題目列表(包括答案和解析)
已知
.
(1)求
的單調區間;
(2)證明:當
時,
恒成立;
(3)任取兩個不相等的正數
,且
,若存在
使
成立,證明:
.
【解析】(1)g(x)=lnx+
,
=![]()
(1’)
當k
0時,
>0,所以函數g(x)的增區間為(0,+
),無減區間;
當k>0時,
>0,得x>k;
<0,得0<x<k∴增區間(k,+
)減區間為(0,k)(3’)
(2)設h(x)=xlnx-2x+e(x
1)令
= lnx-1=0得x=e, 當x變化時,h(x),
的變化情況如表
|
x |
1 |
(1,e) |
e |
(e,+ |
|
|
|
- |
0 |
+ |
|
h(x) |
e-2 |
|
0 |
↗ |
所以h(x)
0, ∴f(x)
2x-e
(5’)
設G(x)=lnx-
(x
1)
=
=![]()
0,當且僅當x=1時,
=0所以G(x) 為減函數, 所以G(x)
G(1)=0, 所以lnx-![]()
0所以xlnx![]()
(x
1)成立,所以f(x) ![]()
,綜上,當x
1時, 2x-e
f(x)![]()
恒成立.
(3) ∵
=lnx+1∴lnx0+1=
=
∴lnx0=
-1
∴lnx0 –lnx
=
-1–lnx
=
=
=
(10’) 設H(t)=lnt+1-t(0<t<1),
=
=
>0(0<t<1), 所以H(t) 在(0,1)上是增函數,并且H(t)在t=1處有意義, 所以H(t)
<H(1)=0∵
∴
=![]()
∴lnx0 –lnx
>0, ∴x0 >x![]()
給出定義:若函數f(x)在D上可導,即f′(x)存在,且導函數f′(x)在D上也可導,則稱f(x)在D上存在二階導函數,記f″(x)=(f′(x))′.若f″(x)<0在D上恒成立,則稱f(x)在D上為凸函數.以下四個函數在(0,)上不是凸函數的是________ (把你認為正確的序號都填上)
①f(x)=sinx+cosx;②f(x)=lnx-2x;③f(x)=-x3+2x-1;④f(x)=xex
已知f(x)是定義在(-3,3)上的奇函數,當0<x<3時,f(x)的圖象如圖所示,那么不等式f(x)cosx<0
的解集是( )
![]()
A.(-3,-
)∪(0,1)∪(
,3)
B.(-
,-1)∪(0,1)∪(
,3)
C.(-3,-1)∪(0,1)∪(1,3)
D.(-3,-
)∪(0,1)∪(1,3)
已知函數f(x)=ex-ax,其中a>0.
(1)若對一切x∈R,f(x)
1恒成立,求a的取值集合;
(2)在函數f(x)的圖像上去定點A(x1, f(x1)),B(x2, f(x2))(x1<x2),記直線AB的斜率為k,證明:存在x0∈(x1,x2),使
恒成立.
【解析】解:
令
.
當
時
單調遞減;當
時
單調遞增,故當
時,
取最小值![]()
于是對一切
恒成立,當且僅當
. 、
令
則![]()
當
時,
單調遞增;當
時,
單調遞減.
故當
時,
取最大值
.因此,當且僅當
時,①式成立.
綜上所述,
的取值集合為
.
(Ⅱ)由題意知,
令
則
![]()
![]()
令
,則
.當
時,
單調遞減;當
時,
單調遞增.故當
,
即![]()
從而
,
又![]()
![]()
所以![]()
因為函數
在區間
上的圖像是連續不斷的一條曲線,所以存在
使
即
成立.
【點評】本題考查利用導函數研究函數單調性、最值、不等式恒成立問題等,考查運算能力,考查分類討論思想、函數與方程思想等數學方法.第一問利用導函數法求出
取最小值
對一切x∈R,f(x)
1恒成立轉化為
從而得出求a的取值集合;第二問在假設存在的情況下進行推理,然后把問題歸結為一個方程是否存在解的問題,通過構造函數,研究這個函數的性質進行分析判斷.
如圖,在四棱錐P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,AC⊥AD,AB⊥BC,∠BAC=45°,PA=AD=2,AC=1.
(Ⅰ)證明PC⊥AD;
(Ⅱ)求二面角A-PC-D的正弦值;
(Ⅲ)設E為棱PA上的點,滿足異面直線BE與CD所成的角為30°,求AE的長.
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【解析】解法一:如圖,以點A為原點建立空間直角坐標系,依題意得A(0,0,0),D(2,0,0),C(0,1,0),
,P(0,0,2).
![]()
(1)證明:易得
,
于是
,所以![]()
(2)
,
設平面PCD的法向量
,
則
,即
.不防設
,可得
.可取平面PAC的法向量
于是
從而
.
所以二面角A-PC-D的正弦值為
.
(3)設點E的坐標為(0,0,h),其中
,由此得
.
由
,故
所以,
,解得
,即
.
解法二:(1)證明:由
,可得
,又由
,
,故
.又
,所以
.
![]()
(2)如圖,作
于點H,連接DH.由
,
,可得
.
因此
,從而
為二面角A-PC-D的平面角.在
中,
,由此得
由(1)知
,故在
中,![]()
因此
所以二面角
的正弦值為
.
(3)如圖,因為
,故過點B作CD的平行線必與線段AD相交,設交點為F,連接BE,EF. 故
或其補角為異面直線BE與CD所成的角.由于BF∥CD,故
.在
中,
故![]()
![]()
在
中,由
,
,![]()
可得
.由余弦定理,
,
所以
.
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