广东省届高三数学一轮复习-专题突破训练-导数及其应用-文
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广东省2016届高三数学文一轮复习专题突破训练
导数及其应用
2016年广东省高考将采用全国卷,下面是近三年全国卷的高考试题及2015届广东省部分地区的模拟试题,供同学们在复习时参考。
一、选择、填空题
1、(2015年全国I 卷)已知函数()3
1f x ax x =++的图像在点()()
1,1f 的处的切线过点()2,7,
则 a = .
2、(2014年全国I 卷)已知函数3
2
()31f x ax x =-+,若()f x 存在唯一的零点0x ,且00x >,则
a 的取值 范围是
(A )()2,+∞ (B )()1,+∞ (C )(),2-∞- (D )(),1-∞- 3、(佛山市2015届高三二模)不可能以直线1
2
y x b =
+作为切线的曲线是( ) \
A .sin y x =
B .1y x
=
C .ln y x =
D . x y e = 4、(广州市2015届高三一模)已知e 为自然对数的底数,则曲线2y =e x 在点()1,2e 处的切线斜率为
5、(华南师大附中2015届高三三模)函数2
ln 2)(x x x f +=在1=x 处的切线方程是 *** 6、(惠州市2015届高三4月模拟)函数3
2
()34f x x x =-+在x = 处取得极小值. 7、(茂名市2015届高三二模)函数2ln 1y x =+在点(1,1)处的切线方程为
8、(珠海市2015届高三二模)已知函数32
()1f x ax x =-+在(01),
上有增区间,则a 的取值范围是 .
9、(深圳市2015届高三上期末)函数ax
x x f 1
)(+=在)1,(--∞上单调递增,则实数a 的取值范围是( )
A.),1[+∞ B 。
]1,0()0,(U -∞ C 。
]1,0( D 。
),1[)0,(+∞-∞U
,
10、(韶关市2015届高三上期末)设曲线ln y x x =在点(,)e e 处的切线与直线10ax y ++=垂直, 则=a
11、(珠海市2015届高三上期末)函数()ln x
f x e x =⋅在点()1,0处的切线方程为
二、解答题
1、(2015年全国I 卷)设函数()2ln x
f x e
a x =-.
…
(I )讨论()f x 的导函数()f x '的零点的个数; (II )证明:当0a >时()22ln f x a a a
≥+.
2、(2014年全国I 卷)设函数()()2
1ln 12
a f x a x x bx a -=+-≠,曲线()()()11y f x f =在点,处的切线斜率为0 (I )求b;
(II )若存在01,x ≥使得()01
a
f x a <
-,求a 的取值范围。
3、(2013年全国I 卷)已知函数f(x)=e x (ax +b)-x 2-4x ,曲线y =f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y =4x +4.
(
(1)求a ,b 的值;
(2)讨论f(x)的单调性,并求f(x)的极大值.
4、(佛山市2015届高三二模)设常数a >0,R ∈λ,函数3
2)()()(a x a x x x f +--=λ. (1)若函数)(x f 恰有两个零点,求λ的值;
(2)若)(λg 是函数)(x f 的极大值点,求)(λg 的取值范围.
5、(广州市2015届高三一模)已知t 为常数,且01t <<,函数()()1102t g x x x x -⎛⎫=+> ⎪⎝⎭
的最小值和函数
;
()h x =()32f x x ax bx =-++(,a b ∈R )的零点.
(1)用含a 的式子表示b ,并求出a 的取值范围; (2)求函数()f x 在区间[]1,2上的最大值和最小值.
6、(华南师大附中2015届高三三模)已知a b ,是实数,1和1-是函数32()f x x ax bx =++的两个
极值点.
(1)求a 和b 的值;
(2)设函数()g x 的导函数()()2g x f x '=+,求()g x 的极值点;
(3)设()(())h x f f x c =-,其中[22]c ∈-,,求函数()y h x =的零点个数.
|
7、(惠州市2015届高三4月模拟)已知a R ∈,函数3
()42f x x ax a =-+.
(1)求()f x 的单调区间;
(2)证明:当01x ≤≤时,()20f x a +->.
