1.以下使得函數(shù)單調(diào)遞增的區(qū)間是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】
先求導(dǎo),再對分三種情況分析導(dǎo)數(shù)得解.
【詳解】
解:由題意得,,
當(dāng)或時,,函數(shù)在區(qū)間,上都有極值點,故不單調(diào);
當(dāng)時,,不合題意;
當(dāng)時,,函數(shù)單調(diào)遞增,符合題意.
故選:D.
2.設(shè)函數(shù),若對于任意的都成立,則實數(shù)的取值范圍為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】
分別證明,,對于,先證明,變形為,利用導(dǎo)數(shù)求得新函數(shù)的最小值,從而求得參數(shù)取值范圍. 再證明,由函數(shù)及的圖像易知,若使對于恒成立,只需處在圖像上方,的最小值在處,兩個圖像相切處取得,求得參數(shù)取值范圍.
【詳解】
對于,先證明,,即,
令,則,易知單增,且,
則時,,函數(shù)單減;時,,函數(shù)單增;
函數(shù)在處取最小值,此時;
再證明,即,由函數(shù)及的圖像易知,若使對于恒成立,只需處在圖像上方,的最小值在處,兩個圖像相切處取得,
函數(shù)的導(dǎo)數(shù)為,時,,即,
綜上,,
故選:A
3.已知偶函數(shù)的定義域為,其導(dǎo)函數(shù)為,當(dāng)時,有成立,則關(guān)于的不等式的解集為( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】
先構(gòu)造函數(shù),進而根據(jù)題意判斷出函數(shù)的奇偶性和單調(diào)性,進而解出不等式.
【詳解】
因為偶函數(shù)的定義域為,設(shè),則,即也是偶函數(shù).
當(dāng)時,根據(jù)題意,則在上是減函數(shù),而函數(shù)為偶函數(shù),則在上是增函數(shù).
于是,,所以.
故選:A.
4.已知函數(shù),則不等式的解集為
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】
求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),求出單調(diào)增區(qū)間,再判斷函數(shù)的奇偶性,則不等式,轉(zhuǎn)化為即為,則,運用對數(shù)函數(shù)的單調(diào)性,即可得到解集.
【詳解】
解:函數(shù)的導(dǎo)數(shù)為:,
則時,,在上單調(diào)遞增,且,
則為偶函數(shù),即有,
則不等式,即為,
即為,
則,即,解得,,即原不等式的解集.
故選:D.
5.若函數(shù)(其中a為參數(shù))在R上單調(diào)遞增,則a的取值范圍是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】
先求解函數(shù)的導(dǎo)數(shù),再根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性建立不等式,將問題轉(zhuǎn)化為不等式恒成立問題,進而求解參數(shù)的值.
【詳解】
根據(jù)題意,
在R上單調(diào)遞增 在R上恒成立
令,,則 可寫為
根據(jù)題意在上的最小值非負
解得 ,所以選項B正確
故選:B.
6.關(guān)于函數(shù),,下列說法錯誤的是( )
A.當(dāng)時,函數(shù)在上單調(diào)遞減
B.當(dāng)時,函數(shù)在上恰有兩個零點
C.若函數(shù)在上恰有一個極值,則
D.對任意,恒成立
【答案】D
【分析】
分別在和得到,由此可知A正確;
在平面直角坐標(biāo)系中作出與圖象,由圖象可確定B正確;
將問題轉(zhuǎn)化為在上恰有一個解,令,利用導(dǎo)數(shù)可確定單調(diào)性并得到其圖象,數(shù)形結(jié)合可確定,C正確;
令,由B中結(jié)論可確定D錯誤.
【詳解】
對于A,,則,
當(dāng)時,,,,單調(diào)遞減;
當(dāng)時,,,,單調(diào)遞減;
綜上所述:在上單調(diào)遞減,A正確;
對于B,,令,得:;
在平面直角坐標(biāo)系中,作出與的圖象如下圖所示,
由圖象可知:當(dāng)時,與有且僅有兩個不同交點,
函數(shù)在上恰有兩個零點,B正確;
對于C,由得:,
若在上恰有一個極值,則在上恰有一個變號零點,
即在上恰有一個解,
令,則;
當(dāng)時,;當(dāng)時,;
在,上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
又,,,可得大致圖象如下,
若在上恰有一個解,則,
此時函數(shù)在上恰有一個極值,C正確;
對于D,當(dāng)時,由B選項可知,,使得,
當(dāng)時,,即,D錯誤.
故選:D.
7.已知函數(shù)對于任意的滿足(其中是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)),則下列不等式成立的是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】
可構(gòu)造函數(shù),由已知可證在單增,再分別代值檢驗選項合理性即可
【詳解】
設(shè),則,則在單增,
對A,,化簡得,故A錯;
對B,,化簡得,故B錯;
對C,,化簡得,故C正確;
對D,,化簡得,故D錯,
故選:C
8.已知函數(shù)對任意的滿足(其中為函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)),則下列不等式成立的是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】
令,求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性判斷即可.
【詳解】
解:令,
故,
故在遞增,所以,可得,即,所以D正確;
故選:D.
9.已知函數(shù)在上恰有兩個極值點,則的取值范圍是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】
首先求出導(dǎo)函數(shù),根據(jù)題意得在有2個變號零點,討論或,將問題轉(zhuǎn)化為兩個根,令,利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,再求出端點值,進而可得即可求解.
【詳解】
,
根據(jù)題意得在有2個變號零點,
當(dāng)時,顯然不合題意,
當(dāng)時,方程等價于,
令,
,令,因為,解得,
可得在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,
又因為,,,
要使與的圖像有2個不同的交點,
需要滿足,解得,
故選:D.
10.若函數(shù)在上恰有兩個不同的極值點,則實數(shù)的取值范圍是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】
先求導(dǎo),由題意可知在上有兩個不同的解,令,即二次函數(shù)在上有兩個不同的解,
數(shù)形結(jié)合列出式子即可求解
【詳解】
由于,
所以,
要使在上恰有兩個不同的極值點,
則在上有兩個不同的解,
令,
即二次函數(shù)在上有兩個不同的解,
所以,解得.
故選:B
11.已知定義在上的函數(shù),則函數(shù)與的圖象的交點( )
A.0B.1C.2D.3
【答案】B
【分析】
令,求導(dǎo)函數(shù),分析單調(diào)性結(jié)合即可得到函數(shù)零點個數(shù)從而得出結(jié)果.
【詳解】
令,則
當(dāng),有;當(dāng),有
所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
又因為故函數(shù)在上有一個零點,
故函數(shù)與的圖象的交點有一個.
故選:B
12.已知,函數(shù),則下列選項正確的是( )
A.存在使B.存在使
C.對任意,都有D.對任意,都有
【答案】B
【分析】
對于A、C記,,則,利用導(dǎo)數(shù)分別判斷出的單調(diào)性,證明出,即可判斷;對于B:取特殊值,代入驗證;對于D:取特殊值,代入驗證;
【詳解】
對于A、C:
記,,則,
,所以在上單增,
當(dāng)時,,即,即,
同理可證:在上單減,所以當(dāng)時,都有,即.
又,所以.故A、C錯誤.
對于B:取,所以,,
則有,
,
.故B正確;
對于D:取,則有.故D錯誤.
故選:B
13.函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,則的取值范圍為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】
由已知得在上恒成立,進行參變分離得
在上恒成立,令,將問題轉(zhuǎn)化為在上恒成立,由的單調(diào)性,求得其最大值,由此可得答案.
【詳解】
解:因為函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,
所以在上恒成立,
所以在上恒成立,
即在上恒成立,令,所以問題轉(zhuǎn)化為在上恒成立,
而在上單調(diào)遞增,所以當(dāng)時,有最大值,所以有最大值,所以,
故選:A.
14.已知函數(shù)有且只有一個極值點,則實數(shù)的取值范圍為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】
求得導(dǎo)函數(shù),問題化為只有一個解,分離參數(shù),轉(zhuǎn)化為研究函數(shù)的單調(diào)性、極值,函數(shù)的變化趨勢,結(jié)合函數(shù)圖象從而得參數(shù)范圍,注意檢驗函數(shù)極值.
【詳解】
易知函數(shù)的導(dǎo)數(shù),
令,得,即.
設(shè),則,
當(dāng)時,或,所以函數(shù)在區(qū)間和上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增.因為函數(shù)有且只有一個極值點,所以直線與函數(shù)的圖象有一個交點,作出的圖象如圖所示.由圖得或.當(dāng)時,恒成立,所以無極值,所以.
故選:A
15.已知函數(shù),,關(guān)于函數(shù)的性質(zhì)的以下結(jié)論中錯誤的是( )
A.函數(shù)的值域是
B.是函數(shù)的一條對稱軸
C.函數(shù)在內(nèi)有唯一極小值
D.函數(shù)向左平移個單位后所得函數(shù)的一個對稱中心為
【答案】D
【分析】
逆用兩角和的余弦公式和正弦的二倍角公式化簡,求出的值域可判斷A;將代入的對稱軸方程可判斷B;利用導(dǎo)數(shù)求得單調(diào)性即可得極小值可判斷C;利用圖象的平移變換得解析式,再檢驗對稱中心可判斷D,進而可得答案.
【詳解】

對于A:因為,所以,即函數(shù)的值域是,故選項A正確;
對于B:令,可得,所以是函數(shù)的一條對稱軸,故選項B正確;
對于C:,,當(dāng)時;當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以當(dāng)時取得極小值為
,故選項C正確;
對于D:向左平移個單位后所得函數(shù),
令,可得,所以不是的一個對稱中心,故選項D不正確;
所以結(jié)論中錯誤的是選項D,
故選:D.
16.已知函數(shù)為上的偶函數(shù),且對于任意的滿足,則下列不等式成立的是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】
令,依題意知為偶函數(shù),且在區(qū)間上是減函數(shù),再由,結(jié)合條件分別判斷四個選項即可.
【詳解】
解:偶函數(shù)對于任意的滿足,
令,則,即為偶函數(shù).
又,故在區(qū)間上是減函數(shù),
所以,
即,故B正確;
,故A錯誤;
,故C錯誤;
,故D錯誤;
故選:B.
17.已知函數(shù),下列結(jié)論正確的個數(shù)是( )
①曲線上存在垂直于軸的切線;
②函數(shù)有四個零點;
③函數(shù)有三個極值點;
④方程有四個根.
A.1B.2C.3D.4
【答案】C
【分析】
利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合函數(shù)的圖像進而可判斷函數(shù)的零點、極值.
【詳解】
由,得,
由,得,或,或,
當(dāng)或時,,當(dāng)或時,,
所以在上遞增,在上遞減,
而,
所以由零點存在性定理可知,只有兩個零點,分別為和0,
函數(shù)圖像如圖所示
所以①③正確,②錯誤,
方程可轉(zhuǎn)化為或,
,
由圖像可知有兩個根,也有兩個根,
所以方程有四個根,所以④正確,
正確結(jié)論的個數(shù)是3,
故選:C.
18.關(guān)于函數(shù),,下列四個結(jié)論中正確的個數(shù)為( )個
①在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;
②有兩個零點;
③存在唯一極小值點,且;
④有兩個極值點.
A.0B.1C.2D.3
【答案】C
【分析】
①反證,求導(dǎo)并發(fā)現(xiàn)相同區(qū)間的單調(diào)性不一致②轉(zhuǎn)化并數(shù)形結(jié)合發(fā)現(xiàn)零點③用零點存在定理和函數(shù)的單調(diào)性可求證④轉(zhuǎn)化成用導(dǎo)數(shù)證明恒成立問題,結(jié)合零點存在定理和函數(shù)的單調(diào)性求解.
【詳解】
因為時,,,所以
所以在上單調(diào)遞增,故①錯誤.
有兩個零點等價于有兩個根,即函數(shù)與有兩個交點,根據(jù)與的圖象,可知在上有兩個交點,故②正確.

