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2018年高考数学新课标1--理21

  2018-07-26 16:16:28  

(2018新课标Ⅰ卷计算题)

已知函数f(x)=1xx+alnx

(1)讨论f(x)的单调性;

(2)若f(x)存在两个极值点x1x2,证明:f(x1)f(x2)x1x2<a2

【出处】
2018年普通高等学校招生全国统一考试(新课标Ⅰ卷):理数第21题
【答案】

(1)f(x)=1x21+ax=x2+ax1x2

对于二元一次方程x2+ax1=0Δ=a24

①当Δ<0时,即2<a<2时,x2+ax1=0无解,

x(0,+)时,f(x)<0

则此情况下,f(x)(0,+)上单调递减。

②当Δ0时,x2+ax1=0有解,

此时a2a2

a=2时,f(x)0恒成立,

解得x=a±a242,即x=a±a242

则当a>2时,在0<x<aa242x>a+a242时,f(x)<0

aa242<x<a+a242时,f(x)>0

f(x)(0,aa242)(a+a242,+)上单调递减,

(aa242,a+a242)上单调递增。

a2时,x2+ax1=0的两实数根均小于0

则当x>0时,f(x)<0f(x)(0,+)上单调递减。

综上所述,当a2时,f(x)(0,+)上单调递减;

a>2时,f(x)(0,aa242)(a+a242,+)上单调递减,

(aa242,a+a242)上单调递增。

(2)证明:若f(x)存在两个极值点x1x2,则a>2

x1x2是方程x2+ax1=0的两实数根。

x1>x2,则x1=a+a242x2=aa242

f(x1)f(x2)x1x2=1x1x2(1x11x2x1+x2+alnx1alnx2)

=1a24[(1+1x1x2)(x2x1)+alnx1x2]

=1a24(2a24+alnx1x2)

由于x1x2=1,则alnx1x2=alnx21=2alnx1

f(x1)f(x2)x1x2=2+2alnx1a24

要证f(x1)f(x2)x1x2<a2,即证2lnx1a24<1

即证2lna+a242<a24

x11x1=a+a2422a+a24

=a+a2422(aa24)4=a24

2lnx1a24<1可转化为2lnx1<a24=x11x1

a=2时,f(x)=2lnx+1xx(0,+)上单调递减,

f(1)=2×0+11=0x1>1

f(x1)<f(1)=0,即2lnx1+1x1x1<0

2lnx1<x11x1

f(x1)f(x2)x1x2<a2

【解析】

本题主要考查导数在研究函数中的应用。

(1)先求f(x),根据f(x)的取值分类讨论即可。

(2)由(1)知x1x2是方程x2+ax1=0的两实数根,

则要证f(x1)f(x2)x1x2<a2,可转化为证明2lnx1a24<1

x11x1=a+a2422a+a24

=a+a2422(aa24)4=a24

2lnx1a24<1可转化为2lnx1<a24=x11x1

由(1)结论易证。

【考点】
导数在研究函数中的应


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