2024年新高考数学一轮复习题型归纳与达标检测 第19讲 导数的应用——利用导数研究函数零点问题(达标检测) Word版含解析

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【文档说明】2024年新高考数学一轮复习题型归纳与达标检测 第19讲 导数的应用——利用导数研究函数零点问题(达标检测) Word版含解析.docx,共(18)页,1.907 MB,由小赞的店铺上传

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以下为本文档部分文字说明:

《导数的应用——利用导数研究函数零点问题》达标检测[A组]—应知应会1.(2020春•海淀区校级期末)已知函数2()()xfxxae=+有最小值,则函数()yfx=的零点个数为()A.0.B.1C.2D.不确定【分

析】求出函数的导数,结合二次函数的性质判断即可.【解答】解:2()(2)xfxxxae=++,若函数2()()xfxxae=+有最小值,则2()2gxxxa=++不能恒大于等于0,故存在x使得()0gx,即2()2gxxxa=++有2个不相等的实数根,即函数()yfx=的零点个数为2个,故

选:C.2.(2020春•辽宁期末)函数()2xfxaex=+在R上有两个零点1x,2x,且212xx…,则实数a的最小值为()A.22ln−B.2ln−C.2e−D.2ln【分析】函数()20xfxaex=+=

,变形为2xxae=−,令2()xxgxe=−,利用导数求最值,可得20ae−.结合212xx…,可得212xx=时,a取得最小值.再把1x,2x代入20xaex+=,求解1x,再代入112xaex=−,即可

求得a的最小值.【解答】解:函数()20xfxaex=+=,变形为2xxae=−,令2()xxgxe=−,得2(1)()xxgxe−=,当(,1)x−时,()0gx,当(1,)x+时,()0gx,

可得1x=时,函数()gx取得最小值2e−.又当x→−时,()gx→+,当x→+时,()0gx,且函数()2xfxaex=+在R上有两个零点1x,2x,得20ae−.由212xx…,可得212xx=时,

a取得最小值.由112xaex=−,222xaex=−,得1214xaex=−,12xe=,解得12xln=.代入112xaex=−,解得2aln=−.a的最小值为2ln−.故选:B.3.(2020•包头二模)已知函数()fx是定义在R上连续的奇函数,且当0x时.(

)2()0xfxfx+,则函数2()()gxxfx=的零点个数是()A.0B.1C.2D.3【分析】分析可得()gx为R上连续的奇函数,且在R上为增函数,说明函数2()()gxxfx=只有1个零点,

可得选项.【解答】解:2()()gxxfx=,函数()fx是定义在R上连续的奇函数,则函数2()()gxxfx=,其定义域为R,则2()()()()gxxfxgx−=−−=−,则()gx为R上连续的奇函数,2()()gxxfx=,则2()2()()[()2()]gxxfxxf

xxxfxfx=+=+,又由当0x时,()2()0xfxfx+,则有()0gx,即函数()gx为(0,)+上的增函数,又由()gx为R上连续的奇函数,且(0)0g=,则()gx为R上的增函数,故函数2(

)()gxxfx=只有1个零点,故选:B.4.(2020•武汉模拟)已知函数21()2fxxalnx=−在(0,)+无零点,则实数a的取值范围为()A.(0,)eB.[0,)eC.[0,]eD.(0,)(ee,)+【分析】函数21()2fxxalnx=−在(

0,)+无零点,可转化为22xalnx=无正实数根,研究函数2()2xgxlnx=的值域,a只要在值域之外取值即可.【解答】解:函数21()2fxxalnx=−在(0,)+无零点,显然1x=不是函数()fx的零点.故问题可转化为22xalnx=无正实数根,令2()2xgxlnx=

,(0,1)xx,221()422()4xlnxxlnxxgxlnxlnx−−==,令()0gx=得xe=,当(0x,1)(1,)e时,()0gx,故()gx在(0,1),(1,)e上递减;当(,)xe+时,()0gx,()gx递增.又0x→时,()0g

x→;1(1)xx→时,()gx→−;1(1)xx→时,()gx→+.()gee=;x→+,()gx→+.作出函数()gx与ya=的图象:可知,当ya=介于x轴(包括x轴)与点(,)ee之间时,原