∵,
∴,,

∴存在,使得且
∴在上,,在上,,
在上,單調(diào)遞減,在上,單調(diào)遞增,
∴在上存在唯一極小值點.
∵,則
∴,故③正確.

則,
當(dāng)時,,,,
當(dāng)時,,.
∴在恒成立,
∴單調(diào)遞增且,
,
∴存在唯一零點,使得
∴,,即,
,,即,
∴在處取得極小值
故有唯一極小值點,故④錯誤.
故選:C.
19.已知在定義在上的函數(shù)滿足,且時,恒成立,則不等式的解集為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】
結(jié)合已知不等式,構(gòu)造新函數(shù),結(jié)合單調(diào)性及奇偶性,列出不等式,即可求解.
【詳解】
由題意,當(dāng)時,恒成立,即恒成立,
又由,可得,
令,可得,則函數(shù)為偶函數(shù),
且當(dāng)時,單調(diào)遞增,
結(jié)合偶函數(shù)的對稱性可得在上單調(diào)遞減,
由,
化簡得到,
即,所以,解得,
即不等式的解集為.
故選:B.
20.已知當(dāng)時,恒成立,則正實數(shù)的取值范圍為( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】
先討論不等式在上恒成立,在時,變形不等式并構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)探求的正數(shù)b即可.
【詳解】
當(dāng)時,而,,原不等式恒成立,
當(dāng)時,,不等式等價變形為:,
令,,而,求導(dǎo)得,
令,則,則在上單調(diào)遞增,
,若,則,記,,則,
則存在,使得,當(dāng)時,,單調(diào)遞減,即當(dāng)時,,不符合題意,
若,,即當(dāng)時,單調(diào)遞增,則有,符合題意,
綜上得,,
所以正實數(shù)的取值范圍是.
故選:D
21.已知函數(shù),,當(dāng),且時,方程根的個數(shù)一定不少于( )
A.9B.10C.11D.12
【答案】D
【分析】
先證明函數(shù),都為偶函數(shù),再利用導(dǎo)數(shù)討論在上的單調(diào)性,然后作出兩函數(shù)的部分圖象,根據(jù)圖象可得兩函數(shù)在上的交點個數(shù),再利用偶函數(shù)的對稱性可得結(jié)果.
【詳解】
因為定義域為,
又,所以為偶函數(shù).
同理可證函數(shù)為偶函數(shù),
當(dāng)時,單調(diào)遞減,
又,
所以時,;時,;
時,;時,;
時,;時,;
所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
又,,,,,
則與的圖象在上有1個交點;
作出圖象后可以發(fā)現(xiàn)與的圖象在上至少有6個交點,
根據(jù)對稱性可知,二者圖象在上至少6個交點,故當(dāng),且時,方程根的個數(shù)不小于12.
故選:D.
22.已知函數(shù),若存在,,使得成立,則實數(shù)的取值范圍是( ).
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】
由導(dǎo)數(shù)確定的單調(diào)性,把含絕對值的方程去掉絕對值符號,然后引入新函數(shù)設(shè),問題轉(zhuǎn)化為存在,,使得,只要在上不單調(diào)即可得.
【詳解】
,時,,所以是增函數(shù),
不妨設(shè),則,又,
所以化為,
即,
設(shè),則,
時,,是增函數(shù),不存在,,使得,
時,要滿足題意,則在上應(yīng)有解,使得在上不單調(diào).
,,
設(shè),,,
所以,
在上單調(diào)遞減,,,
所以.
故選:C.
23.設(shè)函數(shù),下列命題中真命題的個數(shù)為( )
①是奇函數(shù);
②當(dāng)時,;
③是周期函數(shù);
④存在無數(shù)個零點;
⑤,,使得且
A.1個B.2個C.3個D.4個
【答案】C
【分析】
直接利用三角函數(shù)的性質(zhì),周期性單調(diào)性的應(yīng)用,函數(shù)的導(dǎo)數(shù)和函數(shù)的單調(diào)性的關(guān)系,函數(shù)的零點和方程的根的關(guān)系判斷①②③④⑤的結(jié)論.
【詳解】
函數(shù),
對于①:函數(shù)故函數(shù)f(x)是奇函數(shù),故①正確;
對于②:令,所以
由于函數(shù)在上單調(diào)遞增,當(dāng)x→0時, →0,當(dāng)x→時,即→+
故當(dāng)時,使得即時, 時,故g(x)在上單調(diào)遞增, g(x)在上單調(diào)遞減,
而x→0和時,→0,所以g(x)>0,
由于中,x取時,,故,,
所以,所以,故②正確;
對于③,假設(shè)函數(shù)的周期為T,則對一切x都成立,
取x=0時,則得到,再取時,則故,所以明顯T無解,故假設(shè)錯誤,故不是周期函數(shù).故③錯誤;
對于④,令解得,取時,,整理得,故存在無數(shù)個零點.故④正確;
對于⑤,令,則所以 ,所以,由于k和x1和x2相對應(yīng),故x1-x2不能取任意值,故并不總成立,故⑤錯誤.
故選:C.
24.已知函數(shù)是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),對任意,,則下列結(jié)論正確的是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】
構(gòu)造新函數(shù),由導(dǎo)數(shù)確定其單調(diào)性,從而得出相應(yīng)的不等式,判斷各選項即可.
【詳解】
因為,
設(shè),,則,
所以在上是增函數(shù),
,,即,
,,即,
,,即,
故選:C.
25.已知函數(shù)的定義域為,其導(dǎo)函數(shù)是.有,則關(guān)于x的不等式的解集為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】
令,根據(jù)題設(shè)條件,求得,得到函數(shù)在內(nèi)的單調(diào)遞減函數(shù),再把不等式化為,結(jié)合單調(diào)性和定義域,即可求解.
【詳解】
由題意,函數(shù)滿足,
令,則
函數(shù)是定義域內(nèi)的單調(diào)遞減函數(shù),
由于,關(guān)于的不等式可化為,
即,所以且,解得,
不等式的解集為.
故選:B
二、填空題26-50題
26.已知函數(shù),若對任意的,不等式恒成立,則實數(shù)的取值范圍為______.
【答案】.
【分析】
利用函數(shù)奇偶性的定義可判斷為奇函數(shù),由導(dǎo)數(shù)判斷為上的增函數(shù),則所求不等式等價于,分離參數(shù)可得,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求的最大值即可求解.
【詳解】
因為,
所以為奇函數(shù),
因為,所以為上的增函數(shù),
由得,則,
因為,所以.
令,則,令,得,
當(dāng)時,,單調(diào)遞增,
當(dāng)時,,單調(diào)遞減,
故,所以,即,
所以實數(shù)的取值范圍為.
故答案為:.
27.已知函數(shù),則的最小值是______.
【答案】
【分析】
利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,從而求函數(shù)的最小值.
【詳解】
由題意,得,
所以當(dāng)時,,單調(diào)遞增;
當(dāng)時,,單調(diào)遞減,
所以時取得最小值,此時.
當(dāng)時,,
當(dāng)時,,所以的最小值是.
28.已知定義在R上的奇函數(shù)的導(dǎo)為數(shù)為,若,則實數(shù)t的取值范圍為_________.
【答案】
【分析】
由導(dǎo)函數(shù)可得在R上單調(diào)遞增,結(jié)合是奇函數(shù),可轉(zhuǎn)化為,借助單調(diào)性和定義域,列出不等式組,即得解.
【詳解】
解:因為,所以在R上單調(diào)遞增.
又是奇函數(shù),由,
得,
所以,解得或,
所以實數(shù)的取值范圍為.
故答案為:.
29.若函數(shù)在區(qū)間內(nèi)不存在極值點,則實數(shù)的取值范圍是__________.
【答案】或.
【分析】
求出導(dǎo)函數(shù),由在內(nèi)無變號零點求解,引入新函數(shù),結(jié)合兩角差的正弦公式、正弦函數(shù)的性質(zhì)可得結(jié)論.
【詳解】
因為在區(qū)間內(nèi)不存在極值點,所以
在區(qū)間內(nèi)無變號零點,令
,當(dāng)時,,
,,故只需滿足或即可,
解得或.
故答案為:或.
30.已知函數(shù).若是的極大值點,則正實數(shù)a的取值范圍為_________________.
【答案】
【分析】
求導(dǎo)可得解析式,令,利用導(dǎo)數(shù),分別討論和時,的正負,可得的單調(diào)性,綜合分析,即可得答案.
【詳解】
由題知,且,
令,則,
①若,當(dāng)時,,
所以在上單調(diào)遞增,
所以,所以在上單調(diào)遞增;
所以.
因此不可能是的極大值點.
②若,令,
當(dāng)時,,
所以即在上單調(diào)遞增.
又因為,,
因此存在滿足:,所以當(dāng)時,,
所以在上單調(diào)遞減,,
所以當(dāng)時,;
當(dāng)時,;
所以在上單調(diào)遞增;在上單調(diào)遞減;
綜上,當(dāng)是的極大值點時,.
故答案為:
31.已知函數(shù),若恒成立,則的取值范圍____________________.
【答案】
【分析】
若要恒成立,只要即可,首先利用輔助角公式進行化簡可得,進行換元可得,再利用導(dǎo)數(shù)即可得解.
【詳解】
,
設(shè),可得,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,
,,
設(shè),
,
由,可得,
所以,
即在遞增,可得,
由恒成立,可得,
所以的取值范圍為.
故答案為:
32.若命題,為真命題,則實數(shù)a的取值范圍是_________.
【答案】
【分析】
分別畫出函數(shù)和在區(qū)間的圖象,根據(jù)不等式恒成立求實數(shù)a的取值范圍.
【詳解】
不等式等價于 畫出兩個函數(shù)和在區(qū)間的圖象,
如圖
設(shè),,,所以函數(shù)在原點處的切線方程是,
由圖可知,當(dāng)斜率大于切線斜率時,即時,恒成立.
故答案為:
33.若不等式對任意恒成立,則實數(shù)的取值范圍是______.
【答案】
【分析】
由,用分離參數(shù)變形,利用三角函數(shù)恒等變換化為的式子,然后換元,引入新函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求得最小值得參數(shù)范圍.
【詳解】
因為,所以原不等式可變形為
令,則,
.當(dāng)時,,單調(diào)遞減;當(dāng)時,,單調(diào)遞增,所以.又,所以.
故答案為:.
34.設(shè)函數(shù),,若方程有解,則實數(shù)的最大值是________.
【答案】
【分析】
由題意得:,設(shè),,用導(dǎo)數(shù)法求出的最值即可求解
【詳解】
令,,
則,.
設(shè),,
則.
當(dāng)時,,當(dāng)時,,
即在為增函數(shù),在為減函數(shù),
又,,,
的值域為.
故實數(shù)的最大值為.
故答案為:
35.設(shè)是函數(shù)的一個極值點,則______.
【答案】
【分析】
求出導(dǎo)函數(shù),根據(jù)是函數(shù)的一個極值點得出,將化簡為即可得出結(jié)果.
【詳解】
因為函數(shù),所以,
因為是函數(shù)的一個極值點,
所以,,
所以
.
故答案為:.
36.已知函數(shù),則的最大值為________.
【答案】
【分析】
根據(jù)題意可得函數(shù)的周期為,因此只要求出函數(shù)在上的最大值即可,當(dāng)時,,求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,從而得出函數(shù)的最大值.
【詳解】
由,
則,
所以是函數(shù)的一個周期,
當(dāng)時,,

