,化為在上恒成立,
因?yàn)椋?,則,
在上單調(diào)遞減,又因?yàn)椋?br>所以存在使得,
當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減;
所以,
為,所以,
所以,
所以的最小整數(shù)值為
53..
(1)求的零點(diǎn)個(gè)數(shù);
(2)使不等式對(duì)任意恒成立時(shí)最大的k記為c,求當(dāng)時(shí),的取值范圍.
【答案】(1)1個(gè);(2).
【分析】
(1)求導(dǎo)數(shù)確定函數(shù)的單調(diào)性與極值,結(jié)合零點(diǎn)存在定理可得零點(diǎn)個(gè)數(shù);
(2)用分離參數(shù)法不等式變形為,引入新函數(shù),轉(zhuǎn)化為求新函數(shù)的最小值得參數(shù)的值,通過分類討論新函數(shù)的導(dǎo)數(shù)值的最值的正負(fù)確定新函數(shù)最小值,最終可得出結(jié)論.
【詳解】
(1)函數(shù)定義域是,
由題意,
當(dāng)或時(shí),,時(shí),,
所以在和上遞增,在上遞減,
時(shí),,時(shí),,
極大值,極小值,
所以只在區(qū)間上有一個(gè)零點(diǎn);
(2)因?yàn)?,所以原不等式可變?yōu)?br>,
令,,
令,則,時(shí),,遞增,,,
①當(dāng),即時(shí),在上,是增函數(shù),
,,
②當(dāng),即時(shí),,遞減,
,;
③當(dāng)時(shí),在上遞增,
存在唯一的實(shí)數(shù),使得,,,
則當(dāng)時(shí),,,遞減,
時(shí),,,遞增,

,
,令,,時(shí),,遞增,
所以時(shí),,所以,
綜上,.
54.已知函數(shù)(其中是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)),曲線在點(diǎn)處的切線方程是.
(1)求,;
(2)設(shè)函數(shù),若在上恒成立,求的取值范圍.
【答案】(1),;(2).
【分析】
(1)先求導(dǎo)函數(shù),利用和列方程,再解方程得,值即可;
(2)方法一:先分離參數(shù),構(gòu)造函數(shù),使,再通過導(dǎo)數(shù)研究的單調(diào)性和最小值,即得參數(shù)范圍;方法二
:先構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)證明,證得,再構(gòu)造函數(shù),利用解得恒成立,得到參數(shù)范圍即可.
【詳解】
解:(1),則,
所以,且,
解得,,;
(2)方法一:,整理得.
記,只需.
而.
令,則,故在單調(diào)遞增.
又,,由零點(diǎn)存在性定理可知,存在唯一,使.
當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞增;
所以.
由得,所以,
所以,易見函數(shù)在上是單調(diào)遞增的,由知,,即,且,
所以,
故所求的取值范圍.
方法二:證明:
證明:構(gòu)造函數(shù),∴,
令得,所以函數(shù)在單調(diào)遞增,
令得,所以函數(shù)在單調(diào)遞減.
所以函數(shù),
∴,即∴,∴,
設(shè),
∴,
由在上恒成立,即知恒成立,
所以,故.
55.已知函數(shù)在處的切線方程為.
(1)求的值;
(2)當(dāng)時(shí),恒成立,求整數(shù)的最大值.
【答案】(1);(2)3
【分析】
(1)先求導(dǎo),將代入導(dǎo)函數(shù)得切線斜率,將代入原函數(shù)得切點(diǎn)縱坐標(biāo),再運(yùn)用點(diǎn)斜式求出切線方程;
(2)可知,先分離參數(shù),構(gòu)造新函數(shù)和,求出單調(diào)性,通過求出的最值,便得到的最大值.
【詳解】
(1)∵,在處的切線方程為
∴∴
解得
(2)∵,由

