真题2008--22.(12分)(注意:在试题卷上作答无效.........) 设函数()ln f x x x x =-.数列{}n a 满足101a <<,1()n n a f a +=. (Ⅰ)证明:函数()f x 在区间(01),是增函数; (Ⅱ)证明:11n n a a +<<;(Ⅲ)设1(1)b a ∈,,整数11ln a bk a b-≥.证明:1k a b +>.2009--22.(12分)设函数32()33f x x bx cx =++有两个极值点[][]12211,2.x x x ∈-∈,,0,且(Ⅰ)求b 、c 满足的约束条件,并在下面的坐标平面内,画出满足这些条件的点(b ,c )和区域;(Ⅱ)证明:1102-2≤f(x )≤-2010--22 (12分)已知数列{}n a 中,1111,n na a c a +==-. (Ⅰ)设51,22n n c b a ==-,求数列{}n b 的通项公式; (Ⅱ)求使不等式13n n a a +<<成立的c 的取值范围 .2011--21(12分)已知函数ln ()1a x bf x x x=++,曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程为230x y +-=。
(Ⅰ)求a 、b 的值;(Ⅱ)如果当0x >,且1x ≠时,ln ()1x kf x x x>+-,求k 的取值范围。
2012--21(12分)已知函数()f x 满足121()(1)(0)2x f x f ef x x -'=-+;(1)求()f x 的解析式及单调区间; (2)若21()2f x x ax b ≥++,求(1)a b +的最大值。
2013--22 (12分)已知函数f (x )=1ln(1+)1x x x x λ(+)-+.(1)若x ≥0时,f (x )≤0,求λ的最小值; (2)设数列{a n }的通项111=1+23n a n +++,证明:a 2n -a n +14n>ln 2.2014--21. (12分)设函数1(0ln x xbe f x ae x x-=+,曲线()y f x =在点(1,(1)f 处的切线为(1)2y e x =-+.(Ⅰ)求,a b ; (Ⅱ)证明:()1f x >.2015--21.( 12分)已知函数()()x x g ax x x f ln ,413-=++=(Ⅰ)当a 为何值时,x 轴为曲线()x f y = 的切线;(Ⅱ)用min {},m n 表示n m ,中的最小值,设函数}{()min (),()(0)h x f x g x x => ,讨论()x h 零点的个数2016--21(12分)已知函数2()(2)(1)xf x x e a x =-+-有两个零点. (I)求a 的取值范围;(II)设12,x x 是()f x 的两个零点,证明:122x x +<.2017--21.(12分)已知函数2()(2)xx f x aea e x =+--.(1)讨论()f x 的单调性;(2)若()f x 有两个零点,求a 的取值范围.答案2008--22(Ⅰ)证明:()ln f x x x x =-,()()()'ln ,0,1'ln 0f x x x f x x =-∈=->当时, 故函数()f x 在区间(0,1)上是增函数;(Ⅱ)证明:(用数学归纳法)(i )当n=1时,101a <<,11ln 0a a <,211111()ln a f a a a a a ==->由函数()f x 在区间(01),是增函数,且函数()f x 在1x =处连续,则()f x 在区间(01],是增函数,21111()ln 1a f a a a a ==-<,即121a a <<成立;(ⅱ)假设当(*)x k k N =∈时,11k k a a +<<成立,即1101k k a a a +<<<≤ 那么当1n k =+时,由()f x 在区间(01],是增函数,1101k k a a a +<<<≤得1()()(1)k k f a f a f +<<.而1()n n a f a +=,则121(),()k k k k a f a a f a +++==,121k k a a ++<<,也就是说当1n k =+时,11n n a a +<<也成立;根据(ⅰ)、(ⅱ)可得对任意的正整数n ,11n n a a +<<恒成立. (Ⅲ)证明:由()ln f x x x x =-.1()n n a f a +=可得kk k k a a b a b a ln 1--=-+11ln ki i i a b a a ==--∑ 1, 若存在某i k ≤满足i a b ≤,则由⑵知:1k i a b a b +-<-≥02, 若对任意i k ≤都有b a i >,则kk k k a a b a b a ln 1--=-+ 11ln ki i i a b a a ==--∑11ln ki i a b a b ==--∑11()ln ki i a b a b ==--∑b ka b a ln 11--> b ka b a ln 11--≥)(11b a b a --->0=,即1k a b +>成立.分析(I )这一问主要考查了二次函数根的分布及线性规划作可行域的能力。
大部分考生有思路并能够得分。
()2363f x x bx c '=++由题意知方程()0f x '=有两个根12x x 、1[10],x ∈-且,2[1,2].x ∈则有()10f '-≥,()00f '≤,()()1020f f ''≤≥,故有右图中阴影部分即是满足这些条件的点(),b c 的区域。
(II)这一问考生不易得分,有一定的区分度。
