《高考数学二轮复习培优》第07讲以函数与导数为背景的取值范围问题专题练习
展开第七讲 以函数与导数为背景的取值范围问题专题
一、单选题
1.已知函数fx=x2−1,x<1lnxx,x≥1,关于x的方程2[f(x)]2+(1−2m)fx−m=0,有5个不同的实数解,则m的取值范围是( )
A. {−1,1e} B. (0,+∞) C. (0,1e) D. (0,1e]
【答案】C
【解析】
设y=lnxx ,则y'=1−lnxx2,由y'=0解得x=e,当x∈(0,e)时y'>0,函数为增函数,当x∈(e,+∞)时y'<0,函数为减函数,当x=e时,函数取得极大值也是最大值为f(e)=1e.
方程2[f(x)]2+(1−2m)fx−m=0化为[f(x)−m][2f(x)+1]=0解得f(x)=m或f(x)=12.
画出函数fx的图象如图:
根据图象可知e的取值范围是(0,1e)时,方程由5个解.
故选C.
2.已知函数ℎ(x)=alnx+(a−1)x2+1 (a<0) ,在函数ℎ(x)图象上任取两点A,B,若直线AB的斜率的绝对值都不小于5,则实数a的取值范围是( )
A. (−∞,0) B. −∞,2−364 C. −∞,−2+364 D. 2−364,0
【答案】B
【解析】
ℎ'(x)=2(a−1)x2+ax<0,ℎx在0,+∞单调递减,A(x1,y1), B(x2,y2),ℎ(x1)−ℎ(x2)x1−x2≥5 设x1>x2>0,则ℎ(x1)+5x1≤ℎ(x2)+5x2.设f(x)=ℎ(x)+5x,则f(x)在(0,+∞)上单调递减,则f'(x)=2(a−1)x2+5x+ax≤0对x∈(0,+∞)恒成立,则2(a−1)x2+5x+a≤0对x∈(0,+∞)恒成立, 则Δ≤0,即8a2−8a−25≥0,解之得a≤2−364或a≥2+364.又a<0,所以a≤2−364.
3.已知函数ℎx=alnx+a+1x2+1a<0,在函数ℎx图象上任取两点A,B,若直线AB的斜率的绝对值都不小于5,则实数a的取值范围是( )
A. −∞,0 B. −∞,2−364 C. −∞,2+364 D. 2−364,0
【答案】B
【解析】
ℎ'x=2a−1x2+ax<0,ℎx在0,+∞单调递减.
Ax1,y1,Bx2,y2,ℎx1−ℎx2x1−x2≥5.设x1>x2>0,则ℎx1+5x1≤ℎx2+5x2.
设fx=ℎx+5x,则fx在0,+∞上单调递减,
则f'x=2a−1x2+5x+ax≤0对x∈0,+∞恒成立.
则2a−1x2+5x+a≤0对x∈0,+∞恒成立,则Δ≤0,即8a2−8a−25≥0,
解之得a≤2−364或a≥2+364.
又a<0,所以a≤2−364.
4.设f'(x)是奇函数f(x)(x∈R)的导函数,当x>0时,xlnx⋅f'(x)<−f(x),则使得(x2−2x−8)f(x)>0成立的x的取值范围是( )
A. (−2,0)∪(4,+∞) B. (−∞,−4)∪(0,2)
C. (−∞,−2)∪(0,4) D. (−∞,−2)∪(4,+∞)
【答案】C
【解析】
因为当x>0时,xlnx⋅f'(x)<−f(x),构造函数g(x)=lnx⋅f(x),当x>0时,g'(x)=lnx⋅f'(x)+1xf(x)<0,即g(x)=lnx⋅f(x)在(0,+∞)上单调递减,又因为g(1)=0,所以当x∈(0,1),g(x)>0,lnx<0,f(x)<0,当x∈(1,+∞),g(x)<0,lnx>0,f(x)<0,又因为f(x)为奇函数,所以当x∈(−∞,−1)∪(−1,0)时,f(x)>0,由(x2−2x−8)f(x)>0,得x2−2x−8>0f(x)>0 或x2−2x−8<0f(x)<0,解得x∈(−∞,−2)∪(0,4),选择C
5.已知f(x)=x2,x≤0−x(e1−x+ax2−a),x>0是减函数,且y=f(x)+bx有三个零点,则b的取值范围为( )
A. (0,ln22)∪[e−1,+∞) B. (0,ln22)
C. [e−1,+∞) D. {ln22}∪[e−1,+∞)
【答案】D
【解析】
当x>0,f(x)=−x(e1−x+ax2−a)单调递减,
可得x>0时,f'(x)=−x(e1−x+ax2−a)−x(−e1−x+a2)=(x−1)(e1−x−a)≤0在恒成立。
当0
由题意知:y=f(x)与y=−bx图象有三个交点,
当−b≥0时,只有一个交点,不合题意,
当−b<0时,由题意知,x=−b和x=0为两个图象交点,只需y=f(x)+bx在(0,+∞)有唯一零点。
x>0时,f(x)=−bx,即b=e1−x+x2−1有唯一解。
令g(x)=e1−x+x2−1,g'(x)=−e1−x+12.令g'x=0得x=1+ln2,
所以x∈0,1+ln2时,g'x<0,g(x)单调递减;x∈1+ln2,+∞时,g'x>0,g(x)单调递增。
g(x)min=g(1+ln2)=ln22 ,
x→0时,g(x)→e−1,x→+∞时,g(x)→+∞,
所以要使b=e1−x+x2−1在(0,+∞)有唯一解,
只需b=ln22或b≥e−1.
故选D.
6.设函数f(x)=|x+1|,x≤0,|log4x|,x>0,若关于x的方程f(x)=a有四个不同的解x1,x2,x3,x4,且x1
【答案】A
【解析】
画出函数fx的图像如下图所示,根据对称性可知,x1和x2关于x=−1对称,故x1+x2=−2.由于log4x=log41x,故1x3=x4,x3⋅x4=1.令log41x=1,解得x=14,所以x3∈14,1.x3(x1+x2)+1x32x4 =−2x3+1x3,由于函数y=−2x+1x在区间14,1为减函数,故−2x3+1x3∈−1,72,故选A.
7.设函数f(x)=ex(2x−1)−ax+a,其中,a<1,若存在唯一的整数t,使得f(t)<0,则a的取值范围是( )
A. [−32e,1) B. [32e,1) C. [−32e,34) D. [32e,34)
【答案】B
【解析】
设gx=ex2x−1,y=ax−a,
由题意知,存在唯一的整数x0使得gx0在直线y=ax−a的下方,
∵g'x=ex2x−1+2ex=ex2x+1,
∴当x<−12时,g'x<0,当x>−12时,g'x>0,
∴当x=−12时,gx取最小值−2e−12,
当x=0时,g0=−1,当x=1时,g1=e>0,
直线y=ax−a恒过定点1,0且斜率为a,故−a>g0=−1且g−1=−3e−1≥−a−a,解得32e≤a<1,故选:B.
