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2024年高考数学教学教研-复习用书-选择性必修第二册_251-300--2024年高考数学教学教研-复习用书-选择性必修第二册专题
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解析:axeax+1≥2x2+1Inx⇒axeax+1≥x2+1Inx2=elnx2+1Inx2,不妨令fx=xex+1
因为fx单增,∴ax≥Inx2⇒a≥Inx2x=2Inxx∈2e,+∞⇒a≥2e
40.已知函数fx=lnx+ax,a∈R,gx=e2x-2.若fx≤gx在0,+∞上成立,求a的取值范围( )
解析:Inx+ax≤e2x-2⇒Inx+a≤xe2x-2x⇒Inx+a≤e2x+lnx-2x
∴a-1≤elnx+2x-Inx-2x-1,当Inx+2x=0取等,a-1≤0⇒a≤1;
41.设fx=xex-ax2,gx=Inx+x-x2+1-ea
当a>0时,设hx=fx-agx≥0恒成立则a的取值范围.
解析:xex-aInx+x+1+e≥0⇒ex+lnx-ax+Inx+1+e≥0,令t=Inx+x
∴et-at+1+e≥0⇒et+e≥at+1∵et≥et∴a≤e
42.已知函数fx=aInx-1+Ina-1-x,函数gx=ex-x,若Fx=gx-fx>0恒成立,求a的取值范围
解析:gx>fx⇒ex-aInx-1-aIna+a>0⇒ex-lna-Inx-1-Ina+1>0⇒ex-lna+x-Ina>x-1+Inx-1
令hx=ex+x,因为hx单增,所以:x-Ina>Inx-1⇒Inex-Ina>Inx-1⇒Inexa>Inx-1⇒exa>x-1⇒exx-1>a⇒ex-1x-1>ae⇒01e,证明fx>1-xe-ax
解析:ax-Inx>1-elnx⋅e-ax⇒elnx-ax>Inx-ax+1,∵Inxx≤1e0
x2+x-Inx+1x=0x+x+1ex-Inx+1+1x+120x=0+2-mInx+120x=0>0⇒m≤2,矛盾区间自证;
46.已知x0是方程x3ex-4+2Inx-4=0的一个根,则e4-x02+2Inx0的值是( )
解析:x3ex-4=4-2Inx=Ine4x2⇒xex=e4x2Ine4x2⇒Inx+x=InIne4x2+Ine4x2
令x=Ine4x2⇒x=4-2Inx⇒4-x=2Inx∴e4-x2=x∴e4-x02+2Inx0=x0+2Inx0=4
47.已知函数fx=ex+m-x3,gx=lnx+1+2.当m≥1时,证明:fx>gx-x3.
解析:ex+m-lnx+1-2>0得:ex+m-x+m-1x=-m≥0+x-lnx+1x=0≥0+m-1>0∴⇒m≥1
48.已知函数fx=mex-lnx-1.当m≥1时,证明:fx>1.
解析:mex-Inx-2>0⇒mex-x-1+x-1-Inx+mx+m-x-1>0
⇒mex-x-1x=020+x-1-Inx=1z0+x+1m-1>0,所以m≥1
49.若fx=xex+ax,a∈R,gx=axaInx+aInx+a-1x,当x∈1,+∞时,若fx≥gx恒成立,则a的取值范围( )
解析:xex+ax≥axaInx+aInx+ax-x⇒x+xex≥Inxaelnxx+Inxa构造:hx=x+xex单增,hx≥hInxa,
(1)a≤0时,fx≥gx恒成立(2)a>0时,Inxa=aInx>0,∴x≥Inxa⇒xInx≥a⇒e≥a
50.已知函数eax-1Inx=ax2-ax,a>0在x∈[1,+∞)有三个不同的解,求a的范围( )
解析:eax-1Inx=ax2-ax,(1)当x=1时,成立(2)当x≠1时,eax-1ax=x-1Inx=elnx-1Inx,又因为gx=ex-1x在x∈[1,+∞)单增,ax=Inx⇒a=Inxx⇒a∈0,1e
51.若不等式xex-ax+3-aInx≥0恒成立,则实数a的取值范围是( )
253解析:由题意a≥0,原式即:ex+lnx-ax+lnx-3a≥0,令t=x+lnx⇒et≥at+3
当t≤-3时恒成立,当t>-3时,a≤et+3t+3⋅1e3min=1e2
52.已知fx=Inx+x-xex+1,求fx最大值
解析:fx=Inx+x-elnx+x+1=Inx+x+1-elnx+x+1-1≤-2,当Inx+x+1=0时fx取最大值为-2
53.已知函数fx=xex-Inx-x-2最小值为a,gx=ex-2x+Inx-x最小值为b则(A)
A.a=b
B.a>b
C.a1⇒01,x∈e,+∞⇒mx>1,Inx>1,当,x>1时,h'x=2x-3+ex>21-3+e>0
所以:hmx≥hInx⇔mx≥Inx⇔m≥Inxx⇒m≥Inxxmax=1e,综上:m>1
103.已知函数fx=axInxa>0,当x>1时,fx≥xex⋅InxaInx,求a的取值范围( )
解析:axInx≥xex⋅InxaInx⇒a⋅ex≥Inxa⇒ex+lna≥Inx-Ina⇒ex+lna+x+Ina≥Inx+x
构造gx=ex+x,知单增:x+Ina≥Inx⇒Ina≥Inx-x,x>1⇒Ina≥-1⇒a≥1e
104.已知函数fx=lnx+ax+1.对任意x>0,xe2x≥fx恒成立,求实数a的最大值( )
解析:xe2x-Inx-ax-1≥0⇒e2x+lnx-I2x+Inx-1+2-ax≥0,所以2-a≥0⇒a≤2
105.已知a>0,若alnx≤xlna恒成立,则a的值是___________
解析:两边同时除以ax得,lnxx≤lnaa,要使该不等式恒成立,即x=a时,lnxx取最大值,故a=e.