函数在(0,)+上无零点.故0ae„即为所求.故选:B.5.(2020•湖北模拟)已知()()sin(0)xxfxaeexa−=−−存在唯一零点,则实数a的取值范围()A.(,)2+B.[,)2+C.1(,)2+D.1[,)2+【分析】先由题设条件得到(0)0f=,

再研究()fx的奇偶性,把问题转化为当0x时,函数()fx无零点.利用放缩法与单调性求出a的取值范围.【解答】解:由题意知(0)0f=,()()sin(0)xxfxaeexa−=−−存在唯一零点,()fx只有一个零点0.()sin()()xxfxxaeefx−−=+−=−

,()fx是奇函数,故只考虑当0x时,函数()fx无零点即可.当0x时,有sinxx,1()(sin)()xxxxxfxaeexaeeaa−−=−−−−.令()xxxgxeea−=−−,0x,则(0)0g=,1()xxgxeea−=+−,0x

,()0xxgxee−=−,()gx在(0,)+上单调递增,(0)0g=,11()(0)202gxgaa=−厖.故选:D.6.(2020•临汾模拟)若函数32()1fxxaxx=−++−有且只有一个零点,则实数a的取值范围

为()A.(,0)−B.(,1)−C.(0,)+D.(1,)+【分析】原问题等价于关于x的方程231axxx=−+有且只有一个实根.显然0x,分离参数可得211axxx=−+有且只有一个实根,然后构造函数,结合导数分析函数的特征,结合图象可求.【解答】解:

函数32()1fxxaxx=−++−有且只有一个零点,等价于关于x的方程231axxx=−+有且只有一个实根.显然0x,方程211axxx=−+有且只有一个实根.设函数211()hxxxx=−+,则3233

122()1xxhxxxx+−=+−=.设3()2gxxx=+−,2()310hxx=+,()hx为增函数,又h(1)0=.当0x时,()0gx,()gx为增函数;当01x时,()0gx,()gx为减函数;当1x时,()0gx,()gx为增函数;()

gx在1x=时取极小值1.当x趋向于0时,()gx趋向于正无穷大;当x趋向于负无穷大时,()gx趋向于负无穷大;又当x趋向于正无穷大时,()gx趋向于正无穷大.()gx图象大致如图所示:方程211axxx=−+只有一个实根时,实数a的取值范围为

(,1)−,故选:B.7.(2019•兰州模拟)已知函数211()24fxalnxx=−+,当1(,0)2a−时,函数的零点个数为.【分析】通过导函数的符号判断函数的单调性,通过零点判断定理转化求解即可.【解答】解:函数211()24fxalnxx=−+,可得()afxxx=−,1(,0)

2a−时,()0fx,函数是减函数,f(1)1110244=−+=−,1211()1024aafee=−+,所以函数函数211()24fxalnxx=−+,当1(,0)2a−时,函数的零点个数为1.故答案为:1.8.(2020•济南二模)已知函数()(1)xfxeax=−+,若()f

x有两个零点,则实数a的取值范围是.【分析】先对()fx求导,根据a的范围研究()fx的符号,判断()fx的单调性,结合()fx有两个零点,求出a的取值范围.【解答】解:由题知:()xfxea=−,xR.①当0a„时,()0fx,()fx单调递增,至多有一个零点

,不合题意;②当0a时,令()0fxxlna==,易知()fx在(,)lna−单调递减,在(,)lna+单调递增,故()fx的最小值为()(1)flnaaalnaalna=−+=−.()fx

有两个零点,当x→时,()fx→+,()00flnalna,解得1a故答案为:(1,)+.9.(2020春•贵池区校级期中)已知函数()||xfxaxe=−有3个零点,则实数a的取值范围为.【分析】构造函数,利用函数的图象,通过函数的导数,求出切线的斜率,然后推出a的范围.【解答