8.对于任意的y∈1,e,关于x的方程x2ye1−x=ay+lny在x∈−1,4上有三个根,则实数a的取值范围是
A. 16e3,3e B. 0,16e3 C. 16e3,e2−3e D. 16e3,e2−1e
【答案】A
【解析】
原方程可以化成ex2ex=a+lnyy,取fx=ex2ex,x∈−1,4,gx=a+lnxx,x∈1,e.
f'x=e2x−x2ex,x∈−1,4,
当x∈−1,0时,f'x<0,故fx在−1,0上为减函数;
当x∈0,2时,f'x>0,故fx在0,2上为增函数;
当x∈2,4时,f'x<0,故fx在2,4上为增函数;
fx极小值=f0=0,fx极大值=f2=4e,f−1=e2,f4=16e3,
g'x=1−lnxx2,x∈1,e,故g'x>0,gx在1,e上为增函数.
因为关于x的方程ex2ex=a+lnyy在−1,4有三个不同的实数根,故
g1≥f4ge
A. (−2,+∞) B. (−1,+∞) C. (2,+∞) D. (3,+∞)
【答案】B
【解析】
f(x)=ex−ae−x为奇函数,∴f(0)=1−a=0 ,求得a=1 ,可得f(x)=ex−e−x.
不等式足f(x−1)>1e2−e2,即ex−1−e1−x<1e2−e2 ,即f(x−1)<f(−2) .
再根据f(x)=ex−e−x 在R上单调递增,可得x−1<−2,∴x<−1 ,
故选B..
10.若函数f(x)=52ln(x+1)+1a(x+1)−ax在(0,1)上为增函数,则a的取值范围为( )
A. (−∞,0)∪14,2 B. [−1,0)∪12,1
C. [−1,0)∪(0,14] D. (−∞,0)∪[12,1]
【答案】D
【解析】
依题意可得f'x=52x+1−1ax+12−a=−2a2x+12+5ax+1−2ax+12.
因fx为0,1的增函数,故f'x≥0在0,1上恒成立,
当a>0时,−2a2x+12+5ax+1−2≥0,令t=x+1∈1,2,则
−2a2t2+5at−2≥0即2a2t2−5at+2≤0,
令gt=2a2t2−5at+2,则g1≤0g2≤0,故2a2−5a+2≤08a2−10a+2≤0,解得12≤a≤1.
当a<0,则−2a2x+12+5ax+1−2≤0,令t=x+1∈1,2,则
−2a2t2+5at−2≤0即2a2t2−5at+2≥0,该不等式在1,2恒成立.
综上,a∈−∞,0∪12,1,故选D.
11.已知函数f(x)=cosπ2+x, x≤0ex−1, x>0,若f(x)≥ax−1恒成立,则实数a的取值范围是( )
A. [0,+∞) B. [0,e] C. [0,1] D. [e,+∞)
【答案】B
【解析】
由题意可以作出函数y=f(x)与y=ax−1的图象,如图所示.
若不等式f(x)≥ax−1恒成立,必有0≤a≤k,其中k是y=ex−1过点(0,−1)的切线斜率.设切点为(x0, ex0−1),因为y'=ex,所以
k=ex0=(ex0−1)−(−1)x0−0,解得x0=1,所以k=e,故0≤a≤e
12.已知曲线f(x)=−13x3+a2x2−2x(a>0)与直线y=kx−13相切,且满足条件的k值有且只有3个,则实数a的取值范围是( )
A. [2,+∞) B. (2,+∞) C. [1,+∞) D. (1,+∞)
【答案】B
【解析】
由题意得:f'(x)=−x2+ax−2,设切点P(t,−13t3+a2t2−2t),
则其切线的斜率为k=f'(t)=−t2+at−2,
所以切线方程为y+13t3−a2t2+2t=(−t2+at−2)(x−t),又点(0,−13)在切线上,
∴−13+13t3−a2t2+2t=(−t2+at−2)(0−t),即23t3−12at2+13=0,
由题意得,方程23t3−12at2+13=0有三个不同的实数解,记ℎ(t)=23t3−12at2+13,
则ℎ'(t)=2t2−at,当a>0时,令ℎ'(t)>0,解得t<0或t>a2,令ℎ'(t)<0,解得0
则ℎ(a2)<0,解得a>2,实数a的取值范围是(2,+∞),故选B
13.若函数f(x)=52ln(x+1)+1a(x+1)−ax在(0,1)上为增函数,则a的取值范围为( )
A. (−∞,0)∪[14,2] B. (−∞,0)∪[12,1] C. [−1,0)∪(0,14] D. [−1,0)∪[12,1]
【答案】B
【解析】
依题意可得f'x=52x+1−1ax+12−a≥0对x∈(0,1)恒成立,令x+1=t(1
设g(t)= at2−52t+1a,t∈(1,2).
当a>0时,g1=a−52+1a≤0g2=4a−5+1a≤0
解得12≤a≤1.
当a<0时,g(0)=1a<0,-−522a=54a<0,∴gt<0对t∈(1,2)恒成立.
综上,a的取值范围为(−∞,0)∪[12,1].
故选B.
14.若函数f(x)=52lnx+1ax−ax−1在(1,2)上为增函数,则a的取值范围为( )
A. (−∞,0)∪[14,2] B. (−∞,0)∪[12,1] C. [−1,0)∪(0,14] D. [−1,0)∪[12,1]
【答案】B
【解析】
依题意可得f'x=52x−1ax2−a≥0对x∈(1,2)恒成立,
即ax2−52x+1a≤0对x∈(1,2)恒成立.
设g(x)= ax2−52x+1a,x∈(1,2).
当a>0时,g1=a−52+1a≤0g2=4a−5+1a≤0
解得12≤a≤1.
当a<0时,g(0)=1a<0,-−522a=54a<0,∴gx<0对x∈(1,2)恒成立.
综上,a的取值范围为(−∞,0)∪[12,1].
故选B.
15.若函数f(x)=e2x−2x+a,x>0ax+3a−2,x≤0在(−∞,+∞)上是单调函数,且f(x)存在负的零点,则a的取值范围是( )
A. (23,1] B. (23,32] C. (0,32] D. (23,+∞)
【答案】B
【解析】
当x>0时,f'x=2e2x−2>0,所以函数f(x)在(−∞,+∞)上只能是单调递增函数,又f(x)存在负的零点,而当x>0时,f(0)=1+a,当x≤0时,f(0)=3a-2,∴0<3a-2≤1+a,解得
23 故选B.
