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1.(2019·河南豫南九校联考)设定义在(0,+∞)上的函数f(x)的导函数f′(x)满足xf′(x)>1,
则( )
A.f(2)-f(1)>ln 2 B.f(2)-f(1)1 D.f(2)-f(1)<1
解析:选A.根据题意,函数f(x)的定义域为(0,+∞),则xf′(x)>1 f′(x)>=(ln x)′,即f′(x)
-(ln x)′>0.令F(x)=f(x)-ln x,则F(x)在(0,+∞)上单调递增,故f(2)-ln 2>f(1)-ln 1,即
⇒
f(2)-f(1)>ln 2.
2.若0ln x-ln x
2 1 2 1
B.ex-exxex
2 1 1 2
D.xexxex,故选C.
2 1 1 2
3.已知函数f(x)=aex-ln x-1.
(1)设x=2是f(x)的极值点,求a,并求f(x)的单调区间;
(2)证明:当a≥时,f(x)≥0.
解:(1)f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=aex-.
由题设知,f′(2)=0,所以a=.
从而f(x)=ex-ln x-1,f′(x)=ex-.
当02时,f′(x)>0.
所以f(x)在(0,2)单调递减,在(2,+∞)单调递增.
(2)证明:当a≥时,f(x)≥-ln x-1.
设g(x)=-ln x-1,则g′(x)=-.
当01时,g′(x)>0.所以x=1是g(x)的最小值点.故当x>0时,
g(x)≥g(1)=0.
因此,当a≥时,f(x)≥0.
4.(2019·高考全国卷Ⅱ)已知函数f(x)=ln x-.
(1)讨论f(x)的单调性,并证明f(x)有且仅有两个零点;
(2)设x 是f(x)的一个零点,证明曲线y=ln x在点A(x,ln x)处的切线也是曲线y=ex的
0 0 0切线.
解:(1)f(x)的定义域为(0,1)∪(1,+∞).
因为f′(x)=+>0,所以f(x)在(0,1),(1,+∞)单调递增.
因为f(e)=1-<0,f(e2)=2-=>0,所以f(x)在(1,+∞)有唯一零点x,即f(x)=0.
1 1
又0<<1,f=-ln x+=-f(x)=0,
1 1
故f(x)在(0,1)有唯一零点.
综上,f(x)有且仅有两个零点.
(2)证明:因为=e-ln x,故点B在曲线y=ex上.
0
由题设知f(x)=0,即ln x=,连接AB,则直线AB的斜率
0 0
k===.
曲线y=ex在点B处切线的斜率是,曲线y=ln x在点A(x,ln x)处切线的斜率也是,所
0 0
以曲线y=ln x在点A(x,ln x)处的切线也是曲线y=ex的切线.
0 0
5.(一题多解)(2019·福州模拟)已知函数f(x)=eln x-ax(a∈R).
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)当a=e时,证明:xf(x)-ex+2ex≤0.
解:(1)f′(x)=-a(x>0).
①若a≤0,则f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增;
②若a>0,则当00,当x>时,f′(x)<0,
故f(x)在上单调递增,在上单调递减.
(2)证明:法一:因为x>0,所以只需证f(x)≤-2e,
当a=e时,由(1)知,f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
所以f(x) =f(1)=-e.
max
记g(x)=-2e(x>0),
则g′(x)=,
所以当01时,g′(x)>0,g(x)单调递增,
所以g(x) =g(1)=-e.
min
综上,当x>0时,f(x)≤g(x),即f(x)≤-2e,即xf(x)-ex+2ex≤0.
法二:由题意知,即证exln x-ex2-ex+2ex≤0,
从而等价于ln x-x+2≤.
设函数g(x)=ln x-x+2,则g′(x)=-1.
所以当x∈(0,1)时,g′(x)>0,当x∈(1,+∞)时,g′(x)<0,
故g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
从而g(x)在(0,+∞)上的最大值为g(1)=1.
设函数h(x)=,则h′(x)=.
所以当x∈(0,1)时,h′(x)<0,当x∈(1,+∞)时,h′(x)>0,
故h(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,从而h(x)在(0,+∞)上的最小值为h(1)=1.
综上,当x>0时,g(x)≤h(x),即xf(x)-ex+2ex≤0.
6.已知函数f(x)=ln(x+a)-x2-x在x=0处取得极值.
(1)求实数a的值;
(2)证明:对于任意的正整数n,不等式2+++…+>ln(n+1)都成立.
解:(1)因为f′(x)=-2x-1,
又因为x=0为f(x)的极值点.
所以f′(0)=-1=0,
所以a=1.经检验,a=1时在x=0处取得极值,
所以a=1.
(2)证明:由(1)知f(x)=ln(x+1)-x2-x.
因为f′(x)=-2x-1=-.
令f′(x)>0得-1ln(n+1).