题目列表(包括答案和解析)
已知函数
其中
为自然对数的底数,
.(Ⅰ)设
,求函数
的最值;(Ⅱ)若对于任意的
,都有
成立,求
的取值范围.
【解析】第一问中,当
时,
,
.结合表格和导数的知识判定单调性和极值,进而得到最值。
第二问中,∵
,
,
∴原不等式等价于:
,
即
, 亦即![]()
分离参数的思想求解参数的范围
解:(Ⅰ)当
时,
,
.
当
在
上变化时,
,
的变化情况如下表:
|
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|
|
|
|
|
- |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
1/e |
∴
时,
,
.
(Ⅱ)∵
,
,
∴原不等式等价于:
,
即
, 亦即
.
∴对于任意的
,原不等式恒成立,等价于
对
恒成立,
∵对于任意的
时,
(当且仅当
时取等号).
∴只需
,即
,解之得
或
.
因此,
的取值范围是![]()
已知数列
是各项均不为0的等差数列,公差为d,
为其前n项和,且满足
,
.数列
满足
,
,
为数列
的前n项和.
(1)求数列
的通项公式
和数列
的前n项和
;
(2)若对任意的
,不等式
恒成立,求实数
的取值范围;
(3)是否存在正整数![]()
,使得
成等比数列?若存在,求出所有
的值;若不存在,请说明理由.
【解析】第一问利用在
中,令n=1,n=2,
得
即
解得
,,
[
又
时,
满足
,![]()
,
![]()
第二问,①当n为偶数时,要使不等式
恒成立,即需不等式
恒成立.
,等号在n=2时取得.
此时
需满足
.
②当n为奇数时,要使不等式
恒成立,即需不等式
恒成立.
是随n的增大而增大, n=1时
取得最小值-6.
此时
需满足
.
第三问
,
若
成等比数列,则
,
即. ![]()
由
,可得
,即
,
. ![]()
(1)(法一)在
中,令n=1,n=2,
得
即
解得
,,
[
又
时,
满足
,![]()
,
.
(2)①当n为偶数时,要使不等式
恒成立,即需不等式
恒成立.
,等号在n=2时取得.
此时
需满足
.
②当n为奇数时,要使不等式
恒成立,即需不等式
恒成立.
是随n的增大而增大, n=1时
取得最小值-6.
此时
需满足
.
综合①、②可得
的取值范围是
.
(3)
,
若
成等比数列,则
,
即. ![]()
由
,可得
,即
,
. ![]()
又
,且m>1,所以m=2,此时n=12.
因此,当且仅当m=2,
n=12时,数列
中的
成等比数列
(本小题满分12分)已知函数![]()
(I)若函数
在区间
上存在极值,求实数a的取值范围;
(II)当
时,不等式
恒成立,求实数k的取值范围.
(Ⅲ)求证:解:(1)
,其定义域为
,则
令
,
则
,
当
时,
;当
时,![]()
在(0,1)上单调递增,在
上单调递减,
即当
时,函数
取得极大值. (3分)
函数
在区间
上存在极值,
,解得
(4分)
(2)不等式
,即![]()
令![]()
(6分)
令
,则
,
,即
在
上单调递增, (7分)
,从而
,故
在
上单调递增, (7分)
(8分)
(3)由(2)知,当
时,
恒成立,即
,
令
,则
, (9分)
![]()
(10分)
以上各式相加得,
![]()
即
,
即
(12分)
。
已知函数f(x)=ex-ax,其中a>0.
(1)若对一切x∈R,f(x)
1恒成立,求a的取值集合;
(2)在函数f(x)的图像上去定点A(x1, f(x1)),B(x2, f(x2))(x1<x2),记直线AB的斜率为k,证明:存在x0∈(x1,x2),使
恒成立.
【解析】解:
令
.
当
时
单调递减;当
时
单调递增,故当
时,
取最小值![]()
于是对一切
恒成立,当且仅当
. ①
令
则![]()
当
时,
单调递增;当
时,
单调递减.
故当
时,
取最大值
.因此,当且仅当
时,①式成立.
综上所述,
的取值集合为
.
(Ⅱ)由题意知,
令
则
![]()
![]()
令
,则
.当
时,
单调递减;当
时,
单调递增.故当
,
即![]()
从而
,
又![]()
![]()
所以![]()
因为函数
在区间
上的图像是连续不断的一条曲线,所以存在
使
即
成立.
【点评】本题考查利用导函数研究函数单调性、最值、不等式恒成立问题等,考查运算能力,考查分类讨论思想、函数与方程思想等数学方法.第一问利用导函数法求出
取最小值
对一切x∈R,f(x)
1恒成立转化为
从而得出求a的取值集合;第二问在假设存在的情况下进行推理,然后把问题归结为一个方程是否存在解的问题,通过构造函数,研究这个函数的性质进行分析判断.
已知函数
.
(Ⅰ)求函数
的单调区间;
(Ⅱ)设
,若对任意
,
,不等式
恒成立,求实数
的取值范围.
【解析】第一问利用
的定义域是
由x>0及
得1<x<3;由x>0及
得0<x<1或x>3,
故函数
的单调递增区间是(1,3);单调递减区间是![]()
第二问中,若对任意
不等式
恒成立,问题等价于
只需研究最值即可。
解: (I)
的定义域是
......1分
............. 2分
由x>0及
得1<x<3;由x>0及
得0<x<1或x>3,
故函数
的单调递增区间是(1,3);单调递减区间是
........4分
(II)若对任意
不等式
恒成立,
问题等价于
,
.........5分
由(I)可知,在
上,x=1是函数极小值点,这个极小值是唯一的极值点,
故也是最小值点,所以
; ............6分
![]()
当b<1时,
;
当
时,
;
当b>2时,
;
............8分
问题等价于![]()
........11分
解得b<1 或
或
即
,所以实数b的取值范围是
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