2020届高考数学(文)二轮总复习专题训练:1.6.2导数与不等式问题 Word版含答案

14.设函数f(x)=ax-3x+1(x∈R),若对于任意x∈[-1,1],都有f(x)≥0成立,则实数a的值为 .

解析:若x=0,则不论a取何值,f(x)≥0显然成立;

313

当x>0时,即x∈(0,1]时,f(x)=ax-3x+1≥0可化为a≥2-3.

3

xx313?1-2x?

令g(x)=2-3,则g′(x)=, 4

xxx?1??1??1?所以g(x)在区间?0,?上单调递增,在区间?,1?上单调递减.因此g(x)max=g??=4,从

?2??2??2?

而a≥4.

31

当x<0时,即x∈[-1,0)时,同理a≤2-3. xxg(x)在区间[-1,0)上单调递增,

所以g(x)min=g(-1)=4,从而a≤4,综上可知a=4. 答案:4

15.设函数f(x)是定义在(-∞,0)上的可导函数,其导函数为f′(x),且有3f(x)+

xf′(x)>0,则不等式(x+2 015)3f(x+2 015)+27f(-3)>0的解集是 .

解析:令g(x)=xf(x)(x<0),则g′(x)=x[3f(x)+xf′(x)]>0,所以g(x)在(-∞,0)上单调递增.不等式(x+2 015)f(x+2 015)+27f(-3)>0等价于g(x+2 015)-g(-3)>0,所以x+2 015>-3,解得x>-2 018.又x+2 015<0,解得x<-2 015,所以不等式(x+2 015)f(x+2 015)+27f(-3)>0的解集是{x|-2 018

12

,g(x)=x-2ax+4,若对于任意x1∈[0,1],存在x2∈[1,2],x+1

3

3

3

2

使f(x1)≥g(x2),则实数a的取值范围是 . 解析:由于f′(x)=1+

1

2>0,因此函数f(x)在[0,1]上单调递增,所以x∈[0,1]时,?x+1?

22

f(x)min=f(0)=-1.根据题意可知存在x∈[1,2],使得g(x)=x-2ax+4≤-1,即x-2axx5x5

+5≤0,即a≥+能成立.令h(x)=+,则要使a≥h(x)在x∈[1,2]能成立,只需使

22x22xx59

a≥h(x)min,又函数h(x)=+在x∈[1,2]上单调递减,所以h(x)min=h(2)=,故只需

22x4a≥.

9

4

?9?答案:?,+∞? ?4?

三、解答题

1.(2019·汕头二模)已知函数f(x)=aln x-x+1(其中a∈R). (1)讨论函数f(x)的极值;

12

(2)对任意x>0,f(x)≤(a-1)成立,求实数a的取值范围.

2解析:(1)f(x)的定义域为(0,+∞). 又f′(x)=-1.

①当a≤0时,在(0,+∞)上,f′(x)<0,f(x)为单调减函数,f(x)无极值; ②当a>0时,由f′(x)=0,得x=a,

在(0,a)上,f′(x)>0,f(x)为增函数,在(a,+∞)上,f′(x)<0,f(x)为减函数, ∴当x=a时,f(x)有极大值为f(a)=aln a-a+1,无极小值.

综上,当a≤0时,f(x)无极值;当a>0时,f(x)有极大值f(a)=aln a-a+1,无极小值; (2)由(1)知,①当a≤0,f(x)是减函数,又令b=e<1,ln b<0,

211a13af(b)-(a2-1)=a2-e+1-(a2-1)=-e>0,不等式不成立;

2

2

2

2

2

2

②当a>0时,f(x)有极大值也是最大值,∴f(x)max=f(a)=aln a-a+1, 12

要使对任意x>0,f(x)≤(a-1)成立,

2

12312

即aln a-a+1≤(a-1),则aln a+-a-a≤0成立.

222312

令u(a)=aln a+-a-a(a>0),

22∴u′(a)=ln a+1-1-a=ln a-a, 令k(a)=u′(a)=ln a-a, 11-a则k′(a)=-1==0,得a=1.

axaaa在(0,1)上,k′(a)>0,k(a)=u′(a)是增函数, 在(1,+∞)上,k′(a)<0,k(a)=u′(a)是减函数, ∴当a=1时,k(a)=u′(a)取极大值也是最大值, ∴u′(a)max=u′(1)=-1<0.

在(0,+∞)上,u′(a)<0,u(a)是减函数,又u(1)=0, 要使u(a)≤0恒成立,则a≥1. ∴实数a的取值范围为[1,+∞).

2.(2019·蓉城名校联盟联考)已知函数f(x)=ax-2(a+1)x+2ln x,a∈R.

2

(1)讨论函数f(x)的单调性;

(2)是否存在最大整数k,当a≤k时,对任意的x≥2,都有f(x)

xf′(x)=2ax-2(a+1)+=x2

2?ax-1??x-1?

x所以当a∈(-∞,0]时,f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减;

?1??1?当a∈(0,1)时,f(x)在(0,1)和?,+∞?上单调递增,在?1,?上单调递减;

?a?

?

a?

当a=1时,f(x)在(0,+∞)上单调递增;

?1??1?当a∈(1,+∞)时,f(x)在?0,?和(1,+∞)上单调递增,在?,1?上单调递减.

?

a?

?a?

(2)ax-2(a+1)x+2ln x

当x=2时,得4a-(a+2)×2+3ln 2

下面证明:当a≤4时,不等式①对于x≥2恒成立, 设g(x)=ax-(a+2)x+3ln x-e(x-1)(x≥2), 3x则g′(x)=2ax-(a+2)+-xe.

22

2

2x2xxx3x令h(x)=2ax-(a+2)+-xe,

x3xx22

则h′(x)=2a-2-(x+1)e<2a-(x+1)e≤2a-3e≤8-3e<0,

x所以h(x)在[2,+∞)上单调递减,

3123x22

所以h(x)=2ax-(a+2)+-xe≤h(2)=3a--2e≤-2e<0,

x22即当x∈[2,+∞)时,g′(x)<0, 所以g(x)在[2,+∞)上单调递减,

所以g(x)=ax-(a+2)x+3ln x-e(x-1)≤g(2)=2a-4+3ln 2-e<8-4+3-e=7-e<0,

所以a≤4时,不等式①恒成立,所以k的最大值为4.

2

2

x22

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