】解:函数()||xfxaxe=−有3个零点,就是||xaxe=有3个解,也就是||yax=与xye=的图象有3个交点,显然0a,在同一个坐标系中画出两个函数的图象,如图:设切点(,)mme,则xye=,()mfme=,可得mmeem=,解得1m=,所以直线与指数函数相切

时,ae=,函数()||xfxaxe=−有3个零点,可得ae.故答案为:(,)e+.10.(2020•盐城三模)设函数2()22xfxxaxb=−+,若函数()yfx=与函数(())yffx=都有零点,且它们的零点完全相同,则实数a的取值范围是.【分析】由题

意可求0b=,所以函数2()2fxxax=−,当0a=时,易得符合题意,当0a时,函数2()2(2)fxxaxxxa=−=−,有两个零点10x=,22xa=,由(())()[()2]0ffxfxfxa=−=,得()

0fx=和()2fxa=,所以方程()2fxa=无解,利用△0即可求出a的取值范围.【解答】解:设零点为0x,则0()0fx=,0(())0ffx=,(0)0f=,0b=,函数2()2fxxax=−,①当0a=时,函数2()fxx=,4(())ffx

x=,都有唯一零点0x=,符合题意;②当0a时,函数2()2(2)fxxaxxxa=−=−,有两个零点10x=,22xa=,此时(())()[()2]0ffxfxfxa=−=,得()0fx=和()2fxa=,()0fx=已满足有两个相同的零点10x=,22xa=,方程()2fxa=无解,

即方程2220xaxa−−=无解,△2480aa=+,解得:20a−,综上所述,实数a的取值范围是:20a−„,故答案为:(2−,0].11.(2020春•新华区校级期中)设()||fxlnx=,若函数

()()hxfxax=−在区间(0,8)上有三个零点,则实数a的取值范围.【分析】首先,画出函数()||fxlnx=的图象,然后,借助于图象,结合在区间(0,8)上有三个零点,进行判断.【解答】解:函数()||fxlnx=的

图象如图示:当0a„时,显然,不满足题意.当0a时,如图所示,当(0x,1]时,存在一个零点,当1x时,()fxlnx=,可得()gxlnxax=−,((1,8))x11()axgxaxx−=−=,若()0gx,可得1xa,()g

x为减函数,若()0gx,可得1xa,()gx为增函数,此时()fx必须在(1,8)上有两个零点,1()0(8)0(1)0gagg„即1088010lnalnalna−−−−„,解得,3218lnae,在区间(0,8)上有三个零点时,3218lnae

,故答案为:321(,)8lne.12.(2020春•烟台期末)已知函数32()2()fxxxxaaR=+++.(1)求函数()fx的极值;(2)若函数()fx有3个零点,求a的取值范围.【分析】(1)求导得()fx,令()0fx=得13x=−或1x

=−,列表格分析随着x变化()fx,()fx变化情况,进而得出极值.(2)由(1)可知要使得函数()fx有3个零点,只需04027aa−,进而解出a的取值范围.【解答】解:(1)2()341fxxx

=++,令2()3410fxxx=++=,解得13x=−或1x=−,则随着x变化()fx,()fx变化情况如下表:x(,1)−−1−1(1,)3−−13−1(3−,)+()fx+0−0+()fx单调递增极大值单调递

减极小值单调递增所以,当1x=−时,()fx取得极大值a,当13x=−时,()fx取得极小值427a−.(2)要使得函数()fx有3个零点,只需04027aa−,解得4027a.13.(2020•新课标Ⅲ)设函数3()fxxbxc=++,曲线()yfx=在点1(2,

1())2f处的切线与y轴垂直.(1)求b;(2)若()fx有一个绝对值不大于1的零点,证明:()fx所有零点的绝对值都不大于1.【分析】(1)求出原函数的导函数,由题意可得211()3()022fb=+=,由此求得b值;(2)设0x为()fx的一个零点,根据题意,30003()