設(shè),且,,
則當(dāng)時,;當(dāng)時,;當(dāng)時,;
所以在,上遞增,在上遞減,
,,
因為,且,所以,
所以,
所以的最大值為.
故答案為:.
37.若函數(shù)在上單調(diào)遞增,則實數(shù)的取值范圍是____________________
【答案】
【分析】
先對函數(shù)進行求導(dǎo),由導(dǎo)數(shù)在上恒成立即可求出實數(shù)的取值范圍.
【詳解】

由題意知在上恒成立且不恒為0,
顯然時,恒成立,
所以只需在 上恒成立且不恒為0,
即在 上恒成立且不恒為0,
所以只需當(dāng)時,
又當(dāng)時,有,所以,即有最大值,
所以,即.
故答案為:.
38.已知函數(shù),當(dāng)時,函數(shù)在區(qū)間上有唯一零點,則實數(shù)的取值范圍是______________.
【答案】
【分析】
求出的導(dǎo)數(shù),設(shè),利用導(dǎo)數(shù)可得在區(qū)間上單調(diào)遞減,從而可判斷出的單調(diào)性,根據(jù)的變化情況和取值可求出.
【詳解】
由得,等價于函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象有唯一的公共點,當(dāng)時,,
設(shè),,則,
因為,,所以,所以在區(qū)間上單調(diào)遞減,
因為,,
所以存在唯一的,使得,
且當(dāng)時,,單調(diào)遞增;當(dāng)時,,單調(diào)遞減,
又,,函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象有唯一的公共點,
所以,所以的取值范圍是.
故答案為:.
39.若函數(shù)在區(qū)間是增函數(shù),則的取值范圍是_________.
【答案】
【分析】
先求導(dǎo),根據(jù)題意在上恒成立,整理即得在上恒成立,再求的值域即得結(jié)果.
【詳解】
由知,,
時,是增函數(shù),,
又,∴在上恒成立,
而,.
故答案為:.
40.已知函數(shù),對于任意都有恒成立,則實數(shù)的取值范圍為__________.
【答案】
【分析】
令,將已知不等式轉(zhuǎn)化為,則只需在上單調(diào)遞增,即恒成立即可;令,分別在、和三種情況下,根據(jù)一次函數(shù)單調(diào)性得到最小值,由此可求得的范圍.
【詳解】
由得:

令,則恒成立,
在上單調(diào)遞增,在上恒成立,
令,在上恒成立,
當(dāng)時,恒成立,滿足題意;
當(dāng)時,,解得:,;
當(dāng)時,,解得:,

綜上所述:.
故答案為:.
41.函數(shù)在R上單調(diào)增,則a的取值范圍為____________.
【答案】
【分析】
由題意可得對于恒成立,令,轉(zhuǎn)化為對于恒成立,討論二次函數(shù)的對稱軸和區(qū)間的關(guān)系由即可求解.
【詳解】
因為,
所以
由題意可得對于恒成立,
令,
即對于恒成立,
的對稱軸為,只需要
當(dāng)即時在單調(diào)遞減,
此時可得,此時不成立,
當(dāng)即時在單調(diào)遞增,
此時可得,此時不成立,
當(dāng)即時,
解得:此時符合題意,
所以a的取值范圍為.
故答案為:.
42.已知函數(shù)的定義域為R,導(dǎo)函數(shù)為,若,且,則滿足的x的取值范圍為__________.
【答案】
【分析】
令, 結(jié)合,得到函數(shù)為奇函數(shù),再根據(jù),得到函數(shù)在R上單調(diào)遞減,然后結(jié)合奇偶性,將不等式轉(zhuǎn)化為,利用單調(diào)性求解.
【詳解】
令, 又,
所以,即,
所以函數(shù)為奇函數(shù).
因為,
所以函數(shù)在R上單調(diào)遞減,
則,
即,即,
所以,
解得,
所以x的取值范圍為.
故答案為:
43.若函數(shù)在R上是增函數(shù).則實數(shù)a的最小值是__________.
【答案】
【分析】
先對函數(shù)求導(dǎo),根據(jù)函數(shù)單調(diào)性,得到恒成立,利用分離參數(shù)的方法,得到,利用導(dǎo)數(shù)的方法求出的最大值,即可得出結(jié)果.
【詳解】
因為,所以,
又函數(shù)在上是增函數(shù),
所以在上恒成立,
即在上恒成立,
令,則,
所以當(dāng)時,,單調(diào)遞增;
當(dāng)時,,單調(diào)遞減;
又為使取得最大值,必有;
所以當(dāng),即時,取得最大值.
故答案為:.
44.函數(shù)定義在上,,其導(dǎo)函數(shù)是,且恒成立,則不等式的解集為_____________.
【答案】
【分析】
構(gòu)造函數(shù),再利用函數(shù)的單調(diào)性解不等式即可.
【詳解】
解:
,
構(gòu)造函數(shù),
則,
當(dāng)時,,
在單調(diào)遞增,
不等式,

即,
故不等式的解集為.
故答案為:.
45.已知函數(shù),若、,使得,則實數(shù)的取值范圍為________.
【答案】
【分析】
根據(jù)余弦型函數(shù)的性質(zhì)求出當(dāng)時,函數(shù)的值域,分類討論利用指數(shù)型函數(shù)的性質(zhì),求出函數(shù)在時的值域,然后根據(jù)存在的定義進行求解即可.
【詳解】
因為,所以,因此在時,單調(diào)遞減,
所以有.
當(dāng)時,函數(shù)是單調(diào)遞增函數(shù),當(dāng)時,
,即,
因為、,使得,
所以有:,
令,
因為,所以,因此函數(shù) 單調(diào)遞增,
所以有,因此不等式組的解集為:,而,所以;
當(dāng)時,函數(shù)是單調(diào)遞減函數(shù),當(dāng)時,
,即,
因為、,使得,
所以有:,
令,
因為,所以,因此函數(shù) 單調(diào)遞減,
所以有,因此不等式組 的解集為空集,
綜上所述:.
故答案為:
46.若函數(shù)在上單調(diào)遞減,則實數(shù)的取值范圍為________.
【答案】
【分析】
由題意得,在上恒成立,
設(shè),,,則在恒成立,
得到然后利用最值分析法求解即可.
【詳解】
將函數(shù)在上單調(diào)遞減,
轉(zhuǎn)化在上恒成立,
即在上恒成立 ,
設(shè),,,則在恒成立,由二次函數(shù)的性質(zhì)得,解得
故答案為:
47.在處取得極值,則______.
【答案】
【分析】
對求導(dǎo),代入,使得,變形整理得到,利用三角函數(shù)的有界性,可得,再利用倍角公式可求.
【詳解】
解:由已知,
因為在處取得極值,
,
即,
因為,,
,即,