106.已知函数fx=x-xm+mInxex+1m2b
B.ab2
D.a0,所以fx在0,+∞单调递增,fx=3的解只有一个.∴x1=lnx2-2,∴x1x2=lnx2-2x2=e5
114.若ex-a-a-Inx≥0,则a的范围( )
解析1:ex-a-x-a-1+x-1-Inx-2a+2≥0⇒ex-a-x-a-1≥0x=a+x-1-In≥0x=1-2a+2≥0,所以-2a+2≥0⇒a≤1
解析2:原式得:ex-a≥Ineax⇒exea≥Ineax⇒xex≥xeaIneax⇒x≥Ineax=a+Inx⇒a≤x-Inx⇒a≤1
115.fx=ex-a-eIfex+a若fx>0恒成立,则a的取值范围( )
解析:构造:gx=ex+ex所以:x≥Inex+a⇒ex≥ex+a⇒a≤0
116.若ex-1≥kx+Inx恒成立,则k的取值范围( )
解析1:ex-ex+ex-kx+x-1-Inx≥0,ex-exx=120+x-1-Inxx=120+e-k-1x≥0,所以k≤e-1解析2:
ex-kx≥Inex⇒ex-kxx≥Inexx⇒exx-k≥e⋅Inexex⇒exxmin=e-k≥e⋅Inexexmin=1e⇒e-k≥1⇒k≤e-1
117.ex-aInx≥a恒成立,则实数a的取值范围( )
解析1:ex≥a1+Inx∴ex≥a1+x-1∵ex≥ax∴a∈0,e
解析2:ex≥a(Inx+1)=aInex,xex≥ae⋅exIne2∵x>Inex,所以ae≤1⇒a∈0,e
118.(2020年广州12月调研考)若关于a的不等式e2x-aInx≥12a恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.0,2e
B.(-∞,2e]
C.0,2e2
D.-∞,2e2
解法一:必要性探路十充分性证明
令fx=e2x-aInx-12a,则fx≥0恒成立,当a=0时,不等式显然成立;
当a0时,由f1=e2-12a≥0⇒00⇒1-a2e2≥0,否则与x=1勇盾,所以00,aInx+120,若存在x∈1,+∞时,不等式λx2-λx≥eλx-1Inx成立,求λ的取值范围( )
解析:原式等价于λxeλx-1≥Inxx-1,即:Ineλxeλx-1≥Inxx-1,因为fx=Inxx-1在1,+∞单减,
所以:eλx≤x⇒λ≤Inxxmin=1e
125.若不等式ex-aInax-1+1≥0对∀x∈12,1恒成立,则实数a的最大值为( )
A.e+1
B.e
C.e2+1
D.e2
解析1:因为ax-1≥0,x∈12,1⇒a≥2,不等式变形为:ex-lna+x-Ina≥Inx-1a+x-1a=elnx-1a+Inx-1a构造Fx=ex+x,所以x-Ina≥Inx-1a⇒x-1a-Inx-1a≥Ina-1a由于x-1a∈12-1a,1-1a,而gx=x-Inx在0,1上为成函数,1-1a-In1-1a≥Ina-1a∴1≥Ina-1⇒a∈(2,e+1]
解析2.反函数法:
原式等于:ex+1a,Inax-1互为反函数,ex+1a≥Inax-1⇒ex+1a≥x⇒a≤ex+1x=ex+1xmin=e+1
126.已知fx=ex-1-Inx-1+1-ax,证明:当a≤1时,fx≥0
解析:ex-1+x-1≥x+lnx+a-1x,可得:a≤1
也可:ex-1x-Inx+1x+1-a≥0⇒ex-1xmin=1,Inx+1xmax=1,1-a≥0⇒a≤1
127.设函数fx=aInx+x2exa∈R,若fx≥a+xInx+a+1x2+x,求实数a的取值范围?