8、(茂名市2015届高三二模)设函数()()()()()ln ,
212.f x x g x a x f x ==---
(1)当1a =时,求函数()g x 的单调区间; (2)若对任意()10,
,02x g x ⎛
⎫
∈> ⎪⎝⎭
恒成立,求实数a 的最小值; (3)设()()1122,,,A x y B x y 是函数()y f x =图象上任意不同的两点,线段AB 的中点为
()00,C x y ,直线AB 的斜率为k . 证明:()0k f x '>.
)
9、(梅州市2015届高三一模)已知函数()(,,)x
x
f x ae be
cx a b c R -=--∈的导函数'()f x 为偶函数,
且曲线()y f x =在点(0,(0))f 年的切线的斜率为2-c 。
(1)确定,a b 的值;
(2)当c =1时,判断f (x )的单调性; (3)若f (x )有极值,求c 的取值范围。
10、(深圳市2015届高三二模)已知函数()ln (,)R b
f x x ax a b x
=-+
∈,且对任意0x >,都有0)1
()(=+x
f x f .
/
(1)求a ,b 的关系式;
(2)若)(x f 存在两个极值点1x ,2x ,且12x x <,求出a 的取值范围并证明0)2
(2>a
f ;
(3)在(2)的条件下,判断()y f x =零点的个数,并说明理由.
11、(湛江市2015届高三二模)已知函数()x f x e =,()ln ln g x x a =-(a 为常数, 2.718e =⋅⋅⋅),且函数()y f x =在0x =处的切线和()y g x =在x a =处的切线互相平行.
()1求常数a 的值;
()2若存在x 使不等式()x m x f x ->⋅成立,求实数m 的取值范围;
()3对于函数()y f x =和()y g x =公共定义域内的任意实数0x ,把()()00f x g x -的值称为两函数在0x 处的偏差.求证:函数()y f x =和()y g x =在其公共定义域内的所有偏差都大于2.
;
12、(珠海市2015届高三二模)已知1,0≠>a a ,ak x x f -=)(,2
2)(a x x g -=.
(1)若方程()
log log ()f x a
a g x = 有解,求k 的取值范围;
(2)若函数)(x h 满足:)()()(x kf x g x h -=',求当2=a 时函数)(x h 的单调区间.
13、(潮州市2015届高三上期末)已知函数()ln a
f x x x
=-
,其中R a ∈. ()1当2a =时,求函数()f x 的图象在点()()1,1f 处的切线方程;
()2如果对于任意()1,x ∈+∞,都有()2f x x >--,求a 的取值范围.
$
14、(东莞市2015届高三上期末)设函数
(1)当a =1时,求 f (x )的极小值; (2)讨论函数零点的个数;
(3)若对任意恒成立,求实数a 的取值范围.
15、(佛山市2015届高三上期末)设函数()e x f x x a
=-的导函数为()f x '(a 为常数,e 2.71828=⋅⋅⋅
是自然对数的底数).
(Ⅰ) 讨论函数()f x 的单调性; 。
(Ⅱ) 求实数a ,使曲线()y f x =在点()()2,2a f a ++处的切线斜率为326127
4
a a a +++-;
(Ⅲ) 当x a ≠时,若不等式
()
()
1f x k x a f x '+-≥恒成立,求实数k 的取值范围.
参考答案
一、选择、填空题 1、【答案】1 【解析】
试题分析:∵2
()31f x ax '=+,∴(1)31f a '=+,即切线斜率31k a =+,
*
又∵(1)2f a =+,∴切点为(1,2a +),∵切线过(2,7),∴27
3112
a a +-=+-,解得a =1.
考点:利用导数的几何意义求函数的切线;常见函数的导数; 2、【答案】:C
【解析】:由已知0a ≠,2
()36f x ax x '=-,令()0f x '=,得0x =或2x a
=
, 当0a >时,()22,0,()0;0,
,()0;,,()0x f x x f x x f x a a ⎛⎫⎛⎫'''∈-∞>∈<∈+∞> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
; 且(0)10f =>,()f x 有小于零的零点,不符合题意。
当0a <时,()22,
,()0;,0,()0;0,,()0x f x x f x x f x a a ⎛
⎫⎛⎫'''∈-∞<∈>∈+∞< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
要使()f x 有唯一的零点0x 且0x >0,只需2
()0f a
>,即2
4a >,2a <-.选C 《
3、B
4、2e
5、4x -y -3=0
6、2 【解析】 由2()360f x x x '=-=得:02x x ==或,列表得:
所以在=2x 处取得极小值.
