2020-2021学年辽宁省沈阳高二(下)期中考试数学试卷人教A版
展开这是一份2020-2021学年辽宁省沈阳高二(下)期中考试数学试卷人教A版,共11页。试卷主要包含了选择题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
1. 数列{an}满足a1=12,1an+1−1=1an−1−1(n∈N∗) ,则a10=( )
A.910 B.109 C.1011 D.1110
2. 设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S9=81,S6=36,则S3=( )
A.−9B.9C.−92D.−3
3. 在等差数列an中,若a4+a6+a8+a10+a12=120,则2a10−a12的值为( )
A.20B.22C.24D.28
4. 等比数列{an}满足an>0,n∈N+,且a3⋅a2n−3=22nn≥2,则当n≥1时, lg2a1+lg2a2+…+lg2a2n−1=( )
A.n2n−1B.n+12C.n2D.n−12
5. 函数f(x)的定义域为(a, b),导函数f′(x)在(a, b)内的图象如图所示,则函数f(x)在开区间(a, b)内有极小值点( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
6. 若函数f(x)=x2+ax+1在x=1处取得极值,则a等于( )
A.−5B.−2C.1D.3
7. 曲线f(x)=x2+x−2ex在点(0,f(0))处切线的斜率为( )
A.2B.1C.−1D.−2
8. 已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足f(x)=2xf′(1)+lnx,则f′(1)=( )
A.−eB.1C.−1D.e
二、多选题
已知数列an是等比数列,公比为q,前n项和为Sn,下列判断正确的有( )
A.{1an}为等比数列B.lg2an 为等差数列
C.{an+an+1}为等比数列D.anan+1 为等比数列
已知数列{an}是等比数列,则下列结论中正确的是( )
A.数列{an2}是等比数列
B.若a3=2,a7=32,则a5=±8
C.若a1
函数fx=ax3−bx2+cx的图象如图所示,且fx在x=−1与x=x0处取得极值,则下列结论正确的有( )
A.a<0B.c<0
C.f−1+f1>0D.函数f′x在−∞,0上是减函数
已知a,b均为正数,且a−b=1,则( )
A.2a−2b>1B.a3−b3<1
C.4a−1b≤1D.2lg2a−lg2b<2
三、填空题
已知数列an的首项a1=1,前n项和为Sn,且满足2an+1+Sn=2n∈N∗,则数列an的通项公式an=________.
已知数列an为等比数列,首项a1=4,数列bn满足bn=lg2an,且b1+b2+b3=12,则a4=________.
若f(x)=x2−2x−4lnx(x>0),则f(x)的单调递增区间为________.
若函数fx=x3+ax−2在区间1,+∞内是增函数,则实数a的取值范围是________.
四、解答题
设{an}是等差数列,{bn}是各项都为正数的等比数列,且a1=b1=1,a3+b5=21,a5+b3=13.
(1)求{an},{bn}的通项公式;
(2)求数列{anbn}的前n项和Sn.
已知数列an中,a1=1,前n项和Sn=n+23an.
(1)求a2,a3;
(2)求数列an的通项公式.
已知数列an和bn满足a1=1,b1=0,4an+1=3an−bn+4,4bn+1=3bn−an−4.
(1)证明:an+bn是等比数列,an−bn是等差数列;
(2)求an和bn的通项公式.
已知函数f(x)=−x2+ax+1−lnx在x=1处取得极值.
(1)求f(x),并求函数f(x)在点(2, f(2))处的切线方程;
(2)求函数f(x)的单调区间.
已知:函数f(x)=x3−6x+5,x∈R.
(1)求:函数f(x)的单调区间和极值;
(2)若关于x的方程f(x)=a有3个不同实根,求:实数a的取值范围;
(3)当x∈(1, +∞)时,f(x)≥k(x−1)恒成立,求:实数k的取值范围.
已知函数f(x)=ex−ln(x+m).
(1)设x=0是f(x)的极值点,求m,并讨论f(x)的单调性;
(2)当m≤2时,证明f(x)>0.
