当前位置:首页>文档>第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇

第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇

  • 2026-04-19 07:46:07 2026-04-19 07:46:07

文档预览

第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇
第三章导数综合测试卷(新高考专用)(解析版)_02高考数学_2025年新高考资料_二轮复习_2025年高考数学二轮复习举一反三专练(新高考专用)3379928_一、热点题型篇

文档信息

文档格式
docx
文档大小
0.117 MB
文档页数
17 页
上传时间
2026-04-19 07:46:07

文档内容

第三章 导数综合测试卷 (新高考专用) (考试时间:120分钟;满分:150分) 注意事项: 1.本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填 写在答题卡上。 2.回答第I卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用 橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。 第 I 卷(选择题) 一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要 求的。 1 lim f(1+Δx)−f(1) 1.(5分)(2024·四川内江·模拟预测)已知函数f (x)=− x2+lnx,则Δx→0 的值为 2 Δx ( ) 1 A.e B.−2 C.− D.0 2 【解题思路】求出导数,由导数的定义知求f′ (1)即可得解. 1 【解答过程】因为f′(x)=−x+ , x 所以 , f′ (1)=−1+1=0 lim f(1+Δx)−f(1) 所以 . Δx→0 =0 Δx 故选:D. 2.(5分)(2024·广东肇庆·一模)曲线 在 处的切线方程为( ) y=x(x2−1) x=1 A.x=1 B.y=1C.y=2x+1 D.y=2x−2 【解题思路】利用导数的几何意义求出斜率,再代入直线的点斜式方程化简即可 【解答过程】令 ,则 ,即 , , f (x)=x(x2−1) f′(x)=3x2−1 f′(1)=2 f (1)=0 所以曲线 在 处的切线方程为 ,即 , y=x(x2−1) x=1 y−0=2(x−1) y=2x−2 故选:D. 3.(5分)(2024·四川泸州·一模)已知函数 在 处取得极大值,则 的值是( ) f (x)=x(x−a) 2 x=1 a A.1 B.2 C.3 D.4 【解题思路】根据极值点求参数,再由所得参数验证在x=1处是否取得极大值,即可得答案. 【解答过程】由题设f′(x)=3x2−4ax+a2,则f′(1)=3−4a+a2=0,可得a=1或a=3, 当 时 , a=1 f′(x)=3x2−4x+1=(3x−1)(x−1) 1 1 当x< 或x>1时f′(x)>0,则f(x)在(−∞, )和(1,+∞)上递增, 3 3 1 1 当 3时f′(x)>0,则f(x)在(−∞,1)和(3,+∞)上递增, 当1f (0)=0,即 −sin >0,所以a=sin < ; 3 3 3 3 3 (3) 2 (3) 3 3 3 1 3 1 因为 4 2= ,所以a0 A.(0,1) B.(0,2) C.(1,+∞) D.(−∞,1) f(x) 【解题思路】构造函数g(x)= ,由导数确定g(x)单调性,将已知不等式转化为关于g(x)不等式,然 x2 后利用单调性即可求解. 【解答过程】设 f(x),则 xf′ (x)−2f(x), g(x)= g′ (x)= x2 x3 因为 , ,所以 ,可得 在 上单调递减, x>0 xf′ (x)−2f(x)<0 g′ (x)<0 g(x) (0,+∞) 不等式 f(2x )>4x ,即f (2x) >1= f (2),即 f (2x) > f (2) ,所以 g(2x)>g(2) , 4x 4 (2x) 2 22 因为g(x)在(0,+∞)上单调递减,所以2x<2,解得:x<1, 所以不等式的解集为:(−∞,1), 故选:D. 7.