7、210x y --=
>
8、2()3
+∞,
9、B
10、
12
11、0ex y e --=
二、解答题 1、【答案】(I )当0a 时,()f x 没有零点;当0a 时,()f x 存在唯一零点.(II )见解析
【解析】
…
试题分析:(I )先求出导函数,分0a
与0a 考虑()f x '的单调性及性质,即可判断出零点个数;
(II )由(I )可设()f x 在0+,
的唯一零点为0x ,根据()f x '的正负,即可判定函数的图像与
性质,求出函数的最小值,即可证明其最小值不小于2
2ln
a a a
,即证明了所证不等式. 试题解析:(I )()f x 的定义域为0+,
,2()=20x
a
f x e x x
. 当0a 时,()0f x ,()f x 没有零点; 当0a
时,因为2x e 单调递增,
a
x
单调递增,所以()f x 在0+,
单调递增.又()
0f a ,
当b 满足0
4
a b
且1
4
b 时,(b)0f ,故当0a 时,()f x 存在唯一零点. (II )由(I ),可设()f x 在0+,
的唯一零点为0x ,当00x
x ,时,()0f x ;
当()0+x x ∈∞, 时,()
0f x .
故()f x 在00x ,单调递减,在0+x ,
单调递增,所以当0x
x 时,()f x 取得最小值,最
小值为0()f x . 由于0
202=0x a e x ,所以000
2
2()=2ln
2ln
2a
f x ax a a a x a
a
.[
故当0a
时,2
()2ln f x a a a
.
考点:常见函数导数及导数运算法则;函数的零点;利用导数研究函数图像与性质;利用导数证明不等式;运算求解能力. 2、【解析】:(I )()(1)a
f x a x b x
'=
+--,由题设知 (1)0f '=,解得b 1. ……………4 分
(Ⅱ) f (x )的定义域为(0,
),由(Ⅰ)知, 2
1()ln 2
a f x a x x x -=+
-, ()1()(1)111a a a f x a x x x x x a -⎛⎫'=
+--=-- ⎪-⎝⎭
(i)若12a ≤
,则11a a
≤-,故当x (1,)时, f '(x ) 0 , f (x )在(1,)上单调递增. 所以,存在0x 1, 使得 0()1a f x a ≤-的充要条件为(1)1a f a ≤-,即1121a a
a
--<
- 所以
2
1 a
2
1;
【
(ii)若
112a <<,则11a a >-,故当x (1, 1a a -)时, f '(x ) <0 , x (,1a
a
+∞-)时,()0f x '>,f (x )在(1, 1a a -)上单调递减,f (x )在,1a a
+∞-单调递增.
所以,存在0x 1, 使得 0()1a f x a ≤-的充要条件为()11a a
f a a
≤
--,而 ()2()ln 112111a a a a a
f a a a a a a
=++>
-----,所以不和题意. (ⅲ) 若1a >,则11(1)1221
a a a
f a ---=
-=<
-。
综上,a 的取值范围为:()
()21,211,---⋃+∞ 3、解:(1)f′(x)=e x (ax +a +b)-2x -4.
由已知得f(0)=4,f ′(0)=4,故b =4,a +b =8. 从而a =4,b =4.
]
(2)由(1)知,f(x)=4e x (x +1)-x 2-4x.
f ′(x)=4e x (x +2)-2x -4=4(x +2)⎝⎛⎭
⎫e x -12.
令f′(x)=0,得x =-ln 2或x =-2.
从而当x ∈(-∞,-2)∪(-ln 2,+∞)时,f ′(x)>0;当x ∈(-2,-ln 2)时,f ′(x)<0. 故f(x)在(-∞,-2),(-ln 2,+∞)上单调递增,在(-2,-ln 2)上单调递减.
当x =-2时,函数f(x)取得极大值,极大值为f(-2)=4(1-e -
2). 4、
;
5、(1)解: 由于01t <<,0x >,则()11112122t t g x x x t x x
--⎛⎫=+≥⨯⋅=- ⎪⎝⎭ 当且仅当1t
x x
-=,即1x t =-时,()min 1g x t =-⎡⎤⎣⎦ …………………1分 ()222h x x x t =
-++()
2
11x t =
-++1x =时,()min 1h x t =+⎡⎤⎣⎦
………………………2分
∵01t <<,
—
∴112t <+011t <-<.
