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文档简介
专题05函数与导数
内容概览
01命题探源•考向解密(分析近3年高考考向与命题特征)
02根基夯实•知识整合(核心知识必备、常用结论与技巧等)
03高频考点•妙法指津(4大命题点+6道高考预测题,高考必考•(26-31)分)
考点一函数的基本性质
命趣点1利用函数的奇偶性及周期性的应用
命题点2函数4大性质的综合应用
高考预测题*3道
考点二导数综合问题
命题点1用端点效应(必要性探索)的解题技巧
命趣点2拉格朗日中值定理的解题技巧
高考预测题*3道
04好题速递•分层闯关(精选15道最新名校模拟试题+10道高考闯关题)
考点考向命题特征
函数的基本性质主要包括1.基础题:送分稳,定位明确
单调性、奇偶性、周期性、选择、填空题前半部分常单独考查单一性质,如奇偶性判断、
函数的基本性对称性,是天津高考数学的单调区间求解,题干简洁,方法直接,侧重对概念的理解。
质高频基础考点,常与函数图2.中档题:综合强,交叉命题
(3年3考)像、导数、不等式等内容综多将2-3种性质结合,如“奇偶性+单调性+不等式”“周
合考查。期性+对称性+函数求值”,需灵活转化条件,侧重逻辑推
理能力。
3.难题:深融合,拔高区分
解答题中常与导数、零点问题、不等式证明结合,以单调性为
工具求解最值或参数范围,对性质的灵活应用要求高,是拉开
分差的关键。
导致综合问题单调性与极值/最值,切线1.分层设题,梯度明显
(3年3考)问题,与数列/三角函数综解答题通常分2-3问,第1问多为求切线方程、单调区间或极
合,不等式证明,零点问题值,属于基础送分题;第2-3问难度陡增,融合不等式证明、
零点分析、参数讨论,区分度极强。
2.侧重含参讨论,强调逻辑严谨性
题干多含未知参数(如a,b),需根据参数取值范围分类讨论
函数单调性,避免遗漏特殊情况(如导数为0的点是否在定义
域内),对逻辑推理能力要求高。
3.注重构造思想,突出方法迁移
压轴问常需构造辅助函数转化问题,如将不等式证明转化为函
数最值问题,将零点问题转化为两个函数图像交点问题,考查
知识的灵活应用。
4.结合实际背景,考查建模能力
近3年1次以实际生活中的成本、利润为背景命题,要求先建
立函数模型,再用导数求解最值,体现数学的应用价值。
扣钠裳合
【函数的基本性质常用结论】
1.奇偶性的运算
/(/)g(N)y(x)+g(x)/(x)-g(x)/(外/力/[《)]
偶函数偶函数偶函数偶函数偶函数偶函数
偶函数奇函数不能确定不能确定奇函数偶函数
奇函数偶函数不能确定不能确定奇函数偶函数
奇函数奇函数奇函数奇函数偶函教奇函教
2.与指数函数相关的奇函数和偶函数
/(工)=优+。一、,(。>0,且awl)为偶函数,
f(x)=ax-a-x,(。>0,且〃为奇函数
.、6,'-1、QX4-1
/r⑶二/石和r/⑴二口(。>(),且为其定义域上的奇函数
22
=1一一--和/(幻=1+—=,(«>(),且。工1)为其定义域上的奇函数
a+1a-1
f(x)=a同为偶函数
3.与对数函数相关的奇函数和偶函数
/(x)=log^(\/\+b2x2±bx)»fa>0且awl)为奇函数,
h+ex
f(x)=loga—=—,(a>0且awl)为奇函数
b^.cx
①若/(x+a)=/(x),则f(x)的周期为:。二时
②若/(x+a)=/(x+〃),则/(I)的周期为:T=\a-l\
③若/(x+a)=-/G),则/(x)的周期为:T=\2a\(周期扩倍问题)
④若f(x+o)=土一、,则f(x)的周期为:T=\2a\(周期扩倍问题)
/W
⑤""卜匚垢,周期为3|叽/(“+〃)"一号"p周期为3同
/、1+f(x)一/、1-f(x)../、1+f(x+a\
⑥f(x+〃)=丁7],周期为4时/"+。)=7/,周期为2同;仆+2加;卜),周期为5同;
/(-v)=/(A-+a)+/(x-«),周期为6时
⑦复合函数:g(x)的周期为丁,则/|>(切的周期也为丁