(5分)(2024·宁夏银川·模拟预测)已知a∈N∗,函数f (x)=e3x−xa>0恒成立,则a的最大值为 ( ) A.2 B.3 C.6 D.7 【解题思路】由题意函数f (x)=e3x−xa>0恒成立,可得到a为正奇数,讨论x的范围,参变分离转化成恒 成立问题,定义新函数求导求最小值,从而得到a的最大值. 【解答过程】当 为正偶数时,当 时, ,不合题意,所以 为正奇数, a x=−2 f(−2)=e6−(−2) a<0 a 则当x<0时,xa<00时,e3x−xa>0恒成立即可, 3x 3x 当x=1时,e3−1>0成立,则当x∈(0,1)时,a> ,因为此时 <0,所以恒成立. lnx lnx 3x 当x∈(1,+∞)时,a< 恒成立, lnx 设 3x ,则 3(lnx−1), g(x)= ,x∈(1,+∞) g′ (x)= lnx (lnx) 2 令 ,得 , g′ (x)=0 x=e当 时, , 单调递减, x∈(1,e) g′ (x)<0 g(x) 当 时, , 单调递增, x∈(e,+∞) g′ (x)>0 g(x) 所以g(x) =g(e)=3e≈8.2,又因为a为正奇数, min 所以a的最大值为7. 故选:D. ex 8.(5分)(2024·辽宁·模拟预测)已知函数f (x)= ,若函数g(x)=[f (x)] 2 +af (x)−e2−ae恰有5个 |x| 不同的零点,则实数a的取值范围是( ) ( 2) ( 1) A.(−∞,−2e) B.(−∞,−e) C. −∞,− D. −∞,− e e 【解题思路】根据函数定义域,将函数分类讨论,借助于求导判断函数单调性,判断极值点和图象趋势, 作出函数的简图,将函数g(x)分解因式,根据零点定义,结合图象,确定f(x)=e有两个根,转化为 f(x)=−e−a有3个零点,由图即得参数范围. ex 【解答过程】函数f (x)= 的定义域为{x|x≠0}, |x| 若 时,由 ex求导得, (x−1)ex, x>0 f (x)= f′(x)= x x2 故当01时,f′(x)>0, ex 所以f (x)= 在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,且f(x) =f(1)=e, x 极小值 当x→0+时,f(x)→+∞,当x→+∞时,f(x)→+∞; 若 时,由 ex求导得, (1−x)ex, x<0 f (x)=− f′(x)= x x2 ex 因x<0,故恒有f′(x)>0,即f (x)=− 在(−∞,0)上单调递增, x 且当x→−∞时,f(x)→0+ ,当x→0−时,f(x)→+∞,即x<0时,恒有f(x)>0. ex 作出函数f (x)= 的大致图象如图所示. |x|又由 g(x)=[f (x)] 2 +af (x)−e2−ae=[f(x)−e][f(x)+e+a]=0 可得 f(x)=e 或 f(x)=−e−a , 由图知f(x)=e有两个根,此时g(x)有2个零点; 要使函数 g(x)=[f (x)] 2 +af (x)−e2−ae 恰有5个不同的零点, 需使f(x)=−e−a有3个零点,由图知,需使f(x)>e,即−e−a>e,解得a<−2e. 综上所述,实数a的取值范围是(−∞,−2e). 故选:A. 二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目的 要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分。 9.(6分)(2024·江苏徐州·模拟预测)设f ′(x)是定义在R上的函数f (x)的导函数,若 f (x+2)=2−f (2−x),且f ′(x+1)为奇函数,则( ) A.f (2)=1 B.f (x)为奇函数 C. 为周期函数 D. 60 f ′(x) ∑❑f (k)=60 k=1 【解题思路】对A:结合f (x+2)=2−f (2−x),赋值x=0代入计算即可得;对B:由f′(x+1)为奇函数可 得f (x+1)为偶函数,再利用偶函数的性质结合A中所得可得f (x)+f (−x)=2;对C:由B中所得 f (x)+f (2+x)=2,即可得f (x)=f (4+x),对其左右求导后结合周期性即可得;对D:由C中所得可得 f (x)的周期,结合赋值法计算出一个周期内的和即可得. 