故答案為:.
48.若函數(shù)在上遞增,則的取值范圍___________.
【答案】.
【分析】
根據(jù)函數(shù),求導(dǎo),由函數(shù)在上遞增,則在上恒成立,令,轉(zhuǎn)化為在恒成立求解.
【詳解】
由函數(shù),
所以,
因為函數(shù)在上遞增,
所以在上恒成立,
令,
所以在恒成立,
令,
所以,
解得,
故答案為:
49.已知函數(shù)存在唯一零點,則實數(shù)a的取值范圍是____________.
【答案】
【分析】
計算,可知唯一零點,同時可知該函數(shù)為奇函數(shù),轉(zhuǎn)化為當(dāng)時,函數(shù)無零點,利用不等式,以及構(gòu)造函數(shù),最后有導(dǎo)數(shù)進行判讀即可.
【詳解】
由題可知:函數(shù)定義域為且
因為函數(shù)存在唯一零點
所以只有一個零點0
因為
所以函數(shù)為奇函數(shù),故只考慮當(dāng)時,函數(shù)無零點
當(dāng)時,有,
所以
令,則
因為
所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,又
所以
故答案為:
50.若不等式對任意恒成立,則實數(shù)a的取值范圍為__________.
【答案】
【分析】
由題意轉(zhuǎn)化條件得對任意恒成立,令,,求導(dǎo)后,求得的最小值即可得解.
【詳解】
由題意
,
不等式對任意恒成立,
對任意恒成立,
對任意恒成立,
令,,則,
所以當(dāng)時,,單調(diào)遞減;當(dāng)時,,單調(diào)遞增;
,,
即實數(shù)a的取值范圍為.
故答案為:.
三、解答題50-100題
51.已知函數(shù).
(1)設(shè)且,求函數(shù)的最小值;
(2)當(dāng),證明:.
【答案】
(1)
(2)證明見解析
【分析】
(1)通過求導(dǎo)來判斷函數(shù)的單調(diào)性進而求出最值;
(2)構(gòu)造新函數(shù),轉(zhuǎn)化為證明新函數(shù)的最小值大于等于0即可.
(1)
,又,
又,,
當(dāng)時,,,
當(dāng)時,,,
所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減
的最小值為;
(2)
不等式等價于,
令,
令,,
又,,,
所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,又,,,
所以函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,又,
,所以原不等式成立.
52.已知函數(shù).
(1)討論函數(shù)在區(qū)間上的單調(diào)性;
(2)求函數(shù)的最值.
【答案】
(1)在區(qū)間和上單調(diào)遞增,在和上單調(diào)遞減
(2)的最大值為1,最小值為
【分析】
(1)結(jié)合已知條件求出,然后求出,進而即可求解;(2)首先求出的周期,然后結(jié)合(1)中條件即可求解.
(1)
由題意,,
令,,解得或或,
當(dāng)時,;當(dāng)時,,
∴在區(qū)間和上單調(diào)遞增,在和上單調(diào)遞減;
(2)
由,易知是以為周期的周期函數(shù),
故可取這一周期討論最值,
因為在區(qū)間和上單調(diào)遞增,在和上單調(diào)遞減,
故在和取得極小值,在取得極大值,
因為,,,
所以的最大值為1,最小值為.
53.已知函數(shù).
(1)判斷函數(shù)在區(qū)間上的單調(diào)性,并說明理由;
(2)當(dāng)時,試判斷函數(shù)的零點個數(shù),并說明理由.
【答案】
(1)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;理由見解析
(2)2個,理由見解析
【分析】
(1)先判斷函數(shù)的奇偶性,再利用導(dǎo)數(shù)可知f (x)在上的單調(diào)遞增,進而可得在上的單調(diào)性;
(2)由(1)在內(nèi)有且只有一個零點,再利用導(dǎo)數(shù)研究f (x)在上的零點即可.
(1)
解:因為函數(shù)的定義域為R,,所以函數(shù)為偶函數(shù),
又且當(dāng)時,,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,又函數(shù)為偶函數(shù),所以在上單調(diào)遞減,
綜上,函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
(2)
解:由(1)得在上單調(diào)遞增,又,所以在內(nèi)有且只有一個零點,
當(dāng)時,令,又,且在上連續(xù),則存在,使得,
由得,當(dāng)時,恒成立,即在上單調(diào)遞減,
且當(dāng)時,,即,則在上單調(diào)遞增,
所以當(dāng)時,,所以在上無零點;
當(dāng)時,有,即,則在上單調(diào)遞減,又,,所以在有且只有一個零點,
綜上,函數(shù)在上有2個零點.
54.已知函數(shù),,.
(1)求函數(shù)的極值;
(2)當(dāng)時,證明:在上恒成立.
【答案】
(1)極小值為,無極大值;
(2)證明見解析.
【分析】
(1)根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的正負可確定的單調(diào)性,由極值點的定義可求得結(jié)果;
(2)由可將問題轉(zhuǎn)化為證明,利用導(dǎo)數(shù)可求得單調(diào)性,進而確定,由此可得結(jié)論.
(1)
,
令,即,又,,
則,,變化情況如下表,
極小值為,無極大值.
(2)
證明:,,,
令,
則,
令,,
在上單調(diào)遞增,,即,
,則在單調(diào)遞增,,
,即在上恒成立.
55.已知函數(shù).
(1)若在上有零點,求實數(shù)的取值范圍;
(2)若,記在上的最小值為,求的取值范圍.
【答案】
(1)
(2)
【分析】
(1)令,求出其導(dǎo)數(shù)后可判斷函數(shù)的單調(diào)性,從而可求其值域,故可求實數(shù)的取值范圍;
(2)求出,令,求出,利用題設(shè)條件可得,從而可得在存在唯一的零點且可得的符號情況,從而可得的單調(diào)性,故可得其最小值,再利用導(dǎo)數(shù)可求其取值范圍.
(1)
由得,令,
則,所以在上單調(diào)遞減,
,從而.
(2)
令,
因為,故,
所以在上單調(diào)遞增,又,,
所以存在唯一實數(shù),使得,
且當(dāng)時,,當(dāng)時,,
故在上單減,在上單增,從而的最小值,∵,
∴,故.
令,則,
所以在上單減,
由題意可得,所以,
令,則,
所以在上單減,故的取值范圍為.
56.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時,求的單調(diào)性及零點的個數(shù);
(2)當(dāng)時,求的零點的個數(shù).
【答案】(1)單調(diào)遞減;一個零點;(2)有且僅有一個零點.
【分析】
(1)利用二次求導(dǎo)討論函數(shù)的單調(diào)性,進而得出零點的個數(shù);
(2)利用三次求導(dǎo)討論函數(shù)的單調(diào)性,進而得出函數(shù)零點的個數(shù).
【詳解】
解:(1),,
當(dāng)時,,所以單調(diào)遞減.
又因為,,
所以,有,所以存在一個零點
(2)當(dāng)時,,,
所以單調(diào)遞增,
又,,
所以,有,
且有時,,單調(diào)遞減;
時,,單調(diào)遞增,
又因為,,
所以,有.
又當(dāng)時,,,所以.
所以當(dāng)時,,單調(diào)遞減;
時,,單調(diào)遞增,
又,,
所以存在,有,
當(dāng)時,,,所以有,
當(dāng),有.
所以,當(dāng)時,函數(shù)有且僅有一個零點
57.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時,求在區(qū)間上的最值;
(2)當(dāng)時,,求的取值范圍.
【答案】(1),;(2).
【分析】
(1)先求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),再判斷單調(diào)性,可求出最值.
(2)先得到,時,,再求出函數(shù)的最小值即得解.
【詳解】
解:(1)當(dāng)時,,
當(dāng),時,,,,
在,上單調(diào)遞增,
,.
(2)當(dāng),時,
,
,,,,
當(dāng)時,,
在,上單調(diào)遞增,,
,,
的取值范圍為,.
58.已知函數(shù)在原點處的切線方程為.
(1)求的值及的單調(diào)區(qū)間;
(2)記,,證明:在上至少有一個零點.
(參考數(shù)據(jù):).
【答案】(1),單調(diào)遞增區(qū)間:,;單調(diào)遞減區(qū)間:,;(2)證明見解析.
【分析】
(1)求出導(dǎo)函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)幾何意義可得的值,進而解導(dǎo)函數(shù)的不等式得到單調(diào)區(qū)間;
(2)構(gòu)造函數(shù),研究函數(shù)的單調(diào)性與極值,即可明確函數(shù)圖象與軸的位置關(guān)系.
【詳解】
(1),,
,.
,,
的單調(diào)遞增區(qū)間:,;
單調(diào)遞減區(qū)間:,.
(2)證明:,,
,記

在上遞增,在上遞減,,.
①當(dāng),時,,,
存在,使,則在上遞增,在上遞減,又,,,則此時在上僅有一個零點;
②當(dāng)時,,,
存在,使,
又,存在,使,
在,上遞減,在上遞增,
,,,
此時在存在一個零點.
又,
(若不用極小值點,也可取,使.由可得)
在也存在一個零點,則此時在上有兩個零點.
故綜上,在上至少有一個零點,得證.
59.已知函數(shù).
(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若函數(shù)在上有兩個極值點,求實數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)單調(diào)遞增區(qū)間是,單調(diào)遞減區(qū)間是;(2).
【分析】
(1)求導(dǎo)得,進而解三角不等式即可得答案;
(2)根據(jù)題意得在上有兩個不等實根,進而令,研究函數(shù)的函數(shù)值的分布,即可求得答案.
【詳解】
解:(1)因為,
所以.
因為,當(dāng),
即時,,
當(dāng),即時,,
所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
所以函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間是,單調(diào)遞減區(qū)間是
(2)由(1)知,
因為,
所以,
所以,
由題意在上有兩個不等實根,
即有兩個實根且在每個實根兩側(cè)的符號不同.
設(shè),則,
令,得,
當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞減.
所以,,,
所以當(dāng)時,在上有兩個實根.
即的取值范圍為.
60.已知函數(shù),
(1)證明:當(dāng)時,;
(2)試討論函數(shù)在上的零點個數(shù).
【答案】(1)證明見解析;(2)答案見解析.
【分析】
(1)對函數(shù)求導(dǎo),求其單調(diào)性和最值,進而可證明;
(2)分,,,討論,研究函數(shù)在上的零點個數(shù).
【詳解】
(1)證明:,,
令,,
,,
在上是增函數(shù),且,
在上是增函數(shù),且
;
(2),,
①,,,
是函數(shù)在上的唯一零點,
②,令,則,
因為,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,,當(dāng)或時取等號,
故是函數(shù)在上的唯一零點;
③,,
設(shè),則
在上遞增,而
所以,在上遞增,,是唯一零點;
④,,在上遞增,而,
使,
當(dāng)時,遞減,,遞增,

而,
在上有唯一零點,又也是一個零點,在上有2個零點;
綜上,當(dāng)時,在上有1個零點;
當(dāng)時,在上有2個零點.
61.已知函數(shù),.
(Ⅰ)求的導(dǎo)數(shù);
(Ⅱ)當(dāng)時,求證:在上恒成立;
(Ⅲ)若在上恒成立,求的最大值.
注:以下不等式可參考使用:對任意,,,恒有,當(dāng)且僅當(dāng)時“=”成立.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)證明見解析;(Ⅲ)2.
【分析】
(Ⅰ)直接利用導(dǎo)數(shù)公式求解;
(Ⅱ)構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)說明其單調(diào)性,將問題轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最小值;
(Ⅲ)先利用特值縮小的范圍,再構(gòu)造函數(shù),證明這個取值符合條件即可.
【詳解】
解:(Ⅰ)因為
所以
;
(Ⅱ)令()
則()
所以在時為增函數(shù),
所以,即.
(Ⅲ)因為在時恒成立,
所以可令,得,
可得,所以或2,
當(dāng)時,令(),

所以在時為增函數(shù),所以,
即當(dāng)時,成立,所以的最大值為2.
62.已知函數(shù),(其中).
(1)證明:當(dāng)時,;
(2)當(dāng)時,恒成立,求實數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)證明見解析;(2).
【分析】
(1)利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)在上的單調(diào)性,由此可證得所證不等式成立;
(2)由參變量分離法可得對任意的恒成立,利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)在上的最小值,由此可得出實數(shù)的取值范圍.
【詳解】
(1)當(dāng)時,,,
,恒成立,在上單調(diào)遞減,
所以,當(dāng)時,都有,
因此,當(dāng)時,;
(2)即,
由得,
令,,
令,,則,
得在單調(diào)遞減,,
從而當(dāng)時,,單調(diào)遞減,
當(dāng)時,,單調(diào)遞增,所以,,得.
即實數(shù)的取值范圍為.
63.已知函數(shù),.
(1)若,求的單調(diào)區(qū)間;
(2)若在上恒成立,求的取值范圍.
【答案】(1)單調(diào)遞增區(qū)間為和,單調(diào)遞減區(qū)間為;(2).
【分析】
(1)若,則,再根據(jù)導(dǎo)數(shù)的符號與函數(shù)單調(diào)性的關(guān)系求解即可;
(2)由題知,故令,,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)最值即可得答案.
【詳解】
解:(1)若,則,


