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別硬算,快試根(2018課標(biāo)Ⅰ(文)導(dǎo)數(shù))

2022-09-28 12:39 作者:數(shù)學(xué)老頑童  | 我要投稿

(2018課標(biāo)Ⅰ文,21)已知函數(shù)f%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20%3Da%5Cmathrm%7Be%7D%5Ex-%5Cln%20%20x-1.

(1)設(shè)x%3D2是函數(shù)f%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20的極值點,求a,并求f%5Cleft(%20x%20%5Cright)的單調(diào)區(qū)間;

(2)證明:當(dāng)a%5Cgeqslant%20%5Cfrac%7B1%7D%7B%5Cmathrm%7Be%7D%7D時,f%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20%5Cgeqslant%200.

解:(1)f'%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20%3Da%5Cmathrm%7Be%7D%5Ex-%5Cfrac%7B1%7D%7Bx%7D,

由題可知f'%5Cleft(%202%20%5Cright)%20%3Da%5Cmathrm%7Be%7D%5E2-%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D%3D0

解得a%3D%5Ccolor%7Bred%7D%7B%5Cfrac%7B1%7D%7B2%5Cmathrm%7Be%7D%5E2%7D%7D.

所以f'%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B2%5Cmathrm%7Be%7D%5E2%7D%5Ccdot%20%5Cmathrm%7Be%7D%5Ex-%5Cfrac%7B1%7D%7Bx%7D,

易知f'%5Cleft(%20x%20%5Cright)%5Ccolor%7Bred%7D%7B%20%5Cnearrow%20%7D,

f'%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20僅有唯一零點%5Ccolor%7Bred%7D%7Bx%3D2%7D.

當(dāng)x%5Cin%20%5Ccolor%7Bred%7D%7B%5Cleft(%200%2C2%20%5Cright)%20%7Df'%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20%3C0,f%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20%5Ccolor%7Bred%7D%7B%5Csearrow%20%7D;

當(dāng)x%5Cin%20%5Ccolor%7Bred%7D%7B%5Cleft(%202%2C%2B%5Cinfty%20%5Cright)%20%7Df'%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20%3E0,f%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20%5Ccolor%7Bred%7D%7B%5Cnearrow%20%7D.

(2)當(dāng)a%5Cgeqslant%20%5Cfrac%7B1%7D%7B%5Cmathrm%7Be%7D%7D

f%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20%5Ccolor%7Bred%7D%7B%5Cgeqslant%20%5Cfrac%7B1%7D%7B%5Cmathrm%7Be%7D%7D%7D%5Ccdot%20%5Cmathrm%7Be%7D%5Ex-%5Cln%20%20x-1,

欲證f%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20%5Cgeqslant%200

只需證%5Ccolor%7Bred%7D%7B%5Cfrac%7B1%7D%7B%5Cmathrm%7Be%7D%7D%5Ccdot%20%5Cmathrm%7Be%7D%5Ex-%5Cln%20%20x-1%5Cgeqslant%200%7D.

g%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B%5Cmathrm%7Be%7D%7D%5Ccdot%20%5Cmathrm%7Be%7D%5Ex-%5Cln%20%20x-1,

g'%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B%5Cmathrm%7Be%7D%7D%5Ccdot%20%5Cmathrm%7Be%7D%5Ex-%5Cfrac%7B1%7D%7Bx%7D,

易知g'%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20%5Ccolor%7Bred%7D%7B%5Cnearrow%20%7D,

注意到%5Ccolor%7Bred%7D%7Bg'%5Cleft(%201%20%5Cright)%20%3D0%7D,所以

當(dāng)x%5Cin%20%5Ccolor%7Bred%7D%7B%5Cleft(%200%2C1%20%5Cright)%20%7Dg'%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20%3C0,g%5Cleft(%20x%20%5Cright)%5Ccolor%7Bred%7D%7B%20%5Csearrow%7D%20

當(dāng)x%5Cin%20%5Ccolor%7Bred%7D%7B%5Cleft(%201%2C%2B%5Cinfty%20%5Cright)%20%7D,g'%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20%3E0g%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20%5Ccolor%7Bred%7D%7B%5Cnearrow%20%7D.

%5Ccolor%7Bred%7D%7Bg%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20_%7B%5Cmin%7D%7D%3Dg%5Cleft(%201%20%5Cright)%20%5Ccolor%7Bred%7D%7B%3D0%7D,

從而g%5Cleft(%20x%20%5Cright)%20%5Cgeqslant%200,證畢.

題外話:本題來源于下面這個顯然的事實:


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