【解答过程】对A:由f (x+2)=2−f (2−x),f (x+2)+f (−x+2)=2, 令x=0,解得f (2)=1,故A正确; 对B:由f′(x+1)为奇函数可得,则f (x+1)为偶函数, 所以f (1+x)=f (1−x),所以f (x)=f (2−x), 又f (2−x)+f (2+x)=2,所以f (x)+f (2+x)=2, 又f (−x)=f (2+x),所以f (x)+f (−x)=2,故B错误; 对C:由f (x)+f (2+x)=2可得,f (x+2)+f (4+x)=2,所以f (x)=f (4+x),求导可得,f′(x)=f′(4+x), 故f'(x)的一个周期为4,故C正确; 对D:由f (x)=f (4+x),故f (x)的一个周期为4, 因为f (2−x)+f (2+x)=2,令x=1可得,f (1)+f (3)=2, 令x=2可得,f (2)+f (4)=2,所以f (1)+f (2)+f (3)+f (4)=4, 60 所以 , 故D正确. ∑❑f(k)=4×15=60 k=1 故选:ACD. 10.(6分)(2024·广东佛山·模拟预测)已知函数f (x)=|x−2|ex−a,则() A.f (x)在(1,2)上单调递增 B.x=1是函数f (x)的极大值点 C.f (x)既无最大值,也无最小值 D.当a∈(1,2)时,f (x)有三个零点 【解题思路】先将f(x)用分段函数表示出来,再根据各个选项,利用导数研究其单调性、极值点、最值及 零点即可. 【解答过程】由题意得 , f(x)=|x−2|ex−a=¿ 所以 , f' (x)=¿ 对于A,当 时, , x∈(1,2) f' (x)=(1−x)ex<0 所以f(x)在(1,2)上单调递减,故A错误; 对于B,当 时, ,当 时, ,当 时, , x∈(−∞,1) f' (x)>0 x∈(1,2) f' (x)<0 x∈(2,+∞) f' (x)>0 所以f(x)在(−∞,1)单调递增,在(1,2)单调递减,在[2,+∞)单调递增, 所以x=1是函数f(x)的极大值点,故B正确; 对于C,当 时, ,当 时, , x→−∞ f(x)=|x−2|ex−a>−a x→+∞ f(x)→+∞ 又f(1)=e−a>f(2)=−a, f(x)的大致图象如图所示,f(x)的值域为[−a,+∞), 所以f(x)有最小值,无最大值,故C错误; 对于D,当x≥2时,f(x)在[2,+∞)上单调递增, 因为a∈(1,2), 所以 , f(2)=−a<0,f(3)=e3−a>0 所以f(x)在[2,+∞)上有一个零点; 当x<2时,f(x)在(−∞,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减, 又 ,当 时, . f(1)=e−a>0 x→−∞ f(x)=|x−2|ex−a>−a∈(−2.−1),f(2)=−a<0 结合f(x)的大致图象(如上图), f(x)在(−∞,1)有一个零点,在(1,2)上有一个零点, 综上,当a∈(1,2)时,f(x)有三个零点,故D正确. 故选:BD. 11.(6分)(2024·云南大理·一模)已知函数f (x)=xex−a,则下列说法正确的是( ) 1 A.f (x)有最大值− −a e B.当 时, 的图象在点 处的切线方程是 a=1 f (x) (0,f (0)) y=x−1 C.f (x)在区间[−2,0]上单调递减 ( 1 ) D.关于x的方程f (x)=0有两个不等实根,则a的取值范围是 − ,0 e 【解题思路】A选项,求导,得到函数单调性,进而求出最值;B选项,求出f′(0)=1,f (0)=−1,利用导 数的几何意义得到切线方程; C选项,在A选项基础上,得到函数单调性;D选项,xex−a=0⇔xex=a,令g(x)=xex,求导得到其 单调性和最值, ( 1 ) 结合函数图象,得到a的取值范围是 − ,0 . e【解答过程】因为f′(x)=ex(x+1), 选项A,当x<−1时,f′(x)<0,当x>−1时,f′(x)>0. 