⑧若〃x)+g(力的周期为T,则/(X)、g(x)的周期均为7
轴对称
①若/(x+a)=f(-x),则/(x)的对称轴为x=~
②若/(x+a)=/(—x+〃),则/(%)的对称轴为工=审
点对称
①若/(x+〃)=—/(—x),则/(人)的对称中心为0、
②若/(x+〃)+/(—x+6)=c,则/(x)的对称中心为(审,£
1.周期性对称性综合问题
①若/(Q+X)=/(Q-X),f(b+x)=f(b-x),其中则/(x)的周期为:T=2\a-l^
f[a+x)=-f(a-x),f(b+x)=-f(b-x),其中。工b,则/(x)的周期为:
r=2|i
③若/(4+x)=/(4-x),f(b+x)=-f(b-x),其中则/(x)的周期为:
T=^a-b\
2.奇偶性对称性综合问题
①已知/(x)为偶函数,f(x+a)为奇函数,则/(x)的周期为:7=4|4
②已知/(X)为奇函数,/(『I4)为偶函数,则/(%)的周期为:7=4|4
【导数综合问题常用结论】
端点效应的类型
1.如果函数/(幻在区间勿上,/(x)20恒成立,则/(〃)之。或/(/?)>0.
2.如果函数f(X)在区问[出例上>0恒成立,且/(a)=0(或f(b)=0),则f'(a)>0(或/(份W0).
3.如果函数/(x)在区间[a.b]上,/*)N0恒成立,且f(a)=0J⑷=0(或f(b)=0tf1(b)<0)则
f\a)>0(或r®《0).
1.拉格朗日(Lagrange)中值定理
若函数/CO满足如下条件:
(l)/(x)在闭区间[。,加上连续;
(2)/U)在开区间(小b)内可导.
则在(a,b)内至少存在一点3使得/'管)=
b-a
2.拉格朗日中值定理的几何意义
如图所示,在满足定理条件的曲线),=/("上至少存在一点P(蜃/G)),该曲线在该点处的切线平行
于曲线两端的连线.
图3.1
3.需要注意的地方(逆命题不成立)
拉格朗日中值定理没有逆定理,即对曲线的任一切线,并不一定存在割线,使割线斜率等于
切线斜率,如/'(%)=/在%=0处的切线斜率为0,但/•(%)不存在割线使割线斜率等于0
4.拉格朗日公式还有下面几种等价形式
f(a+h)-f(a)=f,(a+0h)h(O<0<\).
注:拉格朗日公式无论对于。<匕还是都成立,而C则是介于a与人之间的某一常数.显然,当OvOvl
时、a<a+O(b-a)<b.
[7天领考点掰
考点一函数的基本性质
《解题指南》
解题步骤与技巧:1.解题优先判断奇偶性,简化函数解析式后,再结合单调性/周期性求解值域、不等式2.抽
象函数可构造具体函数辅助分析(如奇函数设f(x)=x,偶函数设f(x)=x2)。3.含参问题先分析参数对性质
的影响,分类讨论做到“不重不漏”。
易错提醒:定义域优先原则忽略用导数求单调区间时,未考虑函数定义域(如对数函数、分式函数),导
致区间范围错误所有性质分析前,第一步先写定义域,后续步骤均在定义域内进行
奇偶性判断漏定义域验直接计算,忽略定义域不关于原点对称的情况(如误判为偶函数)牢记“定义域
关于原点对称是奇偶性的必要条件”,先验证再判断
抽象函数赋值不当解抽象函数问题时,赋值无逻辑(如不会赋值求)抽象函数赋值优先,结合已知条件
变形,含参函数单调性讨论漏根讨论的根时,忽略根是否在定义域内(如,导数零点,未讨论的情况)
先求导数零点,再按“零点是否在定义域内”“零点大小关系”分类,画数轴辅助分析
周期性与对称性混涪把对称轴、对称中心和周期的关系记混(如误将当作周期条件)牢记:等式两边符
号相同为周期,相反为对称,整理成标准形式再判断
更合函数单调性“同增异减”用错内外层函数定义域分析错误(如,误将内层的增区间当作整体增区间)
先求复合函数定义域,再拆分内外层,分别判断单调性,最后结合“同增异减”;
工命题点01利用函数的奇偶性及周期性的应用
【典例01](2025•天津河北•模拟预测)已知函数)、=/(»是定义在R上的奇函数,则下列函数中为奇函
数的是()
A.y=/(H)B.y=./'('一)
C.y=xD.y=/(x)+x
【答案】D
【分析】利用函数奇偶性的定义判断可得结论.