参考答案与试题解析
2020-2021学年辽宁省沈阳市高二(下)期中考试数学试卷
一、选择题
1.
【答案】
C
【考点】
数列递推式
等差数列的通项公式
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:∵ 1an+1−1=1an−1−1(n∈N∗),
∴ 1an+1−1−1an−1=−1,
∴ 数列{1an−1}是等差数列,首项为1a1−1=−2,公差为−1,
∴ 1an−1=−2−(n−1)=−n−1,
∴ an=1−1n+1=nn+1,
∴a10=1011.
故选C.
2.
【答案】
B
【考点】
等差数列的前n项和
【解析】
由等差数列的性质可得S3,S6−S3,S9−S6成等差数列,由已知数据代入计算可得.
【解答】
解:由等差数列的性质可得S3,S6−S3,S9−S6成等差数列,
故2(S6−S3)=S3+(S9−S6),
代入数据可得2(36−S3)=S3+(81−36),
解之可得S3=9.
故选B.
3.
【答案】
C
【考点】
等差数列的性质
【解析】
利用等差数列的性质巧妙求解.
【解答】
解:由a4+a6+a8+a10+a12
=a4+a12+a6+a10+a8=5a8=120,
解得a8=24.
∵ a8+a12=2a10,
∴ 2a10−a12=a8=24.
故选C.
4.
【答案】
A
【考点】
等比数列的性质
等差数列的前n项和
【解析】
根据条件先求出等比数列的通项公式,然后根据对数的运算法则以及等差数列的通项公式即可得到结论.
【解答】
解: ∵a3⋅a2n−3=22nn≥2,
∴a1q2⋅a1q2n−4=a12q2n−2
=a1qn−12=an2=2n2,
∵an>0,
∴an=2n,即lg2an=lg22n=n,
即lg2a1+lg2a2+…+lg2a2n−1
=1+2+…+2n−1
=1+2n−12n−12=n2n−1.
故选A.
5.
【答案】
A
【考点】
利用导数研究函数的极值
【解析】
由图象得:导函数f′(x)=0有3个根,只有在b附近的根满足根的左边为负值,根的右边为正值,故函数只有1个极小值点.从而问题得解.
【解答】
解:由图象得:导函数f′(x)=0在(a,b)内有4个根,
如图所示:
函数f(x)只有在点A处取得极小值.
因为在点A左侧,f′(x)<0,在点A右侧,f′(x)>0,且f′(xA)=0,
所以函数在点A处取得极小值,
故函数只有1个极小值点.
故选A.
6.
【答案】
D
【考点】
利用导数研究函数的极值
【解析】
由题意得:f′(x)=x2+2x−a(x+1)2,由函数f(x)在x=1处取得极值,可得所以f′(1)=0.进而可得a的值.
【解答】
解:由题意得:f′(x)=x2+2x−a(x+1)2,
因为函数f(x)=x2+ax+1在x=1处取得极值,
所以f′(1)=0,即a=3.
故选D.
7.
【答案】
C
【考点】
导数的几何意义
【解析】
根据题意求导,再由导数的几何意义可得所求值.
【解答】
解:∵ f′x=2x+1−2ex,
∴ 曲线fx在点0,f0处切线的斜率为
f′0=0+1−2×e0=−1.
故选C.
8.
【答案】
C
【考点】
常用函数的导数
函数的求值
【解析】
本题考查常用函数的导数.
【解答】
解:由f(x)=2xf′(1)+lnx,
得f′(x)=2f′(1)+1x,
则f′(1)=2f′(1)+11⇒f′(1)=−1.
故选C.
二、多选题
【答案】
A,D
【考点】
等比数列的性质
等比数列
等差数列
【解析】
由an为等比数列,公比为q, an=a1qn−1,逐项判断选项可得答案.