所以在区间(−∞,−1)上f (x)单调递减,在区间(−1,+∞)上f (x)单调递增, 1 所以f (x)有最小值f (−1)=− −a,无最大值,故A错误; e 选项B,当a=1时,f′(0)=1,f (0)=−1, 所以 的图象在点 处的切线方程是 ,故B正确; f (x) (0,f (0)) y=x−1 选项C,因为在区间(−∞,−1)上f (x)单调递减,在区间(−1,+∞)上f (x)单调递增,故C错误; 选项D,方程f (x)=0,即xex−a=0⇔xex=a, 令g(x)=xex,而g′(x)=ex+xex=ex(x+1), 当x<−1时,g′(x)<0,当x>−1时,g′(x)>0. 所以在区间(−∞,−1)上g(x)单调递减,在区间(−1,+∞)上g(x)单调递增, 当x<0时g(x)<0,且g(0)=0,如图, ( 1 ) a的范围是 − ,0 ,故D正确. e 故选:BD. 第 II 卷(非选择题) 三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。 12.(5分)(2024·广东河源·模拟预测)已知函数f (x)=ex−lnx+(1−m)x−lnm的最小值为0,则m= e . 【解题思路】根据给定的条件,利用同构变形并构造函数,借助函数的单调性转化成求函数的最小值. 【解答过程】依题意,ex−lnx+(1−m)x−lnm≥0对于x>0恒成立,且能取得等号, 即 对于 恒成立,且能取得等号, ex+x≥ln(mx)+mx=ln(mx)+eln(mx) x>0 函数g(x)=ex+x在(0,+∞)上单调递增,不等式为g(x)≥g[ln(mx)], ex 则x≥ln(mx),即ex≥mx,因此m≤ 在(0,+∞)上恒成立,且能取得等号, xex 设ℎ(x)= (x>0),于是m是函数 ℎ(x)在(0,+∞)上的最小值, x 求导得 (x−1)ex ,当 时, ,当 时, , ℎ ′(x)= x∈(0,1) ℎ ′(x)<0 x∈(1,+∞) ℎ ′(x)>0 x2 函数ℎ(x)在(0,1)上递减,在(1,+∞)上递增,且ℎ(x) min = ℎ(1)=e, 所以m=e. 故答案为:e. 13.(5分)(2024·广东·模拟预测)若直线y=kx(k为常数)与曲线f (x)=lnx,曲线g(x)=aex均相切, 1 则a= . e2 1 【解题思路】设出切点,求导,根据点斜式求解切线方程,根据两直线相等,列方程可得x =e,k= ,进 1 e 1 而代入(x ,aex 0)在直线y= x上,求解. 0 e 1 【解答过程】因为f (x)=lnx,x∈(0,+∞),所以f′(x)= , x 1 设直线y=kx与f (x)=lnx的切点为(x ,lnx ),则切线方程为y−lnx = (x−x ),即 1 1 1 x 1 1 1 y= x+lnx −1, x 1 1 1 1 又因为y=kx,所以¿解得x =e,k= ,所以切线方程为y= x, 1 e e 因为 ,所以 , g(x)=aex g′(x)=(aex) ' =aex 1 1 设直线y= x与g(x)=aex的切点为(x ,aex 0),所以g′ (x )=aex 0= ①, e 0 0 e 1 1 又因为切点(x ,aex 0)在直线y= x上,所以aex 0= x ②, 0 e e 0 1 1 由①和②可得x =1,所以ae= ,解得a= . 0 e e2 1 故答案为: . e2 1 14.(5分)(2024·陕西商洛·一模)已知函数f(x)=lnx−aeax,若对任意的x≥ ,f(x)≤0成立,则正 e[1 ) 数a的取值范围是 ,+∞ . e lnx 【解题思路】将f(x)≤0构造成xlnx≤eaxlneax,运用导数研究g(x)=xlnx单调性进而转化为a≥ ( x 1 lnx x≥ )恒成立,令ℎ(x)= ,运用导数可求得 ℎ(x)的最大值即可. e x 【解答过程】由f(x)≤0,即lnx−aeax≤0,得lnx≤aeax. 1 因为x≥ ,所以xlnx≤axeax =eaxlneax. e 设 ,则 . g(x)=xlnx g′ (x)=lnx+1 因为x≥ 1 ,所以g′(x)≥0,所以g(x)在 [1 ,+∞ ) 上单调递增. e e lnx 因为xlnx≤eaxlneax,所以g(x)≤g(eax),所以x≤eax,所以lnx≤ax,所以a≥ . x lnx 1−lnx 设ℎ(x)= ,则ℎ ′ (x)= . x x2 由 ,得 ,则 在 上单调递减; ℎ ′ (x)<0 x>e ℎ(x) (e,+∞) 由 ,得 ,则 在 上单调递增. ℎ ′ (x)<0 00, 令f′(x)>0,则2ex−1>0,解得−ln21或x<−1时,f′(x)>0,当−13 x<0 g′ (x)<0 00故g(x)在(3,+∞),(−∞,0)上单调递减,在(0,3)上单调递增, 且g(0)=−9,g(3)=18, 因此−90两种情况,利用导数的方法分别判定 单调性即可. (2)由(1)中函数单调性,当a≤0时,根据函数单调性,以及f (1)=0,可判断当x∈(0,1)时,f (x)<0, 不符合题意;当a>0时,根据函数单调性,得到f(x) =a−1−alna,再令g(a)=a−1−alna(a>0), min 对其求导,根据导数的方法求出其最值,即可结合题中条件求出结果. a x−a 【解答过程】(1)函数f (x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=1− = , x x 当a≤0时,f′(x)>0恒成立,f (x)在(0,+∞)上单调递增. 当a>0时,由f′(x)<0,得x∈(0,a),由f′(x)>0,得x∈(a,+∞), 则函数f (x)在(0,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增. 综上,当a≤0时,f (x)在(0,+∞)上单调递增;当a>0时,f (x)在(0,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增. (2)由(1)知,当a≤0时,f (x)在(0,+∞)上单调递增,由f (1)=0,知当x∈(0,1)时,f (x)<0,不符 合题意; 当a>0时,函数f (x)在(0,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增, 故f(x) =f (a)=a−1−alna, min 由f (x)≥0恒成立,得a−1−alna≥0恒成立,令g(a)=a−1−alna(a>0), 求导得g′(a)=−lna, 当00,当a>1时,g′(a)<0, 于是函数g(a)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减, 所以g(a) =g(1)=0,故g(a)=a−1−alna≤0恒成立, max 因此g(a)=0=g(1),所以a=1. 18.(17分)(2024·安徽安庆·三模)已知函数f (x)=(ln|x|) 2 − ( x+ 1) +2,记f′(x)是f (x)的导函数. x (1)求 的值; f′ (1) (2)求函数f (x)的单调区间;(3)证明:当 x>1 时, (x−1) [ e−x+xln ( 1+ 1)] >lnx⋅ln(x+1) . x 【解题思路】(1)求出当x>0时的f (x)的导函数f′(x)即可得; (2)先分类讨论求出y=ln|x|的导函数,即可得函数f (x)的导函数,再借助导数构造相应函数去研究 f′(x)的正负,即可得函数f (x)的单调性; 1 1 1 1 1 1 (3)原问题可转化为证明:当x>1时, − > − ,构造函数G(x)= − ,可得 lnx x−1 ln(x+1) x lnx x−1 G(x)的导函数与f (x)的关系,即可得其单调性,即可得证. 【解答过程】(1)函数f (x)的定义域为¿, 当x>0时,f (x)=(lnx) 2− ( x+ 1) +2, x 此时 f′(x)= 2lnx − ( 1− 1 ),所以 f′(1)=0 . x x2 (2)先求y=ln|x|的导数, 1 当x>0时,y′=(ln|x|) ′=(lnx) ′= , x 1 当x<0时,y′=(ln|x|) ′=(ln(−x)) ′= , x 1 当x≠0时,总有y′=(ln|x|) ′= , x 1 2ln|x|−x+ 所以 f′(x)= 2ln|x| − ( 1− 1 ) = x , x x2 x 令 1,则 g(x), 2 1 2x−x2−1 (x−1) 2 , g(x)=2ln|x|−x+ f′(x)= g′(x)= −1− = =− ≤0 x x x x2 x2 x2 所以g(x)在(−∞,0),(0,+∞)上均单调递减, 由(1)f′(1)=0,又f′(−1)=0,也即是g(±1)=0, g(x) 所以当x<−1时,g(x)>g(−1)=0,于是f′(x)= <0, x 