【详解】因为/(x)的定义域为R,又因为/(l-xl)=/(bl),叶以y=/(l'l)是偶函数,不符合题意;
令F("=/(f),则/==所以尸(X)是偶函数,不符合题意;
令M(x)=x・/(x),则M(r)=-x./(-x)=r/(x)=M(x),所以M(x)是偶函数,不符合题意;
令N(x)=/(x)+x,则N(-x)=/(r)7=/(x)7=-[/(x)+x]=-N(x),所以N(x)是奇函数,符合
题意.
故选:D.
【典例02](2025.天津武清•模拉预测)已知函数/⑴=3叫g(x)=sinx,某函数的部分图缭如图所示,
B.y"(同一g(x)
Dy=^-
c.y=/(x)g(x)
【答案】C
【分析】结合函数的奇偶性及特值法可判断.
【详解】对于A,令A(x)=/(x)+g(x)=3田+sinx,由h(-x)=3^-sinx,则〃(T)*h(x),h(-x)工-h(x),
所以y=f(x)+g(x)是非奇非偶函数,由图象不符,故A错误;
对干B,令°(x)=/(x)—g(x)=3H-sinx,由°(一力=3W+sin.r,则。(一x)工O(x),(p(-x)-(p(x),
所以y=〃x)-g(x)是非奇非偶函数,由图象不符,故B错误;
<g(x)sinx,sin2
对FD,3,=-y=当x=2时,y=----G(0,1),与图象不符,排除D,故C正确.
9
故选:C.
&命题点02函数4大性质的综合应用
,a=/(*ogW,b=-/^Iogg),
【典例01](2025•天津武清・模拟预测)已知定义在R上的函数/(x)=x•e33
c=/(ln3),则a,b,c的大小关系为()
A.c>b>aB.b>c>aC.a>b>cD.c>a>b
【答案】D
【分析】根据函数的解析式,求得函数为奇函数,化简。=/(1。殳2),再结合函数的单调性,即可求解.
【详解】/(x)=x•阴,定义域为R,关于原点对称,
JLf(-x)=-r-e1-11=-x-e|r|=-f(.r),所以函数/("=天-阴为奇函数,
所以。=-/1吗;=/(-1吗;)=/0吗2),
X乙)\乙)
又f(x)=xe\x>。.
任取大,为w(0,+oo),且0<玉<X2,W'J0<ev,<eA2,则/(与)</(毛),
故f(力在(。,+功上单调递增,
又由对数函数的单调性可得kg2<log,V5<l<ln3,
所以/(log32)v/(log3>/5)</(ln3),即
故选:D
【典例02】(2025•天津和平•三模)定义域为R的函数“力满足〃x+4)=2/(x),当工4。/)时,
/(x)=M,若8,-4)时,/(力之?『!一_1,则实数”的取值范围是()
6)”24)"
A.(F-2]U(°,2]B.[-2,2]
C.[-2,0)U(0,2]D.[-2,0)U[2,-KX))
【答案】A
【分析】结合题意求出函数/(x)在区间卜8,-4)上的最小值,根据题意得出了3n同之2r1—,,解该不等
式即可得解.