04fxxxc=−+=,且0||1x„,得到30034cxx=−+,由0||1x„,对()cx求导数,可得()cx在[1−,1]上的单调性,得到1144c−剟.设1x为()fx的零点,则必有31113()04fxxxc=−+=,可得31113144

4cxx−=−+剟,由此求得1x的范围得答案.【解答】(1)解:由3()fxxbxc=++,得2()3fxxb=+,211()3()022fb=+=,即34b=−;(2)证明:设0x为()fx的一个零点,根据题意,30003()04fxxxc=

−+=,且0||1x„,则30034cxx=−+,由0||1x„,令33()(11)4cxxxx=−+−剟,2311()33()()422cxxxx=−+=−+−,当(1x−,11)(22−,1)时,()0cx,当1(2x−,1)2时,(

)0cx可知()cx在1(1,)2−−,1(2,1)上单调递减,在1(2−,1)2上单调递增.又1(1)4c−=,c(1)14=−,11()24c−=−,11()24c=,1144c−剟.设1x为(

)fx的零点,则必有31113()04fxxxc=−+=,即311131444cxx−=−+剟,321111321111431(1)(21)0431(1)(21)0xxxxxxxx−−=−+−+=+−„…,得111x−剟,即1||1x„.()fx所有零点的绝对值都不大于1.14

.(2019•新课标Ⅰ)已知函数()sin(1)fxxlnx=−+,()fx为()fx的导数.证明:(1)()fx在区间(1,)2−存在唯一极大值点;(2)()fx有且仅有2个零点.【分析】(1)()fx的定义域为(1,)−+,求出原函数的导函数,进一步求导,

得到()fx在(1,)2−上为减函数,结合(0)1f=,21()11102(1)2f=−+−+=+,由零点存在定理可知,函数()fx在(1,)2−上存在唯一得零点0x,结合单调性可得,()fx在0(1,

)x−上单调递增,在0(x,)2上单调递减,可得()fx在区间(1,)2−存在唯一极大值点;(2)由(1)知,当(1,0)x−时,()0fx,()fx单调递减;当0(0,)xx时,()0fx,()fx单调递增;由于()fx在0(

x,)2上单调递减,且0()0fx,()02f,可得函数()fx在0(x,)2上存在唯一零点1x,结合单调性可知,当0(xx,1)x时,()fx单调递增;当1(,)2xx时,()fx单调递减.当(2x,)

时,()fx单调递减,再由()02f,()0f.然后列x,()fx与()fx的变化情况表得答案.【解答】证明:(1)()fx的定义域为(1,)−+,1()cos1fxxx=−+,21()sin(1)fxxx=−++,令21()sin(1)gxxx=−++,则32

()cos0(1)gxxx=−−+在(1,)2−恒成立,()fx在(1,)2−上为减函数,又(0)1f=,21()11102(1)2f=−+−+=+,由零点存在定理可知,函数()fx在(1,)2−上存在唯一的零点0x,结合单调性可

得,()fx在0(1,)x−上单调递增,在0(x,)2上单调递减,可得()fx在区间(1,)2−存在唯一极大值点;(2)由(1)知,当(1,0)x−时,()fx单调递增,()(0)0fxf=,()fx单调递减;

当0(0,)xx时,()fx单调递增,()(0)0fxf=,()fx单调递增;由于()fx在0(x,)2上单调递减,且0()0fx,1()0212f=−+,由零点存在定理可知,函数()fx在0(x,)2上

存在唯一零点1x,结合单调性可知,当0(xx,1)x时,()fx单调递减,1()()0fxfx=,()fx单调递增;当1(,)2xx时,()fx单调递减,1()()0fxfx=,()fx单调递减.当(2x,)时,cos0x,101x

−+,于是1()cos01fxxx=−+,()fx单调递减,其中3.2()1(1)1(1)12.610222flnlnlnlne=−+−+=−−=,()(1)30flnln=−+−.于是可得下表:x(1,0)−01(0,)x

