2024年高考数学新高考Ⅰ-18 |
|
2024-08-27 15:41:48 |
|
(17分)已知函数f(x)=lnx2−x+ax+b(x−1)3. (1)若b=0,且f′(x)⩾0,求a的最小值; (2)证明:曲线y=f(x)是中心对称图形; (3)若f(x)>−2当且仅当1<x<2,求b的取值范围. 答案:(1)−2. (2)[−23,+∞). 分析:(1)由{x2−x>02−x≠2,解得函数f(x)的定义域,当b=0时,f(x)=lnx2−x+ax,求导,结合基本不等式,即可得出答案. (2)计算f(2−x)+f(x),即可得出答案. (3)根据题意可得f(x)=lnx2−x−2x+b(x−1)3>−2对∀1<x<2恒成立,求导分析单调性,最值,即可得出答案. 解:(1)由{x2−x>02−x≠2,解得0<x<2, 所以函数f(x)的定义域为(0,2), 当b=0时,f(x)=lnx2−x+ax, 所以f′(x)=1x+12−x+a⩾0,对∀0<x<2恒成立, 又1x+12−x+a=2x(2−x)+a⩾2+a,当且仅当x=1时取“=”, 所以只需2+a⩾0,即a⩾−2, 所以a的最小值为−2. (2)证明:x∈(0,2),f(2−x)+f(x)=ln2−xx+a(2−x)+b(1−x)3+lnx2−x+ax+b(x−1)3=2a, 所以f(x)关于点(1,a)中心对称. (3)因为f(x)>−2当且仅当1<x<2, 所以f(1)=−2,即a=−2, 所以f(x)=lnx2−x−2x+b(x−1)3>−2对∀1<x<2恒成立, f′(x)=1x+12−x−2+3b(x−1)2=2(x−1)2x(2−x)+3b(x−1)2=(x−1)2[2x(2−x)+2b], 令g(x)=2x(2−x)+3b, 所以必有g(1)=2+3b⩾0,得到b⩾−23(必要性), 否则b<−23,存在x∈(1,δ)使f′(x)<0,f(x)在(1,2)上单调递减, 所以f(x)<f(1)=−2, 当b⩾−23 时,对∀x∈(1,2),f(x)⩾lnx2−x−2x−23(x−1)3=h(x), h′(x)=2(x−1)2x(2−x)−2(x−1)2=2(x−1)2[1x(2−x)−1]>0,对∀x∈(1,2)恒成立, 所以h(x)>h(1)=−2符合题意, 综上所述:b⩾−23, 所以b的取值范围为[−23,+∞). 点评:本题考查导数的综合应用,解题中注意转化思想的应用,属于中档题.
|
|
http://x.91apu.com//shuxue/gkt/2024/2024xgk1/2024-08-27/34169.html |