題目列表(包括答案和解析)
已知函數(shù)
其中
為自然對(duì)數(shù)的底數(shù),
.(Ⅰ)設(shè)
,求函數(shù)
的最值;(Ⅱ)若對(duì)于任意的
,都有
成立,求
的取值范圍.
【解析】第一問中,當(dāng)
時(shí),
,
.結(jié)合表格和導(dǎo)數(shù)的知識(shí)判定單調(diào)性和極值,進(jìn)而得到最值。
第二問中,∵
,
,
∴原不等式等價(jià)于:
,
即
, 亦即![]()
分離參數(shù)的思想求解參數(shù)的范圍
解:(Ⅰ)當(dāng)
時(shí),
,
.
當(dāng)
在
上變化時(shí),
,
的變化情況如下表:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
1/e |
∴
時(shí),
,
.
(Ⅱ)∵
,
,
∴原不等式等價(jià)于:
,
即
, 亦即
.
∴對(duì)于任意的
,原不等式恒成立,等價(jià)于
對(duì)
恒成立,
∵對(duì)于任意的
時(shí),
(當(dāng)且僅當(dāng)
時(shí)取等號(hào)).
∴只需
,即
,解之得
或
.
因此,
的取值范圍是![]()
已知數(shù)列
是各項(xiàng)均不為0的等差數(shù)列,公差為d,
為其前n項(xiàng)和,且滿足
,
.?dāng)?shù)列
滿足
,
,
為數(shù)列
的前n項(xiàng)和.
(1)求數(shù)列
的通項(xiàng)公式
和數(shù)列
的前n項(xiàng)和
;
(2)若對(duì)任意的
,不等式
恒成立,求實(shí)數(shù)
的取值范圍;
(3)是否存在正整數(shù)![]()
,使得
成等比數(shù)列?若存在,求出所有
的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【解析】第一問利用在
中,令n=1,n=2,
得
即
解得
,,
[
又
時(shí),
滿足
,![]()
,
![]()
第二問,①當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),要使不等式
恒成立,即需不等式
恒成立.
,等號(hào)在n=2時(shí)取得.
此時(shí)
需滿足
.
②當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),要使不等式
恒成立,即需不等式
恒成立.
是隨n的增大而增大, n=1時(shí)
取得最小值-6.
此時(shí)
需滿足
.
第三問
,
若
成等比數(shù)列,則
,
即. ![]()
由
,可得
,即
,
. ![]()
(1)(法一)在
中,令n=1,n=2,
得
即
解得
,,
[
又
時(shí),
滿足
,![]()
,
.
(2)①當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),要使不等式
恒成立,即需不等式
恒成立.
,等號(hào)在n=2時(shí)取得.
此時(shí)
需滿足
.
②當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),要使不等式
恒成立,即需不等式
恒成立.
是隨n的增大而增大, n=1時(shí)
取得最小值-6.
此時(shí)
需滿足
.
綜合①、②可得
的取值范圍是
.
(3)
,
若
成等比數(shù)列,則
,
即. ![]()
由
,可得
,即
,
. ![]()
又
,且m>1,所以m=2,此時(shí)n=12.
因此,當(dāng)且僅當(dāng)m=2,
n=12時(shí),數(shù)列
中的
成等比數(shù)列
(本小題滿分12分)已知函數(shù)![]()
(I)若函數(shù)
在區(qū)間
上存在極值,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(II)當(dāng)
時(shí),不等式
恒成立,求實(shí)數(shù)k的取值范圍.