令,則
令,則
在上單調(diào)遞增,,

∴,使得,即

在上遞減,在上遞增
,∵∴

∵,∴整數(shù)的最大值為3
56.已知函數(shù)(),.
(1)求函數(shù)的極值點(diǎn);
(2)若恒成立,求的取值范圍.
【答案】(1)當(dāng)時(shí),無極值點(diǎn),當(dāng)時(shí),有極大值點(diǎn),無極小值點(diǎn),(2)
【分析】
(1)先求出函數(shù)的定義域,然后求出導(dǎo)函數(shù),通過判斷導(dǎo)函數(shù)的正負(fù)來判斷函數(shù)的極點(diǎn);
(2)將不等式恒成立轉(zhuǎn)化為對(duì)恒成立,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì),求解的最值,即可得到的取值范圍
【詳解】
解:(1)函數(shù)的定義域?yàn)椋?br>由,得,
當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞增,函數(shù)無極值點(diǎn),
當(dāng)時(shí),由,得,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
所以有極大值點(diǎn),無極小值點(diǎn),
綜上,當(dāng)時(shí),無極值點(diǎn),當(dāng)時(shí),有極大值點(diǎn),無極小值點(diǎn),
(2)因?yàn)楹愠闪ⅲ春愠闪ⅲ?br>所以對(duì)恒成立,
令,則,
令,則,
所以在上單調(diào)遞減,
因?yàn)椋?br>所以由零點(diǎn)存在性定理可知,存在唯一的零點(diǎn),使得,
即,
兩邊取對(duì)數(shù)可得,即,
因?yàn)楹瘮?shù)在上單調(diào)遞增,所以,
所以當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
所以,
所以,
所以的取值范圍為
57.已知函數(shù).
(1)若函數(shù)在定義域上的最大值為,求實(shí)數(shù)的值;
(2)設(shè)函數(shù),當(dāng)時(shí),對(duì)任意的恒成立,求滿足條件的實(shí)數(shù)的最小整數(shù)值.
【答案】(1);(2).
【分析】
(1)先對(duì)函數(shù)求導(dǎo),得到,分別討論 兩種情況,判定函數(shù)單調(diào)性,根據(jù)函數(shù)的最大值,即可求出結(jié)果;
(2)先由題意,將問題轉(zhuǎn)化為:得到,對(duì)任意的恒成立;設(shè),求出其導(dǎo)數(shù),得出存在,函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,在區(qū)間上單調(diào)遞減,由隱零點(diǎn)的整體代換的處理方法可得出答案.
【詳解】
(1)由題意,函數(shù)的定義域?yàn)?,?br>當(dāng)時(shí),,函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,
此時(shí),函數(shù)在定義域上無最大值;
當(dāng)時(shí),令,得,
由,得,由,得,
此時(shí),函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)減區(qū)間為.
所以當(dāng)時(shí),函數(shù)有最大值,即,即為所求;
(3)只需對(duì)任意的恒成立即可.
構(gòu)造函數(shù),
,
∵,∴,且單調(diào)遞增,
∵,
∴一定存在唯一的,使得,即,
且當(dāng)時(shí),,即;
當(dāng)時(shí),,即.
所以,函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,在區(qū)間上單調(diào)遞減,
∴,
則在上單調(diào)遞增,
所以,
因此的最小整數(shù)值為.
58.已知函數(shù).
(1)求在處的切線方程;
(2)若時(shí),不等式恒成立,證明:.
【答案】(1);(2)證明見解析.
【分析】
(1)結(jié)合導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出切線的斜率,進(jìn)而可求出切線方程;
(2)由題可將不等式,轉(zhuǎn)化為在上恒成立,然后構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì),求出,再構(gòu)造函數(shù),通過研究函數(shù)的圖象與性質(zhì)即可得出結(jié)果.
【詳解】
(1)由題可知,
∴,又,
∴在處的切線方程為,即.
(2)由題可知不等式,即在上恒成立.
設(shè),
則.
當(dāng)時(shí),.
令,則,
∴在上單調(diào)遞增.
又,,
∴存在使得,即,∴.
故當(dāng)時(shí),,此時(shí),
當(dāng)時(shí),,此時(shí).
故在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
從而,
∴.
令,
則當(dāng)時(shí),,∴在上單調(diào)遞增,
∴,∴.
59.設(shè)函數(shù).
(1)若函數(shù),求在上的最值;
(2)當(dāng)時(shí),若不等式恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1),;(2).
【分析】
(1)求導(dǎo)后可得,利用導(dǎo)數(shù)可確定的單調(diào)性,由此可得,,由此可求得最值;
(2)通過分離變量得到,利用導(dǎo)數(shù)可確定在上單調(diào)遞減,上單調(diào)遞增,且,由此可化簡得到,從而得到的取值范圍.
【詳解】
(1)由題意得:,即,
,
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,
在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
,,
又,,;
綜上所述:,;
(2)由題意得:,即,
令,則,
令,則,
在上單調(diào)遞增,又,,
,使,即,
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,
在上單調(diào)遞減,上單調(diào)遞增,
,
,,,
;
在上單調(diào)遞增,,即,
,,即實(shí)數(shù)的取值范圍為.
60.設(shè)函數(shù).
(1)若函數(shù)有兩個(gè)不同的極值點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)若,,,當(dāng)時(shí),不等式恒成立,試求的最大值.
【答案】(1);(2)2.
【分析】
(1)求導(dǎo),令,轉(zhuǎn)化為,再令,轉(zhuǎn)化為與函數(shù)的圖象有兩個(gè)不同的交點(diǎn)求解;
(2)將時(shí),不等式恒成立,轉(zhuǎn)化為時(shí),恒成立求解.
【詳解】
(1)由題意可知,的定義域?yàn)?,?br>令,可得.
令,則由題意可知與函數(shù)的圖象有兩個(gè)不同的交點(diǎn).
,令得,
可知在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
所以,
又當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
所以,.
(2)當(dāng)時(shí),.
由得,
因?yàn)?,所以?br>設(shè),則.
令,則,
所以在上單調(diào)遞增,
又,,
所以在上有唯一的零點(diǎn),即,
當(dāng)時(shí),,即,
當(dāng)時(shí),,即,
所以,
所以,又,
所以,又,
所以的最大值為2.
61.已知函數(shù),為自然對(duì)數(shù)的底數(shù),.
(1)討論的單調(diào)性;
(2)若,且,求整數(shù)的最大值.
【答案】(1)答案見解析;(2)1.
【分析】
(1)求導(dǎo),對(duì)參數(shù)分類討論,求得單調(diào)區(qū)間;
(2),即,設(shè),通過導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的最值,此時(shí)需要再次求導(dǎo)來判斷導(dǎo)函數(shù)的單調(diào)性,來判斷導(dǎo)函數(shù)與0的關(guān)系,從而求得原函數(shù)取最小值時(shí)滿足的條件,此時(shí)存在一個(gè)隱零點(diǎn),滿足,將導(dǎo)數(shù)的隱零點(diǎn)代入化簡得到.然后通過導(dǎo)數(shù)求得的取值范圍,從而求得參數(shù)a的最大值.
【詳解】
解:(1)的定義域?yàn)?,?br>當(dāng)時(shí),恒成立,在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),令,,單調(diào)遞增,
令,,單調(diào)遞減,
綜上:當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞增區(qū)間為;
當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為.
(2)由題意:,即,
設(shè),則,
設(shè),由,
知在內(nèi)為增函數(shù),
,,
,,
則在內(nèi),為減函數(shù);在內(nèi),為增函數(shù),
,則,

