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2018年高考数学天津--理20

  2018-07-26 16:16:27  

(2018天津卷计算题)

已知函数,其中

(1)求函数的单调区间;

(2)若曲线在点处的切线与曲线在点处的切线平行,证明

(3)证明当时,存在直线,使是曲线的切线,也是曲线的切线。

【出处】
2018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】

(1)由已知,,有

,解得

,可知当变化时,的变化情况如下表:

所以函数的单调递减区间为,单调递增区间为

(2)证明:

,可得曲线在点处的切线斜率为

,可得曲线在点处的切线斜率为

因为这两条切线平行,故有

两边取以为底的对数,得

所以

(3)证明:

曲线在点处的切线

曲线在点处的切线

要证明当时,存在直线,使是曲线的切线,也是曲线的切线,

只需证明当时,存在,使得重合,

即只需证明当时,方程组

有解,

由①得,代入②,得

③,

因此,只需证明当时,关于的方程③存在实数解,

设函数

即要证明当时,函数存在零点,

,可知时,

时,单调递减,又

故存在唯一的,且,使得,即

由此可得上单调递增,在上单调递减,处取得极大值

因为,故,所以

,当且仅当时取得。

下面证明存在实数,使得

由(1)可得,当时,有

所以存在实数,使得

因此,当时,存在,使得

所以,当时,存在直线,使是曲线的切线也是曲线的切线。

【解析】

本题主要考查导数在研究函数中的应用。

(1)对进行求导,得到,根据的符号判断的单调性,即可求出的单调区间。

(2)分别求得的导函数,根据两条切线平行,得,得,两边同时取以为底的对数,即可证明。

(3)设切线,切线,若存在直线同时与相切,得,得到,只需证明,在时,函数存在零点。

【考点】
导数在研究函数中的应用


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