所以f (x)在(−∞,−1)上单调递减, g(x) 当−10, x 所以f (x)在(−1,0)上单调递增,g(x) 当0g(1)=0,于是f′(x)= >0, x 所以f (x)在(0,1)上单调递增, g(x) 当x>1时,g(x)1 时,要证 (x−1) [ e−x+xln ( 1+ 1)] >lnx⋅ln(x+1) , x x−1 x+1 只需证 +x(x−1)ln >lnx⋅ln(x+1), ex x x−1 x+1 因为 >0,所以只需证x(x−1)ln >lnx⋅ln(x+1), ex x 只需证 , x(x−1)[ln(x+1)−lnx]>lnx⋅ln(x+1) ln(x+1)−lnx 1 只需证 > , lnxln(x+1) x(x−1) 1 1 1 1 只需证 − > − , lnx ln(x+1) x−1 x 1 1 1 1 只需证 − > − , lnx x−1 ln(x+1) x 1 1 令G(x)= − (x>1), lnx x−1 则只需证G(x)>G(x+1)(x>1)(※) (x−1) 2 因为 (lnx) 2− 1 1 x G′(x)=− + = x(lnx) 2 (x−1) 2 (x−1) 2 (lnx) 2 (lnx) 2− ( x+ 1) +2 x f (x) = = (x−1) 2 (lnx) 2 (x−1) 2 (lnx) 2 由(2)知,f (x)在(1,+∞)上单调递减, 所以当x>1时,f (x)G(x+1),即不等式(※)成立, 故当 x>1 时, (x−1) [ e−x+xln ( 1+ 1)] >lnx⋅ln(x+1) . x 1 19.(17分)(2024·湖南郴州·模拟预测)已知函数f(x)=2alnx+ x2−(a+2)x,其中a为常数. 2 (1)当a>0时,试讨论f(x)的单调性; (2)若函数f(x)有两个不相等的零点x ,x , 1 2 (i)求a的取值范围; (ii)证明:x +x >4. 1 2 【解题思路】(1)利用导数并讨论参数a的范围研究导数的符号,即可判断单调性; (2)(i)结合(1)的单调性判断f(2)、f(a)的符号,排除a≥0,再在a<0的情况下研究f(x)的单调性 和最值,根据零点的个数求参数范围; (ii)由(i)有00 (a,2) f′ (x)<0 (2,+∞) f′ (x)>0 所以,在(0,a)、(2,+∞)上f(x)单调递增,在(a,2)上f(x)单调递减; 当 时,在 上 恒成立,故 在 上单调递增; a=2 (0,+∞) f′ (x)≥0 f(x) (0,+∞) 当 时,在 上 ,在 上 ,在 上 , a>2 (0,2) f′ (x)>0 (2,a) f′ (x)<0 (a,+∞) f′ (x)>0 所以,在(0,2)、(a,+∞)上f(x)单调递增,在(2,a)上f(x)单调递减. 1 (2)(i)由f(2)=2aln2+ ×22−(a+2)×2=2(aln2−a−1)<0, 2 1 a 若a>0时,f(a)=2alna+ a2−(a+2)a= (4lna−a−4), 2 2 4 4−a 令y=4lna−a−4且a>0,则y′= −1= , a a 所以00,a>4时y′<0, 故y=4lna−a−4在(0,4)上递增,在(4,+∞)上递减,则y =8ln2−8<0, max所以f(a)<0, 结合(1)中f(x)的单调性,易知a>0不可能出现两个不相等的零点, 1 又a=0时,f(x)= x2−2x在(0,+∞)上只有一个零点,不满足, 2 所以 ,此时,在 上 ,在 上 , a<0 (0,2) f′ (x)<0 (2,+∞) f′ (x)>0 故在(0,2)上f(x)单调递减,在(2,+∞)上f(x)单调递增,则f(x) =f(2)=2(aln2−a−1), min 又x趋向于0或负无穷时,f(x)趋向正无穷,只需g(a)=a(ln2−1)−1<0成立, 1 显然g(a)在(−∞,0)上递减,且当a= 时g(a)=0, ln2−1 1 1 所以, 4,即证x >4−x ,而4−x ∈(2,4), 1 2 1 2 2 1 1 由(i)知:在(2,+∞)上f(x)单调递增,只需证f(4−x )0 ℎ(x) (0,2) x(4−x) 所以ℎ(x)< ℎ(2)=2aln2−2aln2−4a+4a=0,即f(4−x )4,得证. 1 2