解析:x2ex≥a+xInx+a+1x2+x⇒ex+lnx-x+Inx-1-ax≥0,由于ex+lnx-x+Inx-1≥0,当且仅当:x+Inx0=0时取等,x0∈1e,1当a≤0恒成立;当a>0时,原式在x=x0处矛盾;综上a∈(-∞,0]
128.若关于x的不等式ex-aInx≥a恒成立,则实数a的取值范围为( )
解析:当a0时,ex≥aInx+1=aInex,
ex⋅ex≥eaxInex⇒xex≥aeexInex⇒xex≥aeeInexInex⇒ae≤1⇒a≤e;综上所述:a∈0,e
129.已知函数fx=ax-ex,∀x∈1,+∞,fx0,若m≥1,证明:当x>0时,gx≥fx
解析:mxex+lnmx-1-x+Inmx+x+1x-1-Inx+mxInmx-mx+1≥0
注意:书写:ex-1≥x,x-1≥x,xInx≥x-1
132.对任意x>0,若不等式exx+aInx+e2≥ax恒成立,则正实数a的取值范围( )
A.(0,e]
B.0,e2
C.2e,e
D.2e,e2
解析:因为ex≥x+1⇒ex-2≥x-1⇒ex≥xe2-e2,在x=2处放缩!
ex-lnx-e2x-Inx+e2+e2-ax-Inx≥0⇒ex-lnx-e2x-Inx+e2x0-lnx0=2+e2-ax-Inx≥0
当a≤e2时,满足题意;当a>e2,在x0-Inx0=2时,矛盾
133.设a>0,exa-a2Inax+b≥b,若在定义域内恒成立,则eaba的最大值为( )
解析:a>0,exa-a2Inax+b≥b⇒exa+ax-a2Inax+b≥ax+b⇒exa+ax≥a2Inax+b+ax+b
⇒exa+a2⋅xa≥a2Inax+b+ax+b⇒a2Inexa+exa≥a2Inax+b+ax+b,构造同构式:hx=a2Inx+x
因为hx单增函数,所以exa≥ax+b⇒eaba≤eaexa-axa=eaaexa-ax
不妨令: hx=eaaexa-ax⇒hxmin=haIna2=eaaealna2a-a⋅aIna2=aea1-Ina2
再令:fa=aea1-Ina2⇒famax=f1=e,故eaba≤eaaexa-axmin=aea1-Ina2≤famax=e
134.若关于x得不等式xex-ax+3-aInx≥0恒成立,则实数a得取值范围( )
解析:xex-ax+3-aInx≥0⇒xex≥ax+3+Inx=aInxex+3=eaxex+3Inxex+3,之后配,好像失效了!
ex+lnx-lna-x+Inx-Ina-1-Ina+2≥0⇒Ina+2≤0⇒a≤1e2,显然a≥0,故a∈0,1e2
135.求证:xex-1-2Inx+1-x2+2x≥0恒成立!
证明:xex-1-2Inx+1-x2+2x≥0⇒xex-1-x+2x-1-Inxl≥0⇒xex-1-x≥0x=0+2x-1-InxI≥0x=0≥0
136.当x≥0时,aInx+1+ex-1≥12x2恒成立,求实数a的取值范围?
解析:ex-1-x-12x2+x-Inx+1+a+1Inx+1≥0
⇒gx=ex-1-x-12x2≥0x=0+x-Inx+1≥0x=0+a+1Inx+1≥0≥0⇒a≥-1
当aInxx-Inx+e
解析:xex-ex+xInx-x+1+x-1-Inx+ex2-e+1x+e24>0,
xex-exx≥0x=1+xInx-x+1x≥0x=1+x-1-Inxx≥0x=1+ex2-e+1x+e24Δ0.
144.若当x∈[1,+∞)时,fx=ex-aInx-e≥0恒成立,求a的取值范围?
解析:fx=ex-1-aeInx-1≥0⇒ex-1-x+x-aeInx-1≥0⇒ex-1-x+aex-Inx-1+ae-aex+x≥0⇒ex-1-x+aex-Inx-1+1-aex-1≥0,所以1-ae≥0⇒a≤e,
当a>e时,f'x=ex-ax,f''x=ex+ax2>0⇒f'x↑,f'xmin=f1=e-a0,所以x0∈(1,Ina)使得f'x0=0,又因为f1=0,故x∈1,x0fx单调递减,故存在x∈1,x0,fx0≥0
异构:ex-x-1≥0+x2e-Inxe≥0≥0
切线放缩:Inx+x≤2x-1≤x2≤ex0
(1)当a=1时,求f'1ef'e的值;(2)讨论gx的零点个数.
解析:(1)-e2(2)ex+e-x=alnax+1ax,可以观察:fax-ax=fex-ax⇒fax=fex
又因为fx在0,1递减,1,+∞递增,又因为fx=f1x,所以fex=fax,当且仅当:ex=ax或ex=1ax又ex>1,故ex=ax和ex=1ax不可能同能同时成立,所以gx=ex+e-x-aInax-1ax=0的零点个数是两个函数sx=ex-ax和tx=xex-1a的零点个数之和,其中x>0
由同构函数对于sx而言:a∈0,e,sx无零点;a=e,sx1个零点;a∈e,+∞,sx2个零点
由同构函数对于tx而言:a∈0,+∞,tx必有1个零点
所以:综上所逃:a∈0,e,gx有一个零点;a=e,gx有2个零点;a∈e,+∞,gx有3个零点.
152.已知fx=Inx+1+exx+1+12x2-x,证明:fx≥1
解析:ex-lnx+1-x-Inx+1-1+12x2≥0,考查朗博同构的变形!