因?yàn)楹瘮?shù)在內(nèi)為增函數(shù)(),
,,
則.
設(shè),在(內(nèi)為增函數(shù),
,,
,則.
的取值范圍是,
整數(shù)的最大值為.
62.已知函數(shù).
(1)若,求的單調(diào)區(qū)間;
(2)若對(duì)于任意的,恒成立,求的最小值.
【答案】(1)單調(diào)速增區(qū)間是,單調(diào)遞減區(qū)間是;(2)最小值為.
【分析】
(1)求出,進(jìn)一步求出的解,即可得出結(jié)論;
(2)先由,得出,通過二次求導(dǎo)并結(jié)合隱零點(diǎn)方法,求出,轉(zhuǎn)化為與隱零點(diǎn)的函數(shù)關(guān)系,再次用導(dǎo)數(shù)法,即可求解.
【詳解】
解:(1)因?yàn)椋?br>所以,.
令,得.
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),.
故的單調(diào)速增區(qū)間是,單調(diào)遞減區(qū)間是.
(2).
因?yàn)椋?br>又,所以,則.
令,則在上單調(diào)遞增.
因?yàn)楫?dāng)時(shí),,
所以.
因?yàn)椋?br>所以,使得.
且當(dāng)時(shí),,則,
當(dāng)時(shí),,則,
所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
故.
由,得.
由,得,
即.
結(jié)合,得,所以.
令.則,
所以在上單調(diào)遞增,
所以,即.
故的最小值為.
63.已知函數(shù).
(1)判斷函數(shù)的單調(diào)性,并證明有且僅有一個(gè)零點(diǎn):
(2)若,求的取值范圍.
【答案】(1)在上單調(diào)遞增;證明見解析;(2).
【分析】
(1)求導(dǎo),易知,則在上單調(diào)遞增.然后由零點(diǎn)存在定理證明;
(2)將,轉(zhuǎn)化為,令,用導(dǎo)數(shù)法求得其最小值即可.
【詳解】
(1),
由,可知有,
故在上單調(diào)遞增.
因?yàn)?,?br>所以函數(shù)有唯一零點(diǎn),且.
(2)由,整理得,
設(shè),,
由(1)可知在上單調(diào)遞增,
存在唯一零點(diǎn),且
當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞增.
即為在定義域內(nèi)的最小值,
所以,
因?yàn)椋?br>所以①,
令,,
方程①等價(jià)于,
而在上恒大于零,所以在單調(diào)遞增,
故等價(jià)于,,
故的最小值,
所以,
所以的取值范圍為.
64.已知函數(shù).
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)若任意,總有成立,求a的取值范圍.
【答案】(1)答案不唯一,具體見解析;(2).
【分析】
(1)先對(duì)函數(shù)求導(dǎo),再對(duì)分類討論得解;
(2)等價(jià)于在上恒成立,設(shè),求出,等價(jià)于,設(shè),令,得到,的取值范圍為,即得解.
【詳解】
(1)的定義域是R,.
①當(dāng),即時(shí),在R上恒成立,則在上單調(diào)遞增;
②當(dāng),即時(shí),令,得,
令,得;則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
(2)對(duì)一切,
即在上恒成立,
設(shè),則,
易知在上單調(diào)遞增,且當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,所以存在唯一零點(diǎn),
令,則
且在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
∴,
即有,
設(shè),令,
則單調(diào)遞增,又,
故,得,
∴增函數(shù)值域?yàn)椋?br>即的取值范圍為,
故a的取值范圍是.
65.函數(shù)
(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若在恒成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
【答案】(1)答案見解析;(2).
【分析】
(1)求導(dǎo),分別討論和兩種情況的正負(fù),即可求得的單調(diào)區(qū)間.
(2)所求轉(zhuǎn)化為求在恒成立問題,設(shè),利用導(dǎo)數(shù)判斷其單調(diào)性,并求得的最大值,可得關(guān)于m的不等式,即可得答案.
【詳解】
(1)
當(dāng)時(shí),,所以在為增函數(shù),
當(dāng)時(shí),令,解得;
當(dāng)時(shí),,為增函數(shù),
當(dāng)時(shí),, 為減函數(shù),
綜上:當(dāng)時(shí),的單調(diào)增區(qū)間為,
當(dāng)時(shí),的單調(diào)增區(qū)間為,單調(diào)減區(qū)間為.
(2)因?yàn)樵诤愠闪ⅲ?br>所以在恒成立,
設(shè),則.
設(shè)
所以在單調(diào)遞增,又,
因此存在唯一,使得,
所以當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),
所以函數(shù)在遞增,在遞減,在遞增
因此,
由得,則.
所以,
因?yàn)?,則,所以,
因?yàn)椋?br>所以當(dāng)時(shí),,
所以,解得
所以的取值范圍是
66.已知函數(shù)在處取得極值.
(1)若對(duì)恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)設(shè),記函數(shù)在上的最大值為,證明:.
【答案】(1);(2)證明見解析.
【分析】
(1)由條件求出,然后由可得,然后用導(dǎo)數(shù)求出右邊對(duì)應(yīng)函數(shù)的最小值即可;
(2),令,然后可得存在使得,即,即,然后可得,然后判斷出函數(shù)的單調(diào)性即可.
【詳解】
(1)∵,,∴,
由已知,即,即對(duì)恒成立,
令,則,
易得在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
∴,即.
(2),
則.
當(dāng)時(shí),,令,
則,所以在上單調(diào)遞增.
∵,,
∴存在使得,即,即.
∴當(dāng)時(shí),,此時(shí);
當(dāng)時(shí),,此時(shí);
即在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
則.
令,,則,
∴在上單調(diào)遞增,則,,
∴.∴.
67.已知函數(shù)的圖象在(為自然對(duì)數(shù)的底數(shù))處的切線方程為.
(Ⅰ)求,的值;
(Ⅱ)當(dāng)時(shí),恒成立,求的最大值.
【答案】(Ⅰ),;(Ⅱ)3.
【分析】
(Ⅰ)利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義列方程組,解方程組即可求解.
(Ⅱ)設(shè):,, 將問題轉(zhuǎn)化為,利用導(dǎo)數(shù)得出,使得在遞減,上遞增,進(jìn)而可得,再由,得出,代入即可求解.
【詳解】
解(Ⅰ)由已知:
依題意:
解得:,
(Ⅱ)由(Ⅰ)知:
即:
設(shè):,, 原問題轉(zhuǎn)化為
令,

∴在上遞增.
又因?yàn)?
∴存在唯一零點(diǎn),設(shè)為,

∴,
∴在遞減,上遞增

∵,∴,∴
∴,∴
∴的最大值為3,
68.已知函數(shù)f(x)=aex-2(a+1).
(1)討論函數(shù)g(x)=f(x)-2.x的單調(diào)性;
(2)若不等式(a>0)在x∈(0,+∞)上恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1)當(dāng)時(shí)在上單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;(2)
【分析】
(1)求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),對(duì)參數(shù)分類討論,即可求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)令,求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),令,利用導(dǎo)數(shù)說明的單調(diào)性,即可得到,從而求出的最小值, 即可求出參數(shù)的取值范圍;
【詳解】
解:(1),定義域?yàn)?,?br>當(dāng)時(shí),恒成立,所以在上單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),令,則,
所以時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減,
時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增;
綜上可得:當(dāng)時(shí)在上單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;
(2)令,,,
,
令,則,
所以在上單調(diào)遞增,
又, 設(shè),
恒成立,
單調(diào)遞增,
恒成立,
,
所以,
所以存在,使得,
所以時(shí),,即,
所以在上單調(diào)遞減,
時(shí),,即,
所以在上單調(diào)遞增,
所以,
又,所以
所以,所以,
因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞增,
所以,即,
所以,解得,
即.
69.已知函數(shù).
(1)若在上單調(diào)遞增,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)若,,,求的最大值.
【答案】(1);(2).
【分析】
(1)求導(dǎo),由導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性的關(guān)系可得在上恒成立,構(gòu)造新函數(shù)求出即可得解;
(2)轉(zhuǎn)化條件為對(duì)于任意恒成立,構(gòu)造新函數(shù),結(jié)合導(dǎo)數(shù)確定即可得解.
【詳解】
(1)由題意,,
∵在上單調(diào)遞增,∴在上恒成立,
即在上恒成立,
記,則,
∴在上單調(diào)遞增,
∴,
∴,即的取值范圍為.
(2)由題意得,對(duì)任意恒成立,
即對(duì)于任意恒成立.
令,則.
設(shè),易知在上單調(diào)遞增,
且,,
∴,使得,即,
易知在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
∴,
∵,∴,
又,∴的最大整數(shù)為,
∴的最大整數(shù)為.
70.已知函數(shù).
(1)求的單調(diào)區(qū)間和極值;
(2)若存在實(shí)數(shù),使得成立,求整數(shù)的最小值.
【答案】(1) 在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增, 當(dāng)時(shí),有極小值,無極大值. (2) 1
【分析】
(1) 求出,得到,從而可得在上單調(diào)遞增,且,得出函數(shù)的單的區(qū)間和極值.
(2)由題意即存在實(shí)數(shù),使得成立,設(shè),即,求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),得出其單調(diào)區(qū)間,結(jié)合隱零點(diǎn)的代換,可得答案.
【詳解】
(1)由,可得
又恒成立,則在上單調(diào)遞增,且
所以當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
所以當(dāng)時(shí),有極小值,無極大值.
(2) 存在實(shí)數(shù),使得成立
即存在實(shí)數(shù),使得,即成立
設(shè),即