令,則,∴
令,則,
的單調(diào)遞增區(qū)間為和,單調(diào)遞減區(qū)間為
(2)
令,,

令,
則.
∵,∴,∴,∴,
∴在上單調(diào)遞減,

∴,∴在上單調(diào)遞減,
∴,故
所以實數(shù)的取值范圍是.
64.已知函數(shù).
(Ⅰ)求的單調(diào)遞減區(qū)間;
(Ⅱ)若當(dāng)時,恒成立,求實數(shù)a的取值范圍.
【答案】(Ⅰ)單調(diào)遞減區(qū)間為;(Ⅱ).
【分析】
(Ⅰ)求函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),求的區(qū)間即為所求減區(qū)間;(Ⅱ)化簡不等式,變形為,即求,令,求的導(dǎo)函數(shù)判斷的單調(diào)性求出最小值,可求出的范圍.
【詳解】
(Ⅰ)由題可知.
令,得,從而,
∴的單調(diào)遞減區(qū)間為.
(Ⅱ)由可得,
即當(dāng)時,恒成立.
設(shè),則.
令,則當(dāng)時,.
∴當(dāng)時,單調(diào)遞增,,
則當(dāng)時,,單調(diào)遞減;
當(dāng)時,,單調(diào)遞增.
∴,
∴.
65.已知函數(shù).
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)當(dāng)時,,求實數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)答案見解析;(2).
【分析】
(1)先求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),然后分和討論導(dǎo)函數(shù)的正負,從而可得函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)令,當(dāng)時,,由再結(jié)合(1)可得當(dāng)時,,從而令,則,所以在單調(diào)遞增,進而可得結(jié)論
【詳解】
(1)由,得.
(i)當(dāng)時,對任意,都有,
此時的單調(diào)遞增區(qū)間為,無單調(diào)遞減區(qū)間;
(ii)當(dāng)時,令,解得,
且當(dāng)時,;當(dāng)時,.
此時的單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間.
(2)令,則.
①當(dāng)時,.
令,則.
所以當(dāng)時,,即.
由(1)得,當(dāng)時,在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增.
所以當(dāng)時,,即,
令,
則,所以在單調(diào)遞增,
所以當(dāng)時,.
所以,當(dāng)時,,即.
②當(dāng)時,因為,
所以存在,使得當(dāng),,
則在單調(diào)遞減.
所以,即,與條件矛盾.
綜合①,②,的取值范圍是.
66.已知是自然對數(shù)的底數(shù),函數(shù),.
(1)若曲線在點處的切線斜率為,求的最小值;
(2)若當(dāng)時,有解,求實數(shù)的取值范圍.
【答案】(1);(2).
【分析】
(1)由求出的值,可得出函數(shù)的解析式,再利用導(dǎo)數(shù)法可求得函數(shù)的最小值;
(2)由參變量分離法可知,不等式在時有解,令,利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)在上的最小值,即可得出實數(shù)的取值范圍.
【詳解】
(1)由得.
曲線在點處的切線斜率為,,
,.
當(dāng)時,,,,
當(dāng)時,,,則,
在上單調(diào)遞增,;
(2),設(shè),,
則當(dāng)時,有解.
,.
當(dāng)時,,解,可得或,解得,.
當(dāng)時,,此時函數(shù)單調(diào)遞減;
當(dāng)時,,此時函數(shù)單調(diào)遞增;
當(dāng)時,,此時函數(shù)單調(diào)遞減.
,,且,
,的取值范圍為.
67.已知.
(1)判斷函數(shù)是否存在極值,并說明理由;
(2)求證:當(dāng)時,在恒成立.
【答案】(1)答案見解析;(2)證明見解析.
【分析】
(1)由題意求得,根據(jù)余弦函數(shù)的性質(zhì)可知,得到,得出函數(shù)的單調(diào)性,即可求解;
(2)由題意轉(zhuǎn)化為成立,令,求導(dǎo)數(shù),令,利用導(dǎo)數(shù)結(jié)合(1)求得函數(shù)的額單調(diào)性和最值,即可求解.
【詳解】
(1)由題意,函數(shù),則,
可得,
根據(jù)余弦函數(shù)的性質(zhì)可知,可得,
所以函數(shù)為單調(diào)遞減函數(shù),所以函數(shù)沒有極值.
(2)由于,即,即,
要證原命題成立,只需證成立,
令,則,
令,
則,
由(1)可知,當(dāng)時,,即,
當(dāng)時,,
因此,當(dāng)時,,
所以,
所以當(dāng)時為增函數(shù),所以,即,
所以當(dāng)時為減函數(shù),
所以,原命題得證.
68.已知函數(shù).
(1)證明:當(dāng)時,函數(shù)在區(qū)間沒有零點;
(2)若時,,求的取值范圍.
【答案】(1)證明見解析;(2).
【分析】
(1)利用導(dǎo)數(shù)得到在上單調(diào)遞增,,即得解;
(2)由題得,再構(gòu)造函數(shù),,求函數(shù)的最小值即得解.
【詳解】
證明(1)
∵ ∴恒成立,在上單調(diào)遞增
又 ∴,都有
∴在區(qū)間上沒有零點
(2)即,由得
令,
令,
得在單調(diào)遞減,
從而,,單調(diào)遞減
,,單調(diào)遞增

得.
69.函數(shù).
(1)求的單調(diào)區(qū)間;
(2)當(dāng)時,不等式恒成立,求實數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)的單調(diào)遞增區(qū)間為:,的單調(diào)遞減區(qū)間為;(2).
【分析】
(1)求導(dǎo)函數(shù),計算和即可得單調(diào)區(qū)間;
(2)將代入不等式化簡得恒成立,通過求導(dǎo)數(shù)討論單調(diào)性并求得最值,從而求的實數(shù)的取值范圍.
【詳解】
(1)由題可得
令,
得,
∴,
∴的單調(diào)遞增區(qū)間為.
同理,令,得的單調(diào)遞減區(qū)間為
綜上所述:的單調(diào)遞增區(qū)間為:,
的單調(diào)遞減區(qū)間為.
(2)由,得,
即.
設(shè),則.
設(shè),則.
當(dāng)時,,,所以.
所以即在上單調(diào)遞增,
則.
若,則,
所以在上單調(diào)遞增.
所以恒成立,符合題意.
若,則,必存在正實數(shù),
滿足:當(dāng)時,,單調(diào)遞減,
此時,不符合題意.
綜上所述,的取值范圍是.
70.已知函數(shù),.
(1)求的單調(diào)性;
(2)若對于任意x∈[0,+∞),恒成立,求實數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1)答案見解析;(2).
【分析】
(1)求導(dǎo)函數(shù),由確定增區(qū)間,確定減區(qū)間.
(2)構(gòu)造函數(shù),求出導(dǎo)函數(shù),分類討論求出在上的最小值,由最小值大于或等于0求得的范圍.
【詳解】
(1)

在上單調(diào)遞增.
當(dāng)時,,在上單調(diào)遞減,
當(dāng)時,,在上單調(diào)遞增.
(2)令,則
,令
∴在上遞增,∴,
當(dāng)時,,∴,單調(diào)遞增,
∴,滿足題意.
當(dāng)時,,
∴當(dāng)時,,
單調(diào)遞減,又,此時,不合題意.
綜上可得.
71.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時,求零點的個數(shù);
(2)當(dāng)時,恒成立,求實數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1)零點的個數(shù)為0;(2).
【分析】
(1)先用導(dǎo)數(shù)判斷單調(diào)性,再用零點存在定理判斷零點個數(shù);
(2)規(guī)定新函數(shù),只需 ,分類討論求求出a的范圍 .
【詳解】
解:(1)
因為,所以,所以,所以函數(shù)在減函數(shù).
所以
所以零點的個數(shù)為0.
(2),,,
令,則,
因為,所以所以,所以函數(shù)在減函數(shù),
所以
當(dāng)時,,所以函數(shù)在減函數(shù),
所以,滿足題意
當(dāng)時,所以函數(shù)在增函數(shù),
所以,不滿足題意
當(dāng)時,因為,,且函數(shù)在減函數(shù),所以存在唯一的,使,所以函數(shù)在增函數(shù),在減函數(shù),當(dāng)時,,不滿足題意.
綜上所述:實數(shù)a的取值范圍為.
72.已知函數(shù).
(1)求證:;
(2)若,求的取值范圍.
【答案】(1)證明見解析;(2).
【分析】
(1)構(gòu)造函數(shù),利用、研究的單調(diào)性和最值,由此證得不等式成立.
(2)構(gòu)造函數(shù),由得到.結(jié)合導(dǎo)數(shù)證得,由此確定的取值范圍.
【詳解】
(1)設(shè),則.
由知在上遞增,∴.
從而是增函數(shù),∴,故原不等式成立.
(2)對恒成立.
設(shè),
一方面,由.
另一方面,當(dāng)時,.
利用(1)中的結(jié)論有:.
構(gòu)造函數(shù),則.∴遞減.
從而,∴,∴恒成立.
綜上得:.
73.已知函數(shù),.
(1)求在點處的切線方程;
(2)證明:對任意的實數(shù),在上恒成立.
【答案】(1);(2)證明見解析.
【分析】
(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出切線方程即可;
(2)利用導(dǎo)數(shù)得出在上恒成立,由不等關(guān)系得,從而將問題轉(zhuǎn)化為證明,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)得出其最小值,從而證明在上恒成立.
【詳解】
(1)由題意,設(shè)該切的切線方程為,由
故,由,解得,故該切線的切線方程為.
(2)證明:設(shè),則,則
故在上單調(diào)遞增,,故在上單調(diào)遞增
所以,所以在上恒成立

故只需證,即證
設(shè)

則在上單調(diào)遞增,
故對任意的,在上恒成立
74.已知:函數(shù).
(1)求;
(2)求證:當(dāng)時,;
(3)若對恒成立,求實數(shù)的最大值.
【答案】(1)0;(2)證明見解析;(3).
【分析】
(1)首先求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),再代入求的值;(2)首先設(shè)函數(shù),求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),利用導(dǎo)數(shù)正負判斷函數(shù)的單調(diào)性,求得函數(shù),(3)首先不等式等價于對恒成立,參變分離后轉(zhuǎn)化為對恒成立,
利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最小值,轉(zhuǎn)化為求實數(shù)的最大值.
【詳解】

