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1、利用导数证明不等式建议用时:45分钟1(2019福州模拟)已知函数f(x)eln xax(aR)(1)讨论f(x)的单调性;(2)当ae时,证明:xf(x)ex2ex0.解(1)f(x)a(x0)若a0,则f(x)0,f(x)在(0,)上单调递增;若a0,则当0x时,f(x)0,当x时,f(x)0,故f(x)在上单调递增,在上单调递减(2)证明:法一:因为x0,所以只需证f(x)2e,当ae时,由(1)知,f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,)上单调递减,所以f(x)maxf(1)e.记g(x)2e(x0),则g(x),所以当0x1时,g(x)0,g(x)单调递减,当x1时,g(x)0,g
2、(x)单调递增,所以g(x)ming(1)e.综上,当x0时,f(x)g(x),即f(x)2e,即xf(x)ex2ex0.法二:由题意知,即证exln xex2ex2ex0,从而等价于ln xx2.设函数g(x)ln xx2,则g(x)1.所以当x(0,1)时,g(x)0,当x(1,)时,g(x)0,故g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,)上单调递减,从而g(x)在(0,)上的最大值为g(1)1.设函数h(x),则h(x).所以当x(0,1)时,h(x)0,当x(1,)时,h(x)0,故h(x)在(0,1)上单调递减,在(1,)上单调递增,从而h(x)在(0,)上的最小值为h(1)1.综上
3、,当x0时,g(x)h(x),即xf(x)ex2ex0.2(2018全国卷)已知函数f(x)xaln x.(1)讨论f(x)的单调性;(2)若f(x)存在两个极值点x1,x2,证明:a2.解(1)f(x)的定义域为(0,),f(x)1.()若a2,则f(x)0,当且仅当a2,x1时f(x)0,所以f(x)在(0,)单调递减()若a2,令f(x)0,得x或x.当x时,f(x)0;当x时,f(x)0.所以f(x)在,上单调递减,在上单调递增(2)证明:由(1)知,f(x)存在两个极值点时,当且仅当a2.由于f(x)的两个极值点x1,x2满足x2ax10,所以x1x21,不妨设x1x2,则x21.由
4、于1a2a2a,所以a2等价于x22ln x20.设函数g(x)x2ln x,由(1)知,g(x)在(0,)上单调递减,又g(1)0,从而当x(1,)时,g(x)0.所以x22ln x20,即a2.3已知函数f(x)ex,g(x)ln(xa)b.(1)当b0时,f(x)g(x)0恒成立,求整数a的最大值;(2)求证:ln 2(ln 3ln 2)2(ln 4ln 3)3ln(n1)ln nn(nN)解(1)现证明exx1,设F(x)exx1,则F(x)ex1,当x(0,)时,F(x)0,当x(,0)时,F(x)0,所以F(x)在(0,)上单调递增,在(,0)上单调递减,所以F(x)minF(0)0,即F(x)0恒成立,即exx1.同理可得ln(x2)x1,因为两个等号不能同时成立,所以exln(x2),当a2时,ln(xa)ln(x2)ex,所以当a2时,f(x)g(x)0恒成立当a3时,e0ln a,即exln(xa)0不恒成立故整数a的最大值为2.(2)证明:由(1)知exln(x2),令x,则eln,即en1nln(n1)ln nn,所以e0e1e2 en1ln 2(ln 3ln 2)2(ln 4ln 3)3ln(n1)ln nn,又因为e0e1e2en1,所以ln 2(ln 3ln 2)2(ln 4ln 3)3ln(n1)ln nn.