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2025年高考数学二轮复习课时精练学案必刷大题6 导数的综合问题(2份打包,原卷版+含解析)
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(1)求函数f(x)的解析式;
(2)存在x0∈[-2,0],使得f(x0)>t2-2t成立,求实数t的取值范围.
解 (1)f′(x)=3ax2+2bx+6,
由f′(-1)=f′(2)=0,
得3a-2b+6=0且12a+4b+6=0,解得a=-1,b=eq \f(3,2),
又f(-1)=-eq \f(5,2),∴c=1,经检验满足题意,∴f(x)=-x3+eq \f(3,2)x2+6x+1.
(2)存在x0∈[-2,0],使得f(x0)>t2-2t成立,等价于f(x)max>t2-2t,x∈[-2,0],
∵f′(x)=-3x2+3x+6=-3(x-2)(x+1),
当x∈[-2,-1)时,f′(x)0,
∴f(x)在[-2,-1)上单调递减,在(-1,0]上单调递增,
又f(-2)=3,f(0)=1,∴f(x)在[-2,0]上的最大值为f(-2)=3,
∴t2-2t0,
所以f′(x)在[0,+∞)上单调递增,
又f′(0)=-30,所以存在唯一x0∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,3))),使f′(x0)=0.
则当x∈[0,x0)时,f′(x)0.
故f(x)在(0,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增.
因为f(0)=1>0,f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)))= SKIPIF 1 < 0 -2eq \r(2)0,
令f′(x)>0,得00,∴f′(x)>0,∴函数f(x)在(0,e]上单调递增,
∴f(x)max=f(e)=2,∴eq \f(e,a)+1=2,∴a=e,符合题意;
②当a0时,当x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(1,a)))时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
当x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,a),+∞))时,f′(x)0时,f(x)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(1,a)))上单调递增,在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,a),+∞))上单调递减.
(2)当a=-1时,f(x)=ln x+x,由g(x)=x+ln m,得g(x)=ln eg(x),
∴eg(x)+g(x)=eg(x)+ln eg(x)=f(eg(x)),∴f(eg(x))≥f(x),
由(1)可得f(x)在(0,+∞)上单调递增,
∴eg(x)≥x,即ex+ln m≥x,∴x+ln m≥ln x,∴ln m≥ln x-x,
令h(x)=ln x-x,则h′(x)=eq \f(1,x)-1,
当x∈(0,1)时,h′(x)>0,h(x)单调递增;
当x∈(1,+∞)时,h′(x)g(0)=0,即G′(x)>0对∀x∈(0,1)恒成立,则G(x)在(0,1)上单调递增,
可得G(x)>G(0)=0,所以sin x>x-x2,x∈(0,1).
综上所述,当0
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