【详解】当工£卜&-4)时,/(%”中—、恒成立,则/⑸一,
因为定义域为R的函数/")满足/(X+4)=2/(X),
—XI2*4-X,AG[0,2)
当了e[0,4)时,/(1)=,,n|x.3),
七)”[2,4)
当上e[-8,—6)时,x+8e[0,2),
则f(x)=:/(x+4)=;/(x+8)=;x1(x+8)--(x+8)=g(x+8f—;(x+8)
="+8)2_2(工+8)+1[十如+7)2一1,
因为-1WX+7<1,此时-7)二-:;
o
当.re[-6,T)时,X+8G[2,4),
,I、「门、HT1I门w+q
则,3=5/(1+4)=7/(工+8)=丁।七J,
I(ii
因为—l<x+5vl,则OW|x+5区1,则¥心)-1,所以〃x)2/(—5)=—:,
所以,函数/(x)在卜8T)上的最小值为/3好=〃-5)=-;,
所以,—--<f(x).L<0,即解得〃[£-2或0<,〃W2.
4m',m,n44m4m
因此,实数”的取值范围是(-8,-2]。(0,2].
故选:A.
3占高考预测题
1.已知函数/(力是奇函数,函数8(4)是偶函数,/(x)+g(x)=ln(e'+l),则函数/(力的解析式为;
若函数〃(月=16小)-2”4«)+3图象上存在不同的两个点关于原点对称,则实数机的取值范围为.
【答案】/(司=5⑵也)
【分析】根据题意,利用函数的奇偶性可得-/W+g(6=ln(e-'+l),结合已知等式即可求得/(力的解析
式;“(X)的图象上存在不同的两个点关于原点对称转化为〃(T)=-”(x)有非零解,换元令/=2,+2-"
求出f的范围,代入整理得〃?=:+£,结合I的范围以及函数的中.调性即可求〃,的取值范围.
【详解】由题意知函数〃力是奇函数,函数g")是偶函数,/(1)+月(刈=加(。心1),
故f(一"+g(r)=In(e。+1),即得一/(x)+g(x)=ln(ev4-l),
x
则2〃x)=ln(eX+I)-ln(eT+l),即得/(X)=lin-^±l=llne=-,
2e+122
即函数f(x)的解析式为/(Y)=(
则函数〃(x)=16鼻-2〃?•4鼻+3=4“-〃?•2加+3,
由题意函数"(x)=16"、)-2帆・4仆)+3图象上存在不同的两个点关于原点对称,
即存在点(K"(X))关于原点的时称点(-乂-〃(幻)也在H*)图象上,
即H(-x)=-HM存在非零解,即得4T-7H-2-x7+3=-(4J〃z2m+3)存在非零解,
整理得(4'+4-x)-2m(2x+2-*)+6=0,
设,=2'+2一%则2'+2f之22*=2,当且仅当工=0时等号成立,
由于X。。,可得1>2,
由『=(2,+2T尸=4、+4一+2得4'+47=/一2,
代入(4、4一)-2m(T+2r)+6=0得产一2lnt+4=0,即而=;+:,
f2>729
由于f>2,y=;+*在(2,口)上单调递增,可得;+£>:+:=2,即得,〃>2,
'2/''2z22
故答案为:(2,+8).
2.已知函数丁=优(,>0且〃工1)的反函数/(力图象经过(27,3),则/(”=;若/(〃苏7)在[3,4]上
单调递增,则,〃的取值范围是.
【答案】〃x)=k)g/
【分析】由函数反函数的定义求解,将点代入即可;通过更合函数同增异减且定义域大于零求解即可二
【详解】函数),=优(。>0且〃=1)的反函数/("=1%/经过点(27,3),得到1%27=3,解得a=3,故反
函数〃X)=10g3%;
令g(x)=,则f(g(x))=1唱(g3)在[3,4]上单调递增,
需满足&(%)在[3,4]上单调递增,且鼠”)>0,
由〃*2-x>0,因为xe[3,4],所以侬>1,
所以〃所以〃?>!,
x3
g(,r)的对称轴为,一,所以,一43,即与如K0,所以(1一6间(2〃?)<0且加工0,
2ni2m2m
解得zn>-»£tn<0,
6
综上加的取值范围是(提+8)
故答案为:/(x)=log3x;(:,+8
3.已知函数〃月=岛-丁+2,则不等式/(/)+〃4-5)<6的解集为()
A.(—5,1)B.l)U(5,+co)
C.(-1,5)D.(-<x>,-5)D(1,+8)
【答案】D
【分析】将函数/3)变形为/(幻=炉-丁+3,设g(x)=U—J,从而得出g。)为奇函数,进而得到
3+13+1
/(-x)=6-/(x),由/(『)+/(4/-5)<6可得/(/)</(5-4/),然后分析出/*)的单调性,得出答案.