所以在上單調(diào)遞增. ,
所以存在,使得,即,也即
所以當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減.
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增.
所以

當(dāng)時(shí),
所以,由題意,
所以整數(shù)的最小值為1.
71.已知函數(shù),.
(1)當(dāng)時(shí),求過點(diǎn)(0,0)且與曲線相切的直線方程;
(2)當(dāng)時(shí),不等式在上恒成立,求的最大值.
【答案】(1);(2)
【分析】
(1)求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為,利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義得到切線方程,再根據(jù)切線過點(diǎn),求出參數(shù),再代入計(jì)算可得;
(2)依題意參變分離可得在恒成立,令,則,,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性與最小值,即可求出參數(shù)的取值范圍,從而求出的最大值.
【詳解】
解:(1)當(dāng)時(shí),,定義域?yàn)椋?,設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為,則切線的斜率,故切線方程為,因?yàn)榍芯€過點(diǎn),所以,即,所以,故切線方程為
(2)當(dāng)時(shí)恒成立,即在時(shí)恒成立,因?yàn)?,所以,所以在恒成立,令,,即,?br>所以,令,,則,所以在上單調(diào)遞增,由,,所以存在,使得,所以當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,又,即,即,所以,所以,因?yàn)椋?,所以,所以的最大值為?br>72.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求的極值;
(2)若不等式恒成立,求整數(shù)a的最小值.
【答案】(1),無極大值;(2)2.
【分析】
(1)將代入,求出導(dǎo)函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性之間的關(guān)系判斷函數(shù)的單調(diào)性,進(jìn)而求出極值.
(2)不等式等價(jià)于在上恒成立,設(shè),利用導(dǎo)數(shù)求出的最大值即可求解.
【詳解】
解:(1)當(dāng)時(shí),,
令得(或舍去),
∵當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,
∴,無極大值.
(2),即,
即,
∴,即,
∴原問題等價(jià)于在上恒成立,
設(shè),則只需.
由,令,
∵,∴在上單調(diào)遞增,
∵,
∴存在唯一的,使得,
∵當(dāng)時(shí),,則單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí),,則單調(diào)遞減,
∴,
∴即可.
∴,∴,故整數(shù)a的最小值為2
73.已知函數(shù)(,為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)).
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)若在恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)答案不唯一,具體見解析;(2).
【分析】
(1)求出導(dǎo)函數(shù),討論、或,根據(jù)導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性之間的關(guān)系即可求解.
(2)分離參數(shù)不等式等價(jià)于在恒成立,設(shè),利用導(dǎo)數(shù)求出的最小值即可求解.
【詳解】
解:(1),
由得:或.
①當(dāng),即,恒成立,在上單調(diào)增;
②當(dāng),即,則和時(shí),時(shí).
故在區(qū)間和上單調(diào)增,在區(qū)間上單調(diào)減;
③當(dāng),即,則和時(shí),時(shí).
故在區(qū)間和上單調(diào)增,在區(qū)間上單調(diào)減;
(2)恒成立,即在恒成立,
∴在恒成立,
設(shè),則
令,則,,
因此在單調(diào)遞減,又,
使即
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,
,又由式得,
,因此即的取值范圍為.
74.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求的單調(diào)區(qū)間;
(2)若關(guān)于的不等式恒成立,求的取值范圍.
【答案】(1)增區(qū)間為,減區(qū)間為;(2).
【分析】
(1)當(dāng)時(shí),,求導(dǎo)得,結(jié)合定義域由得遞增區(qū)間,由得遞減區(qū)間.
(2)依題意得恒成立,令,由導(dǎo)數(shù)的單調(diào)性可得,即對(duì)恒成立,進(jìn)而可得的取值范圍.
【詳解】
(1)的定義域?yàn)椋?br>當(dāng)時(shí),,,
由得,,的增區(qū)間為,
由得,,的減區(qū)間為.
(2)恒成立,即恒成立.
令,則,
令,則,
所以在內(nèi)單調(diào)遞增.
因?yàn)椋ǎǎ?br>所以,使,
所以,即,
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增.
所以,
即恒成立,
又因?yàn)椋?,所以?br>當(dāng)且僅當(dāng),時(shí),等號(hào)成立,
所以的取值范圍為.
75.已知函數(shù),其中為自然對(duì)數(shù)的底數(shù).
(1)若函數(shù)在處的切線與直線垂直,求函數(shù)在處的切線方程.
(2)若對(duì)任意的,恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1);(2).
【分析】
(1)由題意函數(shù)在處的切線的斜率為,根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義即,從而可得答案.
(2)根據(jù)題意即對(duì)恒成立,設(shè)即對(duì)恒成立,分三種情況分別求出的單調(diào)性,從而得出其最小值,從而得出答案.
【詳解】
解:(1)因?yàn)?,,所以?br>又,所以,即.
(2)由,得對(duì)恒成立,
即對(duì)恒成立,即對(duì)恒成立,
設(shè)即對(duì)恒成立,
①當(dāng)時(shí),對(duì)恒成立,
②當(dāng)時(shí),,在上為增函數(shù),
當(dāng)時(shí),,
,不合題意;
③當(dāng),設(shè)在上為增函數(shù),
又,,
所以使即,
所以,當(dāng)時(shí),,,為減函數(shù),
當(dāng)時(shí),,,為增函數(shù),
則當(dāng)時(shí),

所以,因?yàn)?,所以?br>綜上.
76.已知函數(shù)(),其中,為自然對(duì)數(shù)的底數(shù).
(1)討論的單調(diào)性;
(2)當(dāng)時(shí),,求的最小整數(shù)值.
【答案】(1)當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;(2)最小整數(shù)值為.
【分析】
(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)與單調(diào)性的關(guān)系,結(jié)合利用導(dǎo)數(shù)求解單調(diào)區(qū)間的步驟,按照和分類討論即可解出;
(2)依題可知在上恒成立,設(shè),即,由導(dǎo)函數(shù)的單調(diào)性以及零點(diǎn)存在性定理可知,存在唯一實(shí)數(shù),使得在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,從而求得,再利用函數(shù)的單調(diào)性可求出,即可求得的最小整數(shù)值.
【詳解】
(1),令,得.
①當(dāng),即時(shí),在上恒成立,所以在上單調(diào)遞減.
②當(dāng),即時(shí),由,得,由,得,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
綜上所述,當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減:當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
(2),即,即在上恒成立.
設(shè),,則,在上為減函數(shù).
又,.因此存在唯一實(shí)數(shù),此時(shí)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以.
因?yàn)?,所以,?br>所以.
因?yàn)?,所以,即?br>因此,即,所以的最小整數(shù)值為.
77.已知函數(shù)
(1)若函數(shù)在區(qū)間上為增函數(shù),求的取值范圍;
(2)求的單調(diào)區(qū)間;
(3)當(dāng)且時(shí),不等式在上恒成立,求的最大值.
【答案】(1)[﹣2,+∞);(2)答案見解析;(3)3.
【分析】
(1)函數(shù)在區(qū)間上為增函數(shù),可得在區(qū)間上恒成立,參變分離轉(zhuǎn)化為,即可得出.
(2)首先求出的解析式,在求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),最后對(duì)參數(shù)分類討論,分別求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(3)依題意不等式在上恒成立,參變分離可得,令,則求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),令.利用導(dǎo)數(shù)研究其單調(diào)性、函數(shù)零點(diǎn)即可得出.
【詳解】
解:(1)因?yàn)槎x域?yàn)椋?br>∵函數(shù)在區(qū)間上為增函數(shù),
∴在區(qū)間上恒成立,
所以在區(qū)間上恒成立,
因?yàn)樵趨^(qū)間上單調(diào)遞減,所以
∴.
∴a的取值范圍是.
(2)因?yàn)椋远x域?yàn)椋?br>所以
當(dāng)時(shí)恒成立,所以在上單調(diào)遞增,即函數(shù)的增區(qū)間為,無減區(qū)間;
當(dāng)時(shí),令,解得,令,解得,所以函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為
(3)時(shí),,時(shí),不等式在上恒成立,