主要原因是含字母较多,不易找到突破口。
此题主要利用消元的手段,消去目标()32222233f x x bx cx =++中的b ,(如果消 c 会较繁琐)再利用2x 的范围,并借助(I )中的约束条件得[2,0]c ∈-进而求解,有较强的技巧性。
解: 由题意有()22223630f x x bx c '=++=............①又()32222233f x x bx cx =++.....................②消去b 可得()32221322cf x x x =-+. 又2[1,2]x ∈,且[2,0]c ∈- 2110()2f x ∴-≤≤-【命题意图】本小题主要考查数列的通项公式、等比数列的定义、递推数列、不等式等基础知识和基本技能,同时考查分析、归纳、探究和推理论证问题的能力,在解题过程中也渗透了对函数与方程思想、化归与转化思想的考查. (Ⅰ)12512222n n n na a a a +--=--=, 112142,42222n n n n n n a b b a a a ++==+=+---即11112214(),1,1332n n b b a b a ++=+===--又故 所以2{}3n b +是首项为13-,公比为4的等比数列, 121433n n b -+=-⨯112433n n b -=-⨯-(Ⅱ)12211,1, 2.a a c a a c ==->>由得用数学归纳法证明:当2c >时1n n a a +<. (ⅰ)当1n =时,2111a c a a =->,命题成立; (ⅱ)设当n=k 时,1k k a a +<,则当n=k+1时,21111k k k ka c c a a a +++=->-= 故由(ⅰ)(ⅱ)知,当c>2时1n n a a +<当c>2时,令a =111n n n na a c a a ++<+=得n a a < 当102,33n c a a <≤<≤时 当103c >时,3a >,且1n a a ≤< 于是111()()3n n n n a a a a a a a a +-=-≤-11(1)3n na a a +-≤- 当31log 3a n a ->-时,113,3n n a a a a ++-<->因此103c >不符合要求所以c 的取值范围是10(2,]32011--21(Ⅰ)221(ln )'()(1)x x b x f x x x α+-=-+由于直线230x y +-=的斜率为12-,且过点(1,1),故(1)1,1'(1),2f f =⎧⎪⎨=-⎪⎩即1,1,22b a b =⎧⎪⎨-=-⎪⎩ 解得1a =,1b =。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知ln 11x x x++,所以22ln 1(1)(1)()()(2ln )11x k k x f x x x x x x---+=+--。
考虑函数()2ln h x x =+2(1)(1)k x x --(0)x >,则22(1)(1)2'()k x x h x x -++=。
(i)设0k ≤,由222(1)(1)'()k x x h x x+--=知,当1x ≠时,'()0h x <。
而(1)0h =,故当(0,1)x ∈时,()0h x >,可得21()01h x x>-; 当x ∈(1,+∞)时,h (x )<0,可得211x - h (x )>0从而当x>0,且x ≠1时,f (x )-(1ln -x x +x k )>0,即f (x )>1ln -x x +x k.(ii )设0<k<1.由于当x ∈(1,k-11)时,(k-1)(x 2 +1)+2x>0,故h ’ (x )>0,而h (1)=0,故当x ∈(1,k -11)时,h (x )>0,可得211x -h (x )<0,与题设矛盾。
(iii )设k ≥1.此时h ’ (x )>0,而h (1)=0,故当x ∈(1,+∞)时,h (x )>0,可得211x- h (x )<0,与题设矛盾。
综合得,k 的取值范围为(-∞,0]2012--21【解析】(1)1211()(1)(0)()(1)(0)2x x f x f ef x x f x f e f x --'''=-+⇒=-+令1x =得:(0)1f =1211()(1)(0)(1)1(1)2x f x f ex x f f e f e --'''=-+⇒==⇔=得:21()()()12x xf x e x xg x f x e x '=-+⇒==-+()10()xg x e y g x '=+>⇒=在x R ∈上单调递增 ()0(0)0,()0(0)0f x f x f x f x ''''>=⇔><=⇔< 得:()f x 的解析式为21()2xf x e x x =-+且单调递增区间为(0,)+∞,单调递减区间为(,0)-∞ (2)21()()(1)02x f x x ax b h x e a x b ≥++⇔=-+-≥得()(1)x h x e a '=-+ ①当10a +≤时,()0()h x y h x '>⇒=在x R ∈上单调递增 x →-∞时,()h x →-∞与()0h x ≥矛盾②当10a +>时,()0ln(1),()0ln(1)h x x a h x x a ''>⇔>+<⇔<+ 得:当ln(1)x a =+时,min ()(1)(1)ln(1)0h x a a a b =+-++-≥ 22(1)(1)(1)ln(1)(10)a b a a a a +≤+-+++> 令22()ln (0)F x x x x x =->;则()(12ln )F x x x '=- ()00,()0F x x e F x x e ''>⇔<<<⇔>当x =max ()2e F x =当1,a b ==(1)a b +的最大值为2e2013--22(1)解:由已知f (0)=0,f ′(x )=22121x x x λλ(-)-(+),f ′(0)=0. 