【解答】
解:an为等比数列,公比为q, an=a1qn−1,
A,1an=1a1qn−1,1an+11an=anan+1=a1qn−1a1qn=1q,
∴1an为等比数列,故A正确;
B,q的正负不能确定,an的正负不确定,而lg2an中an必须为正,故B错误;
C,an+an+1=a1qn−1+a1qn,
an+an+1an−1+an=a1qn−1+a1qna1qn−2+a1qn−1=q+q21+q=q,
当q=−1时,1+q=0 不成立,故C错误;
D,anan+1an−1an=an+1an−1=q2,故anan+1 为等比数列,故D正确.
故选AD.
【答案】
A,C
【考点】
等比数列的通项公式
等比数列的性质
等比数列的前n项和
【解析】
在A中,数列{an2}是等比数列;在B中,a5=8;在C中,若a1
【解答】
解:由数列{an}是等比数列,知:
在A中,∵ an2=a12q2n−2,
∴ an+12an2=a12q2na12q2n−2=q2是常数,
∴ 数列{an2}是等比数列,故A正确;
在B中,若a3=2,a7=32,则a5=2×32=8,故B错误;
在C中,若a1
在D中,若数列{an}的前n和Sn=3n−1+r,
则a1=S1=1+r,
a2=S2−S1=(3+r)−(1+r)=2,
a3=S3−S2=(9+r)−(3+r)=6,
∵ a1,a2,a3成等比数列,
∴ a22=a1a3,
∴ 4=6(1+r),
解得r=−13,故D错误.
故选AC.
【答案】
B,C
【考点】
利用导数研究函数的单调性
利用导数研究函数的极值
【解析】
利用导数研究函数的单调性再结合图像解题
【解答】
解:A,f′(x)=3ax2−2bx+c,由图可知,
f(x)的单调递增区间是(−∞,−1),(x0,+∞),
所以3ax2−2bx+c>0的解集为(−∞,−1)∪(x0,+∞),
所以a>0,A错误;
B,因为x=−1和x=x0是函数f(x)的极值点,
所以−1,x0是方程3ax2−2bx+c=0的两根,
则−x0=c3a,因为a>0,x0>0,所以c<0,B正确;
C,由图知x0<1,x0−1<0,x0−1=3b2a<0,b<0,
所以f(−1)+f(1)=−2b>0,C正确;
D,因为f(x)=3ax2−2bx+c的图象为开口向上的抛物线,
对称轴为x=2b2×3a=b3a<0,
所以f′(x)在−∞,b3a上递减,在b3a,0上递增,D错误.
故选BC.
【答案】
A,C
【考点】
对数的运算性质
指数函数的性质
利用导数研究函数的最值
利用导数研究函数的单调性
【解析】
由题可得a=b+1,则2a−2b=2b+1−2b=2⋅2b−2b=2b,根据b>0,可知A正确;取特殊值a=2,b=1时,满足a,b均为正数,且a−b=1,可判断B,D错误;由A选项的分析过程可知a=b+1,故4a−1b=4b+1−1b=3b−1b2+b,令fb=3b−1b2+b,b∈0,+∞,利用导数求出函数的最大值可判断C正确.
【解答】
解:A,∵ a−b=1,
∴ a=b+1,
∴ 2a−2b=2b+1−2b=2⋅2b−2b=2b,
∵ b>0,
∴ 2b>1,即2a−2b>1,故A正确;
B,当a=2,b=1时,满足a,b均为正数,且a−b=1,
但此时a3−b3=23−13=7>1,故B错误;
C,由A选项的分析过程可知a=b+1,
故4a−1b=4b+1−1b=3b−1b2+b.
令fb=3b−1b2+b,b∈0,+∞,
则f′b=3b2+b−3b−12b+1b2+b2
=−b−13b+1b2+b2,
当00,
当b>1时,f′b<0,
故fb在0,1上单调递增,在1,+∞上单调递减,
故fb≤f1=3×1−112+1=1,
即4a−1b≤1,故C正确;
D,当a=2,b=1时,满足a,b均为正数,且a−b=1,
但此时2lg2a−lg2b=2lg22−lg21=2×1−0=2,故D错误.