由于()3
2
f x x ax bx =-++()
2x x ax b =-++,结合题意,可知,
方程2
0x ax b -++=1t +1t - ………………………3分
11t t a +-=11t t b +-=-. ………………………4分 ∴2
221122a t t b =++-=-. ∴2
112
b a =-
. ………………………5分 而方程2
0x ax b -++=的一个根在区间(2上,另一个根在区间()0,1上. 令()2
x x ax b ϕ=-++,
|
则()(
)
00,110,20.b a b b ϕϕϕ⎧
=<⎪⎪
=-++>⎨⎪
=-++<⎪⎩
………………………6分
即2
22110,
21110,21210.2a a a a ⎧-<⎪⎪
⎪
-++->⎨⎪⎪
-+-<⎪⎩
解得02,a a a a ⎧<>⎪<<⎨⎪
≠⎩ ………………………7分
∴
2a <<. ………………………8分
∴2
112
b a =-
2a <<. 求a 的取值范围的其它解法:
另法1:
由a =
,得22a =+ ………………………6分 ∵01t <<,
∴2
24a <<. ………………………7分
【
∵a =0>,
∴
2a <<. ………………………8分
另法2:设(
)t ϕ=01t <<, 则(
)0t ϕ'=
=<, ………………………6分
故函数()t ϕ在区间()0,1上单调递减. ∴(
))
t ϕ∈. ………………………7分
∴
2a <<. ………………………8分
(2)解:由(1)得()3
2
2112f x x ax a x ⎛
⎫
=-++-
⎪⎝⎭
, 》
则()2
2
13212
f x x ax a '=-++-
. ………………………9分
∵
2a <<,
∴二次函数()2
213212f x x ax a '=-++-
的开口向下,对称轴233
a x =<. 故函数()f x '在区间[]1,2上单调递减. ………………………10分 又()()2
21113212022
f a a a '=-++-
=--<, ………………………11分 ∴当[]1,2x ∈时,()()10f x f ''≤<.
∴函数()f x 在区间[]1,2上单调递减. ………………………12分 ∴函数()f x 的最大值为()2
112
f a a =-
,最小值为()2246f a a =-+-. ]
………………………14分
6、
7、解:(1)由题意得2
()122f x x a
'=-
…………1分
当0a ≤时,()0f x '≥恒成立,此时()f x 的单调递增区间为()+-∞∞, ………………2分 当0a >时,()12()(66
a a
f x x x '=+, …………4分 此时函数()f x 的单调递增区间为 (-∞,6
a
6a ∞). ………5分
()f x 的单调递减区间为 [6
a
6a (6)
分
(
(2)证明:由于0≤x ≤1,故
当a ≤2时,f (x )+|a -2|=4x 3-2ax +2≥4x 3-4x +2. (8)
分
当a >2时,f (x )+|a -2|=4x 3+2a (1-x )-2≥4x 3+4(1-x )-2=4x 3-4x +2.…10分 设g (x )=2x 3-2x +1, 01x ≤≤, 则g ′(x )=6x 2-2=6(x
x
, …………11分 于
是
$
………………12分
所以,g (x )min =g
=1
>0
∴ 当01x ≤≤时,3
2210x x -+>
………………13分
故3
()24420f x a x x +-≥-+>.