(1);
(2)令,則,
當(dāng)時,設(shè),則
所以在單調(diào)遞減,
即,所以
所以在上單調(diào)遞減,所以,
所以.
(3)原題等價于對恒成立,
即對恒成立,
令,則.
易知,即在單調(diào)遞增,
所以,所以,
故在單調(diào)遞減,所以.
綜上所述,的最大值為 .
75.設(shè)函數(shù)(其中,m,n為常數(shù))
(1)當(dāng)時,對有恒成立,求實數(shù)n的取值范圍;
(2)若曲線在處的切線方程為,函數(shù)的零點為,求所有滿足的整數(shù)k的和.
【答案】(1);(2).
【分析】
(1)由恒成立可知單調(diào)遞增,由此得到,進而求得結(jié)果;
(2)由切線方程可確定和,從而構(gòu)造方程求得;將化為,由可確定單調(diào)性,利用零點存在定理可求得零點所在區(qū)間,進而得到所有可能的取值,從而求得結(jié)果.
【詳解】
(1)當(dāng)時,,,
當(dāng)時,,,對任意的都成立,
在單調(diào)遞增,,
要使得對有恒成立,則,解得:,
即的取值范圍為.
(2),,解得:,
又,,,,
顯然不是的零點,可化為,
令,則,在,上單調(diào)遞增.
又,,,,
在,上各有個零點,在,上各有個零點,
整數(shù)的取值為或,整數(shù)的所有取值的和為.
76.已知.
(1)當(dāng)時,求證:在上單調(diào)遞減;
(2)若對任意,恒成立,求實數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)證明見解析;(2).
【分析】
(1)求得導(dǎo)數(shù),結(jié)合指數(shù)函數(shù)與余弦函數(shù)的性質(zhì),求得,即可得到結(jié)論.
(2)當(dāng)時,可得命題成立,當(dāng)時,設(shè),求得,求得函數(shù)的單調(diào)性,得到,分類討論,即可求解.
【詳解】
(1)由題意,函數(shù),可得,
由時,則,
當(dāng)時,
,所以,
所以在單調(diào)遞減.
(2)當(dāng)時,,對于,命題成立,
當(dāng)時,由(1),
設(shè),則,
因為所以,在上單調(diào)遞增,
又, 所以,
所以在上單調(diào)遞增,且,
①當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞增,
因為,所以恒成立;
②當(dāng)時,,因為在上單調(diào)遞增,
又當(dāng)時,,
所以存在
對于,恒成立.
所以在上單調(diào)遞減,所以當(dāng)時,,不合題意.
綜上,當(dāng)時,對于,恒成立.
77.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時,求在上的單調(diào)性;
(2)若,,求的取值范圍.
【答案】(1)單調(diào)遞增;(2).
【分析】
(1)當(dāng)時,求導(dǎo)得,根據(jù)得,故在上單調(diào)遞增;
(2)等價于,令,分,,三種情況討論即可得答案.
【詳解】
(1)當(dāng)時,,.
因為,所以,,從而,
所以在上單調(diào)遞增.
(2)等價于.
令,則.
當(dāng)時,,在上單調(diào)遞增,
所以恒成立.
當(dāng)時,令,得.
當(dāng)時,,,;,.
所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
從而.
令,,則,
所以在上單調(diào)遞減,,即,滿足題意.
當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞減,
則,不合題意.
綜上,,即的取值范圍為.
78.已知函數(shù)f(x)=sinx,g(x)=ex?f′(x),其中e為自然對數(shù)的底數(shù).
(1)求曲線y=g(x)在點(π,g(π))處的切線方程;
(2)若對任意?∈[,?],不等式g(x)≤x?f(x)+m恒成立,求實數(shù)m的取值范圍;
(3)試探究當(dāng)?∈[0,]時,方程g(x)=x?f(x)的解的個數(shù),并說明理由.
【答案】(1),(2);(3)有一個,見解析
【分析】
(1)求出的導(dǎo)數(shù),求得切線的斜率和切點坐標(biāo),運用點斜式方程可得到切線方程;
(2)題目等價于任意[,不等式恒成立,設(shè),,求導(dǎo)數(shù),求單調(diào)區(qū)間和最大值,即可得的取值范圍;
(3)設(shè),,討論①當(dāng)時,②當(dāng)時,判斷單調(diào)性,結(jié)合 零點的存在性定理,即可得到方程解的個數(shù).
【詳解】
(1)由題意得g(x)=exf′(x)=excsx,
g(π)=eπcsπ=﹣eπ,
g′(x)=ex(csx﹣sinx),g′(π)=﹣eπ,
所以曲線y=g(x)在點(π,g(π))處的切線方程:y﹣(﹣eπ)=﹣eπ(x﹣π),即y=﹣eπx+(π﹣1)eπ,
(2)若對任意?∈[,?],不等式g(x)≤x?f(x)+m恒成立,
即對任意?∈[,?],不等式m≥g(x)﹣x?f(x)恒成立,
只需要m≥[g(x)﹣x?f(x)]max,x∈[,π]
設(shè)h(x)=g(x)﹣xf(x)=excsx﹣xsinx,x∈[,π]
h′(x)=ex(csx﹣sinx)﹣sinx﹣xcsx=(ex﹣x)csx﹣(ex+1)sinx,x∈[,π],
所以(ex﹣x)csx≤0,(ex+1)sinx≥0,
故h′(x)≤0,
故h(x)在[,π]上單調(diào)遞減,
故h(x)max=h(),
所以m.
(3)設(shè)H(x)=g(x)﹣xf(x)=excsx﹣xsinx,x∈[0,],
當(dāng)x∈(0,]時,
設(shè)φ(x)=ex﹣x,x∈(0,]時,
則φ′(x)=ex﹣1≥0,所以φ(x)在[0,]上單調(diào)遞增,
所以x∈(0,]時,φ(x)>φ(0)=1,
所以ex>x>0,
又x∈(0,]時,csx≥sinx>0,
所以excsx>xsinx,
即g(x)>xf(x),即H(x)>0,
故函數(shù)H(x)在(0,]上沒有零點.
當(dāng)x∈(,]時,
H′(x)=ex(csx﹣sinx)﹣(sinx+xcsx)<0,
故H(x)在(,]上至多有一個零點,
又H()(e)>0,H()0,
且函數(shù)H(x)在(,]上是連續(xù)不斷的,
故函數(shù)H(x)在(,]上有且只有一個零點.
當(dāng)?∈[0,]時,方程g(x)=x?f(x)的解有一個.
79.已知點,,為坐標(biāo)原點,設(shè)函數(shù).
(1)當(dāng)時,判斷函數(shù)在上的單調(diào)性;
(2)若時,不等式恒成立,求實數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)函數(shù)在上單調(diào)遞減;(2).
【分析】
(1)由題意結(jié)合平面向量的數(shù)量積運算可得,求導(dǎo)后可得,即可得解;
(2)當(dāng)時,易得恒成立;當(dāng)時,求導(dǎo)得,設(shè),求導(dǎo)可得,按照、分類,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性、即可得解.
【詳解】
(1)由已知,
當(dāng)時,,,
當(dāng)時,,
又,則,
所以函數(shù)在上單調(diào)遞減;
(2)①當(dāng)時,,對于,恒成立;
②當(dāng)時,,
設(shè),則,
因為,,
所以,在上單調(diào)遞增,
又,所以,
所以在上單調(diào)遞增,且,
(ⅰ)當(dāng)時,,在上單調(diào)遞增,
因為,所以恒成立,符合題意;
(ⅱ)當(dāng)時,,
因為在上單調(diào)遞增,
又當(dāng)時,,
則存在,對于,恒成立,
故在上單調(diào)遞減,
所以,當(dāng)時,,不合題意.
綜上,所求的取值范圍為.
80.已知.
(1)若函數(shù),求的單調(diào)區(qū)間;
(2)若過點能作函數(shù)的兩條切線,求實數(shù)的取值范圍;
(3)設(shè),且,求證:
【答案】(1)答案見解析;(2);(3)證明見解析.
【分析】
(1)求出,再對分三種情況討論得解;
(2)設(shè)切點坐標(biāo)為,求出,等價于直線和函數(shù)的圖像有兩個交點,利用導(dǎo)數(shù)分析即得解;
(3)先求出在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增,在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減,不妨設(shè),則,等價于,證明,再證明即得證.
【詳解】
解:,
所以.
當(dāng)時,令,解得或
所以在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增﹐在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減﹐在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增.
當(dāng)時,令,解得或,
所以在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增﹐在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減,在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增.
當(dāng)時﹐,所以在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增.
綜上,時﹐在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增,在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減﹐在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增.
當(dāng)時,在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增,沒有單調(diào)遞減區(qū)間.
當(dāng)時,在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增﹐在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減,在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增.
解:設(shè)切點坐標(biāo)為,
因為,
所以
所以切線方程為
且過點,
所以
因為過點能作兩條切線,
所以直線和函數(shù)的圖像有兩個交點.
因為,令,
解得
所以在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增﹐在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減.
所以.
所以得.
證明:,

所以在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增,在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減.
不妨設(shè),則,
欲證,則,
因為,,在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減,
所以只需證明,即,
即,

設(shè)
則,
因為
所以恒成立,
所以在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增,
所以
所以
所以原不等式成立.
故.
欲證

因為在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減.
所以只需證明,即

因為,
所以只需證明,即證,顯然成立,
所以原不等式成立,

81.設(shè).
(1)當(dāng)時,求證:;
(2)證明:對一切正整數(shù)n,都有.
【答案】(1)證明見解析;(2)證明見解析.
【分析】
(1)利用導(dǎo)數(shù)確定函數(shù)在上單調(diào)遞增,從而有當(dāng)時,恒成立;
(2) 放縮法構(gòu)造數(shù)列不等式,再利用裂項相消法證明不等式.
【詳解】
(1)由題知,,,故單調(diào)遞增.
當(dāng)時,,
所以在單調(diào)遞增,有恒成立.
(2)由(1)知當(dāng)時,,取
有,

即待證不等式成立.
82.已知函數(shù),.
(1)求證:當(dāng)時,;
(2)求函數(shù)的最小值.
【答案】(1)證明見解析;(2).
【分析】
(1)求出,然后多次求導(dǎo),通過研究導(dǎo)函數(shù)的符號得到原函數(shù)的單調(diào)性,進而得出其函數(shù)值符號,最終得出函數(shù)的單調(diào)性,從而得出的最小值,從而得證.
(2)由題意可得,結(jié)合(1)的結(jié)論,討論出函數(shù)的單調(diào)性,從而求出其最小值,得出答案.
【詳解】
(1)證明:由,得
,,
所以在上單增,,
所以在上單增,,
所以在上單增,,
即當(dāng)時,.
(2)解:由