153.已知a>b>0且a4x-mInx,构造fx=4ex-mxx>0⇒fx-1>fInx,∵x-1>Inx,故fx为增函数,f'x=4ex-m≥0⇒m≤4ex,∵x>0∴4ex>4⇒m≤4
155.已知函数fx=ax-ex,∀x∈1,+∞,fxInx+1⇒g'x=ex-a≥0∵x>1⇒a≤e
156.证明:(1)xex-Inx-x-1≥0
解析:ex+lnx-x+Inx-1≥0
(2)ax-1ex-Inax-1-x-1≥0;a>0
解析:eInax-1+x-Inax-1+x-1≥0
(3)x2ex-2Inx-x-1≥0
解析:elnx2+x-2Inx-x-1=e2Inx+x-2Inx+x-1≥0
(4)ex+exInx-ex2≥0
解析:exex+Inx-x=ex-Inex-x-Inx=ex-Inx-1-x-Inx-1-1≥0
157.已知x2+Inx=4y4+2Iny,则一定成立的是( )
A.x2y
解析:x2+Inx=2y22+In2y2-In2,故x2+Inx0+xInx+1-xx=1>0;解析2:ex-x-1>0+xInx+1-x≥0+x2>0
解析3:exx-Inx+x-2>0⇒ex-Inx-x-Inx-1+2x-1-Inx>0
160.(成都市2023届高三模拟理科12)若正实数x1是函数fx=xex-x-e2的一个零点,x2是函数gx=x-eInx-1-e3的一个大于e的一个零点,则x1x2-ee2的值为( )
解析:建立等式x1ex1-x1=e2x2-eInx2-1=e3⇒x1ex1-1=x2e-1Inx2e⇒x1=Inx2e
x1x2-ee2=x1e3e2Inx2-1=x1eInx2-1=x1eInx2e=eInx2eInx2e=e.
161.证明:当x>0时,ex+1-2x-1≥Inxx
解析:ex+1-2x-1≥Inxx⇒xex+1-x-2-Inx≥0⇒ex+1+Inx-x+1+Inx-1≥0当且仅当:x+Inx+1=0处取等
162.证明:当a≥1e时,aex-2Inx>2-2In2
解析:a-1eex+ex-1-2Inx-2+2In2>0⇒a-1eex+2ex-1-ln2-Inx-1+In2>0⇒a-1eex+2ex-1-ln2-x-1-In2-1+x-1-Inx>0,故得证:
163.证明:当a≥0时,ex-1-aInx+aIna-a≥0
解析:ex-1-aInx+aIna-a≥0⇒ex-1-Ina-x-1-Ina-1+x-1-Inx≥0
⇒ex-1-lna-x-1-Ina-1x=1+lna+x-1-Inxx=1≥0,当1+Ina=1⇒a=1时等号成立
164.证明:exx+1+Inx+1+x22-x≥1
解析:exx+1+Inx+1+x22-x≥1⇒ex-lnx+1-x-Inx+1-1+x22≥0,当x=0时,等号成立!
165.证明:若不等式x+aInx+1ex-xa≥0对任意x∈1,+∞恒成立,求a的最小值( )
解析:x+Inxa+e-x-xa≥0⇒x+e-x-xa≥-Inxa+xa=-Inxa+e--Inxxa,
构造hx=x+e-x,知道hx单增,故x≥-aInx⇒a≥-xInx⇒a≥-e.
166.定义在R上的可导函数fx满足fx-f-x+x1ex+ex=0,且在0,+∞上有f'x>1e2成立,若实数a满足f1-a-fa+ea-1-aea-1-ae-a≥0,则a的取值范围( )
解析:fx-f-x+x1ex+ex=0⇒fx+xex=f-x+-xe-x,令gx=fx+xex,则gx为偶函数,在0,+∞时,g'x=f'x+1-xex=f'x+x+1ex,∵1-xexmin=1e2⇒g'x>0,故f1-a-fa+ea-1-aea-1-ae-a≥0⇒f1-a+1-ae1-a≥fa+aex⇒g1-a≥ga⇒1-a≥aa≤12167..设函数fx=x2-a+2x+alnx,a∈R,若fx≥1求a的取值范围( )
解析:gx=x2-a+2x+aInx-1≥0⇒x2-Inx2-1+-a-2x-Inx≥0
(1)当a≤-2,显然,满足题意,(2)当a>-2,g1=0-a-20,ex+1-ex-1-xInx≥0恒成立.
解析1:ex+x-ex-1-xInx≥0⇒ex-x-12-exx=1≥0+xx-1-Inxx=1≥0(异构)
解析2:hx=ex+1-ex-1-xInx=xexx-1x-Inx+1-e
设:hx=exx-1x-Inx+1-e⇒hx≥h1=0⇒fx≥gx得证!对数单身狗:
170.若不等式:ex2+x-a≥Inx+Inx+1+a恒成立,求实数a的取值范围( )
解析:ex2+x-a≥Inx2+x+a⇒ex2+x-a-x2+x-a-1+x2+x-1-Inx2+x+2-2a≥0
由保值性:2-2a≤0⇒a≤1,当a>1时,x2+x=1矛盾.
