1、考点2 含参数的函数的单调性(2018浙江卷)已知函数f(x)xlnx.(1)若f(x)在xx1,x2(x1x2)处导数相等,证明:f(x1)f(x2)88ln 2;(2)若a34ln 2,证明:对于任意k0,直线ykxa与曲线yf(x)有唯一公共点【解析】证明(1)函数f(x)的导函数为f(x)12x1x.由f(x1)f(x2)得12x11x112x21x2.因为x1x2,所以1x11x212.由基本不等式,得12x1x2x1x224x1x2.因为x1x2,所以x1x2256.由题意得f(x1)f(x2)x1lnx1x2lnx212x1x2ln(x1x2)设g(x)x2lnx,则g(x)14
2、x(x4),当x变化时,g(x)和g(x)的变化如下表所示:所以g(x)在(256,)上单调递增,故g(x1x2)g(256)88ln 2,即f(x1)f(x2)88ln 2.(2)令me(|a|k),na+1k21,则f(m)kma|a|kka0,f(n)knan1n-an-kna+1n-k0,所以存在x0(m,n),使f(x0)kx0a,所以对于任意的aR及k(0,),直线ykxa与曲线yf(x)有公共点由f(x)kxa,得kx-lnx-ax.设h(x)x-lnx-ax,则h(x)lnx-x2-1+ax2-gx-1+ax2,其中g(x)x2lnx.由(1)可知g(x)g(16),又a34l
3、n 2,故g(x)1ag(16)1a34ln 2a0,所以h(x)0,即函数h(x)在(0,)上单调递减,因此方程f(x)kxa0有唯一一个实根综上,当a34ln 2时,对于任意k0,直线ykxa与曲线yf(x)有唯一公共点【答案】见解析(2018天津卷(理)已知函数f(x)ax,g(x)logax,其中a1.(1)求函数h(x)f(x)xlna的单调区间;(2)若曲线yf(x)在点(x1,f(x1)处的切线与曲线yg(x)在点(x2,g(x2)处的切线平行,证明x1g(x2)2lnln aln a;(3)证明当ae1e时,存在直线l,使l是曲线yf(x)的切线,也是曲线yg(x)的切线【解析
4、】(1)由已知得h(x)axxlna,则h(x)axlnalnA令h(x)0,解得x0.由a1,可知当x变化时,h(x),h(x)的变化情况如下表:所以函数h(x)的单调递减区间为(,0),单调递增区间为(0,)(2)证明由f(x)axlna,可得曲线yf(x)在点(x1,f(x1)处的切线斜率为ax1ln A由g(x)1xln a,可得曲线yg(x)在点(x2,g(x2)处的切线斜率为1x2ln a.因为这两条切线平行,所以有ax1ln a1x2ln a,即x2ax1(lna)21,两边取以a为底的对数,得logax2x12logaln a0,所以x1g(x2)2lnln aln a.(3)
5、证明曲线yf(x)在点(x1,ax1)处的切线为l1:yax1ax1ln a(xx1)曲线yg(x)在点(x2,logax2)处的切线为l2:ylogax21x2ln a(xx2)要证明当ae1e时,存在直线l,使l是曲线yf(x)的切线,也是曲线yg(x)的切线,只需证明当ae1e时,存在x1(,),x2(0,),使得l1与l2重合即只需证明当ae1e时,下面的方程组有解ax1ln a=1x2ln a,ax1-x1ax1ln a=logax2-1ln a,由得,x21ax1(ln a)2,代入,得ax1x1ax1ln ax11ln a2lnln aln a0.因此,只需证明当ae1e时,关于
6、x1的方程存在实数解设函数u(x)axxaxlnax1ln a2lnln aln a,即要证明ae1e时,函数u(x)存在零点u(x)1(lna)2xax,可知当x(,0)时,u(x)0;当x(0,)时,u(x)单调递减,又u(0)10,u1(ln a)21a1(ln a)20,故存在唯一的x0,且x00,使得u(x0)0,即1(lna)2x0ax00.由此可得u(x)在(,x0)上单调递增,在(x0,)上单调递减u(x)在xx0处取得极大值u(x0)因为ae1e,所以lnlna1,所以u(x0)ax0x0ax0ln ax01ln a2lnln aln a1x0(ln a)2x02lnln a