16.设函数fx在定义域0,+∞上是单调函数,且∀x∈0,+∞,ffx−ex+x=e,若不等式fx+f'x≥ax对x∈(0,+∞)恒成立,则a的取值范围是( )
A. −∞,e−2 B. −∞,e−1
C. −∞,2e−3 D. −∞,2e−1
【答案】D
【解析】
由题意易知fx−ex+x为定值,不妨设fx−ex+x=t,则fx=ex−x+t,
又ft=e,故et−t+t=e,解得:t=1,
即函数的解析式为fx=ex−x+1,f'x=ex−1,
由题意可知:ex−x+1+ex−1≥ax对x∈(0,+∞)恒成立,
即a≤2exx−1对x∈(0,+∞)恒成立,
令gx=2exx−1,则g'x=2exx−1x2,
据此可知函数gx在区间0,1上单调递减,在区间1,+∞上单调递增,
函数gx的最小值为g1=2e−1,
结合恒成立的结论可知:a的取值范围是−∞,2e−1.
本题选择D选项.
17.已知函数f(x)=aln(x+1)−x2在区间(0,1)内任取两个实数p,q,且p≠q,不等式f(p+1)−f(q+1)p−q>1恒成立,则实数a的取值范围是 ( )
A. [11,+∞) B. [13,+∞) C. [15,+∞) D. [17,+∞)
【答案】C
【解析】
∵fp+1−fq+1p−q的几何意义,
表示点p+1,fp+1与点q+1,fq+1连线斜率,
∵实数p,q在区间0,1内,故p+1和q+1在1,2内,
不等式fp+1−fq+1p−q>1恒成立,
∴函数图象上在区间1,2内任意两点连线的斜率大于1 ,
故函数的导数大于1在1,2内恒成立,
∴f'x=ax+1−2x>1在1,2内恒成立,
由函数的定义域知,x>−1,
所以a>2x2+3x+1在1,2内恒成立,
由于二次函数y=2x2+3x+1在1,2上是单调递增函数,
故x=2时,y=2x2+3x+1在1,2上取最大值为15,
∴a≥15,∴a∈15,+∞,故选C.
18.已知函数f(x)=exx−a,g(x)=3(ex−ax)ex,若方程f(x)=g(x)有4个不同的实数解,则实数a的取值范围是
A. −∞,e B. e,3∪3,+∞ C. −∞,0∪e,+∞ D. e,+∞
【答案】B
【解析】
由f(x)=g(x)得到exx−a=3(1−axex),
令exx=t,则得t−a=3(1−at),整理得t−3t−a=0.
由t(x)=exx得,当x<0时,t(x)<0;
当x>0时,t'(x)=ex(x−1)x2,t(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
所以当x>0时t(x)≥t(1)=e.
所以函数t(x)的值域为(−∞,0)∪[e,+∞).
画出函数t(x)=exx的图象如下图所示.
由题意可得“方程f(x)=g(x)有4个不同的实数解”等价于“方程t−3t−a=0有两个大于e的不等实根”,
由于t=exx=3有两个不等实根,
所以只需方程t=exx=a有两个不同于上述方程的实根,
结合图象可得a>e且a≠3,
所以实数a的取值范围是e,3∪3,+∞.
故选B.
19.若函数f(x)=ex, x≥0−x2+2x+1, x<0(其中e是自然对数的底数),且函数y=f(x)−mx有两个不同的零点,则实数m的取值范围是( )
A. (0,1) B. (0,e) C. (−∞,0)∪(1,+∞) D. (−∞,0)∪(e,+∞)
【答案】D
【解析】
由y=f(x)−mx=0,可得f(x)=mx,作出函数y=f(x)的图象,而y=mx表示过原点且斜率为m的直线,由图可知,当m<0时,y=f(x)与y=mx有两个不同
的交点,满足题意;
过原点(0,0)作y=ex的切线,设切点为(t,et),因为y'=ex,
所以切线方程为y−et=et(x−t),将(0,0)代入,得t=1,
此时切线的斜率为e,也即当m=e时,y=mx与y=ex相切,
由图可知,当m>e时,y=f(x)与y=mx有两个不同的交点,满足题意;
综上可知,实数m的取值范围是(−∞,0)∪(e,+∞).
答案选D
20.已知函数f(x)=alnx−bx2,a,b∈R.若不等式f(x)≥x对所有的b∈(−∞,0],x∈(e,e2]都成立,则a的取值范围是( )
A. [e,+∞) B. [e22,+∞) C. [e22,e2) D. [e2,+∞)
【答案】B
【解析】
由alnx−bx2≥x得alnx−x≥bx2,对任意b≤0,x∈e,e2都成立,故alnx−x≥0,即a≥xlnx对x∈e,e2都成立.构造函数ℎx=xlnx,其中x∈e,e2.ℎ'x=lnx−1lnx2,故当x∈e,e2时ℎ'x>0,即ℎx单调递增,最大值为ℎe2=e22,故a≥e22.
21.设函数fx是定义在R上周期为2的函数,且对任意的实数x,恒fx−f−x=0,当x∈−1,0时,fx=x2.若gx=fx−logax在x∈0,+∞上有且仅有三个零点,则a的取值范围为( )
A. 3,5 B. 4,6 C. 3,5 D. 4,6
【答案】C
【解析】
∵fx−f−x=0,∴fx=f−x,
∴fx是偶函数,
根据函数的周期和奇偶性作出fx的图象如图所示,
∵gx=fx−logax在x∈0,+∞上有且仅有三个零点,
∴y=fx和y=logax的图象在0,+∞上只有三个交点,
结合图象可得
∴loga3<1loga5>1a>1,解得3 即a的范围是3,5,故选C.
22.设函数f(x)=lnx+a(x2−3x+2),若f(x)>0在区间(1 , +∞)上恒成立,则实数a的取值范围是( )
A. [0 , 1] B. [−1 , 0] C. [0 , 2] D. [−1 , 1]
【答案】A
【解析】
整理得ax2−3x+2>−lnx,如图,
为了满足不等式恒成立,则a≥0,
且在x=1处的切线斜率,f'1≤g'1,
所以f'x=−1x,g'x=a2x−3,
所以f'1≤g'1得a≤1,
综上,0≤a≤1。故选A。
23.已知函数f(x)=mx−1−nlnx (m>0,0≤n≤e)在区间[1,e]内有唯一零点,则n+2m+1的取值范围为( )
A. [e+2e2+e+1,e2+1] B. [2e+1,e2+1]
C. [2e+1,1] D. [1,e2+1]
【答案】A
【解析】
由题意m=nxlnx+x 在区间[1,e]内有唯一实数解
令g(x)=nxlnx+x,x∈[1,e],
∵g'(x)=nlnx+n+1=0,解得lnx=−n+1n<−1,x<1e, ,
∴函数g(x)在区间[1,e]上单调递增,
g(1)=1,ge=ne+e,∵0≤n≤e,∴1≤m≤e2+e
则2≤n+2≤e+2,2≤m+1≤e2+e+1 ,则n+2m+1的取值范围为[e+2e2+e+1,e2+1].