故选AC.
三、填空题
【答案】
(12)n−1
【考点】
数列递推式
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:∵ 2an+1+Sn=2,①
∴ 2an+Sn−1=2(n≥2),②
①−②得2an+1−2an+an=0,
即an+1=12an.
当n=1时,2a2+a1=2,解得a2=12,满足上式,
故an=(12)n−1.
故答案为:(12)n−1.
【答案】
256
【考点】
等比数列的通项公式
等比数列的性质
对数的运算性质
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:因为数列an为等比数列,首项a1=4,设数列an的公比为q,
所以数列an的通项公式为an=a1⋅qn−1=4qn−1.
因为数列bn满足bn=lg2an,且b1+b2+b4=12,
所以lg2a1+lg2a2+lg2a3=12,
所以2+lg24q+lg24q2=12,
所以2+lg24+lg2q+lg24+2lg2q=12,
即3lg2q=6,解得q=4,
则a4=a1q4−1=44=256.
故答案为:256.
【答案】
(2, +∞)
【考点】
利用导数研究函数的单调性
【解析】
求函数的定义域和导数,利用导数和单调性之间的关系,即可得到结论.
【解答】
解:函数的定义域为(0, +∞),
函数的导数为f′(x)=2x−2−4x=2x2−2x−4x,
由f′(x)>0,
得2x2−2x−4>0,即x2−x−2>0,解得x>2或x<−1(舍),
即函数的单调递增区间为:(2, +∞).
故答案为:(2, +∞).
【答案】
[−3, +∞)
【考点】
利用导数研究函数的单调性
已知函数的单调性求参数问题
【解析】
先求出导函数,根据函数的单调性即可得a的取值范围.
【解答】
解:∵ f(x)=x3+ax−2,
∴ f′x=3x2+a,
∵ fx在1,+∞上是增函数,
∴ ∀x∈1,+∞,f′x≥0恒成立,
∴ f′1≥0恒成立,即3+a≥0,
∴ a≥−3.
故答案为:[−3, +∞).
四、解答题
【答案】
解:(1)设数列{an}的公差为d,数列{bn}的公比为q,
则依题意有q>0且1+2d+q4=21,1+4d+q2=13,
解得d=2,q=2.
所以an=1+(n−1)d=2n−1,bn=qn−1=2n−1.
(2)由(1)易知anbn=2n−12n−1,
Sn=1+321+522+…+2n−32n−2+2n−12n−1,①
2Sn=2+3+52+…+2n−32n−3+2n−12n−2,②
由②−①得:Sn=2+2+22+222+…+22n−2−2n−12n−1
=2+2×(1+12+122+…+12n−2)−2n−12n−1
=2+2×1−12n−11−12−2n−12n−1
=6−2n+32n−1.
【考点】
数列的求和
等比数列的通项公式
等差数列的通项公式
【解析】
(1)设{an}的公差为d,{bn}的公比为q,然后根据条件建立方程组,解之即可求出d与q,从而求出{an},{bn}的通项公式;
(2)根据数列{anbn}的通项公式的形式可知利用错位相消法进行求和即可求出Sn=6−2n+32n−1,可证得结论.
【解答】
解:(1)设数列{an}的公差为d,数列{bn}的公比为q,
则依题意有q>0且1+2d+q4=21,1+4d+q2=13,
解得d=2,q=2.
所以an=1+(n−1)d=2n−1,bn=qn−1=2n−1.
(2)由(1)易知anbn=2n−12n−1,
Sn=1+321+522+…+2n−32n−2+2n−12n−1,①
2Sn=2+3+52+…+2n−32n−3+2n−12n−2,②
由②−①得:Sn=2+2+22+222+…+22n−2−2n−12n−1
=2+2×(1+12+122+…+12n−2)−2n−12n−1
=2+2×1−12n−11−12−2n−12n−1
=6−2n+32n−1.