【详解】/(x)=---X3+2=---1-洋+3="一二3+3=上三-Y+3,
八73,十13、十13r+l3x+\
设8。)=^7一d,xwR,
3+1
1_2r鼻T_1
因为g(-x)=-----(-A-)3=+x3=-g(x),所以g(x)为奇函数,
3+13+1
则f(T)+fW=g(T)+3+g(x)+3=6.即f(-x)=6-f(x),
又y=$,y=-r在R上均为减函数,所以/(x)在R上为减函数,
由f(r)+/'(4,-5)<6得/(『)<6-/(射―5)=/(5-4/),
即f(5)<.f(5—4。,
所以户>5-4,,解得fv-5或/>1.
故选:D.
考点二导数综合问题
《解题指南》
解题步骤与技巧:1.切线问题
核心步骤
1.区分“在点P(xo,f(xo))处切线”与“过点P的切线”:
在点处切线:直接求导f(XO),斜率k=f(xo),用点斜式写方程。
过点切线:设切点Q(xi,f(xi)),斜率k=f(xi),切线方程为y・f(xi)=f(xi)(x・xi),代入点P坐标解方程求xi。
2.验证切线斜率存在性(在x=0处切线斜率不存在)。
解题技巧
切线过某点但该点不是切点时,设切点是关键,避免漏解。
两曲线相切时,切点处函数值相等、导数值相等,联立方程求解参数。
2.单调性与极值、最值问题
核心步骤
1.求函数f(x)的定义域(优先步骤,避免后续区间错误)。
2.求导f(x),化简并因式分解(便于找导数零点)。
3.求f(x)=O的根,判断根是否在定义域内。
4.含参函数分类讨论:根据导数零点的个数、零点大小关系、零点是否在定义域内划分参数范围。
5.列表分析f(x)符号变化,确定单调区间、极值点;闭区间最值需比较极值和区间端点函数值。
不等式证明与恒成立问题
核心步骤
1.不等式证明:
构造辅助函数g(X)=f(X)-h(X),将证明f(X)>h(X)转化为证g(x)minX)。
求式X),分析g(x)单调性、极值,确定最小值;若最小值不易直接求,可二次求导分析g'(x)的单调性。
2.恒成立求参数范围:
分离参数法:将参数a与变量x分离,转化为a》f(x)max或a《F(x)mm(优先用,避免分类讨论)。
分类讨论法;无法分离参数时,直接分析f(x)单调性,求最值建立参数不等式。
函数零点问题:核心步骤
1.转化思想:将零点个数转化为f(x)=O的根的个数,或两个函数y=f(x)与y=g(x)图像交点个数。
2.求导分析f(x)单调性、极值、最值、渐近线,画出函数大致图像。
3.结合图像特征,建立极值与0的大小关系,求解参数范围。
%命题点01用端点效应(必要性探索)的解题技巧
【典例01](2025•天津•二模)己知函数/(x)=eX-a+e\zR.
⑴若曲线y=在x=i处的切线斜率为o,求实数/的值;
(2)若,=1,对VxeR,不等式/(X)-e2zar+b恒成立(〃力均为实数),求3+1地的最大值;
⑶实数/满足对任意的/>/,函数/(©总有两个不同的零点%,毛(毛>%),证明:雪%+《.