\
∴ 当01x ≤≤时,()20
f x a +->
………………14分
(注:此问还可以按分类讨论的思想,令2)()(-+=a x f x h ,
证明当10≤≤x 时,0)(min >x h 成立,请参照给分)
8、解(1)()g x 的定义域为(0,)+∞
当1a =时,()12ln g x x x =--, ()22
1x g x x x
-'=-=
………………………1分 当()0,2x ∈时,()0g x '<,()g x 单调递减 当()2,x ∈+∞时,()0g x '>,()g x 单调递增,
综上,()g x 的单调递增区间为()2,+∞,单调递减区间为()0,2 ………………3分
%
(2)由题意知:()()212ln 0a x x --->,在10,
2x ⎛⎫
∈ ⎪⎝⎭
上恒成立, 即()()212ln a x x -->在区间10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭
上恒成立,
又10x ->,∴2ln 21x a x >+
-在区间10,2⎛⎫
⎪⎝⎭
上恒成立 …………………………4分
设()2ln 21x h x x =+-,10,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则()()()()
22
2212ln 22ln 11x x x x x h x x x -+-+'==-- …5分 又令()2122ln ,0,2m x x x x ⎛⎫
=
-+∈ ⎪⎝⎭
,则()222222x m x x x x -+'=-+= ……6分 当10,
2x ⎛
⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0m x '<,()m x 单调递减,∴()1422ln 202m x m ⎛⎫
>=--> ⎪⎝⎭
, 即()0h x '>在10,2⎛
⎫ ⎪⎝⎭
恒成立 ………………………………………………………7分
所以()h x 在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭单调递增,∴()1
2ln 12224ln 2122
h x h ⎛⎫
<=+=-
⎪⎝⎭
,
(
故24ln 2a ≥-,所以实数a 的最小值24ln 2-. …………………………………8分
(3)2121
2121
ln ln y y x x k x x x x --=
=--, …………………………………………………………9分
又12
02x x x +=
,所以()()0
001212ln x x f x x x x x =''===+ ……………………10分 要证()0k f x '>. 即证
212112ln ln 2
x x x x x x ->-+,不妨设120x x <<,即证()212112
2ln ln x x x x x x -->+,
即证21221
1
21ln 1x x x x x x ⎛⎫
- ⎪⎝⎭>
+………………………………………………………………11分
设2
11x t x =
>,即证:()214ln 211
t t t t ->=-++,
也就是要证:4
ln 201
t t +
->+,其中()1,t ∈+∞, ……………………………12分 }
事实上:设()()()4
ln 21,1
k t t t t =+
-∈+∞+,
则()()()()()()
2
2
222
141140111t t t k t t t t t t t +--'=-==>+++,……………………………13分
所以()k t 在()1,+∞上单调递增,因此()()10k t k >=。
9、解:(1)对()f x 求导得, c be ae x f x
x -+='-)(, …………1分
由()f x '为偶函数,知()()f x f x ''-=, …………2分 即成立对R x e e
b a x x
∈∀=---,0))((,所以a b =. …………3分
又,2)0(c c b a f -=-+='
解得1,1a b ==. …………4分
\
(2)当1=c 时,x e e x f x
x --=-)(,那么
.01121)(>=-⋅≥-+='--x x x x e e e e x f …………6分
故
()f x 在R 上为增函数. …………7分
(3)由(1)知c e e x f x
x -+='-)(,
而,22=⋅≥+--x x x x e e e e 当0x =时,等号成立. …………8分
下面分三种情况进行讨论.
当2<c 时,对任意0)(,>-+='∈-c e e x f R x x
x ,此时()f x 无极值; ……9分 当2=c 时,对任意0,x ≠02)(>-+='-x
x e e x f ,此时()f x 无极值; …10分
;
当2>c 时,令,t e x
=方程01,012=+-=-+ct t c t
t 即有两根,
,2
4
242221-+=<--=
c c t c c t …………11分 所以()0f x '=有两个根.ln ,ln 2211t x t x == 当12x x x <<时,()0f x '<;当2x x >时,()0
f x '>,
从而()f x 在2x x =处取得极小值. …………13分 综上,若()f x 有极值,则c 的取值范围为),2(+∞. …………14分
10、解:(1)法一:根据题意:令1x =,可得0)1
1
()1(=+f f , ∴(1)0f a b =-+=,…………………………………………………………………………1分。
经验证,可得当a b =时,对任意0x >,都有0)1()(=+x
f x f , ∴b a =.………………………………………………………………………………………2分 法二:
1()()ln ln b a
f x f x ax x bx x x x
