Loading [MathJax]/jax/element/mml/optable/MathOperators.js
91学 首页 > 数学 > 高考题 > 2022 > 2022年全国甲理 > 正文 返回 打印

2022年高考数学甲卷-理21

  2022-12-16 17:38:30  

(12分)已知函数f(x)=exxlnx+xa
(1)若f(x)0,求a的取值范围;
(2)证明:若f(x)有两个零点x1x2,则x1x2<1
分析:(1)对函数求导研究其在定义域内单调性,由于函数在(0,+)恒大于等于0,故f(x)min=f(1)=e+1a>0,解出a的范围即可.
(2)首先将原不等式转化为证明1<x2<1x1,再利用函数f(x)(1,+)单调递增,即转化为证明f(x2)<f(1x1)f(x1)<f(1x1),继而构造函数h(x)=f(x)f(1x)证明其在(0,1)恒小于0即可.
解答:解:(1)f(x)的定义域为(0,+)f(x)=ex(x1)x21x+1=(ex+x)(x1)x2
f(x)>0,解得x>1,故函数f(x)(0,1)单调递减,(1,+)单调递增,
f(x)min=f(1)=e+1a,要使得f(x)0恒成立,仅需e+1a0
ae+1,故a的取值范围是(e+1]
(2)证明:由已知有函数f(x)要有两个零点,故f(1)=e+1a<0,即a>e+1
不妨设0<x1<1<x2,要证明x1x2<1,即证明x2<1x1
\therefore\dfrac{1}{{x}_{1}} > 1
即证明:1 < {x}_{2} < \dfrac{1}{{x}_{1}},又因为f(x)(1,+\infty )单调递增,
即证明:f({x}_{2}) < f(\dfrac{1}{{x}_{1}})\Leftrightarrowf({x}_{1}) < f(\dfrac{1}{{x}_{1}})
构造函数h(x)=f(x)-f(\dfrac{1}{x})0 < x < 1
h\prime (x)=f\prime (x)+\dfrac{1}{{x}^{2}}f\prime (\dfrac{1}{x})=\dfrac{(x-1)({e}^{x}+x-x{e}^{\dfrac{1}{x}}-1)}{{x}^{2}}
构造函数m(x)={e}^{x}+x-x{e}^{\dfrac{1}{x}}-1
m\prime (x)={e}^{x}+1-{e}^{\dfrac{1}{x}}(1-\dfrac{1}{x}),因为0 < x < 1,所以1-\dfrac{1}{x} < 0
m\prime (x) > 0(0,1)恒成立,故m(x)(0,1)单调递增,
m(x) < m(1)=0
又因为x-1 < 0,故h\prime (x) > 0(0,1)恒成立,故h(x)(0,1)单调递增,
又因为h(1)=0,故h(x) < h(1)=0
f({x}_{1}) < f(\dfrac{1}{{x}_{1}}),即x_{1}x_{2} < 1.得证.
解答:本题主要考查利用导函数研究函数单调性,即构造函数证明不等式恒成立问题,属于较难题目.

http://x.91apu.com//shuxue/gkt/2022/2022qgjl/2022-12-16/33442.html