2e~t
【答案】(l*=e
(2亭
(3)证明见解析
【分析】(1)由八l)=eT=0易得;
(2)[方法一]当£=1时,设/仆)=。丫-3+1)公/九分类讨论得出。+1>0时,
22
/z(A)inin=(«+l)-(«+l)ln(«+l)-Z?>0,即〃工(。+1)—(a+l)ln(a+l),(«+1)/?<(«+1)-(d+l)ln(a+l),
^^(x)=x2-x2lnx(x>0),求导推得°(x)a=从而求得(〃+l)力的最大值;[方法二]前分析
相同,推得当。+1>0”>0时,e'之(。+l)x+力在(0,+8)上恒成立,利用(〃+l)x+Z?22A/(•+1)/?•«得到
(a+恒次恒成立,令〃?(工)=寸,求导得到小(小,〃工|=:,再说明逅时等号成立即得.
4x4x〈2)22
(3)[方法一]通过函数的零点情况推得王<生,从而将待证不等式等价转化为型+笑(w>5),
2
tx2ze-
即]nx-£W-]n2>0在x>5时恒成立,利用求导即可得证;[方法二]利用/")=e'Tx+e?有2个不同零
2eT
点小七,推得为<皿/<々,接着将待证不等式等价转化为(翳缶),因内(至,转化为士>lnahu),
即需证/(ln”ln/))<0从而得证;[方法三]由〃x)=〃w)=0,得到,9+e2=、将待证不等式转化为
翳(炉+1)'即需证工2>1"+,即证/,/+?)</仇)=0从而得证.
【详解】(1)因f(x)=e,T,则r(l)=eT=0,解得f=e.
(2)[方法一]当”1时,不等式可化为e*-(a+l)x-b20恒成立,
不妨设//(x)=eA-(a+1)%-/?,则〃(x)=e"-(a+1),
当〃+1<0,即av-1时,〃'。)=/一(4+1)>0,则〃*)在R上单调递增,
此时当XT7O时,心)->9,与/心:注。矛盾,不合题意;
当4+1=0时,则(。+1)〃=0;
当〃+1>0时,由/?(x)=e*-(a+l)=0,解得x=ln(a+l),
丁是当xe(ln(a+l),+°°)时,〃(x)>0,当xe(-oo,ln(a+1))时,h\x)<0,
所以/?(处在(ln(a+l),”)上单调递增,在(Yo,ln(a+1))上单调递减
故力(4)疝n=力(ln(a+1))=(a+1)-3+1)ln(〃+l)-Z?>0,
即3K(a+1)-(a+1)ln(a+1),
由干a+l>0,故(a+l)bS(a+l)2—(a+l)21n(a+l),
于是,令。(X)=x,-/Inx(x>0),
则<9(A)=x(l-21nx)(x>0),
当xe(0,6)时,(p\x)>0,则(p(x)在(0,6)上单调递增;
当“e(五,+8)时,(p\x)<0,则(p(x)在(忘xo)上单调递减
所以,以口皿=。(&)=],
此时〃=1,b<>/e(l-In>/e)=—,
2
因此,当。=册一l,b=当时,(。+1)〃的最大值为].
[方法二]依题意,可得。'-(。+1口-方20恒成立,
设9(x)=eJ(q+l)x-〃,则8(x)=e'-(a+1),
当a+lvO时,w(x)>0,则奴幻在R上单调递增,
又—叭所以存在x,使得8*)<0,所以a+lvO不符题意;
当a+l=O时,要使p(x)-e'-820恒成立,则〃WO,所以(〃+1)占=0;
当〃+1>0且b>0时,e'N(a+l»+人在(0,”)上恒成立,
又因(a+1)x+b>2yj(a+\)b•\[x,
故可转化为e'>2历丽•G恒成立,即(a+K匚恒成立,
4x
令IH(x)=—,则加。)=e"(2:T),
4x4x
但HW(og)时,m\x)<0,皿X)在(0,g)上单调递减,
当xe(J,+oo)时,加(x)>0,"")在(;,+co)上单调递增,
所以,
(a+l)x=b
(〃+1上=:时取得等号,即当"五_1口=逅时,(a+\)h<^
当且仅当《
—22
1
x=—
2
即(4+1)〃的最大值为^,
即当〃=6=逅时,对任意%e(0,xo)满足er-(«+l)x-后0恒成立,
2
所以当〃=人-1/=逅时,对任意xe(—8,0],e,-(a+l)x—〃20恒成立,
2
P
当〃+1>0且力<()时,m+i)〃<o<一,
2
所以(4+\)b的最大值为y.