由(1)知當(dāng).時,(當(dāng)且僅當(dāng)時取“”),
則當(dāng)時,令,得;
令,得,在上單增;
令,得,在上單減,
所以.
83.已知函數(shù),,為自然對數(shù)的底數(shù).
(1)證明:;
(2)若恒成立,求實數(shù)的范圍.
【答案】(1)證明見解析;(2).
【分析】
(1)對原函數(shù)求導(dǎo)后可知函數(shù)在上單調(diào)遞增,得到即可;
(2)將題意轉(zhuǎn)化為恒成立,構(gòu)造,由,,可知對分為和討論即可.
【詳解】
(1),于是,.
又因為,當(dāng)時,且.
故當(dāng)時,,即.
所以,函數(shù)為上的增函數(shù),于是,.
因此,對,;
(2)恒成立,
恒成立.
令,,,.
①當(dāng)時,,
由(1)可知,
在上為增函數(shù),
恒成立.
時滿足題意
②當(dāng)時,由(1)可知
在上單調(diào)遞增,
而∴存在,使得.
∴時,單調(diào)遞減,
,不合題意,舍去.
綜上,.
84.設(shè)函數(shù).
(1)當(dāng)時,判斷的單調(diào)性;
(2)若當(dāng)時,不等式恒成立,求a的取值范圍.
【答案】(1)單調(diào)遞增;(2).
【分析】
(1)求導(dǎo),得出導(dǎo)函數(shù)的符號,從而可得函數(shù)單調(diào)性.
(2)由已知將問題轉(zhuǎn)化為不等式恒成立,令,求導(dǎo),分析導(dǎo)函數(shù)的符號,得出單調(diào)遞增,求得的最大值,由恒等式的思想可得出的取值范圍.
【詳解】
解:(1),令,
當(dāng)時,,所以當(dāng)時,單調(diào)遞增;
所以,即,所以單調(diào)遞增.
(2)因為當(dāng)時,不等式恒成立,
所以當(dāng)時,不等式恒成立,
令,所以,
因為當(dāng)時,,所以,所以單調(diào)遞增,
所以,所以.
85.已知e是自然對數(shù)的底數(shù),函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)記為,曲線在點處的切線l與y軸交于點.
(1)當(dāng)時,求實數(shù)b的取值范圍;
(2)若對任意的,都有成立,求實數(shù)m的最大值.
【答案】(1),;(2)3.
【分析】
(1)利用幾何意義求出切線方程,再求出,的關(guān)系,構(gòu)造函數(shù)求值域即可求實數(shù)的取值范圍;
(2)作差構(gòu)造函數(shù),因為在上單調(diào)遞增,故只需,解不等式即可求的范圍,進而求出的最大值.
【詳解】
解:(1),所以,
所以(a),又(a),
所以切線的方程為,
因為切線與軸交于點,
所以,
令,
(a),
當(dāng)時,,即(a),
當(dāng)時,,即(a),
故(a)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
(a),當(dāng)時,(a),
所以(a)的值域為,,
即的取值范圍為,.
(2),
令,,

當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞增,
又,所以,于是在上單調(diào)遞增,
因為在上恒成立,所以只需滿足,解得.
故的是大值為3.
86.已知函數(shù),是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù).
(1)證明:在上沒有零點;
(2)證明:當(dāng),.
【答案】(1)證明見解析;(2)證明見解析.
【分析】
(1)通過構(gòu)造函數(shù)和二次求導(dǎo)可證得時,總有;
(2)分和兩種情況證明. 當(dāng)時,易證;當(dāng)時,仿(1)可證得,即單調(diào)遞增,進而可證得.
【詳解】
證明:(1)因為,所以
,
令,則
在上顯然,所以在上單調(diào)遞增,
即時,總有,
故在上沒有零點;
(2)當(dāng)時,,
當(dāng)時,由(1)可知,
在上單調(diào)遞增,
,即時,總有,
所以在上單調(diào)遞增,
.
綜上所述,,.
87.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時,試判斷函數(shù)在上的單調(diào)性;
(2)存在,,,求證:.
【答案】(1)函數(shù)在上單調(diào)遞增;(2)證明見解析.
【分析】
(1)求出,當(dāng)時,的最小值大于零,則在上單調(diào)遞增;
(2)令,,將轉(zhuǎn)化為,再構(gòu)造函數(shù)利用導(dǎo)數(shù)證明最小值小于0.
【詳解】
(1)(方法一)當(dāng)時,,,
當(dāng)時,,
所以,當(dāng)時,函數(shù)在上單調(diào)遞增.
(方法二)當(dāng)時,,,
由,
結(jié)合函數(shù)與圖象可知:當(dāng)時,,,
所以兩函數(shù)圖象沒有交點,且.
所以當(dāng)時,.
所以,當(dāng)時,函數(shù)在上單調(diào)遞增.
(2)證明:不妨設(shè),由得,
,
.
設(shè),則,故在上為增函數(shù),
,從而,
,
,
要證只要證,
下面證明:,即證,
令,則,即證明,只要證明:,
設(shè),,則在單調(diào)遞減,
當(dāng)時,,從而得證,即,
,即.
88.已知函數(shù),為的導(dǎo)函數(shù).
(1)證明:當(dāng)時,函數(shù)在區(qū)間內(nèi)存在唯一的極值點,且;
(2)若在上單調(diào)遞減,求實數(shù)的取值范圍.
(參考數(shù)據(jù):)
【答案】(1)證明見解析;(2).
【分析】
(1)首先確定函數(shù),求導(dǎo),根據(jù)零點存在定理確定導(dǎo)函數(shù)的零點,進而判斷函數(shù)在的單調(diào)性及極值,結(jié)合導(dǎo)函數(shù)零點的取值范圍,最后證明即可;
(2)根據(jù)題意可得,在上恒成立,參變分離得,構(gòu)造函數(shù),,判斷函數(shù)在上單調(diào)性,進而求出最值,最后實數(shù)的取值范圍.
【詳解】
(1)當(dāng)時,,
,
,,
則,所以導(dǎo)函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞減,
又,

根據(jù)零點存在定理可知,存在唯一零點,
使得,
所以當(dāng)時,,在區(qū)間上單調(diào)遞增,
當(dāng)時,,在區(qū)間上單調(diào)遞減,
所以是函數(shù)在區(qū)間內(nèi)存在唯一的極值點,
又,所以.
(2) 若在上單調(diào)遞減,則在上恒成立,
參變分離得,
令,,

當(dāng)時,恒成立,所以在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時,單調(diào)遞增,
,,
根據(jù)零點存在定理可知,存在唯一使得,
在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
,
,
根據(jù)零點存在定理可知,存在使得,,
所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
又,,
又因為,所以
所以,
綜上:.
89.已知函數(shù).
(1)求的最小值;
(2)若不等式對任意的恒成立,求實數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)1;(2).
【分析】
(1)先對函數(shù)求導(dǎo)得,并令,再求導(dǎo)得,注意到,所以得單調(diào)區(qū)間,根據(jù)單調(diào)性即可解決.
(2)方法1,先驗證是不等式成立,再對時,利用分離參數(shù)法和洛必達法則求解即可;方法2,直接移項,構(gòu)造函數(shù),求二階導(dǎo),再分類討論求解即可.
【詳解】
解:(1),,,
∴在上為增函數(shù),又,
∴,,單調(diào)遞減;
,,單調(diào)遞增,

(2)方法1:(分離參數(shù)法)
當(dāng)時,成立,
當(dāng),,
設(shè)()
設(shè),(),
∴單調(diào)遞增,
又,∴,,
∴單調(diào)遞增,∴.
,∴.
方法2:設(shè),
則,
,
∵,∴,∴單調(diào)遞增,
①當(dāng)時,,即,
單調(diào)遞增,恒成立,
②當(dāng)時,,,
,使,
,單調(diào)遞減,
,不合題意.
由①②知實數(shù)的取值范圍是.
90.已知函數(shù),.
(1)當(dāng)時,求曲線在點處的切線方程;
(2)若,,求證:.
【答案】(1);(2)證明見解析.
【分析】
(1)求得的導(dǎo)數(shù),可得切線的斜率和切點,由直線的點斜式方程可得切線的方程;
(2)求得的導(dǎo)數(shù),判斷不成立,設(shè),,求得導(dǎo)數(shù),判斷的單調(diào)性,得到,的不等式,再運用分析法,結(jié)合構(gòu)造函數(shù)法,求得導(dǎo)數(shù),判斷單調(diào)性,即可得證.
【詳解】
(1)當(dāng)時,,導(dǎo)數(shù)為,
可得切線的斜率為,且,
所以切線的方程為,
即為;
(2)證明:由題意可得,
若,則,所以在遞增,
因此不存在,使得,所以;
設(shè),,則,
令,,
所以在遞減,又,所以在恒成立,
從而在遞減,從而.①
又由,可得,
所以.②
由①②可得.
又因為,所以,
因此要證,
只需證明,
即證,③
設(shè),,則,
所以在上為增函數(shù),
又因為,所以,即③式成立.
所以獲證.
91.已知函數(shù),.
(1)求函數(shù)的極值;
(2)若存在,,且當(dāng)時,,當(dāng)時,求證:.
【答案】(1)有極小值,無極大值;(2)證明見解析.
【分析】
(1)首先整理得到,求導(dǎo)得,由此可知導(dǎo)函數(shù)的正負跟的取值有關(guān),所以對進行分類討論判斷函數(shù)的單調(diào)性,進而得到函數(shù)的極值.
(2)首先證明當(dāng),在上為增函數(shù),
分析得到當(dāng)時,當(dāng)且僅當(dāng),
由得到關(guān)系式化簡得到

又根據(jù)
將上式化簡得,
所以將問題轉(zhuǎn)化成即成立,
接著利用換元法證明上述不等式成立即可.
【詳解】
(1)由,,
當(dāng),,在上為增函數(shù),無極值,
當(dāng),,;,,
在上為減函數(shù),在上為增函數(shù),
,有極小值,無極大值,
綜上知:當(dāng),無極值,
當(dāng),有極小值,無極大值.
(2),,
,,,
所以,當(dāng),在上為增函數(shù),
所以當(dāng)時,恒有,即成立;
當(dāng),在上為增函數(shù),
當(dāng),在上為增函數(shù),
這時,在上為增函數(shù),
所以不可能存在,,
滿足當(dāng)時,,
所以有.
設(shè),得:
,
①,

②,
由①②式可得:,
即,
又,,
③,
要證④,所以由③式知,
只需證明:,即證,
設(shè),只需證,
即證:,令,
由,在上為增函數(shù),
,成立,
所以由③知,成立.
92.已知函數(shù),.
(1)當(dāng)時,設(shè),求證:;
(2)若恰有兩個零點,求的最小整數(shù)值.
【答案】
(1)證明見解析;
(2)2.
【分析】
(1)當(dāng)時,可得解析式,求導(dǎo)可得解析式,根據(jù)x的范圍,分析可得的單調(diào)性,即可得的最大值,分析即可得證.
(2)當(dāng)時,,設(shè),利用導(dǎo)數(shù)求得的最值,分析不符合題意;當(dāng)時,設(shè),利用導(dǎo)數(shù)求得,結(jié)合解析式,可得,不符合題意;當(dāng)時,利用導(dǎo)數(shù)求得的單調(diào)性和最值,根據(jù)零點存在性定理,即可求得零點范圍,綜合即可得答案.
(1)
當(dāng)時,,
則,
因為, 所以,
所以,所以函數(shù)在上為增函數(shù),
所以;
(2)
當(dāng)時,,設(shè),
因為,所以,
所以,所以函數(shù)無零點,
當(dāng)時,設(shè), 因為,
所以, 即,