+=-+--+
b a
ax bx x x
=-+
-+, 1
()()0b a x x
=-+=,………………………………………………1分
∴要使上式对任意0x >恒成立,则须有0b a -=,即b a =.……………………………2分 (2)由(1)可知()ln a
f x x ax x
=-+
,且0x >, 222
1'()a ax x a
f x a x x x -+-∴=--=
,………………………………………………………3分 >
令2
()g x ax x a =-+-,
要使)(x f 存在两个极值点1x ,2x ,则须有()y g x =有两个不相等的正数根,
20102140(0)0a a
a g a >⎧⎪⎪>⎪∴⎨⎪∆=->⎪=-<⎪⎩或20
102140
(0)0
a a a g a <⎧⎪⎪>⎪⎨⎪∆=->⎪=->⎪⎩,解得102a <<或无解,………………………5分 a ∴的取值范围102a <<,可得2
1028
a <<, 由题意知2ln 2
2ln 2222ln )2(3
322--+=+-=a a a a a a a f ,
令32()2ln ln 22x h x x x =+--,则2422
223344
'()22x x x h x x x x
-+-=--=, 而当1
(0,
)2
x ∈时,4434434(1)0x x x x -+-=---<,即'()0h x <, ()h x ∴在1
(0,
)2
上单调递减,
—
∴1163
()()2ln 24ln 23ln e 021616
h x h >=-+-
->->, 即102a <<时,0)2
(2
>a f .……………………………………………………………7分
(3)∵222
1'()a ax x a f x a x x x
-+-=--=,2
()g x ax x a =-+-, 令0)('=x f
得:1x =
2x =,由(2)知210<<a 时,()y g x =的对
称轴1
(1,)2x a
=
∈+∞,2140a ∆=->,(0)0g a =-<, ∴21x >,又121x x =,可得11x <,
此时,)(x f 在),0(1x 上单调递减,),(21x x 上单调递增,),(2∞+x 上单调递减, 所以()y f x =最多只有三个不同的零点,…………………………………………………10分 又∵(1)0f =,
…
∴()f x 在)1,(1x 上递增,即1[,1)x x ∈时,()0f x <恒成立,
根据(2)可知0)2(2>a f 且21028a <<所以21(,1)2a x ∉,即2
1(0,)2a x ∈
∴2
01(,)2
a x x ∃∈,使得0)(0=x f ,……………………………………………………12分
由0101x x <<<,得011x >,又0)1(,0)()1(00
==-=f x f x f , ∴()f x 恰有三个不同的零点:0
01
,
1,x x . 综上所述,()y f x =恰有三个不同的零点.………………………………………………14分
【说明】本小题主要考查函数、导数、不等式证明等知识,包括函数的极值、零点,二次方程根的分布等知识,考查考生综合运用数学知识解决问题的能力,同时也考查函数与方程思想、化归与转化思想. 11、
"
12、解:(1)由题意得:[][][]⎪⎩
⎪⎨⎧-=->->-3......)(2......01. (02222)
2a x ak x a x ak x ......2分(全对2分,不全对最多1分)
易知[1][3]成立时,[2]显然成立,所以只需解[1][3]。
由[3]得:)1(22
k a kx +=......[4]......3分 当0=k 时,由0>a 知[4]无解;......4分
所以0≠k ,k
k a x 2)
1(2+=,代入[1]得:
0)
1(02)1(2)1(2)1(2222>-⇒>-+⇒>+⇒>+k
k k k k k k k ak k k a
0)1)(1(>+-k k k 即......6分
~
)1,0()1,(⋃--∞∈∴k ......7分
(2)42)()()(22-+-=-='k kx x x kf x g x h ......8分
2
716k -=∆......9分
121212120()077
()..........0()0()0,()(,)(,)()10111().........3k k h x h x R k h x x x x x x x h x h x x x h x x x '≤-≥∆≤≥∴-
<<∆>'==='<>>-∞+∞当或者,恒成立,在上单调递增;当,令,得当或者时,所以在和单调递增;同理,在,单调递减,分分
分
();()(,);7722(22
k k h x R k k k h x k k ∴≤≥+-<<-∞+∞+当的递增区间为当的递增区间为递减区间为分
13、(1)解:当2a =时,由已知得2
()ln f x x x
=-,故212()f x x x '=+,………...… 2分
所以'(1)123f =+=,又因为2
(1)ln121
f =-
=-, 所以函数()f x 的图象在点(1,(1))f 处的切线方程为23(1)y x +=-,
&
即350x y --=;…………………………………………………………... 5分 (2)解:由()2f x x >-+,得ln 2a
x x x
-
>-+,又(1,)x ∈+∞, 故2ln 2a x x x x <+-. …………………………7分 设函数2
()ln 2g x x x x x =+-, 则1
'()ln 22ln 21g x x x x x x x
=+⋅
+-=+-. ………….…..……… 8分 因为(1,)x ∈+∞, 所以ln 0x >,210x ->,
所以当(1,)x ∈+∞时,'()ln 210g x x x =+->,…………………… 10分
(
故函数()g x 在(1,)+∞上单调递增.