171.若关于x的不等式,x+Inaex-aInxx>0对任意的x∈0,1恒成立,则实数a的取值范围( )
解析:x+Inaaex>Inxx⇔x+Inaex+lna>InxeInx,构造gx=xex∵InxInx⇒Ina>Inx-x⇒a≥e-1172.若hx=ebx-sinx+csx-2≥0在x∈[0,+∞)恒成立,则实数b的取值范围( )
解析:端点放应:h0=0⇒h'x=bebx-csx-sinx⇒h'0=b-1≥0⇒b≥1
当b≥1时,显然成立:hx=x-sinx+csx-1+12x2+ex-12x2-x-1+ebx-ex≥0
当b0在[0,+∞)上恒成立,所以y=x⋅ex在[0,+∞)上单调递增,所以lnx2=x1-1,则x1-lnx2=1,所以lntx1x2-x2=lntx2⋅lnx2=lntt2,令ht=lntt2t>0,易知ht在0,e上单调递增,在e,+∞上单调递减,所以htmax=he12=12e
176.证明:xex-2Inx-x2+x-2>0
解析:xex-2Inx-x2+x-2>xx+1-2Inx-x2+x-2=2x-2-2Inx=2x-1-Inx≥0
176.对任意的x>1不等式1aex-lnx-1-5+2Ina≥0恒成立,则a的范围为( )
解析:ex-Ina-x-Ina-1+x-1-1-Inx-1+Ina-2≥0
当a≥e2原式成立,且在x=2,a=e2时取等!;当a0时,fx>0
(2)若∀x∈0,+∞,fx>aInx+1,求a的取值范围
解析:(1)法一:e2x-x2-2x-1=ex-x-1ex+x+1>0,故得证!
法二:因为e2x-x2-2x-1>e2x-2x2-2x-1=e2x-122x2-2x-1>0故得证!法三:常规方法:求导!
(2)fx>aInx+1⇒e2x-x2+a-2x-1>aInx+1⇒e2x+aInex>x+12+aInx+1
构造:hx=x2+ahx⇒hex>hx+1,因为x>0,ex>x+1, hhx在x>1上单谱,放h'x≥0
即:2x+ax≥0⇒a≥-2x2max=-2,
178.已知函数fx=ex+1-ax-Ina⋅Inx,若fxx2⇒Inx+1x>xex-1=Inex-1+1ex-1,构造gx=Inx+1x单调递减,因为xgex-1,原不等式得证.
180.已知x>0,fx=x2+ex,gx=m2+1x+Inx,若fx≥gx恒成立,则实数m的取值范围是( )
解析:x2+ex≥m2+1x+Inx,两边同时除以x得:x+exx≥m2+1+Inxx,方程两边加1x,
x+1x+exx≥m2+1+Inxx+1x=m2+1+e⋅Inexex⇒2+e≥m2+1+1⇒m∈-e,e
181.已知函数fx=xeax,gx=Inx-ax,当a=1时,求函数hx=fx-gx的最小值;
解析:hx=elnx-x-Inx-x,令Inx-x=t≤-1,则φt=et-t↓,则hxmin=φtmin=1e+1
182.已知函数fx=2x-2Inx+ax2-1,若fx≥0恒成立,则实数a的取值范围?
解析:2x-2Inx+ax2-1≥0⇒2x-2Inx2+ax2-1≥0⇒2x-1Inx+x2-1-Inx2+a-1x2≥0
当a≥1时,成立;当a0
184.证明:当a≤1时,对任意x>0,恒有ex+1-ax>Inx+a+1
解析:当a≤1时,1-a≥0,a+1≤2,要证ex+1-ax>Inx+a+1,只需证:ex>lnx+2
凹凸转可以证!异构也可以证!
185.若不等式ex+sinx≥ax+1对任意x∈R恒成立,求实数a的值
解析:极点放应:gx=ex+sinx-ax-1≥0对任意x∈R成立,
因为g0=0∴x=0时,gx取得最小值,也是极小值,即:g'0=2-a=0⇒a=2
当a=2时,g'x=ex+csx-2,g''x=ex-sinx,
(1)当x≥0时,g'x在[0,+∞)单增,又因g'0=0⇒gx在[0,+∞)单增,故gx≥g0=0⇒ex+sinx-ax-1≥0
(2)当x0对任意x∈0,1恒成立,则实数a的取值范围( )
解析:x+Ina-aexInxx>0⇒x+Ina>Inxx⇒x+Inaex+Ina>Inxx=InxeInx
令fx=xex⇒fx+Ina>fInx,∵x∈0,1⇒InxInx⇒Ina>Inx-x≥-1,当x=1时取等,但x∈0,1,故Ina≥-1⇒a≥1e
192.若函数fx=xex-Inx-x-a存在零点,则a的取值范围( )
解析:fx=ex+lnx-Inx-x-1+1-a,所以只需要1-a≤0⇒a≥1即可!
193.已知函数fx=xemx+1-Inx+mx的值域为[0,+∞),求实数m的范围?
解析:fx=eInx-mx-1-Inx-mx-1≥0,由ex-x-1≥0在0处取等,得Inx-mx-1=0有解,得m=Inx-1x=1e⋅Inxexe∈-∞,1e2
194.若eax≥axax-Inx恒成立,求a的范围?