【答案】
解:(1)由a1=1,Sn=n+23an,可得S2=2+23a2,
∴a1+a2=43a2,
∴a2=3.
又S3=3+23a3,
∴a1+a2+a3=53a3,
∴ a3=6;
(2)当n≥2时,Sn=n+23an,①
Sn−1=n+13an−1,②
①−②可得Sn−Sn−1=n+23an−n+13an−1,
即an=n+23an−n+13an−1,
即n−13an =n+13an−1,
∴anan−1=n+1n−1,
故有an=anan−1⋅an−1an−2⋅ ⋯ ⋅a2a1⋅a1
=n+1n−1⋅nn−2⋅ ⋯ ⋅31⋅1=n2+n2.
而12+12=1=a1,
所以an的通项公式为an=n2+n2.
【考点】
数列递推式
【解析】
【解答】
解:(1)由a1=1,Sn=n+23an,可得S2=2+23a2,
∴a1+a2=43a2,
∴a2=3.
又S3=3+23a3,
∴a1+a2+a3=53a3,
∴ a3=6;
(2)当n≥2时,Sn=n+23an,①
Sn−1=n+13an−1,②
①−②可得Sn−Sn−1=n+23an−n+13an−1,
即an=n+23an−n+13an−1,
即n−13an =n+13an−1,
∴anan−1=n+1n−1,
故有an=anan−1⋅an−1an−2⋅ ⋯ ⋅a2a1⋅a1
=n+1n−1⋅nn−2⋅ ⋯ ⋅31⋅1=n2+n2.
而12+12=1=a1,
所以an的通项公式为an=n2+n2.
【答案】
(1)证明:由题设知4an+1=3an−bn+4①,4bn+1=3bn−an−4②,
由①+②得,4(an+1+bn+1)=2(an+bn),
即an+1+bn+1an+bn=12,
又因为a1+b1=1,
所以an+bn是首项为1,公比为12的等比数列;
由①−②得,4an+1−bn+1=4an−bn+8,
即an+1−bn+1=an−bn+2,
又因为a1−b1=1,
所以an−bn是首项为1,公差为2的等差数列.
(2)解:由(1)得,an+bn=12n−1③,an−bn=2n−1④,
由③+④得,an=12an+bn+an−bn=12n+n−12,
代入④,得bn=an−2n+1=12n−n+12.
【考点】
等比关系的确定
等差关系的确定
数列递推式
【解析】
此题暂无解析
【解答】
(1)证明:由题设知4an+1=3an−bn+4①,4bn+1=3bn−an−4②,
由①+②得,4(an+1+bn+1)=2(an+bn),
即an+1+bn+1an+bn=12,
又因为a1+b1=1,
所以an+bn是首项为1,公比为12的等比数列;
由①−②得,4an+1−bn+1=4an−bn+8,
即an+1−bn+1=an−bn+2,
又因为a1−b1=1,
所以an−bn是首项为1,公差为2的等差数列.
(2)解:由(1)得,an+bn=12n−1③,an−bn=2n−1④,
由③+④得,an=12an+bn+an−bn=12n+n−12,
代入④,得bn=an−2n+1=12n−n+12.
【答案】
解:(1)∵ f(x)=−x2+ax+1−lnx,
∴ f′(x)=−2x+a−1x(x>0),
∵ 函数f(x)在x=1处取得极值,
∴ f′(1)=−2+a−1=0,解得a=3.
∴ f(x)=−x2+3x+1−lnx,
∴ f′(x)=−2x+3−1x(x>0),
∴ f(2)=−4+6+1−ln2=3−ln2,f′(2)=−4+3−12=−32,
∴ 函数f(x)在点(2, f(2))处的切线方程为y=−32x+6−ln2.
(2)由(1)知f′(x)=−2x+3−1x(x>0),
令f′(x)>0,即−2x+3−1x>0,
解得12
令f′(x)<0,即−2x+3−1x<0,
解得0
∴ f(x)的单调递减区间为0,12,(1,+∞),
综上,f(x)的单调递减区间为0,12和(1,+∞),单调递增区间为12,1.