1x1(,)2x2(,)2()fx−0+0−−−−()fx单调递减0单调递增大于0单调递减大于0单调递减小于0结合单调性可知,函数()fx在(1−,]2上有且只有一个零点0,由函数零点存在性定理

可知,()fx在(2,)上有且只有一个零点2x,当[x,)+时,sin1(1)xlnx+„,则()sin(1)0fxxlnx=−+恒成立,因此函数()fx在[,)+上无零点.综上,(

)fx有且仅有2个零点.15.(2020•沙坪坝区校级模拟)已知函数2()xfxaexbx=+−,(0a,bR,e是自然对数的底数).(1)若ab=,讨论函数()yfx=在R上的零点个数;(2)设2b=,点(,)m

n是曲线()yfx=上的一个定点,实数0xm,()fx为()fx的导函数.试比较0()fx与00()()2xmfxmn+−+的大小,并证明你的结论.【分析】(1)求出函数的导数,根据函数的单调性求出函数的最小值,判断函数的零点个数即可;(2)代入b的值,原不等式等价于0020()xmxmae

eaexm−−−,不妨设0txm=−,0t,原不等式等价于2()ttmmeeet−−−,两边同除以me得到2(1)tteet−,即2(1)ttete−令2()1ttgtete=−−,根据函数的单调性证明结论即可.【解答】解:(1)若ab=,则2()xfxaex

ax=+−,所以:()2xfxaexa=+−,易知(0)0f=,因为0a,所以()2xyfxaexa==+−在R上单调递增,所以:(,0)x−,()0()fxyfx=单调递减,(0,)x+,()0()fxyfx=单调递增,()

(0)0minfxfa==,所以函数()yfx=在R上的零点个数为0(4分)(2)000()()()2xmfxfxmn+−+证明:2()2xfxaexx=+−,则()22xfxaex=+−所以0020()22xmxmfaexm++=++−,000000(

)()()()()22xmfxnxmfxfxmnfxm+−+−+−,0221000000000()()()()22()()2xxmfxnfxfmaeexmxmaeexmxmxmxmxm−−−+−−+−===++−−−−−,原不等式等价于0020()xmxmaeeaexm−−−,

等价于0020()xmxmaeeaexm+−−(7分)不妨设0txm=−,0t,原不等式等价于2()ttmmeeet−−−两边同除以me得到2(1)tteet−,即2(1)ttete−令2()1ttgtete=−−,则222()(1)(1)22ttttttgteeee=−+=

−−令2211()1()0()0222ttthtehtegt=−−=−…对0t恒成立,()gt在0t单调递增,因为(0)0g=,所以()0gt对0t恒成立,所以000()()()2xmfxfxmn+−+16.(2020春•未央区校级月考)已知

函数22()()xgxlnxttRe=−+有两个零点1x,2x.(1)求实数t的取值范围;(2)求证:212114xxe+.【分析】(1)利用导数求出函数()gx的单调区间,由0t„时,3()320geet=−+

,0t时,2()0tge+,即对任意0t,存在20(,)2ex+,满足0()0gx.再由当0x→时,()gx→−.可得函数22()xgxlnxte=−+有两个零点的充要条件为2()02eg,即2102elnt−+,化

简得t的范围;(2)函数22()xgxlnxte=−+有两个零点1x,2x,可得11220xlnxte−+=,22220xlnxte−+=,联立可得122122lnxlnxxxe−=−,把证212114xxe+转化为证1212122()11lnxlnxxxxx−+−,不妨

设12xx,则转化为1212122xxxlnxxx−.令12xtx=,即证12tlntt−,1t.令1()Gttlntt=−−,求导即可证明12tlntt−,故结论成立.【解答】(1)解:212()(0)gxxxe

=−.由()0gx,解得202ex,由()0gx,解得22ex,函数()gx在2(0,)2e上单调递增,在2(2e,)+上单调递减.当0t„时,232ee,3()320geet=−+,当0t时,2222teee+,2

