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关于高考题论文范文写作 函数f(x)lnxx为背景高考题赏析相关论文写作资料

主题:高考题论文写作 时间:2024-02-18

函数f(x)lnxx为背景高考题赏析,本论文可用于高考题论文范文参考下载,高考题相关论文写作参考研究。

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1试题

例1(2013年江苏卷20)设函数f(x)等于lnx-ax,g(x)等于ex-ax,其中a为实数.

(1)若f(x)在(1,+∞)上是单调减函数,且g(x)在(1,+∞)上有最小值,求a的取值范围;

(2)若g(x)在(-1,+∞)上是单调增函数,试求f(x)的零点个数,并证明你的结论.

例2(2014年湖北卷22)π为圆周率,e等于2.71828等为自然对数的底数.

(1)求函数f(x)等于lnxx的单调区间;

(2)求e3,3e,eπ,πe,3π,π3这6个数中的最大数和最小数;

(3)将e3,3e,eπ,πe,3π,π3这6个数按从小到大的顺序排列,并证明你的结论.

例3(2013年北京卷18)设l为曲线C:y等于lnxx在点(1,0)处的切线.

(Ⅰ)求l的方程;(Ⅱ)证明:除切点(1,0)之外,曲线C在直线l的下方.

以上3道试题都是考查函数的性质和图象,或以此为背景综合考查分析问题、解决问题的能力.

2函数f(x)等于lnxx的性质和图象

函数f(x)等于lnxx在(0,e)上是增函数,在(e,+∞)上是减函数.f(x)max等于f(e)等于e-1,无最小值,有唯一零点x等于1.

图1证明f(x)等于lnxx定义域(0,+∞),则f′(x)等于1-lnxx2,解f′(x)>0得0e,所以f(x)在(e,+∞)上是减函数.又f(x)max等于f(e)等于e-1,f(1)等于0,且当x∈(e,+∞)时,恒有f(x)等于lnxx>0,由此可得函数f(x)的图象如图1所示.

3问题的解决

例1分析函数零点问题是高考热点问题,分离参数法是常用解法之一,将函数f(x)等于lnx-ax的零点个数问题转化为两函数y等于a和y等于lnxx的图象交点个数问题,考查函数y等于lnxx的图象,数形结合法求解,但做函数f(x)等于lnxx的图象时要特别注意函数在(e,+∞)上时有渐近线(x轴).

解析(2)g′(x)等于ex-a≥0在(-1,+∞)上恒成立,则a≤(ex)min,故a≤1e.函数f(x)的零点是方程a等于lnxx(x>0)的根,也是函数y等于a和函数y等于lnxx图象交点的横坐标,故本题也可转化为研究函数y等于lnxx的图象.令m(x)等于lnxx,则由函数y等于lnxx的图象得当a等于1e或a≤0时,函数m(x)和函数y等于a的图象有且只有1个交点,所以f(x)有1个零点;当0例2分析利用函数f(x)等于lnxx的单调性比较大小,可有如下结论:

(1)当0(2)当elnbb,即ab>ba.

(3)方程ab等于ba(0解析(1)f(x)在(0,e)上是增函数;f(x)在(e,+∞)上是减函数.(2)因为函数y等于ex,y等于3x,y等于πx在定义域上单调递增,故e3

(3)由(2)易得3e<πe<π3<3π,3ee(2-eπ)>2.7×(2-2.723.1)>2.7×(2-0.88)等于3.024>3,即elnπ>3,故lnπe>lne3,所以e3<πe.又由lnπ>2-eπ得3lnπ>3(2-eπ)>6-3eπ>6-e>π,即3lnπ>π,所以eπ<π3.综上,3e

例3分析第(1)问考查函数f(x)等于lnxx在某点处的切线;第(2)问考查函数f(x)等于lnxx和其它函数图象的关系.

解析(1)切线l的方程为y等于x-1;(2)除切点1,0之外,曲线C在直线l的下方等价于lnxx0,x≠1恒成立.只需证x-1-lnxx>0,x>0,x≠1恒成立.令g(x)等于x-1-lnxx,x>0,x≠1,只需证g(x)min>0.下求g(x)min.g′(x)等于x2-1+lnxx2,又h(x)等于x2-1+lnx在(0,+∞)上是增函数,且h(1)等于0,故g′(x)等于x2-1+lnxx2等于0有且只有一个根x等于1.因此,x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,函数g(x)在(1,+∞)上单调递增;x∈(0,1)时,g′(x)<0,函数g(x)在(0,1)上单调递减.故g(x)min>g(1)等于0.即除切点1,0之外,曲线C在直线l的下方.

4相关应用

两个函数图象的关系可转化为不等式恒成立来处理;反之,不等式恒成立问题,有时我们可以从函数图象入手,找到解题的切入点.

例4当x∈(0,e]时,证明:x2-12x>(1+x)lnx.

证明因为x∈(0,e],所以不等式可以变形为x-lnx-12>lnxx.令f(x)等于x-lnx-12,g(x)等于lnxx,又f′(x)等于x-1x,故f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,e)上单调递增,因此f(x)min等于f(1)等于12.又g(x)max等于g(e)等于1e,因此f(x)min>g(x)max,故当x∈(0,e]时,x2-12x>(1+x)lnx.

点评(1)对于由对数函数和幂函数组合而成的函数,一般是构造函数y等于lnxx进行证明.(2)不等式f(x)>g(x)恒成立通常是利用构造新函数h(x)等于f(x)-g(x)转化为函数h(x)的最值,当此法不易解决时,我们一般考虑求出函数f(x)的最小值a和函数g(x)的最大值b,若a>b,则问题得证.但需注意f(x)min>g(x)max是f(x)>g(x)恒成立的充分不必要条件,不具有一般性.

(3)我们可借助函数图象,找到证明思路,如图2.

图2图3例5已知f(x)等于ex-2-lnxx,证明:f(x)>0.

分析f′(x)等于ex-2-1-lnxx2,f′(x)等于0的解不易求得.如果作出函数y等于ex-2和y等于lnxx的图象,则容易看出这两个函数的图象都和直线y等于x-1相切(如图3),从而可以转化为证明不等式ex-2≥x-1及x-1≥lnxx.

证明定义域(0,+∞),设g(x)等于ex-2-x+1,则g′(x)等于ex-2-1,所以在(2,+∞)上,g′(x)>0,g(x)单调增,在(0,2)上,g′(x)<0,g(x)单调减,故g(x)≥g(2)=0.即ex-2≥x-1(当且仅当x=2时取等号).又由例3知x-1≥lnxx(当且仅当x=1时取等号),因此ex-2≥x-1≥lnxx(等号不能同时取到),所以ex-2>lnxx,即f(x)>0,得证.

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