解析:eaxax≥ax-Inx⇒eaxax≥Ineax-Inx=Ineaxx⇒eaxax≥Ineaxax+Ina,令
得a∈0,ee-1,本题巴凸反转也可以做!
195.已知a>0,Inax≤x-1ex-a,求a的范围?
必要性探路:代入x=1⇒a∈(0,1]
下面证明必要性:即证x-1ex-a-ax+1+ax-1-Inax≥0
易证:ax-1-Inax≥0,只需要证:x-1ex-a-ax+1≥0,当x≥1时,即证x-1ex-1-x+1≥0xex≥x
当0Inx+3,a>0,令hx=aex-2+2Ina-Inx-3>0,x>0
h1=ae+2Ina-3>0,令φa=ae+2Ina-3为增函数,且φe=0,故a>e
充分性证明:当a>e时,hx=aex-2-Inx+2Ina-3>ex-1-Inx-1=ex-1-x-1-1+x-1-Inx≥0得证:
故a的取值范围为a>e
解析2:可以利用函数的凹凸性处理!
不等式exxInx+2e-ax>0恒成立,则正数a的最大值
必要性探路:令hx=exxInx+2e-ax,因为h1=2-a>0⇒a0⇒xInx+2e>xex⇒xInx+2e>xex
因为xInxmin=-1e,xexmax=1e,故xInx+2e>xex得证!(注意xInx+2e≥xex不能取等,因为在不同处取最值)
199.已知a1恒成立,则实数a的取值范围( )
解析:xa+1⋅ex+aInx≥0⇒xex≥1xaIn1xa=eln1xa⋅In1xa⇒x≥In1xa=-aInx⇒a≥-e
200.已知函数fx=aInx-x2-1,a∈R.若不等式fx≤ex-a恒成立,求实数a的取值范围.
解析:ex-a-aInx+x2+1≥0⇒ex+x2+1≥a+aInx⇒ex+x2+1x≥a1+Inxx
⇒exx+x+1x≥ae⋅Inexex⇒exx+x+1xx=1=e+2≥ae⋅Inexexx=1maxx=1=a,取等一致,则a≤e+2,故0≤a≤e+2
当a>e+2时,f1=-2>e-a,矛盾,综上:0≤a≤e+2
201.证明:3a+1x2-x+2-2sinx>0,a>0
解析:3ax2+x2-x+2-2sinx=3ax2+x2-2x+1+x-sinx+1-sinx>0,得证
202.证明:当a∈(0,e]时,ex-aInx-a≥0,解析:记函数hx=ex-aInx-a≥ex-eInx-e=eex-1-Inx-1=eex-1-x-1-1+x-1-Inx≥0
203.已知关于x的不等式x2+m+1x≥-e-x+In-x在x∈-∞,0上恒成立,则m的取值范围( )
解析:必要性探路:fx=x2+m+1x+e-x-In-x≥0,在x∈-∞,0上恒成立,f-1≥0⇒m≤e
充分性证明:fx=x2+m+1x+e-x-In-x≥x2+e+1x+e-x-In-x
换个元吧!令-x=t>0,则t2-e+1t+et-Int=t2-t-et+et-Int=t2-2t+1+t-1-Int+et-et≥0,当t=1时,取等!故得证!
204.若关于x的不等式e2x-aInx≥12a恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.0,2e
B.(-∞,2e]
C.0,2e2
D.-∞,2e2
解析1:令fx=e2x-alnx-12a,则fx≥0恒成立
当a=0时,不等式显然成立;当a0时,由f1=e2-12a≥0,所以a∈0,2e2故:我们猜想a∈0,2e2
充分性证明:a∈0,2e2当a=0时,不等式显然成立;下面考虑a∈0,2e2,
当2Inx+1≤0⇒x∈0,1e时,e2x≥12a1+2Inx恒成立
当2Inx+1>0⇒x>1e时,e2x=ex2≥ex2=e2eInx2≥e21+2Inx=12a1+2Inx⇒fx≥0恒成立
综上所述:a∈0,2e2
解析2:由题意可知:2e2x≥a2Inx+1,即函数fx=2e2x的图像在函数gx=a2Inx+1图像的上方,
当a0时,临界位置为两曲线相切,公切线为直线l,ft=gtf't=g't⇒2e2t=a2Int+14e2t=2at⇒t=1a=2e2,要使2e2x≥a2Inx+1,则00,总有fx≤gx,求实数a的取值范围
解析:必要性探路:hx=ex+32x2-Inx-12x2-ax=ex+x2-Inx-ax≥0恒成立,则:h1≥0⇒a≤e+1充分性证明:当a≤e+1,hx=ex+x2-Inx-ax≥ex+x2-Inx-e+1x=ex-ex+x2-x-Inx=ex-ex+x2-2x+1+x-1-Inx=ex-ex+x-12+x-1-Inx≥0
综上:a≤e+1
206.若对任意x∈0,+∞,都有fx=x-1-aInx≥0成立,求实数a的取值集合
解析:由于fx=x-1-aInx=x-1-Inx+1-aInx≥0:
故选用:极点效应∀x∈0,+∞,fx≥0,即fxmin=0,∵f1=0⇒a=1,
下面证明:充分性:当a=1,fx=x-1-Inx≥0,显然成立!故实数a的取值集合为{1}
207.证明:ex-1+xInx-ax2≥0
方法1:必要性探路(显点效应):令gx=ex-1+xInx-ax2,即gx≥0,g1=1-a≥0⇒a≤1
充分性证明:当a≤1时,要证gx≥0,只需要证:
ex-1+xInx-ax2≥0⇒ex-1+xInx-x2≥0⇒ex-1x+Inx-x≥0⇒ex-1-Inx-x-1-Inx-1≥0,得证!