若12λ<,则当0<x <2(1-2λ)时,f ′(x )>0,所以f (x )>0. 若12λ≥,则当x >0时,f ′(x )<0,所以当x >0时,f (x )<0.综上,λ的最小值是12.(2)证明:令12λ=.由(1)知,当x >0时,f (x )<0,即2ln(1)22x x x x(+)>++.取1x k=,则211>ln 21k k k k k ++(+).于是212111 422(1)n n n k n a a n k k -=⎡⎤-+=+⎢⎥+⎣⎦∑=2121211ln 21n n k n k nk k k k k --==++>(+)∑∑=ln 2n -ln n =ln 2. 所以21ln 24n n a a n-+>.2014—21【测量目标】考查导数的应用【考查方式】给出函数及切线方程求参数a ,b;完成证明【试题解析】(1)函数f (x )的定义域为(0,+∞),-1-12()ln xx x x a b b f x ae x e e e x x x'=+-+,由题意可得f (1)=2,()1f '=e ,故a =1,b =2.(2)证明:由(1)知,f (x )=-12ln xx e x e x+,从而f (x )>1等价于-2ln .xx x xe e>-设函数g (x )=x ln x ,则()g x '=1+ln x ,所以当x ∈10,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭时,()g x ' <0;当x ∈1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭时,()g x ' >0.故g (x )在10,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减,在1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递增,从而g (x )在(0,+∞)上的最小值为g 1e ⎛⎫ ⎪⎝⎭=-1e .设函数h (x )=2x xe e--,则()e (1)x h x x '-=-,所以当x ∈(0,1)时,()0h x '>;当x ∈(1,+∞)时,()0h x '<.故h (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,从而h (x )在(0,+∞)上的最大值为h (1)=-1e. 因为min max 1()(1)()g x g h h x e ⎛⎫=== ⎪⎝⎭,所以当x >0时,g (x )>h (x ),即f (x )>1. 【难易程度】较难题2015--21解:(I )设曲线y=f(x)与x 轴相切于点000300200(,0)()0,()01043013,24x f x f x x ax x a a ==⎧⎫++=⎪⎪⎨⎬⎪⎪+=⎩⎭=-则即解得x因此,当3x y ()4a f x =-=时,轴为曲线的切线(II )当{}x (1,)()10,(),()()0,h()(1,)g x nx f x g x g x x ∈+∞=-<≤<+∞时,从而h(x)=min 故在无零点{}55x 1(1)0,(1)min (1),(1)(1)0,x 44a f a h f g g =≥-=+≥====当时,若则故 1是{}5()a ,(1),(1)(1)0,1(4h x f g f x h x<-=<=的零点;若则f(1)<0,h(1)=min 故不是的零点x (0,1)g()10.f x nx ∈=->当时,所以只需考虑(x)在(0,1)的零点个数2i a a f '≤≥()若-3或0,则(x )=3x +a 在(1,0)无零点,故f(x)在(0,1)单调15f (0),(1),f a f 44f a =+≤≥所以当a -3时,(x)在(0,1)有一个零点;当0时(x)在(1,0)没有零点()30,f ()0ii a x -<<若则在(0,1)中()f x f x ==当取得最小值,最小值为30.0,()43f a f ()(0,1)431530,3,(0),(1)4444f a f x x f a f f a a >-<<<-<<-==+<<-①若即在(0,1)无零点;②若即=-则在有唯一零点③若即由于5()f ()(0,1).4f x x ≤时,在(0,1)有两个零点;当-3<a -时,在有一个零点综上,当 3535a a<-()a a h()4444h x x >-=-=-或时,有一个零点;当或时,有两个零点53h().44a x -<<-当时,有三个零点2016--21(I )'()(2)2(1)(1)(2)x x xf x e x e a x x e a =+-+-=-+①当0a =时,()(2)x f x x e =-,此时函数()f x 只有一个零点,不符合题意舍去;②当0a >时,由'()01f x x >⇒>,由'()01f x x <⇒<,所以()f x 在(,1)-∞上递减,在(1,)+∞上递增, min ()(1)0f x f e ∴==-<,又(2)0f a =>,所以函数()f x 在(1,)+∞上只有一个零点,当x →-∞时,0xe →,此时,()f x →+∞,所以函数()f x 在(,1)-∞上只有一个零点此时函数()f x 有两个零点.