导数中双变量地函数构造

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1、word导数中双变量的函数构造2112分函数1假如函数是单调函数,求的取值X围;2求证:当时,都有21解:1函数的定义域为,函数是单调函数,或在上恒成立,即,令,如此,当时,;当时,如此在上递减,上递增,;,即,由得在上递减,上递增,又,时,;综上可知,或;.6分2由1可知,当时,在上递减,即,要证,只需证,即证,令,如此证,令,如此,在上递减,又,即,得证 .12分典例函数f(x)ax2xln x(aR)的图象在点(1,f(1)处的切线与直线x3y0垂直(1)某某数a的值;(2)求证:当nm0时,ln nln m解(1)因为f(x)ax2xln x,所以f(x)2axln x1,因为切线与直

2、线x3y0垂直,所以切线的斜率为3,所以f(1)3,即2a13,故a1(2)证明:要证ln nln m,即证ln,只需证ln 0令x,构造函数g(x)ln xx(x1),如此g(x)1因为x1,),所以g(x)10,故g(x)在(1,)上单调递增由nm0,得1,所以gg(1)0,即证得ln 0成立,所以命题得证1(2017某某质检)函数f(x)a(x0),其中e为自然对数的底数(1)当a0时,判断函数yf(x)极值点的个数;(2)假如函数有两个零点x1,x2(x1x2),设t,证明:x1x2随着t的增大而增大解:(1)当a0时,f(x)(x0),f(x),令f(x)0,得x2,当x(0,2)时

3、,f(x)0,yf(x)单调递减,当x(2,)时,f(x)0,yf(x)单调递增,所以x2是函数的一个极小值点,无极大值点,即函数yf(x)有一个极值点(2)证明:令f(x)a0,得xaex,因为函数有两个零点x1,x2(x1x2),所以x1aex1,xaex2,可得ln x1ln ax1,取对数,做差将两个零点x1,x2(x1x2),用t表示,注意的隐含X围。ln x2ln ax2故x2x1ln x2ln x1ln又t,如此t1,且解得x1,x2所以x1x2令h(x),x(1,),如此h(x)令u(x)2ln xx,得u(x)2当x(1,)时,u(x)0因此,u(x)在(1,)上单调递增,故

4、对于任意的x(1,),u(x)u(1)0,由此可得h(x)0,故h(x)在(1,)上单调递增因此,由可得x1x2随着t的增大而增大2(2016全国乙卷)函数f(x)(x2)exa(x1)2有两个零点(1)求a的取值X围;(2)设x1,x2是f(x)的两个零点,证明:x1x20,如此当x(,1)时,f(x)0,所以f(x)在(,1)内单调递减,在(1,)内单调递增又f(1)e,f(2)a,取b满足b0且b(b2)a(b1)2a0,故f(x)存在两个零点设a0,因此f(x)在(1,)内单调递增又当x1时,f(x)0,所以f(x)不存在两个零点假如a1,故当x(1,ln(2a)时,f(x)0.因此f

5、(x)在(1,ln(2a)内单调递减,在(ln(2a),)内单调递增又当x1时,f(x)0,所以f(x)不存在两个零点综上,a的取值X围为(0,)(2)证明:不妨设x1x2,由(1)知,x1(,1),x2(1,),2x2(,1),又f(x)在(,1)内单调递减,所以x1x2f(2x2),即f(2x2)1时,g(x)1时,g(x)0.从而g(x2)f(2x2)0,故x1x22.3.函数f(x)exax1(a为常数),曲线yf(x)在与y轴的交点A处的切线斜率为1(1)求a的值与函数yf(x)的单调区间;(3)假如x1ln 2,x2ln 2,且f(x1)f(x2),试证明:x1x22ln 2解:(

6、1)由f(x)exax1,得f(x)exa又f(0)1a1,所以a2,所以f(x)ex2x1,f(x)ex2由f(x)ex20,得xln 2所以函数yf(x)在区间(,ln 2)上单调递减,在(ln 2,)上单调递增(2)证明:设xln 2,所以2ln 2xln 2,f(2ln 2x)e(2ln 2x)2(2ln 2x)12x4ln 21令g(x)f(x)f(2ln 2x)ex4x4ln 2(xln 2),所以g(x)ex4ex40,当且仅当xln 2时,等号成立,所以g(x)f(x)f(2ln 2x)在(ln 2,)上单调递增又g(ln 2)0,所以当xln 2时,g(x)f(x)f(2ln

