所以f(x)?|1?a|=f(x)?1?a?②当a?1时,
131x?ax?1?x3?x?1. ……………10分 3311f(x)?|1?a|=f(x)?a?1?x3?ax?2a?1?x3?a(2?x)?1
33因为x?(0,2), 所以a(2?x)?(2?x). 所以f(x)?|1?a|?设g(x)?1311x?a(2?x)?1?x3?(2?x)?1?x3?x?1.. 11分 33313x?x?1. 32因为g'(x)?x?1?(x?1)(x?1), 所以当g'(x)?0时,x??1或x?1,
当g'(x)?0时,?1?x?1. …………….12分 所以g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,2)上单调递增. ……………13分 所以gmin(x)?g(1)?1?0. 3所以当x?(0,2)时,f(x)??|1?a|. …………….14分
4.(2020东城二模)已知f(x)?e?sinx?ax(a?R).
x0)上单调递减; (Ⅰ)当a??2时,求证:f(x)在(??,(Ⅱ)若对任意x?0,f(x)?1恒成立,求实数a的取值范围; (Ⅲ)若f(x)有最小值,请直接给出实数a的取值范围. 答案
(Ⅰ)解:f'(x)?e?cosx?a,
对于a??2,
当x?0时,e?1,cosx?1, 所以f'(x)?e?cosx?2?0. 所
以
xxxf(x)在
???,0?上单调递
减. ………………………………4分 (Ⅱ)解:当x?0时,f(x)?1?1,对于a?R,命题成立,
当x?0时,设g(x)?e?cosx?a, 则g'(x)?e?sinx. 因为e?1,xxxsinx?1,
x所以g'(x)?e?sinx?1?1=0,g(x)在?0,???上单调递增. 又g(0)?2?a, 所以g(x)?2?a.
所以f'(x)在?0,???上单调递增,且f'(x)?2?a. ① 当a??2时,f'(x)?0, 所以f(x)在?0,???上单调递增. 因为f(0)?1, 所以f(x)?1恒成立.
② 当a??2时,f'(0)?2?a?0, 因为f'(x)在[0,??)上单调递增,
又当x?ln(2?a)时,f'(x)??a?2?cosx?a?2?cosx?0, 所以存在x0?(0,??),对于x?(0,x0),f'(x)?0恒成立. 所以f(x)在?0,x0?上单调递减,
所以当x?(0,x0)时,f(x)?f(0)?1,不合题意.
综上,当a??2时,对于x?0,f(x)?1恒成立. ………………………………13分
(Ⅲ)解:a?0.………………………………15分
5.(2020海淀二模)已知函数f(x)?ex(sinx?cosx).
(Ⅰ)求f(x)的单调递增区间;
?(Ⅱ)求证:曲线y?f(x)在区间(0,)上有且只有一条斜率为2的切线.
2答案
xx解:(Ⅰ)f?(x)?e(sinx?cosx)+e(cosx?sinx)
?2excosx.
???x?2k??(k?Z). 22??所以f(x)的单调递增区间为(2k??,2k??)(k?Z).
22?(Ⅱ)证明:要证曲线y?f(x)在区间(0,)上有且只有一条斜率为2的切线,
2?即证方程f'(x)?2在区间(0,)上有且只有一个解.
2令f?(x)?0,得2k??令f?(x)?2excosx?2,得excosx?1.
x设g(x)?ecosx?1,
xxx则g?(x)?ecosx?esinx??2esin(x?).
?4??当x?(0,)时,令g?(x)?0,得x?.
24当x变化时,g'(x),g(x)的变化情况如下表:
x ?(0,) 4? ? 4??(,) 42g'(x) g(x) 0 极大值 ? ] Z ???所以g(x)在(0,)上单调增,在(,)上单调减.
442?因为g(0)?0,所以当x?(0,]时,g(x)?0;
4???又g()??1?0,所以当x?(,)时,g(x)有且只有一个零点.
242?x所以当x?(0,)时,g(x)?ecosx?1有且只有一个零点.
2?即方程f?(x)?2,x?(0,)有且只有一个解.
2?所以曲线y?f(x)在区间(0,)上有且只有一条斜率为2的切线.
2
6.(2020西城二模)设函数 f(x)?axlnx ,其中a?R. 曲线y?f(x)在点( 1, f ( 1) )处的切线经过点( 3, 2) . (Ⅰ)求 a 的值; (Ⅱ)求函数 f(x)的极值; (Ⅲ)证明: f(x)?答案
解:(Ⅰ)由f(x)?axlnx,得f?(x)?alnx?a, ……………… 2分 则f(1)?0,f?(1)?a.
所以曲线y?f(x)在点(1,f(1))处的切线为y?a(x?1). ……………… 4分 将点(3,2)代入切线方程,得a?1. ……………… 5分 (Ⅱ)由题意,得f(x)?xlnx,f?(x)?lnx?1. 令f?(x)?0,得x?x2? xee1. ……………… 7分 e
随着x变化,f?(x)与f(x)的变化情况如下表所示:
x1(0,)e1e1(,+?)e
f?(x)?0 极小值 ?f(x)↘ ↗ 11 所以函数f(x)在(0,)上单调递减,在(,+?)上单调递增. ……………… 9分
ee11 所以函数f(x)存在极小值,且极小值为f()??;函数f(x)不存在极大值.
ee……………… 10分
(Ⅲ)“f(x)?x2x2xlnx???0”. ……………… 11分 ?”等价于“
exeexe11由(Ⅱ),得f(x)?xlnx≥-(当且仅当x?时等号成立). ①
eex21x所以xlnx?x?≥?x.
eeee