令,則

則在上單調(diào)遞增,
,
存在,使.
即當(dāng)時(shí)即
時(shí)即
在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
令,即,
,且,

78.已知函數(shù).
(1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;
(2)若恒成立,求a的取值范圍.
【答案】(1)答案見解析;(2).
【分析】
(1)求出函數(shù)的定義域以及導(dǎo)數(shù),再根據(jù)a≥0,-2<a<0,a=-2,a<-2分類討論即可判斷函數(shù)的單調(diào)性;
(2)由分離參數(shù)可得,在上恒成立,設(shè),利用導(dǎo)數(shù)判斷出函數(shù)的單調(diào)性,求出最小值,即可解出.
【詳解】
(1)函數(shù)的定義域?yàn)椋?
當(dāng)a≥0時(shí),由,解得.
令,得,所以在上單調(diào)遞增;
令,得,所以在上單調(diào)遞減.
當(dāng)-2<a<0時(shí),由,解得或,且.
令,得,所以在上單調(diào)遞增;
令,得,所以在上單調(diào)遞減.
當(dāng)a=-2時(shí),,在上單調(diào)遞増.
當(dāng)a<-2時(shí),由,解得或,且.
令,得,所以在上單調(diào)遞增;
令,得,所以在上單調(diào)遞減.
(2)恒成立,即在上恒成立,
即在上恒成立.
令,則.
令,則,
所以h(x)在上單調(diào)遞增,而,
故存在,使得,即,
所以.
令,
所以在上單調(diào)遞増,所以.
當(dāng)時(shí),h(x)<0,即,故g(x)在上單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),h(x)>0,即,故g(x)在上單調(diào)遞增.
所以當(dāng)時(shí),g(x)取得極小值,也是最小值,
,故a≤1.
所以a的取值范圍是.
79.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求的單調(diào)區(qū)間;
(2)若對(duì)任意的,均有,求實(shí)數(shù)m的最小值.
【答案】(1)減區(qū)間為(0,1),增區(qū)間為;(2)1.
【分析】
(1)化簡函數(shù)并求解導(dǎo)函數(shù),進(jìn)而確定單調(diào)區(qū)間即可;
(2)運(yùn)用變量分離法構(gòu)造新函數(shù)轉(zhuǎn)化不等式恒成立問題,進(jìn)而求解出參數(shù)的值.
【詳解】
(1)的定義域?yàn)椋?br>當(dāng)時(shí),,則,
當(dāng)時(shí),,在上 單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),,在上單調(diào)遞增,
所以的減區(qū)間為(0,1),增區(qū)間為;
(2)因?yàn)閷?duì)任意的,恒成立,即恒成立.
令,則,
令,則在上單調(diào)遞增,
因?yàn)?,?br>所以存在,使得,
當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞減,
由,可得,則.
所以,又恒成立,
所以,故m的最小值為l.
80.設(shè)函數(shù),.
(1)當(dāng)時(shí),求方程的根(其中為自然對(duì)數(shù)的底數(shù));
(2)求函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間;
(3)當(dāng)時(shí),記,是否存在整數(shù),使得關(guān)于的不等式有解?若存在,請(qǐng)求出的最小值;若不存在,請(qǐng)說明理由.(參考數(shù)據(jù):,)
【答案】(1)或;(2)答案見解析;(3)的最小值為0.
【分析】
(1)代入化簡方程得,再根據(jù)二次方程和指對(duì)關(guān)系解方程;
(2)先求函數(shù)導(dǎo)數(shù)并明確函數(shù)定義域:,;再討論導(dǎo)函數(shù)不變號(hào)情況:分和,以及三種情況,討論函數(shù)的單調(diào)性.
(3)存在性問題,一般轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)函數(shù)最值問題:,利用導(dǎo)數(shù)先求函數(shù)最小值,利用導(dǎo)數(shù),以及結(jié)合零點(diǎn)存在性定理求的最小值,即可求得的取值范圍.
【詳解】
解:(1)當(dāng)時(shí),方程即為,去分母,得
,解得或,
故所求方程的根為或.
(2)因?yàn)椋?br>所以
①當(dāng)時(shí),由,解得;
②當(dāng)時(shí),由,解得;
③當(dāng)時(shí),由,解得;
④當(dāng)時(shí),由,解得;
⑤當(dāng)時(shí),由,解得.
綜上所述,當(dāng)時(shí),的增區(qū)間為;當(dāng)時(shí),的增區(qū)間為;當(dāng)時(shí),的增區(qū)間為.
(3)當(dāng)時(shí),,,
所以,,,
所以存在唯一,使得,即,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
所以.
記函數(shù),則在上單調(diào)遞增,
所以,即,由,且為整數(shù),得,
所以存在整數(shù)滿足題意,且的最小值為0.
81.已知函數(shù),,.
(1)若函數(shù)的圖象與直:相切,求實(shí)數(shù)的值;
(2)若不等式恒成立,求整數(shù)的最大值.
【答案】(1);(2)
【分析】
(1)先通過求導(dǎo),得到函數(shù),再根據(jù)函數(shù)的圖象與直:相切,利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求解;
(2)將不等式恒成立,轉(zhuǎn)化為,恒成立,令,用導(dǎo)數(shù)法求其最小值即可.
【詳解】
(1)因?yàn)楹瘮?shù),,
所以,則,
所以,
因?yàn)楹瘮?shù)的圖象與直:相切,
所以,
解得,則,
解得.
(2)因?yàn)椴坏仁胶愠闪ⅲ?br>所以,恒成立,
令,
則,
所以在上遞增,
又因?yàn)椋?br>所以存在唯一實(shí)數(shù),使得,即,
所以在上遞減,在上遞增,
所以,
所以整數(shù)的最大值是2.
82.已知函數(shù)在處的切線與在處的切線平行.
(1)求;
(2)設(shè),問是否存在,使在上恒成立,若存在,求的個(gè)數(shù);若不存在,說明理由.
【答案】
(1)
(2)8
【分析】
(1)求出和的導(dǎo)函數(shù),利用可得答案;
(2)將原不等式轉(zhuǎn)化為在上恒成立,令,求出其導(dǎo)函數(shù),再對(duì)其導(dǎo)函數(shù)再次求導(dǎo),最終可得的單調(diào)性,求出最值,進(jìn)而得出的范圍即可.
(1)
由已知,,
則,
;
(2)
由(1)得
假設(shè)存在,使在上恒成立,
即在上恒成立
令,
,令
在上單調(diào)遞增,