当x=1,a=1时取等!
方法2:ex-1+xInx-ax2≥0⇒ex-1-Inx+Inx-ax=ex-1-Inx-x-1-Inx-1+1-ax≥0,故1-a≥0⇒a≤1当x=1,a=1时取等;
当a>1时,x=1时,矛盾,故综上a≤1
208.已知函数fx=2x-2Inx+ax2-1≥0恒成立,求实数a的取值范围( )
解析:必要性探路:fx≥0⇒f1=a-1≥0⇒a≥1
充分性证明:当a≥1时,fx=2x-2Inx+ax2-1≥2x-2Inx+x2-1=2x-1Inx+x2-1-Inx2当01
209.已知函数fx=xex,gx=a1+2Inxx,若函数fx的图像与函数gx的图像有两个交点,则实数a的取值范围( )
A.(0,e]
B.2e,+∞
C.e,+∞
D.-∞,0∪{e}
解法1:(凹凸反转+公切线):由xex=a1+2Inxx;当a≤0时,fx=gx只有一个根,不符合题意当a>0时,问题转化为fx=gx有两个根;画出fx=xex和gx=a1+2Inxx两个函数图像可知,它们图像存在凹及反转的特点,接下来,先求出两曲线的公切线l,得到a的临界值,问题即可解决!
设l为两曲线相切于点Px0,y0,则ex0x0+1=2a1-Inx0x02x0ex0=a1+2Inx0x0⇒x0=1⇒a=e;结合图像知:a>e
解法2:xex≥a1+2Inxx⇒x2ex≥ax+2Inx⇒ex+2Inx≥ax+2Inx⇒a>e
210.已知函数fx=ae2x+a-2ex-xa>0,若fx有两个零点,则a的取值范围为( )
A.0,1
B.(0,1]
C.1e,e
D.1e,e
解析:(山凸反转+公切线):ae2x+a-2ex-x=0⇔aex+1=2+xex,函数hx=aex+1与gx=2+xex在x=0处的公切线为y=x+2,结合图像可知:01⇒φ'a=ea-2>0,所以φa在1,+∞上单调递增,
所以∀a∈1,+∞都有φa≥φ1=e-2>0,所以.h2a=φa=ea-2a>0
所以hx在a,+∞上有且只有一个零点,所以当a>1时,hx有两个零点
综上,当a1时,gx有三个零点.(12分)
219.已知函数fx=ax+2ex-x+32a∈R,当a>1e时,证明:fx-2>Inx-x2-x-3
解析:即证:当a>1e时,hx=axex-2-x-Inx+2>0
hx=a-1e+1exex-2-x-Inx+2=a-1exex-2+ex+Inx-3-x+Inx-3-1>0 (取等不一致)
220.已知函数fx=ex-a+1Inx-2,当a=e时,证明:fx>2e-e+1Ine+1解析:即证:当a=e时,hx=ex-e+1lnx-2-2e+e+1lne+1>0
只需要:ex-Ine+1-Inx-2+Ine+1=ex-lne+1-x-Ine+1-1+x-Inx-1>0(取等不一致)
221.已知函数fx=ex-1-aInx+aIna,当a>0时,证明:fx>a
解析:当a>0时,即证:gx=ex-1-aInx+aIna-a≥0
即证:gx=ex-1-Ina-Inx+Ina-1≥0
又因为:gx=ex-1-lna-Inx+Ina-1=ex-1-lna-x-1-Ina-1+x-1-Inx≥0
当x-1-Ina=0,x=1即:a=1,x=1(取等一致),故得证!
222.已知函数fx=ex+1-ae2x+1,当a0
解析:当a0,同除:e2
即证:gx=ex-1-ax+1-lnx+1>0
因为:gx=ex-1-x-1-1+x-Inx+1-ax+1
因为a0成立(取等条件不一致)
223.若a∈[1,+∞),证明:aex-Inax-e-1x≥1
解析1:即证:a-1+1ex-Inax-e-1x-1≥0,即证:a-1ex+ex-Inx-e-1x-Ina-1≥0
令hx=a-1ex+ex-Inx-e-1x-Ina-1;hx=a-1ex+ex-ex+x-Inx-1+a-1ex-Ina
因为∵x>0,a-1ex-Ina>a-1-Ina≥0,故得证:hx≥0,当x=1,a=1取等!
解析2:即证:hx=aex-Inax-e-1x-1>0⇒hx=ex-ex+ax-Inax-1+a-1ex+1-ax=ex-ex+ax-Inax-1+a-1ex-x,因为a≥1,所以得证:x=1,x=1a,⇒a=1取等!
224.已知函数fx=e2x-b+2xb∈R,gx=Inx+In2e,若fx≥gx对一切x>0恒成立,求b的取值范围?
