2024年高考数学新高考Ⅱ-16 |
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2024-08-27 15:58:54 |
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(15分)已知函数f(x)=ex−ax−a3. (1)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程; (2)若f(x)有极小值,且极小值小于0,求a的取值范围. 分析:(1)当a=1时,f(x)=ex−x−1,f′(x)=ex−1,利用导数的几何意义能求出曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程. (2)f′(x)=ex−a,当a⩽0时,f′(x)>0,函数f(x)在R上单调递增,此时函数f(x)无极值,从而a>0,令f′(x)=ex−a=0,得x=lna,求出函数f(x)的增区间为(lna,+∞),减区间为(−∞,lna),从而f(x)=f(lna)=a−alna−a3<0,进而1−lna−a2<0,令g(a)=−a2−lna+1,g′(a)=−2a⋅1a<0,利用导数性质能求出a的取值范围. 解:(1)∵函数f(x)=e^{x}-ax-a^{3}, \therefore当a=1时,f(x)=e^{x}-x-1,f\prime (x)=e^{x}-1, \therefore f(1)=e-2,\therefore切点坐标为(1,e-2), 切线的斜率为k=f\prime(1)=e-1, \therefore曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为: y-(e-2)=(e-1)(x-1),整理得:y=(e-1)x-1. (2)\because函数f(x)=e^{x}-ax-a^{3},\therefore f\prime (x)=e^{x}-a, 当a\leqslant 0时,f\prime (x) > 0,函数f(x)在R上单调递增,此时函数f(x)无极值, \therefore a > 0, 令f\prime (x)=e^{x}-a=0,得x=\ln a, 当x < \ln a时,f\prime (x) < 0,当x > \ln a时,f\prime (x) > 0, \therefore函数f(x)的增区间为(\ln a,+\infty ),减区间为(-\infty ,\ln a), \therefore f{{(x)}_{}}=f\left( \ln a \right)=a-a\ln a-{{a}^{3}} < 0, \therefore 1-\ln a-a^{2} < 0, 令g(a)=-a^{2}-\ln a+1,{g}'(a)=-2a-\frac{1}{a} < 0, g(a)在(0,+\infty )上单调递减, \because g(1)=0,\therefore g(a) < 0等价于a > 1, \therefore a的取值范围是(1,+\infty ). 点评:本题考查导数的几何意义、函数的单调性、切线方程、极值等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.
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