衝刺19年高考數學,典型例題分析194:導數求函數的單調性和最值

2020-12-16 吳國平數學教育

典型例題分析:

已知函數f(x)=2x/lnx.

(1)求曲線y=f(x)與直線2x+y=0垂直的切線方程;

(2)求f(x)的單調遞減區間;

(3)若存在x0∈[e,+∞),

使函數g(x)=aelnx+x2/2-(a+e)/2lnxf(x)≤a成立,

求實數a的取值範圍.

解:(1)f(x)=2x/lnx,f′(x)=2(lnx-1)/(lnx)2,

設出切點坐標(a,2a/lna),

而曲線y=f(x)與直線2x+y=0垂直的切線的斜率k=1/2,

故2(lna-1)/(lna)2=1/2,

解得:a=e2,

故切點坐標是:(e2,e2),

故切線方程是:y﹣e2=(x﹣e2)/2,

即x/2﹣y+e2/2=0;

(2)f′(x)=2(lnx-1)/(lnx)2,

由f′(x)<0,得0<x<1或1<x<e,

所以函數f(x)的單調遞減區間為(0,1)和(1,e);

(3)因為g(x)=aelnx+x2/2﹣(a+e)x,

由已知,若存在x0∈[e,+∞),

使函數g(x)=aelnx+x2/2﹣(a+e)/2lnxf(x)≤a成立,

則只需滿足當x∈[e,+∞),g(x)min≤a即可,

又g(x)=aelnx+x2/2﹣(a+e)x,

則g′(x)=(x-a)(x-e)/x,

a≤e,則g′(x)≥0在x∈[e,+∞)上恆成立,

∴g(x)在[e,+∞)上單調遞增,

∴g(x)min=g(e)=﹣e2/2,

∴a≥﹣e2/2,

∵a≤e,

∴﹣e2/2≤a≤e,

a>e,則g(x)在[e,a)上單調遞減,在[a,+∞)上單調遞增,

∴g(x)在[e,+∞)上的最小值是g(a),

∵g(a)<g(e),a>e,

∴滿足題意,

綜上所述,a≥﹣e2/2.

考點分析:

利用導數研究函數的單調性;利用導數求閉區間上函數的最值;利用導數研究曲線上某點切線方程.

題幹分析:

(1)設出切點坐標,求出切線方程即可;

(2)求出函數的導數,由f′(x)<0得0<x<1或1<x<e,即可求出單調遞減區間;

(3)由已知,若存在x0∈[e,+∞),使函數g(x)≤a成立,則只需滿足當x∈[e,+∞),g(x)min≤a即可.

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