【考点】
利用导数研究曲线上某点切线方程
利用导数研究函数的极值
利用导数研究函数的单调性
【解析】
(1)先求函数的定义域,然后求导,利用导数的几何意义求切线方程.
(2)利用f′(x)<0,求函数的单调递减区间.
【解答】
解:(1)∵ f(x)=−x2+ax+1−lnx,
∴ f′(x)=−2x+a−1x(x>0),
∵ 函数f(x)在x=1处取得极值,
∴ f′(1)=−2+a−1=0,解得a=3.
∴ f(x)=−x2+3x+1−lnx,
∴ f′(x)=−2x+3−1x(x>0),
∴ f(2)=−4+6+1−ln2=3−ln2,f′(2)=−4+3−12=−32,
∴ 函数f(x)在点(2, f(2))处的切线方程为y=−32x+6−ln2.
(2)由(1)知f′(x)=−2x+3−1x(x>0),
令f′(x)>0,即−2x+3−1x>0,
解得12
令f′(x)<0,即−2x+3−1x<0,
解得0
∴ f(x)的单调递减区间为0,12,(1,+∞),
综上,f(x)的单调递减区间为0,12和(1,+∞),单调递增区间为12,1.
【答案】
解:(1)已知f(x)=x3−6x+5,则f′(x)=3(x2−2).
令f′(x)=0,解得x1=−2,x2=2.
则:
∴ f(x)的单调递增区间是(−∞,−2),(2,+∞),单调递减区间是(−2,2).
当x=−2时,函数有极大值为5+42;
当x=2时,函数有极小值为5−42.
(2)由(1)的分析可知y=f(x)图象的大致形状及走向如图:
若关于x的方程f(x)=a有3个不同实根,即y=f(x)图象与直线y=a有3个不同交点,
由图数形结合可得5−42(3)f(x)≥k(x−1),即(x−1)(x2+x−5)≥k(x−1).
∵ x>1,
∴ k≤x2+x−5在(1, +∞)上恒成立,
g(x)=x2+x−5=(x+12)2−214,
则g(x)在(1, +∞)上是增函数,
∴ g(x)>g(1)=−3,
∴ k≤−3.
【考点】
利用导数研究函数的单调性
利用导数研究函数的极值
函数的零点与方程根的关系
函数恒成立问题
【解析】
(1)先求函数的导数,令导数等于0,求出极值点,再列表判断极值点左右两侧导数的正负,当左正右负时有极大值,当左负右正时有极小值,且在某区间导数大于0时,此区间为函数的增区间,在某区间导数小于0时,此区间为函数的减区间.
(2)由(1)知函数f(x)的大致图象,然后将关于x的方程f(x)=a有3个不同实根,转化为y=f(x)图象与直线y=a有3个不同交点,数形结合解决问题
(3)先将f(x)≥k(x−1)恒成立,转化为k≤x2+x−5在(1, +∞)上恒成立,进而转化为求函数g(x)=x2+x−5在(1, +∞)上的值域即可
【解答】
解:(1)已知f(x)=x3−6x+5,则f′(x)=3(x2−2).
令f′(x)=0,解得x1=−2,x2=2.
则:
∴ f(x)的单调递增区间是(−∞,−2),(2,+∞),单调递减区间是(−2,2).
当x=−2时,函数有极大值为5+42;
当x=2时,函数有极小值为5−42.
(2)由(1)的分析可知y=f(x)图象的大致形状及走向如图:
若关于x的方程f(x)=a有3个不同实根,即y=f(x)图象与直线y=a有3个不同交点,
由图数形结合可得5−42(3)f(x)≥k(x−1),即(x−1)(x2+x−5)≥k(x−1).