故选A.
24.已知函数fx=x2+2x−12x<0与gx=x2+log2x+a的图象上存在关于y轴对称的点,则a的取值范围是( )
A. −∞,−2 B. −∞,2 C. −∞,22 D. −22,22
【答案】B
【解析】
依题意,存在x0>0,使得f(−x0)=g(x0) ,即|x0|+2−x0−12=|x0|+log2(x0+a) ;因而2−x0−12=log2(x0+a),即函数y=2−x−12 与y=log2(x+a) 的图像在(0,+∞) 上有交点;如图所示,可知若函数y=2−x−12 与y=log2(x+a)的图象在上有交点,则当x=0 时,满足log2(0+a)<20−12⇒log2a<12 ,即0 25.已知不等式xy≤ax2+2y2对于x∈[1,2],y∈2,3恒成立,则a的取值范围是
A. 1,+∞ B. −1,4 C. −1,+∞ D. −1,6
【答案】C
【解析】
不等式xy≤ax2+2y2对于x∈[1,2],y∈2,3恒成立,等价于a≥yx−2yx2,对于x∈[1,2],y∈2,3恒成立,令t=yx,则1≤t≤3,∴a≥t−2t2在1,3上恒成立,∵y=−2t2+t=−2t−142+18,∴t=1时,ymax=−1,∴a≥−1,a的取值范围是−1,+∞,故选C.
26.已知函数f(x)=xlnx−2x,x>0x2+32x,x≤0,若方程f(x)−mx+1=0恰有四个不同的实数根,则实数m的取值范围是( )
A. (−1,−13) B. (−1,−12) C. (−34,−12) D. (−2,−12)
【答案】B
【解析】
因为y=xlnx−2x∴y'=lnx−1=0,x=e ,作图,由y=mx−1与y=x2+32x相切 得x2+(32−m)x+1=0,Δ=(32−m)2−4=0∴m=−12或72(舍) ,由y=mx−1与y=xlnx−2x相切得设切点(x0,x0lnx0−2x0),∴m=lnx0−1=x0lnx0−2x0+1x0 ,∴x0=1,m=−1.如图可得实数m的取值范围是(−1,−12),选B.
27.已知函数fx=sinπx,0≤x≤1log2017x,x>1,若a,b,c互不相等,且fa=fb=fc,则a+b+c的取值范围是( )
A. (1,2017) B. (1,2018) C. [2,2018] D. (2,2018)
【答案】D
【解析】
由正弦函数图像得a+b=2×12=1 ,所以0
A. (0,1) B. (1,3) C. (0,1)∪(3,+∞) D. (0,1)∪(1,3)
【答案】D
【解析】
y=logax关于y轴对称函数为y=loga−x,01时,要使y=loga−x与y=|x+2|,−3≤x≤0的图象有且仅有一个交点,则loga3>1,∴1 29.已知函数f(x)=xex,要使函数g(x)=k[f(x)]2−f(x)+1的零点个数最多,则k的取值范围是
A. k<−e2 B. k<−e2−e
C. k>−e2−e D. k>−e2
【答案】B
【解析】
因为f(x)=xex,
所以f'x=x+1ex,
可得f(x)在−∞,−1上递减,在−1,+∞递增,
所以,f(x)=xex有最小值f−1=−1e,且x<0时,fx<0,
所以,−1e
即ℎt=kt2−t+1=0在−1e,0有两个根时,
gx=0的零点最多为4个,
∴g0=1>0g−1e=k×1e2+1e+1>0Δ=1−4k>0−1e<12k<0,解得k<−e2−e,故选B.
30.已知函数f(x)=|lnx|,0
【答案】B
【解析】
当2
31.设函数f(x)=ex+e−x−1x2+1,则使得f(2x)>f(x+1)成立的x的取值范围是( )
A. (−∞,1) B. (1,+∞) C. (−13,1) D. (−∞,−13)∪(1,+∞)
【答案】D
【解析】
f−x=e−x+ex−1x2+1,所以f−x=fx,fx为R上的偶函数,
又f'x=ex−e−x+2xx2+12,当x>0时,f'x>0,故fx在0,+∞上为增函数.
因f2x=f2x,fx+1=fx+1,由f2x>fx+1 得到2x>x+1,
故3x2−2x−1>0,x<−13或x>1,选D.
32.设函数f'(x)是奇函数f(x)(x∈R)的导函数,当x>0时,xlnx⋅f'(x)<−f(x),则使得(x2−4)f(x)>0成立的x的取值范围是( )
A. (−2,0)∪(0,2) B. (−∞,−2)∪(2,+∞) C. (−2,0)∪(2,+∞) D. (−∞,−2)∪(0,2)
【答案】D
【解析】
根据题意,设gx=lnx⋅fxx>0,
其导数g'x=lnx'fx+lnxf'x=1xfx+lnxf'x ,
又由当x>0时,lnx⋅f'x<−1xfx,
则有 g'x=1xfx+lnx⋅f'x<0,
即函数gx在0,+∞ 上为减函数,
又由g1=ln1⋅f1=0,
则在区间0,1上,gx=lnx⋅fx>g1=0,
又由lnx<0,则fx<0,
在区间1,+∞上,gx=lnx⋅fx
则fx在0,1和1,+∞上,fx<0,
又由fx为奇函数,则在区间−1,0和−∞,−1上,都有fx>0,
x2−4fx>0⇔x2−4>0fx>0或x2−4<0fx<0,
解可得x<−2或0
33.已知函数f(x)=exx−ax,x∈(0,+∞),当x2>x1时,不等式f(x1)x2−f(x2)x1<0恒成立,则实数a的取值范围为
A. (−∞,e] B. (−∞,e) C. (−∞,e2) D. (−∞,e2]
【答案】D
【解析】
不等式f(x1)x2−f(x2)x1<0即x1fx1−x2fx2x1x2<0,
结合x2>x1>0可得x1fx1−x2fx2<0恒成立,即x2fx2>x1fx1恒成立,
构造函数gx=xfx=ex−ax2,由题意可知函数gx在定义域内单调递增,
故g'x=ex−2ax≥0恒成立,即a≤ex2x恒成立,
令ℎx=ex2xx>0,则ℎ'x=exx−12x2,
当0
则ℎx的最小值为ℎ1=e12×1=e2,
据此可得实数a的取值范围为(−∞,e2].
本题选择D选项.