使,即
在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增
,又,
,,又,
的個(gè)數(shù)為8個(gè).
83.已知函數(shù),.
(1)當(dāng)時(shí),求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)若在區(qū)間上有唯一的極值點(diǎn),求的取值范圍,并證明:.
【答案】(1);(2);證明見解析.
【分析】
(1)利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求切線的斜率,從而求切線方程;
(2)根據(jù)極值點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)為0求出的取值范圍;根據(jù)極值點(diǎn)得到,通過構(gòu)造函數(shù),,利用函數(shù)的單調(diào)性證明即可.
【詳解】
(1)當(dāng)時(shí),,,
則,又,
曲線在點(diǎn)處的切線方程為,即.
(2),
令,
在區(qū)間上有唯一的極值點(diǎn),
又,所以只需,解得,
由,得,即,
,.
令,,
,即在上單調(diào)遞增,且,
,

84.已知,.
(1)判斷的奇偶性,并加以證明;
(2)當(dāng)時(shí),判斷的零點(diǎn)的個(gè)數(shù),并證明你的結(jié)論.
【答案】(1)奇函數(shù),證明見解析;(2)有個(gè)零點(diǎn),證明見解析.
【分析】
(1)利用奇函數(shù)的定義直接判斷即可;
(2)利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合零點(diǎn)存在性定理即可得出結(jié)論.
【詳解】
(1)因?yàn)楹瘮?shù)的定義域?yàn)椋?br>且,,所以是奇函數(shù).
(2)由(1)可知是的一個(gè)零點(diǎn),且
令,記,則.
考慮函數(shù),
當(dāng)時(shí)有,因此在上有且只有一個(gè)實(shí)根.因此,是在上的唯一零點(diǎn),且在上為減函數(shù),上為增函數(shù).
注意到當(dāng)時(shí),且,
因此在上有唯一零點(diǎn).
結(jié)合為奇函數(shù)可知,在上也有且僅有一個(gè)零點(diǎn).
綜上所述,當(dāng)時(shí),有個(gè)零點(diǎn).
85.已知函數(shù).
(1)若,求曲線在處的切線方程;
(2)若恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1);(2).
【分析】
(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義即可求出切線方程;
(2)將原不等式變形為,設(shè),構(gòu)造函數(shù)
,即,根據(jù)導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)m(t)的最小值和零點(diǎn)的存在性定理可得(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)“=”成立),求出即可.
【詳解】
(1)因?yàn)椋?br>因?yàn)?,所以?br>所以切線方程為
(2)由題意得,即,
因?yàn)?,所?br>設(shè),
設(shè).
考察函數(shù),因?yàn)椋?br>所以當(dāng)時(shí),,在單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),,在單調(diào)遞增.
所以,所以.
所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),“=”成立
以下證明:存在,使得.
因?yàn)樵趩握{(diào)遞增,,,
所以存在,使得,故,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),“=”成立
所以當(dāng)時(shí),.
又因?yàn)?,所以?dāng)時(shí),.
故a的取值范圍是.
86.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),討論函數(shù)的零點(diǎn)存在情況;
(2)當(dāng)時(shí),證明:當(dāng)時(shí),.
【答案】(1)兩個(gè)零點(diǎn);(2)證明見解析.
【分析】
(1)將代入可得,求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),利用導(dǎo)數(shù)探討函數(shù)的單調(diào)性并借助零點(diǎn)存在性定理即可求解;
(2)根據(jù)已知條件構(gòu)造函數(shù),證明在時(shí)恒成立即可得解.
【詳解】
(1)當(dāng)時(shí),,顯然,即1是的一個(gè)零點(diǎn),
求導(dǎo)得,在上單調(diào)遞增,且,
則在上存在唯一零點(diǎn),當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
因此,函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,而,,
從而得在上函數(shù)存在一個(gè)零點(diǎn),
所以函數(shù)存在兩個(gè)零點(diǎn);
(2)令,,則,由(1)知在上單調(diào)遞增,且在上存在唯一零點(diǎn),即,
當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,
因此,,即,則,
而,有,于是得,
所以當(dāng),時(shí),.
87.已知函數(shù).
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)當(dāng)時(shí),恒成立,求整數(shù)k的最大值.
【答案】
(1)答案見解析;
(2)1.
【分析】
(1)求出函數(shù)導(dǎo)數(shù)后,分三種情況討論,即可求解函數(shù)單調(diào)區(qū)間;
(2)分離參數(shù)可得對(duì)于恒成立,令,利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù),分析出,即可求出整數(shù)k的最大值.
(1)
由得.
當(dāng)時(shí),,故在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),令,解得.
故在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),,故在上單調(diào)遞減.
(2)
原不等式等價(jià)于對(duì)于恒成立.
令,則.
令,則,所以在上單調(diào)遞增.
又,,
所以存在,使得,
且在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
所以,
又,所以,
所以,所以,
經(jīng)驗(yàn)證時(shí),恒成立,所以整數(shù)k的最大值為1.
88.已知函數(shù),曲線在點(diǎn)處的切線平行于直線.
(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.
(2)設(shè)直線l為函數(shù)的圖象在點(diǎn)處的切線,問:在區(qū)間上是否存在,使得直線l與函數(shù)的圖象也相切?若存在,求出滿足條件的個(gè)數(shù);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】
(1)單調(diào)遞增區(qū)間為和,無單調(diào)遞減區(qū)間
(2)存在,滿足條件的只有一個(gè).
【分析】
(1)由題知,可得,代入導(dǎo)函數(shù),分析正負(fù)即可;
(2)設(shè)直線與曲線相切于點(diǎn),由斜率、截距分別相等,可得,構(gòu)造,求導(dǎo)分析單調(diào)性,即可得有唯一零點(diǎn).
(1)
∵函數(shù)(且),
∴.
