专题8 形如f(x)ex+g(x)型的函数问题
用导数的方法研究形如f(x)ex+g(x)的函数问题研究历来是高考的热点和难点,解决此类问题的难点是转化目标的有效选择,本专题主要研究与函数f(x)ex+g(x)有关的恒成立、存在性以及零点等问题,并在解决问题的过程中感悟数学思想方法的灵活运用.
已知ex≥1+ax对任意x∈[0,+∞)成立,求实数a的取值范围.
本题考查的是结构为exf(x)+g(x),且含参数a的恒成立问题,由于题目中含有参
数a,故解决过程中,先对参数a分类讨论,第一种情况a≤1,证明恒成立,而第二种情况a>1,则利用单调性导入反例,否定结论.
x+ex
已知≥t对一切正实数x恒成立,则实数t的最大值为________.
2x+1
已知函数f(x)=ex-1-x-ax2,当x≥0时,f(x)≥0恒成立,求实数a的取值范围.
若不等式ex(x-a)+(x+a)>0对任意x∈(0,+∞)成立,求正实数a的取值范围. 若f(x)=ex-ax2在(0,+∞)只有一个零点,求实数a的值. .
(2019·福建卷)已知定义在R上的函数f(x)=ex1-ex+x2+2m(x-1)(m>0),当x1
+x2=1时,不等式f(x1)≥f(x2)恒成立,则实数x1的取值范围为________.
+
(本小题满分14分)已知a∈R,x轴与函数f(x)=ex1-ax的图像相切. (1)求f(x)的单调区间;
(2)当x>1时,f(x)>m(x-1)lnx,求实数m的取值范围.
-
(1)f(x)的单调递减区间为(-∞,1),单调递增区间为(1,+∞);
1(2)-∞,. 2
(1)f′(x)=e
ex0-1-ax0=0,
ex0-1-a=0,
x0=1,
解得2分(求出x0与a的值)
a=1,
x-1
-a,设切点为(x0,0),依题意,
f(x0)=0,
f′(x0)=0,
即
所以f′(x)=e-1,当x<1时,f′(x)<0;当x>1时,f′(x)>0, 4分(解出不等式f′(x)>0和f′(x)<0的解)
故f(x)的单调递减区间为(-∞,1),单调递增区间为(1,+∞).6分(写出f(x)的增减区间)
(2)令g(x)=f(x)-m(x-1)lnx,x>0,则g′(x)=e令h(x)=g′(x),则h′(x)=e
x-1
x-1
x-1
-m(lnx+
x-1
)-1, x11
-m(+2),8分(求出g(x)的二次导函数h′(x))
xx111x-1
①若m≤,因为当x>1时,e>1,m(+2)<1,所以h′(x)>0,所以
2xxh(x)即g′(x)在(1,+∞)上单调递增.又因为g′(1)=0,所以当x>1时,g′(x)>0,
从而
g(x)在[1,+∞)上单调递增,而g(1)=0,所以g(x)>0,即f(x)>m(x-1)lnx成立;
1
10分(推出m≤时,f(x)>m(x-1)lnx成立)
2
111x-1
②若m>,可得h′(x)=e-m(+2)在(0,+∞)上单调递增,又因为
2xxh′(1)=1-2m<0,h′(1+ln(2m))=2m-m
11+2>0,
1+ln(2m)[1+ln(2m)]
所以存在x1∈(1,1+ln(2m)),使得h′(x1)=0,且当x∈(1,x1)时,h′(x)<0,所以h(x)
即g′(x)在(1,x1)上单调递减,又因为g′(1)=0,所以当x∈(1,x1)时,g′(x)<0,从而g(x)在(1,x1)上单调递减,而g(1)=0,所以当x∈(1,x1)时,g(x)<0, 1
即f(x)>m(x-1)lnx不成立;综上所述,m的取值范围是(-∞,].
21
14分(推出m>时,f(x)>m(x-1)lnx不恒成立,并写出结论)
2 第一步:由条件求出切点横坐标x0和a;
第二步:解不等式f′(x)>0和f′(x)<0; 第三步:写出f(x)的增减区间;
第四步:求出g(x)的二次导函数,g″(x)=h′(x); 1
第五步:推证:m≤时,f(x)>m(x-1)lnx恒成立;
2
1
第六步:推证m>时,f(x)>m(x-1)lnx不恒成立,并得出结论.
2
作业评价
若函数f(x)=ex-ax在(1,+∞)上有最小值,则实数a的取值范围是________. 已知函数f(x)=(ax+1)ex的单调增区间为(-2,+∞),则实数a的值为________. 方程|ex-1|+ax+1=0有两个不同的解,则实数a的取值范围是________. 若x=-3是函数f(x)=[x2+(a+2)x+a]ex的极值点,则f(x)的极小值为________. 已知函数f(x)=ex+ax-1(a∈R,a为常数),若对所有x≥0都有f(x)≥f(-x),则a
的取值范围是________.
如果函数y=f(x)在其定义域内总存在三个不同实数x1,x2,x3,满足|xi-2|f(xi)=1(i
=1,2,3),则称函数f(x)具有性质Ω.已知函数f(x)=aex具有性质Ω,则实数a的取值范围为________.
已知函数f(x)=(x2-ax+a+1)ex(a为常数,e是自然对数的底数)有两个极值点x1,
x2(x1<x2).
(1)求实数a的取值范围;
(2)若a>0且mx1ex2-f(x2)>0恒成立,求实数m的取值范围.
a
已知函数f(x)=(x-1)ex-x2,其中a∈R.
2(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)函数f(x)的图象能否与x轴相切?若能,求出实数a的值,若不能,请说明理由; (3)若对于任意x1∈R,x2∈(0,+∞),不等式 f(x1+x2)-f(x1-x2)>-2x2恒成立,求最大的整数a.
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