(3)[方法一]f(x)=e"-戊+「有2个不同零点,则e'+e2=a,因,〉e4,
故函数的零点一定为正数.
由干函数有2个不同零点,工>%>0,
eX|+e2e的+(?
t=------=------->e,
x2
/、e*+e2,/、e*(x-l)-e2
设g(x)=------,g(x)=—―—
XX
记g)=e«-l)-e2,易知力(幻定义域上单调递增,又〃(2)=0,
所以当xw(0,2)时,h(x)<0,g(r)<0;当xe(2,+x)时,〃(x)>0,g<x)>0
即以x)在(0,2)单调递减,(2,+8)单调递增,
弩:<e,知.>5,
故%v2vw,又由
2e2
则/=-----<----=内<,
内X-------------i
行.丁rlnre21十tint2e2e2,e2
要注尤2>~~~Xjd----9八需X2>~""7--------1----=In/H,
e叼+e22cqM
因仁------<—且关于,的函数g⑺=h"+J在ce,上单调递增,
则g(f)<g1"
所以只需证%>1n——+2e:(W>9»
2eb
只需证Ine'--In--------->0,
2
x22e
2
只甯证Inx-£-*一In2>0在x>5时恒成立,
2ex
•.♦—<4,只需证h[x}=Inx一一In2在x>5时为正,
2e
由于力'(x)=_L+4xeT-4e-x=j_+“T(x—i)>o,故函数〃(幻在(5,+oo)上单调递增,
XX
?05">04x
又力(5)=ln5---ln2=ln——>0,故Mx)=lnx--------ln2在x>5时为正,
er2erer
从而题中的不等式得证.
[方法二]/(x)=e'-戊+e?有2个不同零点X,当,
菁<々,由/(x)=e"T得不<ln/<%2(其中lnz>4)
且f(七)=/一戊|+e2=OJ())=e*一.+e?=0.
要证七>翳X+?,只需证应-©2>登“,
印证e">与?/X),只需证x2>In"i)
又f(手)=e^-e2<0,所以王<斗,即最<1
所以只需证为>ln(〃nf),而ln»4,
所以find,又ln(〃nf)>lnf,只需证/(In(/ln。)<。
所以f(ln(/In/))=/In/-/ln(zInr)+e2=-/ln(ln/)+c2<-c4ln4+c2<0,
原命题得证.
[方法三]若f>e4,
同法二知/(x)有两个零点%,工2(%<々)且。<玉vln/vM
又f(2)=2e2-2r<0,故进一步有()<%<2<lnz〈W
X22
由"%)=/(毛)=。可得e"+e?=txxH.e=/x2-e,
11一rlnte2tlot..thit(\
HUXy>—"K+—<=>tx?-e-2>——Lx]<=>e•>——(ev1+e2-),
2et2e2e
因为。<g<2,所以'+:<],只需证e*>/ln/o/x,-e?>/ln/ox,>ln/+J
2e-t
又因为了(幻在区间伟"+oo)内单调递增,
7
故只需证flnf+亍</(x2)=0,即/e-ln/<0,
注意/>/时有eY〈e<4vlnL故不等式成立
【典例02](2025•天津和平•二模)已知函数/(彳)=2心2+ln(〃iv+〃)-2〃1(机,〃wR,〃?>0).
⑴若函数/(%)的两个极值点为。与《,求加,〃的值及函数/(力的单调区间;
⑵若〃=;•
(i)求证:当〃好(05时,函数"X)在区间/+8)上单调递增;
(ii)对总玉[闫1,2],使得/仇)〉,;-济]成立,求实数%的取值范围.