所以当(1,)x ∈+∞时,()(1)1ln11211g x g >=⨯+-⨯=-.. …….… 12分
因为对于任意(1,)x ∈+∞,都有()2f x x >-+成立,
所以对于任意(1,)x ∈+∞,都有()a g x <成立.
所以1a ≤-. ………………………………..……… 14分
14、解:(本小题满分14分)
(1)当时1=a ,x
x x x f 2ln )(++
=,易得()f x 的定义域为(0,)+∞ …………1分 22221)('x
x x x x f -=-=∴ ……………2分 ∴当)2,0(∈x 时,()0f x '<,此时()f x 在)2,0(上单调递减;
当),2(+∞∈x 时,()0f x '>,此时()f x 在),2(+∞上单调递增; …………3分
∴当2=x 时,()f x 取得极小值22ln )2(+=f ∴()f x 的极小值为22ln )2(+=f …4分 (2)函数)0(6
216)(')(2>--=-=x x x a x x x f x g 令()0g x =,得)0(1223>-=x x x a ,设)0(12
2)(3
≥-=x x x x ϕ …………5分 )2)(2(4
1421)('∴2-+-=-=x x x x ϕ 当)2,0(∈x 时,()0x ϕ'>,此时()x ϕ在)2,0(上单调递增; 当),2(+∞∈x 时,()0x ϕ'<,此时()x ϕ在),
2(+∞上单调递减; 所以2=x 是()x ϕ的唯一极值点,且是极大值点,因此2=x 也是()x ϕ的最大值点,
∴()x ϕ的最大值为3
2)2(=ϕ,又(0)0ϕ=,结合
分 ① 当32>a 时,函数()g x ② 3
2=a 时,函数()g x ③当3
20<<a 时,函数()g x ④0≤a 时,函数()g x 综上所述,当32>a 时,函数()g x 3
有且仅有一个零点;当3
20<
<a 时,函数()g x 有两个零点. …………9分 (3)对任意1)()(,0<-->>n m n f m f n m 恒成立,等价于n n f m m f -<-)()(恒成立……10分
设)0()2(ln )()(>-++=-=x x x
x a x x x f x h 等价于)(x h 在(0,)+∞上单调递减 …11分 0121)('2≤--=
∴x
a x x h 在(0,)+∞恒成立 ………………12分 )0(8
1)21(21212122>+--=+-≥∴x x x x a 恒成立 ………………13分 8
1≥∴a (对81=a ,0)('=x h 仅在12x =时成立),a ∴的取值范围是),81[+∞ 14分 15、【解析】(Ⅰ)函数()f x 的定义域是()(),,a a -∞+∞,…………………………1分 对()f x 求导得:()()
()2e 1x x a f x x a --'=-,…………………2分
由()0f x '>得1x a >+;由()0f x '<得x a <或1a x a <<+,…………………4分
所以()f x 在(),a -∞,(),1a a +上单调递减,在()1,a ++∞上单调递增.…………………5分
(Ⅱ)由(Ⅰ)得()2
e 24
a f a +'+=……………………………………6分 令232641274
a a e a a ++++-=得 32261270a a a a e +++++=………① 令2a t +=,则有3
10t e t +-=,……………………………8分
令()31t h t e t =+-,则()203t h t e t '=+>,……………………………9分
故()h t 是R 上的增函数,又()00h =,因此0是()h t 的唯一零点,即2-是方程①的唯一实数解, 故存在唯一实数2a =-满足题设条件.…………………………………………………………10分 (Ⅲ)因为()()1f x x a f x x a '--=-,故不等式()()
1f x k x a f x '+-≥可化为11x a k x a x a --+-≥-, 令x a t -=,则0t ≠,……………………………11分 且有111k t t ≥--
………12分 ① 若0t <,则1
kt t -≥,即21k t
≥-,此时0k ≥; ② 若01t <≤,则12kt t ≥-,即2221111k t t t ⎛⎫≥-=--+ ⎪⎝⎭
,此时1k ≥; ③ 若1t >,则1kt t ≥,即21k t
≥,此时1k ≥. 故使不等式恒成立的k 的取值范围是[)1,+∞.………………………………………………14分。