34.设f(x)=lnx+1x,若函数y=f(x)−ax2恰有3个零点,则实数a的取值范围为( )
A. 0,e23 B. e23,e C. 1e,1 D. 0,1e∪e23
【答案】A
【解析】
y=fx−ax2恰有3个零点,则lnx+1x3=a恰有3个根,
令gx=lnx+1x3,即gx 与y=a恰有3个交点,
gx=lnx+1x3=−lnx−1x3,x∈0,1elnx+1x3,x∈1e,+∞,
当x∈0,1e时,g'x=3lnx+2x4<0,所以gx在0,1e上是减函数;
当x∈1e,+∞时,g'x=−3lnx+2x4,
当x∈e−1,e−23时,g'x>0,
当x∈e−23,+∞时,g'x<0,
所以gx在e−1,e−23时增函数,在e−23,+∞时减函数,且fe−23=e23,f1e=0
所以a∈(0,e23)
故选A.
35.已知函数f(x)=x2+2(1−a)x+(1−a)2,g(x)=x−1,若fx和gx图象有三条公切线,则a的取值范围是( )
A. a>1+334 B. a<1+334 C. 0 【答案】A
【解析】
设公切线与f(x),g(x)分别相切于点(m,f(m)),(n,g(n)),f'(x)=2(x+1−a)
g'(x)=−x−2,g'(x0)=f'(x1)=g(x0)−f(x1)x0−x1,−n−2=2(m+1−a)=n−1−(m+1−a)2n−m
解得m=−n−22−(1−a),代入化简得a=1+2n+n−24=1+n+n+n−24≥1+334 (n>0),
函数ℎ(n)=1+2n+n−24在区间(−∞,0)递增,在区间(0,134)递减,在区间(134,+∞)递增,
且n→0,ℎ(n)→+∞,可知无上界,即时,
方程a=ℎ(n),(n≠0)有三解,故选A.
36.对于函数f(x)和g(x),设α∈{x∈R|f(x)=0},β∈{x∈R|g(x)=0},若存在α、β,使得|α﹣β|≤1,则称f(x)与g(x)互为“零点关联函数”.若函数f(x)=ex﹣1+x﹣2与g(x)=x2﹣ax﹣a+3互为“零点关联函数”,则实数a的取值范围为( )
A. [73,3] B. [2,73] C. [2,3] D. [2,4]
【答案】C
【解析】
:f(x)=ex−1+x−2,f(x)为单调递增的函数,且x=1是函数唯一的零点,由fx,g(x)互为“零点相邻函数”,则g(x)的零点在[0,2]之间。
(1)当g(x)有唯一的零点时,∆=0,解得a=2,解得x=1满足题意;
(2)当g(x)在[0,2]之间有唯一零点时,g0g2≤0,解得 a∈[73,3];
(3)当g(x)在[0,2]之间有两个点时,∆>0,g0g2≥0,解得 a∈(2,3]
综上所述,解得a∈[2,3]。故选C。
37.定义在R上的偶函数f(x)的导函数为f'(x),若对任意的实数x,都有2f(x)+xf'(x)<2恒成立,则使x2f(x)−f(1)
C. (−1,1) D. (−1,0)∪(0,1)
【答案】B
【解析】
fx是R上的偶函数,则函数gx=x2fx−x2也是R上的偶函数,
对任意的实数x,都有2f(x)+xf'(x)<2恒成立,
则g'x=x2fx+xf'x−2.
当x≥0时,g'x<0,当x<0时,g'x>0,
即偶函数gx在区间−∞,0上单调递增,在区间0,+∞上单调递减,
不等式x2f(x)−f(1)
即实数x的取值范围为(−∞,−1)∪(1,+∞).
本题选择B选项.
38.对于函数f(x)和g(x),设α∈{xf(x)=0};β∈{xg(x)=0},若所有的α,β,都有α−β≤1,则称f(x)和g(x)互为“零点相邻函数”.f(x)=ex−1+x−2与g(x)=x2−ax−a+3互为“零点相邻函数”,则实数a的取值范围是( )
A. 2,4 B. 2,73 C. 73,3 D. 2,3
【答案】D
【解析】
:f(x)=ex−1+x−2,f(x)为单调递增的函数,且x=1是函数唯一的零点,由fx,g(x)互为“零点相邻函数”,则g(x)的零点在[0,2]之间。
(1)当g(x)有唯一的零点时,∆=0,解得a=2,解得x=1满足题意;
(2)当g(x)在[0,2]之间有唯一零点时,g0g2≤0,解得 a∈[73,3];
(3)当g(x)在[0,2]之间有两个点时,∆>0,g0g2≥0,解得 a∈(2,3]
综上所述,解得a∈[2,3]。故选D。
39.已知函数f(x)=−x2+2x+4x,g(x)=11x⋅3x−1−2x3x,实数a,b满足a A. 3 B. 4 C. 5 D. 25
【答案】A
【解析】
由g(x)=11x⋅3x−1−2x3x =113x−23x可知函数gx在区间−1,1上单调递增,
函数的最大值gxmax=g1=3,
函数的最小值为gxmin=g−1=−113−32=−316,
f(x)=−x2+2x+4x =−2−x+4x,
结合函数平移的结论和对勾函数的性质绘制函数图象如图所示,
当x=−2时,函数有极小值f−2=2,
当x=2时,函数有极大值f2=−6<−316,
令fx=−2−x+4x=3可得:x=−1或x=−4,
据此可知,b−a的最大值为−4−−1=−3.
本题选择A选项.
40.已知函数fx={x+1x−1,x>12−ex,x≤1,若函数gx=fx−mx−1有两个零点,则实数m的取值范围是
A. −2,0 B. −1,0 C. −2,0∪0,+∞ D. −1,0∪0,+∞
【答案】D
【解析】
若函数gx=fx−mx−1有两个零点,
则函数fx的图象与y=m(x−1)有且仅有两个交点,
在同一坐标系内画出函数fx的图象与y=m(x−1)的图象如下:
由图可得:当m>0时,满足条件;
由m=−1时,y=2−ex与y=m(x−1)相切得:
−1<m< 0时,满足条件;
故m∈(−1,0)∪(0,+∞),
故选:D.
41.已知函数f(x)=ex−1,x>0−x2−2x+1,x≤0,若关于x的方程f2(x)−3f(x)+a=0(a∈R)有8个不等的实数根,则a的取值范围是( )
A. 0,14 B. 13,3 C. (1,2) D. 2,94
【答案】D
【解析】
绘制函数f(x)=ex−1,x>0−x2−2x+1,x≤0的图象如图所示,
令fx=t,由题意可知,方程t2−3t+a=0在区间1,2上有两个不同的实数根,
令gt=t2−3t+a1
本题选择D选项.
二、填空题
42.若∀x∈(0,+∞),不等式eλx−lnxλ≥0恒成立,则正实数λ的取值范围是_____.