【答案】(1)机=1,〃=:;/("的单调递增区间为,;,()],(;,+力,单调递减区间为((),;
421
⑵(i)证明见解析;(ii)Ae-In-,+oo
JJ/
【分析】⑴求导,根据r⑼=r(;)=o得到方程组,求出机=1,〃弓,验证后满足要求,并求出
的单调区间;
,2m2-1
4/rzxx------------
(2)(i)求导,整体得到,〃、____2m,当,〃40,1]时,所以当〃蚱(0』时,
x
f()2/nv+i
导函数大于等于0,故外“在区间g,Ko)上单调递增;
(ii)由(i)知,最大值为/(2)=ln(2〃i+;)+4—4/”,转化为1«2m+;)+4-4〃?一/1(一机]>0对任
<1AoR8
意用e-J恒成立,构造函数,求导,得到函数单调性,分/two,0<2^-,四种情况,
-42、(门、
求出—In-,+oo时,对\\,总训€0,2],使得■一"|成立.
3')>14/
/'⑼=0tn=1
由已知有“'(;卜0
【详解】(1)/'(x)=4/a+—―---2m,解得1.
nix+nn=—
2
当加=1,〃=g时,/(x)=x2+In+2j—,
令R+(>0,解得x>-g,定义域为(一g,+8)
〜\c1c4x2-2x.
/⑴一r万工r,令r(H=o得或o,
X+22
令((x)>0,解得一;<x<0或x>;,令/(力<0,解得0<x<;,
所以X=0与X=g是函数/(X)的两个极值点,所以〃7=1,〃=:,
24
/(X)的单调递增区间为(-10),(摄+8),单调递减区间为(0,£|:
⑵⑴证明…;,代入小),有八"=2'+不一2个
2m2
整理得.\_4/♦-4〃八+2X_2%[2〃吠-(2/-川_""”――茄一.①,
J\X]===
''2/71V+12rnx+12〃萧+1
文il)।2/-11(m一1)(2〃?+1)一
当〃?w(0,1]时,----------------八----^W0,
2m22m
即网二!wL又.☆!,所以x—空二2o,因此①式即.广(力“,
2m222m
i\
所以当相«0,1]时,/(力在区间-,+oo上单调递增;
・/7
(ii)由(i)知,当时,/(1)在*8)上是增函数,
因此/(“在[1,2]上的最大值为〃2)=ln(2m+£]+4-4〃?,
1)〃;恒戊立.
即In2m+—十4一4〃z-以-)0对任意?e1)1
<2,I1/
+4-4m-A\--m
【4
2〃?[4力〃+(4—8)]
则g'(〃力=------4+2mA-
、74加+14加+1
当儿”)时,则4力〃+(4-8)<。,此时,(〃?)<0,上单调递减,
575342
因此gW)>g(l)=ln:+:2,需ln:+:42。,所以/Iw-ln-,0
当几>0时,
,(/〃)
4〃?+1
①当%之3时,即Mwg,此时g'(〃?)>0,即g(〃?)在上单调递增,
因此ln1+2>0,所以g(〃7)〉0在*1)上恒成立.
②当时,即詈21.比时/(〃?)<0,即g(〃7)在(;J)上单调递减,
因此8(机)>晨1)=11^+5义〉0,所以g(M>0在6,1)上恒成立.
③当时,<i,
JJ畛M
,\8-2A
此时当时,,(〃?)<(),g(〃z)单调递减;
.।8—।,/\八/\v.'onuv—3A4
当加€-TT-4时,g(w)>o,g(“7)单调速增,g(⑼2g---=ln-+4--
k44/I44yX-164
需满足ln;+4-*[>0,令9=“仁]
zt10XAIZZ
3f35、
设M0=lnf+4一1TE司
w)=;+A=-4尸+4+3_-(2/+1)(2/-3)
4r4r
当T翡)时,〃(/)<o,即力⑺在(|,|)上单调递减,
所以M,)>〃m=ln'+1>0,
IZ,N。
则]n4+4—若一金>0在时恒成立,此时屋附>0在R,斗恒成立.
X16A53J
综上所述,当gln|,+oo)时,恒成立.
即,le|"U+oo时,对Dme总办,使得/(%)>[成立.
工命题点02拉格朗日中值定理的解题技巧
【典例01】(2025・天津•模拟预测)法国数学家拉格朗日于1797年在其著作《解析函数论》中提出•个定
理:如果函数/(A)满足条件①在闭区间[。,以
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