∵曲線在點(diǎn)處的切線平行于直線,
∴,∴,
∴.
∵且,∴,
∴函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為和,無單調(diào)遞減區(qū)間.
(2)
在區(qū)間上存在唯一個(gè)滿足條件的.
∵,∴,
∴切線的方程為,
即.①
設(shè)直線與曲線相切于點(diǎn).
∵,∴,∴,
∴直線的方程也可以寫成,
即.②
由①②得,∴.
下面證在區(qū)間上存在唯一一個(gè)滿足條件的.
由(1)可知,在區(qū)間上單調(diào)遞增,
又,,
結(jié)合零點(diǎn)存在定理,知方程在區(qū)間上有唯一的實(shí)數(shù)根,滿足條件的只有一個(gè).
89.己知函數(shù).
(1)求的單調(diào)區(qū)間;
(2)設(shè)滿足,證明:曲線在點(diǎn)處的切線也是曲線的切線.
【答案】
(1)函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間是和
(2)證明過程見詳解
【分析】
(1)對(duì)函數(shù)求導(dǎo),結(jié)合定義域,判斷函數(shù)的單調(diào)性;
(2)先求出曲線在處的切線,然后求出當(dāng)曲線的切線的斜率與斜率相等時(shí),證明曲線的切線在縱軸上的截距與在縱軸的截距相等即可.
(1)
函數(shù)的定義域?yàn)椋?br>,
因?yàn)楹瘮?shù)的定義域?yàn)?,所以恒成?br>因此函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間是和
(2)
因?yàn)槭堑囊粋€(gè)零點(diǎn),所以
,所以曲線在處的切線的斜率,
故曲線在處的切線的方程為:
而,
所以的方程為,它在縱軸的截距為.
設(shè)曲線的切點(diǎn)為,
令在的切線為,,
所以在處的切線的斜率為,
因此切線的方程為,
當(dāng)切線的斜率等于直線的斜率時(shí),
即,
切線在縱軸的截距為,
而,所以,
直線的斜率相等,在縱軸上的截距也相等,因此直線重合,
故曲線在處的切線也是曲線的切線.
90.已知函數(shù).
(1)若,求在處的切線方程;
(2)若是函數(shù)的極值點(diǎn),且,求證:.
【答案】
(1)
(2)證明見解析
【分析】
(1)求導(dǎo),可得,,即得解;
(2)求導(dǎo)可得導(dǎo)函數(shù)與同正負(fù),分,兩種情況討論極值,當(dāng)時(shí),對(duì)求導(dǎo),分析可得存在,使得,當(dāng)時(shí),函數(shù)的極小值,令,求導(dǎo)分析可得,利用導(dǎo)數(shù)分析可得,,代入即得解
(1)
若,則,
∴,
又,,
∴切線的方程為,
即;
(2)
,
∵函數(shù)的定義域?yàn)椋啵?br>令,,
①當(dāng)時(shí),,,在上單調(diào)遞增,無極值,不符合題意;
②當(dāng)時(shí),,∴在上單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí),,,
∴存在,使得,即,
當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞增.
∴當(dāng)時(shí),函數(shù)的極小值
,
令,則,
∴在上單調(diào)遞減,又∵,
∴,
令,
故在單調(diào)遞增,
故當(dāng),有
令,
故在單調(diào)遞減,
故當(dāng),有
∴.
則.
91.已知函數(shù).
(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若對(duì)任意都有,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【答案】
(1)單調(diào)遞增區(qū)間單調(diào)遞減區(qū)間
(2)
【分析】
(1)求出導(dǎo)函數(shù),由得增區(qū)間,由得減區(qū)間;
(2)用分離參數(shù)法轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最大值.引入新函數(shù),求出導(dǎo)函數(shù),對(duì)的一部分探究其零點(diǎn),得函數(shù)的最大值點(diǎn),從而得最大值.
(1)
函數(shù)定義域是,
由已知,
時(shí),,時(shí),,
所以單調(diào)遞增區(qū)間,單調(diào)遞減區(qū)間;
(2)
因?yàn)閷?duì)任意都有,即恒成立.
令,則.
令,則在上單調(diào)遞增,因?yàn)椋?br>所以存在使得,
當(dāng)時(shí)單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí)單調(diào)遞減.
所以 ,
由于,可得.則,
所以,
又恒成立,所以.
綜上所述實(shí)數(shù)a的取值范圍為.
92.已知函數(shù).
(1)求的單調(diào)區(qū)間;
(2)當(dāng)時(shí),證明:.
【答案】
(1)答案不唯一,見解析
(2)證明見解析
【分析】
(1)求出函數(shù)導(dǎo)數(shù),根據(jù)導(dǎo)數(shù)分和兩類討論,即可求出函數(shù)單調(diào)區(qū)間;
(2)原不等式等價(jià)于,分析函數(shù)有唯一極值點(diǎn),只需證明即可,結(jié)合零點(diǎn)可知,利用均值不等式可知最小值大于0,即可證明.
(1)
由題意知的定義域?yàn)?由已知得
當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,無單調(diào)遞減區(qū)間.
當(dāng)時(shí),令,得;令,得,
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
綜上,當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞增區(qū)間為,無單調(diào)遞減區(qū)間;
當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為.
(2)
證明:原不等式等價(jià)于,則,
易知在上單調(diào)遞增,且,
所以在上存在唯一零點(diǎn),此時(shí)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
要證即要證,由,得,,代入,得,
因?yàn)椋?br>所以.
93.已知函數(shù),.
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)當(dāng)時(shí),求證:.
【答案】
(1)當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
(2)答案見詳解
【分析】
(1)對(duì)函數(shù)求導(dǎo),并根據(jù)與0的大小、導(dǎo)數(shù)與0的大小分類討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)令所證恒大于0的不等式為,對(duì)求導(dǎo)得,再求導(dǎo)得,因?yàn)楹愦笥?,可知單調(diào)遞增,再根據(jù)零點(diǎn)存在定理,可知存在唯一零點(diǎn)使得取得極小值,也是最小值,再證得此最小值大于0即可.
(1)
∵,
當(dāng)時(shí),恒成立,單調(diào)遞減.
當(dāng)時(shí),當(dāng),,時(shí),單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增.
∴函數(shù)的單調(diào)性為:當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
(2)
當(dāng)時(shí),.
設(shè),
則,

則,所以在上單調(diào)遞增,
又∵,
∴存在唯一零點(diǎn),且①
時(shí),,即,單調(diào)遞減,
時(shí),,即,單調(diào)遞增,
故在處取得極小值,也是最小值.
,將①式代入,

