重庆八中2017届高三上学期月考三数学(理)试题

发布时间:2023-10-27 20:42:12    来源:查看试卷    点击:2258   
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设函数f(x)=k(x﹣1)﹣2lnx(k>0).

(1)若函数f(x)有且只有一个零点,求实数k的值;

(2)设函数g(x)=xe1﹣x(其中e为自然对数的底数),若对任意给定的s∈(0,e),均存在两个不同的ti∈()(i=1,2),使得f(ti)=g(s)成立,求实数k的取值范围.


答案及解析:

知识点:3.导数在研究函数中的应用

【考点】函数零点的判定定理;利用导数研究函数的单调性.

【分析】(1)由题意可知:当f(x)=0,则k(x﹣1)﹣2lnx=0,即(x﹣1)=lnx,若k0,当直线与曲线y=lnx有且只有一个交点(1,0)时,则直线为曲线y=lnx在x=1处的切线,则,即可求得实数k的值;

(2)g(x)=xe1﹣x,求导知g'(x)=(1﹣x)e1﹣x,令g'(x)0,求得函数的单调递增区间,g'(x)0,求得函数的单调递减区间,求得其值域,对任意m(0,1),方程f(x)=m在区间上有两个不等实根,根据函数的单调性求得函数的最小值,h(x)=﹣x+2lnx+2﹣2ln2,求导,利用导数求得其单调区间及最大值,则,即可求得实数k的取值范围.

【解答】解:(1)由于f(1)=0,则由题意,f(x)有且只有一个零点x=1,

令f(x)=0,k(x﹣1)﹣2lnx=0,则(x﹣1)=lnx

若k0,当直线与曲线y=lnx有且只有一个交点(1,0)时,

直线为曲线y=lnx在x=1处的切线,

,即k=2,

综上,实数k的值为2.

(2)由g(x)=xe1﹣x可知g'(x)=(1﹣x)e1﹣x

令g'(x)0,解得:x1,

g'(x)0,解得:x1,

即g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,e)上单调递减,

从而g(x)在(0,e)上的值域为(0,1);

则原题意等价于:对任意m(0,1),方程f(x)=m在区间上有两个不等实根,

由于f(x)在上不单调,则,且f(x)在上单调递减,在上单调递增,

则函数f(x)的最小值为

记h(x)=﹣x+2lnx+2﹣2ln2,则h′(x)=﹣1+=

由h′(x)0解得:x2,

从而函数h(x)在(0,2)上单调递增,在(2,+∞)上单调递减,最大值为h(2)=0,即

另一方面,由

综上,实数k的取值范围为