【答案】[1e,+∞)
【解析】
实数λ>0,若对任意的x∈(0,+∞),不等式eλx−lnxλ≥0恒成立,
即为(eλx−lnxλ )min≥0,
设f(x)=eλx−lnxλ,x>0,f′(x)=λeλx−1λx,
令f′(x)=0,可得eλx=1λ2x,
由指数函数和反比例函数在第一象限的图象,
可得y=eλx和y=1λ2x有且只有一个交点,
设为(m,n),当x>m时,f′(x)>0,f(x)递增;
当0<x<m时,f′(x)<0,f(x)递减.
即有f(x)在x=m处取得极小值,且为最小值.
即有eλm=1λ2m,令eλm−lnmλ=0,
可得m=e,λ=1e.
则当λ≥1e时,不等式eλx−lnxλ≥0恒成立.
故答案为[1e,+∞).
43.已知函数f1(x)=﹣ax2,f2(x)=x3+x2,f(x)=f1(x)+f2(x),设f(x)的导函数为f′(x),若不等式f1(x)<f′(x)<f2(x)在区间(1,+∞)上恒成立,则a的取值范围为_____.
【答案】32,5
【解析】
f(x)=﹣ax2+x3+x2=x3+(1﹣a)x2,f′(x)=3x2+2(1﹣a)x,
f1(x)<f′(x)<f2(x)在区间(1,+∞)上恒成立,
即﹣ax2<3x2+2(1﹣a)x<x3+x2恒成立,
﹣ax2<3x2+2(1﹣a)x,可化为(a+3)x+2(1﹣a)>0,
∴a+3≥0a+3+21−a≥0,解得﹣3≤a≤5①;
3x2+2(1﹣a)x<x3+x2可化为2a>﹣x2+2x+2,
而﹣x2+2x+2=﹣(x﹣1)2+3<3,
∴2a≥3,即a≥32②,
由①②可得32≤a≤5,
∴实数a的取值范围是32,5,故答案为32,5.
44.若函数fx=2x+2−a,x≤0x3−ax+2,x>0有三个不同的零点,则实数a的取值范围是________.
【答案】3,+∞
【解析】
由题意可将函数fx有三个不同的零点转化为函数y=a与g(x)=2x+2,x≤0x3+2x,x>0有三个不同的交点,如图所示:
当x≤0时,y=2x+2的图象易得,当x>0时,函数g(x)=x3+2x,g'x=2x3−2x2=0,x=1,
∴gx在区间(0,1)上单调递减,在区间(1,+∞)上单调递增,如图所示:
有三个不同的交点,∴a>3
故答案为:3,+∞.
45.已知函数f(x)=lgx,x>0.2x,x≤0.若函数y=2f(x)−a−1存在5个零点,则实数a的取值范围为________.
【答案】1,3
【解析】
先作出函数y=2f(x)的图像如图所示(图中黑色的曲线),
当a=1时,函数y=|2f(x)-1|的图像如图所示(图中红色的曲线),它与直线y=1只有四个交点,即函数y=2f(x)−a−1存在4个零点,不合题意.
当1<a<3时,函数y=|2f(x)-a|的图像如图所示(图中红色的曲线),它与直线y=1有5个交点,即函数y=2f(x)−a−1存在5个零点,符合题意.
当a=3时,函数y=|2f(x)-3|的图像如图所示(图中红色的曲线),它与直线y=1有6个交点,即函数y=2f(x)−3−1存在6个零点,不符合题意.
所以实数a的取值范围为1,3.
故答案为:1,3
46.设m∈R,若函数fx=x3−3x−m在x∈0,3上的最大值与最小值之差为2,则实数m的取值范围是__________.
【答案】(−∞,−2]∪[0,+∞)
【解析】
设gx=x3−3x,x∈[0,3],
则g'x=3x2−3=3(x−1)(x+1),
所以函数y=gx在区间0,1上单调递减,在区间1,3上单调递增.
∵g0=0,g1=−2,g3=0,
∴函数y=gx的值域为−2,0,最大值与最小值之差为2,
∴函数y=x3−3x−m,x∈[0,3]的值域为−2−m,−m,最大值与最小值之差也为2.
∵函数fx=x3−3x−m在x∈[0,3]上的最大值与最小值之差为2,
∴−2−m≥0或−m≤0,
解得m≤−2或m≥0.
∴实数m的取值范围为(−∞,−2]∪[0,+∞).
故答案为(−∞,−2]∪[0,+∞).
47.已知函数f(x)=lg(1-x)-lg(1+x),函数g(x)=2-ax(a>0且a≠1).若当x∈[0,1)时,函数f(x)与函数g(x)的值域的交集非空,则实数a的取值范围为__________.
【答案】2,+∞
【解析】
依题意,fx=lg1−x−lg1+x=lg1−x1+x=lg−1+2x+1;
当x∈0,1时, fx=lg(−1+2x+1)是减函数,∴f(x)∈-∞,0,
当a>1时,gx=2−ax,x∈0,1时单调递减, g(x)∈2−a,1,
∴2−a<0,∴a>2;
当0 综上所述,实数a的取值范围为2,+∞ .
48.设f(x)是定义在R上的偶函数,对任意x∈R,都有f(x+4)=f(x),且当x∈[−2,0]时,f(x)=(13)x−6.在区间(−2,6]内关于x的方程f(x)−loga(x+2)=0(a>1)恰有3个不同的实数根,则实数a的取值范围是_________.
【答案】(34,2)
【解析】
如图所示,当x∈[−2,0]时,f(x)=(13)x﹣6,可得图象.
根据偶函数的对称性质画出[0,2]的图象,再据周期性:对任意x∈R,都有f(x+4)=f(x),
画出[2,6]的图象.
画出函数y=loga(x+2)(a>1)的图象.
∵在区间(﹣2,6]内关于x的f(x)﹣loga(x+2)=0(a>1)恰有3个不同的实数根,
∴loga8>3,loga4<3,
∴4<a3<8,
解得34<a<2.
故答案为:(34,2)
49.不等式(acos2x−3)sinx≥−3对∀x∈R恒成立,则实数a的取值范围是________.
【答案】−32,12
【解析】
令sin=t,−1≤t≤1,
则原函数化为gt=−at2+a−3t,
即gt=−at3+a−3t,
由−at3+a−3t≥−3,−att2−1−3t−1≥0,
t−1−att+1−3≥0及t−1≤0知,
−att+1−3≤0,即at2+t≥−3,
当t=0,−1时(1)总成立,
对0
50.已知函数f(x)=−x2(x≥0),2x−1(x<0),若函数g(x)=f(x)−b有两个零点,则实数b的取值范围是___________.