∵ x>1,∴ k≤x2+x−5在(1, +∞)上恒成立,
g(x)=x2+x−5=(x+12)2−214,
则g(x)在(1, +∞)上是增函数,
∴ g(x)>g(1)=−3,
∴ k≤−3.
【答案】
(1)解:∵ f′(x)=ex−1x+m,x=0是f(x)的极值点,
∴ f′(0)=1−1m=0,解得m=1,
∴函数f(x)=ex−ln(x+1),
其定义域为(−1,+∞).
∵ f′(x)=ex−1x+1=ex(x+1)−1x+1.
设g(x)=ex(x+1)−1,
则g′(x)=ex(x+1)+ex>0,
所以g(x)在(−1,+∞)上为增函数.
又∵ g(0)=0,
∴当x>0时,g(x)>0,即f′(x)>0,
当−1
(2)证明:当m≤2,x∈(−m,+∞)时,
ln(x+m)≤ln(x+2),
故只需证明当m=2时f(x)>0恒成立.
当m=2时,函数f′(x)=ex−1x+2在(−2,+∞)上为增函数,
且f′(−1)<0,f′(0)>0,
故f′(x)=0在(−2,+∞)上有唯一实数根x0,且x0∈(−1,0).
当x∈(−2,x0)时,f′(x)<0,
当x∈(x0,+∞)时,f′(x)>0,
从而当x=x0时,f(x)取得最小值.
由f′(x0)=0,得ex0=1x0+2,
又得ln(x0+2)=−x0.
故f(x)≥f(x0)min=1x0+2+x0
=(x0+1)2x0+2>0.
综上,当m≤2时,f(x)>0.
【考点】
利用导数研究不等式恒成立问题
利用导数研究函数的极值
利用导数研究函数的单调性
【解析】
(i)求出原函数的导函数,因为x=0是函数f(x)的极值点,由极值点处的导数等于0求出m的值,代入函数解析式后再由导函数大于0和小于0求出原函数的单调区间;
(ii)证明当m≤2时,f(x)>0,转化为证明当m=2时f(x)>0.求出当m=2时函数的导函数,可知导函数在(−2, +∞)上为增函数,并进一步得到导函数在(−1, 0)上有唯一零点x0,则当x=x0时函数取得最小值,借助于x0是导函数的零点证出f(x0)>0,从而结论得证.
【解答】
(1)解:∵ f′(x)=ex−1x+m,x=0是f(x)的极值点,
∴ f′(0)=1−1m=0,解得m=1,
∴函数f(x)=ex−ln(x+1),
其定义域为(−1,+∞).
∵ f′(x)=ex−1x+1=ex(x+1)−1x+1.
设g(x)=ex(x+1)−1,
则g′(x)=ex(x+1)+ex>0,
所以g(x)在(−1,+∞)上为增函数.
又∵ g(0)=0,
∴当x>0时,g(x)>0,即f′(x)>0,
当−1
(2)证明:当m≤2,x∈(−m,+∞)时,
ln(x+m)≤ln(x+2),
故只需证明当m=2时f(x)>0恒成立.
当m=2时,函数f′(x)=ex−1x+2在(−2,+∞)上为增函数,
且f′(−1)<0,f′(0)>0,
故f′(x)=0在(−2,+∞)上有唯一实数根x0,且x0∈(−1,0).
当x∈(−2,x0)时,f′(x)<0,
当x∈(x0,+∞)时,f′(x)>0,
从而当x=x0时,f(x)取得最小值.
由f′(x0)=0,得ex0=1x0+2,
又得ln(x0+2)=−x0.
故f(x)≥f(x0)min=1x0+2+x0
=(x0+1)2x0+2>0.
综上,当m≤2时,f(x)>0.x
(−∞,−2)
−2
(−2,2)
2
(2,+∞)
f′(x)
+
0
−
0
+
f(x)
↗
极大值
↘
极小值
↗
x
(−∞,−2)
−2
(−2,2)
2
(2,+∞)
f′(x)
+
0
−
0
+
f(x)
↗
极大值
↘
极小值
↗
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