7、ln a2+2ln ln aln a0.下面证明存在实数t,使得u(t)0.由(1)可得ax1xlna,当x1ln a时,有u(x)(1xlna)(1xlna)x1ln a2lnln aln a(lna)2x2x11ln a2lnln aln a,所以存在实数t,使得u(t)0.因此当ae1e时,存在x1(,),使得u(x1)0.所以当ae1e时,存在直线l,使l是曲线yf(x)的切线,也是曲线yg(x)的切线【答案】见解析(2018全国卷(理)已知函数f(x)(2xax2)ln(1x)2x.(1)若a0,证明:当1x0时,f(x)0;当x0时,f(x)0;(2)若x0是f(x)的极大值点,求
8、A(1)证明当a0时,f(x)(2x)ln(1x)2x,f(x)ln(1x)x1+x.设函数g(x)f(x)ln(1x)x1+x,则g(x)x1+x2.当1x0时,g(x)0;当x0时,g(x)0,故当x1时,g(x)g(0)0,当且仅当x0时,g(x)0,从而f(x)0,当且仅当x0时,f(x)0.所以f(x)在(1,)上单调递增又f(0)0,故当1x0时,f(x)0;当x0时,f(x)0.(2)f(x)ax2-x+1+2ax1+xln(x1)x+1,记h(x)ax2x(12ax)(1x)ln(x1)(x1),则h(x)4ax(4ax2a1)ln(x1)当a0,x0时,h(x)0,h(x)单
9、调递增,所以h(x)h(0)0,即f(x)0,f(x)单调递增,所以x0不是极大值点,不符合题意当a0时,令m(x)4ax(4ax2a1)ln(x1),则m(x)8a4aln(x1)1-2ax+1,显然m(x)单调递减令m(0)0,解得a16,所以当1x0时,m(x)0,m(x)单调递增,即h(x)单调递增当x0时,m(x)0,m(x)单调递减,即h(x)单调递减所以h(x)h(0)0,所以h(x)单调递减因为h(0)0,所以当1x0时,h(x)0,f(x)0,f(x)单调递增;当x0时,h(x)0,f(x)0,f(x)单调递减,此时x0为f(x)的极大值点,符合题意当16a0时,所以m(0)
10、16a0,m(e1+6a4a1)(2a1)(1e1+6a4a)0,所以m(x)0在x0上有唯一零点,记为x0,所以当0xx0时,m(x)0,m(x)单调递增,即h(x)单调递增,所以h(x)h(0)0,h(x)单调递增,所以h(x)h(0)0,即f(x)0,f(x)单调递增,不符合题意当a16时,m(0)16a0,m1e2-1(12a)e20.所以m(x)0在1x0上有唯一零点,记为x1,所以当x1x0时,m(x)0,m(x)单调递减,即h(x)单调递减所以h(x)0,h(x)单调递减,所以h(x)0,即f(x)0,f(x)单调递减,不符合题意综上,a16.【答案】见解析(2018全国卷(理)
11、已知函数f(x)1xxalnx.(1)讨论f(x)的单调性;(2)若f(x)存在两个极值点x1,x2,证明:fx1-fx2x1-x2a2.【解析】(1)f(x)的定义域为(0,),f(x)1x21axx2-ax+1x2.若a2,则f(x)0,当且仅当a2,x1时,f(x)0,所以f(x)在(0,)上单调递减若a2,令f(x)0,得xa-a2-42或xa+a2-42.当x0,a-a2-42a+a2-42,时,f(x)0;当xa-a2-42,a+a2-42时,f(x)0.所以f(x)在0,a-a2-42,a+a2-42,上单调递减,在a-a2-42,a+a2-42上单调递增(2)证明由(1)知,f(x)存在两个极值点当且仅当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.由于fx1-fx2x1-x21x1x21alnx1-lnx2x1-x22alnx1-lnx2x1-x22a-2lnx21x2-x2,所以fx1-fx2x1-x2a2等价于1x2x22ln x20.设函数g(x)1xx2ln 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1x2x22ln x20,即fx1-fx2x1-x2a2.【答案】见解析