【答案】−1 【解析】
作出函数fx=−x2,x≥02x−1,<0的图象,
令gx=0,可得fx=b ,
画出直线y=b ,平移可得当−1 直线y=b和函数y=fx有两个交点,
则gx的零点有两个,
故b的取值范围是−1 51.已知函数f(x)在R上连续,对任意x∈R都有f(−3−x)=f(1+x);在(−∞,−1)中任意取两个不相等的实数x1, x2,都有(x1−x2)f(x1)−f(x2)<0恒成立;若f(2a−1)
【解析】
由f(−3−x)=f(1+x)可知函数f(x)关于直线x=−1对称;在(−∞,−1)中任意取两个不相等的实数x1, x2,都有(x1−x2)f(x1)−f(x2)<0恒成立;可知函数f(x)在区间(−∞,−1)上单调递减,由对称性可知函数f(x)在区间(−1,+∞)上单调递增,不妨设f(x)=(x+1)2,则由f(2a−1)
答案为:−∞,15∪1,+∞
52.已知函数f(x)=(m+3)(x+m+1)(x+m),g(x)=2x−2,若对任意x∈R,有f(x)>0 或g(x)>0 成立,则实数 m的取值范围是____________
【答案】-3
由gx=2x−2>0 ,得x>1,故对x>1时,gx>0恒成立,
由gx=2x−2≤0 ,得x≤1,故对x≤1时,gx>0不成立,
从而对任意x≤1, fx=m+3x+m+1x+m>0恒成立,
画出函数的图象,由图可知,
函数f(x)=(m+3)(x+m+1)(x+m)的图象开口向上,
且两个零点都大于1,
可得m满足m+3>0−m−1>1−m>1,解得−3
【答案】a≥e+4
【解析】
当x≥1时,x+4x≥4 (当且仅当x=2时取等号),当x<1时,a−ex>a−e ,因此a−e≥4∴a≥e+4.
54.已知函数fx=ex+cosx,若f1nab+flnba−2f1>0,则ab的取值范围是____________ .
【答案】 (0,1e)∪(e,+∞)
【解析】
∵ fx=ex+cosx,
∴f−x=e−x+cos−x
=ex+cosx=fx,
∴fx是偶函数,
x>0时,f'x=ex−sinx>0,
∴fx在0,+∞上递增,
由fx是偶函数可得fx在−∞,0上递减,
flnab+flnba−2f1>0,
flnab+f−lnab−2f1>0
化为2flnab>2f1,flnab>f1,
等价于lnab>1,lnab>1或lnab<−1,
ab>e或0
55.已知直线l:y=kx与圆x2+y2−2x−2y+1=0相交于A,B两点,点M(0,b),且MA⊥MB,若b∈(1,32),则实数k的取值范围是__________.
【答案】(1,6−23)∪(6+23,+∞)
【解析】
MA,MB由y=kxx2+y2−2x−2y+1=0,
消去y得:(k2+1)x2-(2k+2)x+1=0,①
设P(x1,y1)Q(x2,y2),∴x1+x2=21+k1+k2,x1⋅x2=11+k2,
∵MA⊥MB,
∴MA⋅MB=0,
(x1,y1-b)(x2,y2-b)=0,即x1•x2+(y1-b)(y2-b)=0
∵y1=kx1,y2=kx2,
∴(1+k2)x1•x2-kb(x1+x2)+b2=0,
∴(1+k2)⋅11+k2−kb⋅21+k1+k2+b2=0,
即2k1+k1+k2=2+2k−21+k2=b2+1b=b+1b ,
∵b∈(1,32),
设f(b)=b+1b ,在区间(1,32)上单调递增,求得f(b)∈(2,136) ,可得2k−2k2+1∈(0,16),,解得:1<k<6−23或k>6+23,
k的取值范围((1,6−23)∪(6+23,+∞).
56.已知函数fx=x2−2ax+a2−1,gx=2x−a,∀x1∈−1,1,∃x2∈−1,1,使fx2=gx1,则实数a的取值范围是__________.
【答案】−2,−1
【解析】
∀x1∈−1,1,∃x2∈−1,1,使fx2=gx1,即g(x)的值域是fx的子集
g(x)∈[−2−a,2−a]
fx=x2−2ax+a2−1,x∈−1,1
当a≤-1时,f(x)∈[a2+2a,a2−2a],即a2+2a≤−2−a,2−a≤a2−2a,解得a∈[−2,−1]
当-1 当a>1时,f(x)∈[a2−2a,a2+2a],即a2−2a≤−2−a,2−a≤a2+2a,不等式组无解
综上所述,a的范围为[−2,−1]
57.已知函数f(x)=2x+1−4−2x的定义域为D,当x∈D时,f(x)≤m恒成立,则实数m的取值范围是__________
【答案】[5,+∞)
【解析】
【详解】
令4−2x≥0,解得x≤2,所以函数的定义域为(−∞,2],
当x∈D时,f(x)≤m恒成立,即为f(x)max≤m成立,
又因为f(x)=2x+1−4−2x在其定义域上是增函数,
故f(x)max=f(2)=5,所以m≥5,
故答案是[5,+∞).
58.已知函数fx=xlnx,gx=−x2+ax−3,对一切x∈0,+∞,2fx≥gx恒成立,则实数a的取值范围为________.
【答案】−∞,4
【解析】
因为2fx≥gx,代入解析式可得2xlnx≥−x2+ax−3
分离参数a可得
a≤2lnx+x+3x
令ℎ(x)=2lnx+x+3x(x>0 )
则ℎ'(x)=x+3x−1x2,令ℎ'(x)=0解得x1=−3,x2=1
所以当0<x<1,ℎ'(x)<0,所以h(x)在(0,1)上单调递减
当1<x,ℎ'(x)>0,所以h(x)在(1,+∞)上单调递增,
所以h(x)在x=1时取得极小值,也即最小值.
所以h(x)≥h(1)=4.
因为对一切x∈(0,+∞),2f(x)≥g(x)恒成立,
所以a≤h(x)min=4.
所以a的取值范围为−∞,4
59.已知不等式20n−mlnmn≥0对任意正整数n恒成立,则实数m取值范围是__________.
【答案】4,5
【解析】
由题意,20n−m≥0,且lnmn≥0,或20n−m≤0,且lnmn≤0,
∴m≤20n,且mn≥1,或m≥20n,且0
∵n为正整数,
∴n=4或5,
∴4⩽m⩽5,
故答案为:[4,5].
60.已知f(x)=(x+1)3⋅e−x+1,g(x)=(x+1)2+a,若∃x1,x2∈R,使得f(x2)≥g(x1)成立,则实数a的取值范围是__________.
【答案】−∞,27e
【解析】
f'(x)=3(x+1)2e−x+1−(x+1)3e−x+1=(x+1)2e−x+1(2−x),
则可知f(x)在−∞,2单调递增,在2,,+∞单调递减.故f(x)max=f(2)=27e.
g(x)=(x+1)2+a在−∞,−1单调递减,在−1,,+∞单调递增.故g(x)min=g(−1)=a.
∃x1,x2∈R,使得f(x2)≥g(x1)成立,则f(x)max≥g(x)min,所以a≤27e.