(Ⅲ)求證:解:(1)
,其定義域?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012052512313679685506/SYS201205251234077812428021_ST.files/image007.png">,則
令
,
則
,
當(dāng)
時(shí),
;當(dāng)
時(shí),![]()
在(0,1)上單調(diào)遞增,在
上單調(diào)遞減,
即當(dāng)
時(shí),函數(shù)
取得極大值. (3分)
函數(shù)
在區(qū)間
上存在極值,
,解得
(4分)
(2)不等式
,即![]()
令![]()
(6分)
令
,則
,
,即
在
上單調(diào)遞增, (7分)
,從而
,故
在
上單調(diào)遞增, (7分)
(8分)
(3)由(2)知,當(dāng)
時(shí),
恒成立,即
,
令
,則
, (9分)
![]()
(10分)
以上各式相加得,
![]()
即
,
即
(12分)
。
已知函數(shù)f(x)=ex-ax,其中a>0.
(1)若對(duì)一切x∈R,f(x)
1恒成立,求a的取值集合;
(2)在函數(shù)f(x)的圖像上去定點(diǎn)A(x1, f(x1)),B(x2, f(x2))(x1<x2),記直線AB的斜率為k,證明:存在x0∈(x1,x2),使
恒成立.
【解析】解:
令
.
當(dāng)
時(shí)
單調(diào)遞減;當(dāng)
時(shí)
單調(diào)遞增,故當(dāng)
時(shí),
取最小值![]()
于是對(duì)一切
恒成立,當(dāng)且僅當(dāng)
. ①
令
則![]()
當(dāng)
時(shí),
單調(diào)遞增;當(dāng)
時(shí),
單調(diào)遞減.
故當(dāng)
時(shí),
取最大值
.因此,當(dāng)且僅當(dāng)
時(shí),①式成立.
綜上所述,
的取值集合為
.
(Ⅱ)由題意知,
令
則
![]()
![]()
令
,則
.當(dāng)
時(shí),
單調(diào)遞減;當(dāng)
時(shí),
單調(diào)遞增.故當(dāng)
,
即![]()
從而
,
又![]()
![]()
所以![]()
因?yàn)楹瘮?shù)
在區(qū)間
上的圖像是連續(xù)不斷的一條曲線,所以存在
使
即
成立.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查利用導(dǎo)函數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性、最值、不等式恒成立問題等,考查運(yùn)算能力,考查分類討論思想、函數(shù)與方程思想等數(shù)學(xué)方法.第一問利用導(dǎo)函數(shù)法求出
取最小值
對(duì)一切x∈R,f(x)
1恒成立轉(zhuǎn)化為
從而得出求a的取值集合;第二問在假設(shè)存在的情況下進(jìn)行推理,然后把問題歸結(jié)為一個(gè)方程是否存在解的問題,通過構(gòu)造函數(shù),研究這個(gè)函數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行分析判斷.
已知函數(shù)
.
(Ⅰ)求函數(shù)
的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)設(shè)
,若對(duì)任意
,
,不等式
恒成立,求實(shí)數(shù)
的取值范圍.
【解析】第一問利用
的定義域是
由x>0及
得1<x<3;由x>0及
得0<x<1或x>3,
故函數(shù)
的單調(diào)遞增區(qū)間是(1,3);單調(diào)遞減區(qū)間是![]()
第二問中,若對(duì)任意
不等式
恒成立,問題等價(jià)于
只需研究最值即可。
解: (I)
的定義域是
......1分
............. 2分
由x>0及
得1<x<3;由x>0及
得0<x<1或x>3,
故函數(shù)
的單調(diào)遞增區(qū)間是(1,3);單調(diào)遞減區(qū)間是
........4分
(II)若對(duì)任意
不等式
恒成立,
問題等價(jià)于
,
.........5分
由(I)可知,在
上,x=1是函數(shù)極小值點(diǎn),這個(gè)極小值是唯一的極值點(diǎn),
故也是最小值點(diǎn),所以
; ............6分
![]()
當(dāng)b<1時(shí),
;
當(dāng)
時(shí),
;
當(dāng)b>2時(shí),
;
............8分
問題等價(jià)于![]()
........11分
解得b<1 或
或
即
,所以實(shí)數(shù)b的取值范圍是
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