∵二次函數(shù)在上單調(diào)遞減,
∴在時(shí),有最小值


94.已知函數(shù),,其中.
(1)若,在平面直角坐標(biāo)系中,過坐標(biāo)原點(diǎn)分別作函數(shù)與函數(shù)圖象的切線和,求,的斜率之積;
(2)若對(duì)上,總有成立,試求實(shí)數(shù)的最小值.
【答案】
(1)
(2)
【分析】
(1)利用導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則和公式求得,.得到切線,的斜率,,根據(jù)兩切線都經(jīng)過原點(diǎn),求得切點(diǎn)橫坐標(biāo),進(jìn)而求得兩直線的斜率之積;
(2)設(shè)函數(shù),通過研究函數(shù)的單調(diào)性,得出的最小值,根據(jù)的最小值大于等于零,構(gòu)造出關(guān)于參數(shù)的不等式,從而得出答案.
(1)
依題意知,,,所以,.
設(shè)切線,的斜率分別為,,其切點(diǎn)分別為,,
則有解得;同理,有解得.
所以,即所求切線,的斜率之積為.
(2)
由于對(duì)上,總有成立,即對(duì),有恒成立.
令(),則.
令(),則有(),
所以函數(shù)在區(qū)間上為單調(diào)遞增函數(shù).
因?yàn)?,所以,?br>所以,所以在區(qū)間上,存在唯一的實(shí)數(shù),使得,
即. ①
所以當(dāng)時(shí),,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞增,
所以函數(shù)在處取得極小值,即最小值,
即.②
又由①得,,所以,所以.則由②得,.
令,所以(),
所以函數(shù)在區(qū)間上為單調(diào)遞減函數(shù).
又,因此.所以.
由于,所以,即所求實(shí)數(shù)的最小值為.
95.已知函數(shù).
(1)若在上單調(diào)遞增,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)若,求證:當(dāng)時(shí),.
【答案】
(1)
(2)證明見解析
【分析】
(1)求出在上恒成立,分離參數(shù)即可求解.
(2)求出,當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,利用導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性之間的關(guān)系可得存在,使在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,從而可得,令,利用導(dǎo)數(shù)即可證明.
(1)
解:由題意,得在上單調(diào)遞增,
所以在上恒成立,
故,所以實(shí)數(shù)的取值范圍是.
(2)
證明:當(dāng)時(shí),因?yàn)?,?br>所以在上單調(diào)遞增.
又因?yàn)楫?dāng)時(shí),,,
所以存在使得(*),
且在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
由(*)式可得,,代入上式,得.
由,令,則,,
當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞增,
所以,所以,所以,
所以當(dāng)時(shí),,即得證.
96.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),判斷在區(qū)間上的單調(diào)性;
(2)當(dāng)時(shí),記的最大值為,求證:.
【答案】
(1)在上單調(diào)遞減.
(2)證明見解析
【分析】
(1)利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性即可;
(2)由題知,設(shè),進(jìn)而得在存在唯一零點(diǎn)且的最大值,再結(jié)合可得.
(1)
當(dāng)時(shí),,
設(shè),則,
當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,
所以,
所以,
所以在上單調(diào)遞減.
(2)
,
設(shè),則.
當(dāng)時(shí),的定義域?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞減,
因?yàn)?br>所以.
又因?yàn)榈膱D象是不間斷的,且在上單調(diào)遞減,
所以在存在唯一零點(diǎn),
當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,
所以的最大值
由得,
所以,從而原命題得證.
97.已知函數(shù).
(1)若對(duì)任意,,都有,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)若,求證:當(dāng)時(shí),.
【答案】
(1)
(2)證明見解析
【分析】
(1)將問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,然后根據(jù)導(dǎo)數(shù)求參數(shù)的范圍;
(2)對(duì)所給的參數(shù)根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的正、負(fù)臨界值進(jìn)行分類討論.
(1)
由題意,原不等式可轉(zhuǎn)化為對(duì)任意恒成立
所以在上單調(diào)遞增,
所以在上恒成立,
故,所以實(shí)數(shù)的取值范圍是.
(2)
證明:當(dāng)時(shí),因?yàn)椋?br>所以在上單調(diào)遞增.
①當(dāng)時(shí),,故在單調(diào)遞增,
所以.
②當(dāng)時(shí),,,
故存在使得(*),
且在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
由(*)式可得,,代入上式,得
由,令,則,,
當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞增,
所以,
所以,所以,
所以當(dāng)時(shí),,即得證.
綜上所述,當(dāng)時(shí),.
98.已知函數(shù),求:
(1)當(dāng)時(shí),求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)當(dāng)時(shí),總有,求整數(shù)的最小值.
【答案】
(1)
(2)-3
【分析】
(1)先對(duì)函數(shù)求導(dǎo),計(jì)算出斜率,再用點(diǎn)斜式即可;(2)分離參數(shù)轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問題.
(1)
當(dāng)時(shí),
在點(diǎn)處的切線方程為即
(2)
由題意,,即,即,
又,恒成立.
令,
令,則恒成立.
在上遞減,
,
使,即,則,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),
因?yàn)椋?,,即整?shù)k的最小值為-3
99.設(shè)函數(shù),其中.
(1)若是函數(shù)的極值點(diǎn),求a的值;
(2)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(3)當(dāng)時(shí),設(shè)函數(shù),證明:.
【答案】
(1);
(2)答案見解析;
(3)證明見解析.
【分析】
(1)由題意有,求出的值,檢驗(yàn)即可得答案;
(2)令,得或,然后對(duì)分:,, 三種情況討論即可得答案;
(3)令,由,得在上單調(diào)遞增,又由函數(shù)零點(diǎn)存在定理可得存在 ,使,即,,從而可得在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,進(jìn)而可得,從而得證原不等式成立.
(1)
解:,
因?yàn)槭呛瘮?shù)的極值點(diǎn),所以,解得,
當(dāng)時(shí),檢驗(yàn)符合題意,
所以a的值為;
(2)
解:,,
令,得或,
當(dāng)時(shí),令,得或,令,得;
當(dāng)時(shí),恒成立;
當(dāng)時(shí),令,得或,令,得;
綜上,當(dāng)時(shí),在和單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),在和單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;
(3)
證明:當(dāng)時(shí),,
設(shè),
因?yàn)?,?br>所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,
又,
所以存在 ,使,即,,
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
所以函數(shù)的最小值為,
所以,
從而得證.
100.已知函數(shù)在點(diǎn)處的切線平行于x軸.
(1)求實(shí)數(shù)a,b的值;
(2)討論函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù).
【答案】
(1)
(2)函數(shù)在上有兩個(gè)零點(diǎn).
【分析】
(1)結(jié)合導(dǎo)數(shù)的幾何意義得到,解方程組即可求出結(jié)果;
(2)分,,,四段,結(jié)合零點(diǎn)存在性定理以及利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì)即可得出結(jié)論.
(1)
因?yàn)?,所以?br>由題意可知,解得,
(2)
由(1)知,所以,
由于,所以當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞增,因?yàn)闀r(shí),,而,因此時(shí),,因此函數(shù)在上無零點(diǎn);
則,當(dāng)時(shí),,則在上單調(diào)遞減,且,因?yàn)?,則,由零點(diǎn)存在性知在上存在唯一零點(diǎn);
當(dāng)時(shí) ,令,則,所以在上單調(diào)遞增,且,,由零點(diǎn)存在性定理知存在唯一零點(diǎn),使得,因此在時(shí)單調(diào)遞減,在時(shí)單調(diào)遞增,且,,,由零點(diǎn)存在性定理知存在唯一零點(diǎn)在上,因此在上存在唯一零點(diǎn);
當(dāng)時(shí),,則在上單調(diào)遞增,且,所以在上無零點(diǎn);
綜上所述:函數(shù)在上有兩個(gè)零點(diǎn).-
0
+
單調(diào)遞減
單調(diào)遞增

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