解析:即证:tx=e2x-b+2x-Inx-In2e≥0分析:探x=1,t1=e2-b+2-In2e≥0数据太丑了,再探x=12, t12=e-b2-1-1≥0⇒b≤2e-4
所以:tx=e2x+2e-4-bx-2e-2x-In2x-1=e2x-2xe+2x-In2x-1+2e-4-bx
故:当b≤2e-4时,显然tx≥0,x=12,b=2e-4等号成立
当:b>2e-4时,t120时,fx≥2a+aIn2a
解析:更换主元:ga=2a+aIn2a-e2x+aInx⇒g'a=In2ex-Ina
当a∈0,2ex,ga单增;当a∈2ex,+∞,ga单减;∴gamax=g2ex=2ex-e2x
令hx=2ex-e2x,h'x=2e-2e2x⇒h'x0=0⇒x0=12,hxmax=h12=0
所以∴gamax0,gx单调递增,所以当a=1时,gx的单调减区间为-3,0,单调增区间为0,+∞;
(2)要使gx=fx+lnx+3ex有意义,则x>-3,且a>0,fx恒大于0,即aex+lnax+3-3>0恒成立,则ex+lna+lna>lnx+3+3,可得ex+lna+x+lna>lnx+3+x+3=elnx+3+lnx+3,因为函数y=ex+x为增函数,所以x+lna>lnx+3,即lna>lnx+3-x,令hx=lnx+3-xx>-3,则h'x=1x+3-1=-x-2x+3,当x∈-3,-2时,h'x>0,hx单调递增,当x∈-2,+∞时,h'x2,则a>e2.所以a的取值范围是e2,+∞.
235.已知函数fx=xsinx+2csx+x,当x∈π2,2π时,fx≤ax,求a的范围?
解析:必要性探路:fπ2≤a⋅π2f2π≤a⋅2π⇒a≥2a≥1+1π⇒a≥2
充分性证明:当a≥2时,即证:fx≤2x≤ax
只需证:hx=xsinx+2csx-x≤0,
h'x=sinx+xcsx-2sinx-1=xcsx-sinx-1, h'x=0⇒x=3π2
即hx在x∈π2,3π2单调递减,hx≤hπ2=0;hx在x∈3π2,2π单调递增,
hx≤h2π=2-2πe2时,矛盾(自证)
237.证明:ex-1>xInx
解析:凹凸反转:ex-1x2>Inxx
在1处放缩:ex≥ex⇒ex≥e2x2+e2>e2x2+1⇒ex-1>e2x2,故ex-1x2>e2,Inxx≥1e,显然成立!
238.当a>1e,证明:axex-2>lnx+x-2
解析:axex-2>Inx+x-2⇒axex-2-Inx-x+2=aex-2+lnx-Inx-x+2=a-1eex-2+lnx+1eex-2+lnx-eInx+x-2>0,故:得证!
239.当a1:xex-ex2+xInx+1-ax+a-1>0
解析:xex-ex+xInx-x+1+2-ax-1>0,故,当a1得证!
若不等式ax2-1-Inx-1x+1ex-1>0,在x>1恒成立,求a的范围?
解析:ax2-1-x+1+x-1+1ex-1-Inx+1x=ax2-1-x+1+x-1+1ex-1-Inx+1elnx=
a-12x2-1+12x-12+x-1+1ex-1-Inx+1elnx>0
或者:=x-1ax+1-1+x-1+1ex-1-Inx+1eInx>0,即a≥1x+1=12
构造hx=x+1ex,hInx=Inx+1x,hx-1=x-1+1ex-1,∵x-1>Inx,故:x-1+1ex-1-Inx+1eInx>0故a≥12成立,a0所以f'x在区间0,+∞上单调递增又因为f'1=0,所以x∈0,1,f'x0,故g'x单增,故g'x>g'0=0⇒gx单增,故gx>g0=0,故原不等式恒成立.
若a0时,fx>kx+1恒成立,求正整数k的最大值.
解析:必要性探路,因为x>0时,fx>kx+1恒成立,故f1>k2,所以kkx+1恒成立,即证当x>0时,x+1Inx+1+1-2x>0
令φx=x+1Inx+1+1-2x,φ'x=lnx+1-1,φ'x=0⇒x=e-1⇒φxmin=3-e>0
所以x>0时,x+1Inx+1+1-2x>0恒成立,因此正整数k的最大值为3
249.已知fx=2x-In2x+1,gx=ex-x-1,当x>0时,kfx≤gx恒成立,求实数k的取值范围.
解析:记Fx=k2x-In2x+1-ex-x-1,F0=0F'x=4kx2x+1-ex+1,F'0=0,
F''x=4k2x+12-ex由Fx≤0,且F0=0,F'0=0,从而F''0≤0⇒k≤14
下证:当k≤14时,Fx0,令gx=a-xex,则g'x=-x+1ex0,ga=a-aea=a1-ea0得00,即函数gx在1,+∞上单调递增,因此∀x>1,lneax≥lnx,即∀x>1,ax≥lnx⇔a≥lnxx,令hx=lnxx,x>1,h'x=1-lnxx2,
当1
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