()222(1)tttgetette+=+−+=+−.令()1tmtte=+−,0t,则()10tmte=−.故()1(0)0tmttem=+−=.0t,2()222(1)0tttgetett

e+=+−+=+−.综上,对任意0t,存在20(,)2ex+,满足0()0gx.另一方面,当0x→时,()gx→−.因此,函数22()xgxlnxte=−+有两个零点的充要条件为2()02eg.即2102elnt−+

,化简得:21tln−,故t的范围为(21,)ln−+;(2)证明:函数22()xgxlnxte=−+有两个零点1x,2x,11220xlnxte−+=,22220xlnxte−+=,121222()l

nxlnxxxe−=−,即122122lnxlnxxxe−=−.要证212114xxe+,即证1212122()11lnxlnxxxxx−+−.不妨设12xx,则1212122()11lnxlnxxxxx−+−12

12122xxxlnxxx−.令12xtx=,即证12tlntt−,1t.令1()Gttlntt=−−,则22212(1)()10tGtttt−=+−=.()GtG(1)0=,即12tlntt−,即12212122()114lnxlnxxxxxe−+=−.[B组]—强基必备

1.(2020•全国三模)已知函数()()xfxaexaR=−有两个零点1x,2x,且12xx则下列结论中不正确的是()A.10aeB.101xC.122xx+D.1122lnxxlnxx−−【分析】求出原函数的导函数,可知

当0a时函数有极小值,求出极小值,再由极小值小于0求解a的范围判断A;分析函数两零点大于0,代入原函数,可得11xxae=,22xxae=,得到1122lnxxlnxx−=−判断D;由1122lnxxlnxxlna−=−=,设()gxlnxxlna=−−,则1x,2x为(

)gx的两个零点,利用导数求解1x的范围与12xx+的范围判断B与C.【解答】解:()1xfxae=−,当0a„时,()0fx在xR上恒成立,此时()fx在R上单调递减,不合题意;当0a时,由()

0fx=,解得xlna=−,当xlna−时,()0fx,()fx单调递减,当xlna−时,()0fx,()fx单调递增,当0a时,()fx单调减区间为(,)lna−−,单调增区间为(,)lna−+,可知当xlna=−时,函数取得极小值为()1l

naflnaaelnalna−−=+=+,又当x→−时,()fx→+,x→+时,()fx→+,要使函数()fx有两个零点,则010alna+,得10ae,故A正确;由(0)0fa=,极小值点0xlna=−,可得120xx.1

x,2x是()fx的两个零点,11xxae=,22xxae=.可得11lnxlnax=+,22lnxlnax=+.故1122lnxxlnxx−=−,故D错误;由1122lnxxlnxxlna−=−=,设()gxlnxxlna=−−,则1x,2x为()gx的两个零点,11()1xgxxx−

=−=,得()gx在(0,1)上单调增,在(1,)+上单调减,1201xx,故B正确;设()()(2)hxgxgx=−−,(01)x,则()(2)22(01)hxlnxlnxxx=−−+

−,2112(1)()202(2)xhxxxxx−=+−=−−恒成立,则()hx在(0,1)上单调增,()hxh(1)0=,111()()(2)0hxgxgx=−−,即11()(2)gxgx−,得21()(2)gxgx

−.又()gx在(1,)+上单调减,2x,12(1,)x−+,212xx−,即122xx+,故C正确.综上,错误的结论是D.故选:D.2.(2020•绵阳模拟)若函数21()()2fxxmlnxxx=+−−有且仅有一个零点,则实数m的取值范

围.【分析】分离参数m,先证明0yxlnx=−;解得:212xxmxlnx−=−;由于函数21()()2fxxmlnxxx=+−−有且仅有一个零点;设212()xxgxxlnx−=−,ym=;所以直线ym=与函数()gx有且只有一个交点;研究函数

