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2017年高考数学天津--理20

  2017-06-27 20:25:38  

(2017天津卷计算题)

(本小题满分14分)

,已知定义在上的函数在区间内有一个零点的导函数。

(Ⅰ)求的单调区间;

(Ⅱ)设,函数,求证:

(Ⅲ)求证:存在大于的常数,使得对于任意的正整数,且,满足

【出处】
2017年普通高等学校招生全国统一考试(天津卷):理数第20题
【答案】

(Ⅰ)由,可得,进而可得。令,解得,或

变化时,的变化情况如下表:

所以,的单调递增区间是,单调递减区间是

(Ⅱ)证明:由,得

令函数,则。由(Ⅰ)知,当时,,故当时,单调递减;当时,单调递增。因此,当时,,可得,即

令函数,则。由(Ⅰ)知,上单调递增,故当时,单调递增;当时,单调递减。因此,当时,,可得,即

所以,

(Ⅲ)证明:对于任意的正整数,且,令,函数。由(Ⅱ)知,当时,在区间内有零点;当时,在区间内有零点。所以内至少有一个零点,不妨设为,则

由(Ⅰ)知,上单调递增,故,于是

因为当时,,故上单调递增,所以在区间上除外没有其他的零点,而,故。又均为整数,所以是正整数,从而。所以。所以,只要取,就有

【解析】

本题主要考查导数的计算和导数在研究函数中的应用。

(Ⅰ)先求函数的导函数的导函数,根据的正负求出的单调区间即可;

(Ⅱ)先由得到,再设函数,根据导函数的正负判断函数单调性,从而证明,即,所以

(Ⅲ)令,由(Ⅱ)的结论可知内至少有一个零点,设为,则。由(Ⅰ)知上单调递增,故,所以,根据函数单调性分析可知在区间上除外没有其他的零点,故。因为,所以,所以只要取,就有

【考点】
导数的运算导数在研究函数中的应用不等式关系


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