所以函數(shù)無零點
當(dāng)時,,
設(shè),,
所以函數(shù)在上為減函數(shù),
又,,
所以在上存在零點,使,
當(dāng)時,,當(dāng)時,,
函數(shù)在上為增函數(shù),在上為減函數(shù),
因為,,
,
所以函數(shù)在,各一個零點,
綜上所述:當(dāng)時,恰有兩個零點,當(dāng)時,,
所以時,是恰有兩個零點的最小整數(shù)值 .
93.已知,,.
(1)若,證明:;
(2)對任意都有,求整數(shù)的最大值.
【答案】(1)證明見解析;(2)2.
【分析】
(1)利用二次求導(dǎo)求得存在唯一零點,使得,在上恒成立上可以證明在定義域上的單調(diào)性,可知,便可證明結(jié)論.
(2)先判斷整數(shù)可知,接著證明
在區(qū)間上恒成立即可可出結(jié)論.
【詳解】
解:
(1)證明:設(shè),,則.
因為,且
則在,單調(diào)遞減,,
所以存在唯一零點,使得
則在時單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減
又,
所以在上恒成立上,所以在單調(diào)遞增
則,即,
所以.
(2)因為對任意的,
即恒成立
令,則
由(1)知,所以
由于為整數(shù),則
因此
下面證明,在區(qū)間上恒成立即可.
由(1)知,則

設(shè),,則,
所以在上單調(diào)遞減,所以,所以在上恒成立.
綜上所述, 的最大值為2.
94.已知:
(1)若在上單調(diào)遞增,求實數(shù)m的取值范圍;
(2)若,試分析,的根的個數(shù).
【答案】
(1)
(2)無實根
【分析】
(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),即在上恒成立,令,,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求出m的范圍即可;
(2)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求出的最小值,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性結(jié)合m的范圍判斷即可.
(1)
解:
由于在上遞增得:在上恒成立,
即在上恒成立
令,,
則,
故在上遞減,于是,
故;
(2)
解:,,故在上遞增,
又,,
故唯一,使得在上遞減,在上遞增.
故且
故,
令,

故在上遞減
當(dāng)時,由遞減知,
故,
即,
從而有在上恒成立.
故時,無實根.
95.已知.
(1)當(dāng)時,求證:函數(shù)在上單調(diào)遞增;
(2)若只有一個零點,求的取值范圍.
【答案】
(1)證明見解析
(2)
【分析】
(1)當(dāng)時,分別求、、,結(jié)合,可判斷恒成立,即可求證;
(2)先證明為奇函數(shù),,只需證明在上無零點,由(1)知,若可知符合題意,再討論,利用單調(diào)性以及零點存在性定理即可求解.
(1)
當(dāng)時,,,
,,
所以在上單調(diào)遞增,且,
所以當(dāng)時,;當(dāng)時,,
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,且,
所以,所以在上單調(diào)遞增;
(2)
因為,
所以為奇函數(shù),,
要證明只有一個零點,只需證明在上無零點,
由(1)知:當(dāng)時,,故,
令,則時,無零點,符合題意,
當(dāng)時,,
故在上單調(diào)遞減,則,無零點,符合題意,
當(dāng)時,,,,
所以在上單調(diào)遞增,且,,
故存在唯一,使得,
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
當(dāng)時,,可得在上單調(diào)遞減,
所以,
取,時,令,
可得,即,且時,,
由零點存在性定理,在上至少存在一個零點,不符合題意,
綜上所述:的取值范圍為
96.已知函數(shù),.
(1)討論在內(nèi)的零點個數(shù).
(2)若存在,使得成立,證明:.
【答案】(1)一個;(2)證明見解析.
【分析】
(1)分、兩種情況討論,在時,分析得出,可得出在上無零點,在時,利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合零點存在定理可得出結(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,,,此時函數(shù)無零點;
當(dāng)時,,
令,其中,則,
所以,函數(shù)在單調(diào)遞減,所以,,
所以,對任意的,,則,
所以,函數(shù)在上為減函數(shù),
因為,,
所以,函數(shù)在上只有一個零點.
綜上所述,函數(shù)在上只有一個零點;
(2)由得,
令,,,
令,則,
當(dāng)時,,所以,函數(shù)在上單調(diào)遞增,
當(dāng)時,,此時,則函數(shù)在上單調(diào)遞增,
當(dāng)時,,則函數(shù)在上單調(diào)遞減,
因為,,
所以,存在,使得,
變形可得,
當(dāng)時,,當(dāng)時,.
所以,函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
,其中,
對于函數(shù),,,
所以在遞減,則,
故,所以成立.
97.已知函數(shù).
(1)設(shè)是的導(dǎo)函數(shù),求在上的最小值;
(2)令(),若對于任意的恒成立,求實數(shù)的取值范圍.
【答案】
(1)1
(2)
【分析】
(1)利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,進而可求出最值;
(2)首先借助函數(shù)的圖象與性質(zhì)證得若對于任意的恒成立,則,接下來只需要驗證若,且時,即可.
(1)
由題意,得到,
令(),則,
因為當(dāng)時,,,所以,
所以即在上單調(diào)遞增,
所以在上的最小值為;
(2)
因為對于任意的恒成立,且,
又,所以.
①,則,
令,則,顯然在上恒成立,
所以在上單調(diào)遞增,即在上單調(diào)遞增.
當(dāng),即時,,又,易證,
所以,所以,使,
所以在上,所以在上單調(diào)遞減,
所以對,,不合題意;
當(dāng),即時,,所以,
所以在上單調(diào)遞增,
所以,,符合題意,所以.
②若,只需證明當(dāng)時,即可.
由題意知(),又因為,
所以,
令(),則.
因為,所以,所以,
因此,在上為增函數(shù),
所以當(dāng)時,,可得,
所以在上單調(diào)遞增,
所以,即當(dāng)時,在上恒成立.
故此時也符合題意.
綜上所述,實數(shù)的取值范圍是.
98.已知函數(shù)(其中為實數(shù))的圖象在點處的切線方程為.
(1)求實數(shù)的值;
(2)求函數(shù)的最小值;
(3)若對任意的,不等式恒成立,求實數(shù)的取值范圍?
【答案】(1);(2)最小值為;(3).
【分析】
(1)求導(dǎo)得到,根據(jù)題意得到,解得答案。
(2)計算得到,求導(dǎo)得到,令,則,討論和的情況,得到在上單調(diào)遞減和在上單調(diào)遞增,得到函數(shù)的最小值。
(3)當(dāng)時,不等式恒成立,當(dāng)時,等價于,令,,考慮和,結(jié)合(2)結(jié)論根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性得到最值,同理時類似,計算得到答案。
【詳解】
解:因為,所以,
由題意得解得.
由(1)知
所以,令,則
當(dāng)時,由,得,
所以在上單調(diào)遞減,無最小值.
當(dāng)時,由,得,所以在上單調(diào)遞增,
故,所以在上單調(diào)遞增,所以.
綜上,的最小值為.
對分情況討論如下:
當(dāng)時,對任意的,不等式恒成立.
當(dāng)時,不等式等價于,即
令,則.
當(dāng)時,由(2)知,
所以單調(diào)遞增,從而,滿足題意.
當(dāng)時.由知在上單調(diào)遞增,
易證,故,
從而.
又,所以存在唯一實數(shù),使得,
且當(dāng)時,單調(diào)遞減,所以當(dāng)時,不滿足題意.
當(dāng)時,不等式等價于,
同上,令,則.
當(dāng)時,由(2)可知,所以單調(diào)遞增,故,滿足題意
綜上,可得入的取值范圍是.
99.已知函數(shù),,其中.
(1)證明:當(dāng)時,;當(dāng)時,;
(2)用表示m,n中的最大值,記.是否存在實數(shù)a,對任意的,恒成立.若存在,求出a;若不存在,請說明理由.
【答案】(1)證明見解析;(2)存在,的取值范圍是.
【分析】
(1)對求導(dǎo),得到,對x分討論即可得答案;
(2)由題意,將恒成立轉(zhuǎn)化為當(dāng)時,恒成立即可,對求導(dǎo)得,分、、三種情況討論,結(jié)合單調(diào)性可得答案.
【詳解】
(1)證明:,.
當(dāng)時,,則;當(dāng)時,,則,
當(dāng)時,,
所以當(dāng)時,,在上是增函數(shù),
又,
所以當(dāng)時,;
當(dāng)時,.
(2)函數(shù)的定義域為,
由(1)知,當(dāng)時,,
又,
所以當(dāng)時,恒成立,
由于當(dāng)時,恒成立,
所以等價于:當(dāng)時,.
.
①若,當(dāng)時,,
故,遞增,此時,不合題意;
②若,當(dāng)時,由知,存在,當(dāng),
,遞增,此時,不合題意;
③若,當(dāng)時,由知,對任意,,遞減,
此時,符合題意.
綜上可知:存在實數(shù)滿足題意,的取值范圍是.
100.已知函數(shù),.
(1)證明:當(dāng)時,;
(2)若,求的值.
【答案】(1)證明見解析;(2).
【分析】
(1)由題意分類討論當(dāng)、、三種情況即可證得題中的結(jié)論;
(2)構(gòu)造函數(shù),分析可知,可得出,求出實數(shù)的值,然后驗證當(dāng)時,對任意的即可.
【詳解】
(1)因為,則,.
①當(dāng)時,,;
②當(dāng)時,,,,
則,
所以,函數(shù)在上單調(diào)遞減,故;
③當(dāng)時,構(gòu)造函數(shù),,
則,對任意的恒成立,
所以,函數(shù)、在上均為增函數(shù),
對任意的,,即,
,即,
所以,當(dāng)時,,當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立.
綜上所述,對任意的,;
(2)因為,所以,即.
不妨設(shè),原條件即.
可得.
因為且,所以時,取得最小值,
由于函數(shù)為可導(dǎo)函數(shù),則為函數(shù)的極小值點,故.
所以,解得,
下面來檢驗當(dāng)時,是函數(shù)的最小值點,
①當(dāng)時,;
②當(dāng)時,,,
函數(shù)在上單調(diào)遞增,且,
當(dāng)時,,此時函數(shù)單調(diào)遞減,
當(dāng)時,,此時函數(shù)單調(diào)遞增,
此時,,合乎題意.
綜上所述,.極小值

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