()gx的图象特点及单调性,画出大致图象,即可得出结果.【解答】解:令()uxxlnx=−,0x;则1()xuxx−=,01x时,()0ux;1x时,()0ux;于是()uxxlnx=−在(0,1)上递减,在(1,)+上递增;最小值为u(1)10=,(0,)x

+,0xlnx−;由()0fx=,即21()02xmlnxxx+−−=,解得:212xxmxlnx−=−;设212()xxgxxlnx−=−,ym=;由于函数21()()2fxxmlnxxx=+−−有

且仅有一个零点;所以直线ym=与函数()gx有且只有一个交点;由21(1)(22)2()()xxlnxgxxlnx−+−=−,此时不能完全判断导函数值的正负;再令()22hxxlnx=+−,得2()xhxx−=,当(0,2)

x时,()0hx;当(2,)x+时,()0hx;于是,()hx在(0,2)上递减,(2,)+上递增.那么()hxh…(2)2(22)0ln=−.由此,()gx的正负只同1x−有关,由此得()gx在(0,1)上递减,在(1,)+上递增,且()g

x的极小值为g(1)12=−;又0x→时,()0gx→;x→+时,()gx→+;()gx图象大值如图所示,结合()gx的图象,得0m…或12m=−.故答案为:1{|2mm=−或0}m….3.(2020•浙江)已知12a„,函数()xfxexa=−−,其中2.71828e=为自然对数的底

数.(Ⅰ)证明:函数()yfx=在(0,)+上有唯一零点;(Ⅱ)记0x为函数()yfx=在(0,)+上的零点,证明:(ⅰ)012(1)axa−−剟;(ⅱ)00()(1)(1)xxfeeaa−−….【分析】(Ⅰ)推导出0x时,(

)10xfxe=−恒成立,(0)0f=,f(2)0,由此能证明函数()yfx=在(0,)+上有唯一零点.(Ⅱ)0()()0ifx=,从而000xexa−−=,进而00200012(1)xxexxex−−−−剟,令2()1(02)xgxexxx=−−−,2()12xxhxex=−−

−,(02)x,利用导数性质能证明012(1)axa−−剟.()ii要证明00()(1)(1)xxfeeaa−−…,只需证明00()(1)(1)xfxaeaa+−−…,只需证12(2)1aaeaa−−−−…,由此能证明00()(1)(1)xxfeeaa−−….【解答】证明:(Ⅰ)

()0(0)xfxexax=−−=,()10xfxe=−恒成立,()fx在(0,)+上单调递增,12a„,f(2)22240eae=−−−…,又(0)10fa=−,函数()yfx=在(0,)+上有唯一零点.(Ⅱ)0()()0ifx=,000xexa−−=,012(

1)axa−−剟,00200012(1)xxexxex−−−−剟,令2()1(02)xgxexxx=−−−,2()12xxhxex=−−−,(02)x,一方面,1()1()xhxexhx=−−=,1()10xhxe=−,(

)(0)0hxh=,()hx在(0,2)单调递增,()(0)0hxh=,2102xxex−−−,22(1)xexx−−,另一方面,12a„,11a−„,当01x…时,01ax−„成立,只需证明当01x时,2

()10xgxexx=−−−„,1()12()xgxexgx=−−=,1()20xgxe=−=,2xln=,当(0,2)xln时,1()0gx,当(2,1)xln时,1()0gx,(){(0)gxmaxg,g(1)},(0)0g=,g(1)3

0e=−,()0gx,()gx在(0,1)单调递减,()(0)0gxg=,21xexx−−,综上,00200012(1)xxexxex−−−−剟,012(1)axa−−剟.()ii要证明00()(1)(1)xxfeeaa−−…,

只需证00()(1)(1)xfxaeaa+−−…,由()i得只需证112(1)1aaeaaeaa−+−−−−−…,2112xexx++…,只需证211(1)(1)12aaaeaa+−+−−−…,只需证22(1)2(2)10aaeaa−−−−−…,即证12(2)1aa

eaa−−−−…,11[211aaaa=+−−−,)+,11322(2)221aaeaa−−−=−−厖,

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