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2017年西藏高考数学基础练习(三)_第2页

中华考试网  2016-12-16  【

4.(2016·河南省八市重点高中高三质量检测)已知函数f(x)=xlnx,g(x)=8(1x2-x。

(1)求f(x)的单调区间和极值点;

(2)是否存在实数m,使得函数h(x)=4x(3f(x)+m+g(x)有三个不同的零点?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由。

解 (1)f′(x)=ln x+1,

由f′(x)>0,得x>e(1;f′(x)<0,得0所以f(x)在e(1上单调递减,在,+∞(1上单调递增。

故f(x)的极小值点为x=e(1。

(2)假设存在实数m,使得函数h(x)=4x(3f(x)+m+g(x)有三个不同的零点,

即方程6ln x+8m+x2-8x=0,有三个不等实根。

令φ(x)=6ln x+8m+x2-8x,

φ′(x)=x(6+2x-8=x(2(x2-4x+3)=x(2(x-3)(x-1),

由φ′(x)>0,得03;由φ′(x)<0,得1所以φ(x)在(0,1)上单调递增,(1,3)上单调递减,(3,+∞)上单调递增,

所以φ(x)的极大值为φ(1)=-7+8m,φ(x)的极小值为φ(3)=-15+6ln 3+8m。要使方程6ln x+8m+x2-8x=0有三个不等实根,则函数φ(x)的图像与x轴要有三个交点,

根据φ(x)的图像可知必须满足-15+6ln 3+8m<0(-7+8m>0,解得8(7所以存在实数m,使得方程4x(3f(x)+m+g(x)=0有三个不等实根,

实数m的取值范围是8(75.(2015·福建卷)已知函数f(x)=ln(1+x),g(x)=kx(k∈R)。

(1)证明:当x>0时,f(x)(2)证明:当k<1时,存在x0>0,使得对任意的x∈(0,x0),恒有f(x)>g(x);

(3)确定k的所有可能取值,使得存在t>0,对任意的x∈(0,t),恒有|f(x)-g(x)|解 (1)证明:令F(x)=f(x)-x=ln(1+x)-x,x∈[0,+∞),则有F′(x)=1+x(1-1=x+1(-x。

当x∈(0,+∞)时,F′(x)<0。

所以F(x)在[0,+∞)上单调递减,

故当x>0时,F(x)即当x>0时,f(x)(2)证明:令G(x)=f(x)-g(x)=ln(1+x)-kx,x∈[0,+∞),则有G′(x)=x+1(1-k=x+1(-kx+(1-k)。

当k≤0时,G′(x)>0,故G(x)在[0,+∞)单调递增,G(x)>G(0)=0,

故任意正实数x0均满足题意。

当00,

取x0=k(1-1,对任意x∈(0,x0),有G′(x)>0,

从而G(x)在[0,x0)单调递增,所以G(x)>G(0)=0,即f(x)>g(x)。

综上,当k<1时,总存在x0>0,使得对任意x∈(0,x0),恒有f(x)>g(x)。

(3)解法一:当k>1时,由(1)知,对于∀x∈(0,+∞),g(x)>x>f(x),故g(x)>f(x),

|f(x)-g(x)|=g(x)-f(x)=kx-ln(1+x)。

令M(x)=kx-ln(1+x)-x2,x∈[0,+∞),

则有M′(x)=k-1+x(1-2x=x+1(-2x2+(k-2)x+k-1,

故当x∈4(k-2)2+8(k-1)时,M′(x)>0,

M(x)在4((k-2)2+8(k-1)上单调递增,

故M(x)>M(0)=0,即|f(x)-g(x)|>x2。

所以满足题意的t不存在。

当k<1时,由(2)知,存在x0>0,使得当x∈(0,x0)时,f(x)>g(x)。

此时|f(x)-g(x)|=f(x)-g(x)=ln(1+x)-kx。

令N(x)=ln(1+x)-kx-x2,x∈[0,+∞),

则有N′(x)=x+1(1-k-2x=x+1(-2x2-(k+2)x+1-k,

当x∈4(k+2)2+8(1-k)时,

N′(x)>0,

N(x)在4((k+2)2+8(1-k)上单调递增,故N(x)>N(0)=0,即f(x)-g(x)>x2。

记x0与4((k+2)2+8(1-k)中的较小者为x1,则当x∈(0,x1)时,恒有|f(x)-g(x)|>x2。

故满足题意的t不存在。

当k=1时,由(1)知,当x>0时,|f(x)-g(x)|=g(x)-f(x)=x-ln(1+x)。

令H(x)=x-ln(1+x)-x2,x∈[0,+∞),

则有H′(x)=1-1+x(1-2x=x+1(-2x2-x。

当x>0时,H′(x)<0,

所以H(x)在[0,+∞)上单调递减,故H(x)故当x>0时,恒有|f(x)-g(x)|此时,任意正实数t均满足题意。

综上,k=1。

解法二:当k>1时,由(1)知,对于∀x∈(0,+∞),g(x)>x>f(x),

故|f(x)-g(x)|=g(x)-f(x)=kx-ln(1+x)>kx-x=(k-1)x。

令(k-1)x>x2,解得0从而得到,当k>1时,对于x∈(0,k-1),

恒有|f(x)-g(x)|>x2,

故满足题意的t不存在。

当k<1时,取k1=2(k+1,从而k由(2)知,存在x0>0,使得x∈(0,x0),f(x)>k1x>kx=g(x),

此时|f(x)-g(x)|=f(x)-g(x)>(k1-k)x=2(1-kx。

令2(1-kx>x2,解得0x2。

记x0与2(1-k的较小者为x1,当x∈(0,x1)时,恒有|f(x)-g(x)|>x2。

故满足题意的t不存在。

当k=1时,由(1)知,x>0,|f(x)-g(x)|=f(x)-g(x)=x-ln(1+x)。

令M(x)=x-ln(1+x)-x2,x∈[0,+∞),

则有M′(x)=1-1+x(1-2x=x+1(-2x2-x。

当x>0时,M′(x)<0,所以M(x)在[0,+∞)上单调递减,故M(x)故当x>0时,恒有|f(x)-g(x)|此时,任意正实数t均满足题意。

综上,k=1。

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