7、 2x)g(ln 2)0,即f(x)f(2ln 2x),所以f(x2)f(2ln 2x2),又因为f(x1)f(x2),所以f(x1)f(2ln 2x2),由于x2ln 2,所以2ln 2x2ln 2,因为x1ln 2,由(1)知函数yf(x)在区间(,ln 2)上单调递减,所以x12ln 2x2,即x1x22ln 24(2017某某质监)函数f(x)x2aln xb(aR)(1)假如曲线yf(x)在x1处的切线的方程为3xy30,某某数a,b的值;(2)假如x1是函数f(x)的极值点,某某数a的值;(3)假如2a0,对任意x1,x2(0,2,不等式|f(x1)f(x2)|m恒成立,求m的最小

8、值解:(1)因为f(x)x2aln xb,所以f(x)x,因为曲线yf(x)在x1处的切线的方程为3xy30,所以即解得(2)因为x1是函数f(x)的极值点,所以f(1)1a0,所以a1当a1时,f(x)x2ln xb,定义域为(0,),f(x)x,当0x1时,f(x)0,f(x)单调递减,当x1时,f(x)0,f(x)单调递增,所以a1(3)因为2a0,0x2,所以f(x)x0,故函数f(x)在(0,2上单调递增,不妨设0x1x22,如此|f(x1)f(x2)|m可化为f(x2)f(x1),设h(x)f(x)x2aln xb,如此h(x1)h(x2)所以h(x)为(0,2上的减函数,即h(x

9、)x0在(0,2上恒成立,等价于x3axm0在(0,2上恒成立,即mx3ax在(0,2上恒成立,又2a0,所以ax2x,所以x3axx32x,而函数yx32x在(0,2上是增函数,所以x32x12(当且仅当a2,x2时等号成立)所以m12,即m的最小值为125函数f(x)x,g(x)aln x(aR)(1)当a2时,求F(x)f(x)g(x)的单调区间;(2)设h(x)f(x)g(x),且h(x)有两个极值点为x1,x2,其中x1,求h(x1)h(x2)的最小值解:(1)由题意得F(x)xaln x(x0),如此F(x),令m(x)x2ax1,如此a24当2a2时,0,从而F(x)0,所以F(

10、x)的单调递增区间为(0,);当a2时,0,设F(x)0的两根为x1,x2,所以F(x)的单调递增区间为和,F(x)的单调递减区间为综上,当2a2时,F(x)的单调递增区间为(0,);当a2时,F(x)的单调递增区间为和,F(x)的单调递减区间为(2)对h(x)xaln x,x(0,)求导得,h(x)1,h(x)0的两根分别为x1,x2,如此有x1x21,x1x2a,所以x2,从而有ax1令H(x)h(x)hxln x2,即H(x)2ln x(x0)当x时,H(x)0,所以H(x)在上单调递减,又H(x1)h(x1)hh(x1)h(x2),所以h(x1)h(x2)minH5ln 236.设f(

11、x)exa(x1)(1)假如xR,f(x)0恒成立,求正实数a的取值X围;(2)设g(x)f(x),且A(x1,y1),B(x2,y2)(x1x2)是曲线yg(x)上任意两点,假如对任意的a1,直线AB的斜率恒大于常数m,求m的取值X围解(1)因为f(x)exa(x1),所以f(x)exa由题意,知a0,故由f(x)exa0,解得xln a故当x(,ln a)时,f(x)0,函数f(x)单调递减;当x(ln a,)时,f(x)0,函数f(x)单调递增所以函数f(x)的最小值为f(ln a)eln aa(ln a1)aln a由题意,假如xR,f(x)0恒成立,即f(x)exa(x1)0恒成立,故有aln a0,又a0,所以ln a0,解得0a1所以正实数a的取值X围为(0,1(2)设x1,x2是任意的两个实数,且x1x2如此直线AB的斜率为k,由km,即m因为x2x10,所以g(x2)g(x1)m(x2x1),即g(x2)mx2g(x1)mx1因为x1x2,

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