61.已知函数fx=xx−1lnx,偶函数gx=kx2+bexk≠0的图像与曲线y=fx有且仅有一个公共点,则k的取值范围为_________.
【答案】k∈(0,1)∪(1,+∞)
【解析】
∵gx=kx2+bexk≠0为偶函数,∴b=0
∴gx=kx2
令fx= gx,可得k=x−1xlnx,
令ℎx=x−1xlnx,则ℎ'x=lnx−x+1xlnx2<0
∴ℎx在0,1和1,+∞上单调递减
由洛必达法则知limx→1ℎx=limx→1x−1xlnx=limx→11lnx+1=1
∵ℎx>0恒成立,limx→+∞ℎx=limx→+∞x−1xlnx=limx→+∞1lnx+1=0
∵k=ℎx只有一解
则k的取值范围为(0,1)∪(1,+∞)
62.已知关于x的不等式logm(mx2-x+12)>0在[1,2]上恒成立,则实数m的取值范围为___________
【答案】(12,58)∪(32,+∞)
【解析】
①当0
当12m<1,即12
当1<12m<2,,即14≤m<12时,二次函数在区间内先递减后递增,函数先递增后递减,
则需f(1)<0,f(2)<0,无解;
当12m≥2,即0
②当m>1时,函数f(x)=logm(mx2−x+12)外层单调递增,
12m<12,二次函数单调递增,函数单调递增,
所以f(x)min=f(1)=logm(m−12)>0,解得:m>32.
综上所述:12
63.已知函数fx={lnx,x>0ax2+x,x<0,其中a>0,若函数y=fx的图象上恰好有两对关于y轴对称的点,则实数a的取值范围为____.
【答案】0,1
【解析】
已知函数fx={lnx,x>0ax2+x,x<0,其中a>0,若函数y=fx的图象上恰好有两对关于y轴对称的点,
即x>0时,y=lnx与y=ax2−x,有两个交点,y=lnx恒过(1,0),y=ax2−x中1a是函数的零点,所以必须满足0<1a,
解得a∈(0,1) .
故答案为:(0,1).
64.已知函数f(x)=x22e , x≥a , lnx , 0
【解析】
令ℎ(x)=lnx−x22e,ℎ'(x)=1x−xe,
所以函数h(x)在(0 , e)上递增,在(e , +∞)上递减,
又ℎ(e)=0,所以lnx≤x22e,当且仅当x=e时等号成立,
因为对任意实数k,总存在实数x0,使得f(x0)=kx0成立,
且过原点的直线与y=lnx切于点(e , 1),
所以函数f(x)的图象是不间断的,故a=e.
所以实数a 的取值集合为{e}.
故答案为:{e}
65.已知函数f(x)=x2−x+a , x ≥−a ,x2+x+3a , x<−a . 记A={x|f(x)=0},若A∩(−∞ , 2)≠∅,则实数a的取值范围为______.
【答案】−∞,14
【解析】
由题意,条件可转化为函数fx=x2−x+a+2a,在(−∞,2)上存在零点,
所以方程x2=x+a−2a有根,所以函数gx=x2与ℎx=x+a−2a的图象有交点的横坐标在(−∞ , 2)上,
所以函数ℎx=x+a−2a的图象为顶点(−a,−2a)在直线y=2x上移动的折线,
如图所示,可得2a≤12,即a≤14,所以实数a的取值范围是(−∞,14].
66.函数f(x)满足f(x)=f(−x),f(x)=f(2−x),当x∈[0,1]时, f(x)=x2,过点P(0,94)且斜率为k的直线与f(x)在区间[0,4]上的图象恰好有3个交点,则k的取值范围为_________.
【答案】(1,1312)
【解析】
∵f(x)=f(−x),f(x)=f(2−x),
∴f−x= f(2−x),即fx+2=f(x),
∴函数f(x)的周期为T=2.
由x∈[0,1]时, f(x)=x2,
则当x∈[−1,0]时,− x∈[0,1],故f−x=f(x)=x2,
因此当x∈[−1,1]时, f(x)=x2.
结合函数f(x)的周期性,画出函数f(x)(x∈[0,4])图象如下图所示.
又过点P(0,94)且斜率为k的直线方程为y=kx−94.
结合图象可得:
当x∈[0,1]时, f(x)=x2.与y=kx−94联立消去y整理得x2−kx+94=0,
由Δ=k2−9=0,得k=3或k=−3(舍去),
此时x切=k2=32∉[0,1],故不可能有三个交点;
当x∈[2,3]时,点(0,−94)与点(3,1)连线的斜率为1312,此时直线与y=f(x)有两个交点,又f(x)=(x−2)2,
若同y=kx−94相切,将两式联立消去y整理得x2−(k+4)x +254=0,
由Δ=(k+4)2−25=0,得k=1或k=−9(舍去),
此时x切=k+42=52 ∈(2,3),
所以当1
67.已知函数fx=2ex+12ax2+ax+1有两个极值,则实数a的取值范围为__________.
【答案】−∞,−2
【解析】
f'x=2ex+ax+a,由题意知f'x有两个零点,
由2ex+ax+a=0可得2ex=−ax+a,
即y=2exy=−ax+1有两个交点,
如图所示,考查临界条件:设y=2ex与y=−ax+1的切点为x0,y0,
即y0=2ex0,y'=2ex,则y'|x=x0=2ex0,
切线方程为y−2ex0=2ex0x−x0.
把−1,0代入切线方程可得x0=0,y'|x=x0=2,
据此可得:−a>2,即a<−2,
实数a的取值范围为−∞,−2.
68.定义maxa,b为a,b中的最大值,函数fx=maxlog2x+1,2−x,x>−1的最小值为c,如果函数gx=2m−1x+34,x≥cmx,x
【解析】
根据题意,fx=maxlog2x+1,2−x,x>−1,
则f(x)=2−x,x<1log2x+1,x≥1 ,
分析可得,当x=1时,fx取得最小值2,则有c=1 ,
则x=2m−1x+34,x≥1mx,x<1,若gx为减函数,
必有(2m−1)<00<m<1(2m−1)+34≤m,
解可得:0<m≤14,即m的取值范围为0,14;
故答案为:0,14.
69.函数g(x)x∈R的图象如图所示,关于x的方程g(x)2+m⋅g(x)+2m+3=0有三个不同的实数解,则m的取值范围是__________
【答案】−32,−43
【解析】
根据函数gxx∈R的图象,设gx=t,
∵关于x的方程gx2+m⋅gx+2m+3=0有三个不同的实数解,
即为t2+mt+2m+3=0有两个根,且一个在0,1上,一个在1,+∞上,
设ℎt=t2+mt+2m+3,
①当有一个根为1时,ℎ1=1+m+2m+3=0,m=−43,此时另一个根为13,符合题意;②当没有根为1时,则ℎ0=2m+3>0ℎ1=1+m+2m+3<0,解得−32
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