③当02e a -<<时,0ln(2)1a <-<,由'()01ln(2)f x x x a >⇒><-或,由'()0ln(2)1f x a x <⇒-<<所以()f x 在(,ln(2))a -∞-和(1,)+∞上递增,在(ln(2),1)a -上递减,()(1)0f x f e ∴==-<极小值,2()(ln(2))(ln(2)2)(2)(ln(2)1)0f x f a a a a a =-=---+--<极大值此时函数()f x 至多一个零点,不符合题意,舍去; ④当2e a =-时,'()(2)2(1)(1)()0x x xf x e x e a x x e e =+-+-=--≥恒成立,此时函数()f x 至多一个零点,不符合题意,舍去⑤当2e a <-时,ln(2)1a ->,由'()01ln(2)f x x x a >⇒<>-或,由'()01ln(2)f x x a <⇒<<-所以()f x 在(,1)-∞和(ln(2),)a -+∞上递增,()f x 在(1,ln(2))a -上递减,()(1)0f x f e ∴==-<极大值,因为()f x 在(1,ln(2))a -上递减,所以()=(ln(2))0f x f a -<极小值此时函数()f x 至多一个零点,不符合题意,舍去.综上可知(0,)a ∈+∞.(II)由(I)若x 1,x 2是()f x 的两个零点,则0a >,不妨令12x x <,则121x x <<要证122x x +<,只要证122x x <-,21x >,221x ∴-<,当0a >时,()f x 在(,1)-∞上递减,且1()0f x =,(1)0f <所以,只要证2(2)0f x -<,222222(2)(1)x f x x e a x --=-+-,又22222()(2)(1)0x f x x e a x =-+-=222222(2)(2)x x f x x e x e -∴-=---令2(2),(1)x x y xex e x -=---> 22'22(2)(1)x x x x x x e e y exe e x e x e ---=-+---=-, . 221,10,x x x e e >∴-><,'0y ∴<2(2)x x y xe x e -∴=---在(1,)+∞上递减,当1x =时,0y =1,0x y ><,即2(2)0f x -<成立,122x x ∴+<成立.【试题评析】本题以导数为背景,综合考察函数的零点、单调性、极值最值等知识点和分类讨论、数形结合等数学思想方法,是具有鲜明特色的全国卷压轴题,重点知识重点考察,不回避热点,第二问需要构造函数结合第一问结论加以解决,属于必考题型,难度较大.2017--21(1)由于()()2e 2e x x f x a a x =+--故()()()()22e 2e 1e 12e 1x x x x f x a a a '=+--=-+①当0a ≤时,e 10x a -<,2e 10x +>.从而()0f x '<恒成立.()f x 在R 上单调递减②当0a >时,令()0f x '=,从而e 10x a -=,得ln x a =-.综上,当0a ≤时,在R 上单调递减; 当0a >时,()f x 在(,ln )a -∞-上单调递减,在(ln ,)a -+∞上单调递增(2)由(1)知,当0a ≤时,()f x 在R 上单调减,故()f x 在R 上至多一个零点,不满足条件.当0a >时,()min 1ln 1ln f f a a a =-=-+. 令()()11ln 0g a a a a =-+>,则()211'0g a a a=+>.从而()g a 在()0+∞,上单调增,而()10g =.故当01a <<时,()0g a <.当1a =时()0g a =.当1a >时()0g a =若1a >,则()min 11ln 0f a g a a =-+=>,故()0f x >恒成立,从而()f x 无零点,不满足条件.若1a =,则min 11ln 0f a a=-+=,故()0f x =仅有一个实根ln 0x a =-=,不满足条件. 若01a <<,则min 11ln 0f a a=-+<,注意到ln 0a ->.()()02210f a a a =+-=-<. 故()f x 在()0ln a -,上有一个实根,而又31ln 1ln ln a a a ⎛⎫->=- ⎪⎝⎭. 且33ln 1ln 133ln(1)e e 2ln 1a a f a a a a ⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=⋅+--- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ()3333132ln 11ln 10a a a a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⋅-+---=---> ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 故()f x 在3ln ln 1a a ⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,上有一个实根. 又()f x 在()ln a -∞-,上单调减,在()ln a -+∞,单调增,故()f x 在R 上至多两个实根.又()f x 在()0ln a -,及3ln ln 1a a ⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,上均至少有一个实数根,故()f x 在R 上恰有两个实根.综上,01a <<.。