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江苏高二文科复习学案+练习26_含指数的函数

江苏高二文科复习学案+练习26_含指数的函数
江苏高二文科复习学案+练习26_含指数的函数

含指数的函数(如y = e x +ax +b ,及y = (ax 2 + bx + c )e x )

一、课前准备: 【自主梳理】

1. 曲线f (x )在某一点(x 0,y 0)处切线方程为 . 2.'()x e = ;'()x a = . 3.①求导数的四则运算法则:

'

(()())f x g x ±= .'

(()())f x g x = .

'

()()f x g x ??

= ???

(()

0)

g x ≠. 【自我检测】

1. 函数x y x ln 22-=的导函数为 .

2. 函数x xe y =的导函数为 .

3. 函数()x

e

f x x

=

的导函数为 .

4. 曲线x y e =在0x =处的切线方程 .

5. 直线12

y x b =

+为函数x

y e =的切线方程,则切点坐标为 .

6.函数()x

f x e =的递增区间为 . 7. 函数()x

f x e x =-的递减区间为 . 8.函数ex e y x

-=的极值为 . (说明:以上内容学生自主完成) 二、课堂活动: 【例1】填空题:

(1)曲线x

x y 3?=在点P (1,3)处的切线方程方程为 .

(2)曲线x y e =在点2(2,)e 处的切线与坐标轴所围成三角形的面积为 . (3)函数()x y x k e =-的单调递增区间为 .

(4)设函数2

()1x

e

f x ax

=

+当43

a =

时,()f x 的极值点为 .

【例2】已知函数()e 1x f x ax =+-(a ∈R ,且a 为常数).

(1)求函数()f x 的单调区间;

(2)当0a <时,若方程()0f x =只有一解,求a 的值; (3)若对所有0x ≥都有()()f x f x -≥,求a 的取值范围.

【例3】 已知函数2()(2),x f x ax x e =-其中a 为常数,且0a ≥。

(I)当1a =时,求函数()f x 的极值点;

(II)若函数()f x 在区间(2,2)内单调递减,求a 的取值范围。

课堂小结

三、课后作业 1.函数x

x

e

e y -+=的导函数为 .

2.函数??? ?

?

+=x x e y x 1ln 的导函数为 .

3.直线y kx =是曲线x y e =的一条切线,则k 的值为 . 4.曲线12++?=x e x y x

在点(0,1)处的切线方程为 . 5.已知点P 在曲线1

1+=x

e y 上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值范围

为 .

6.函数()(3)x f x x e =-的单调递增区间为 .

7.在平面直角坐标系xOy 中,已知点P 是函数)0()(>=x e x f x 的图象上的动点,该图象在P 处的切线l 交y 轴于点M ,过点P 作l 的垂线交y 轴于点N ,设线段MN 的中点的纵坐标为t ,则t 的最大值是_____________.

8.设P: 2()ln 21x f x e x x m x =++++在(0,)+∞内单调递增,q: 5m ≥,则p 是q 的 (填充分不必要条件,必要不充分条件,充要条件,既不充分也不必要条件其中之一) 9.设函数f(x)=21x e x ax ---.

(Ⅰ)若a=0,求f(x)的单调区间;

(Ⅱ)若当x ≥0时f(x)≥0,求a 的取值范围.

10.已知函数2()(33)x f x x x e =-+?定义域为[]t ,2-(2t >-),设n t f m f ==-)(,)2(.

(1)试确定t 的取值范围,使得函数)(x f 在[]t ,2-上为单调函数; (2)求证:n m >;

(3)求证:对于任意的2->t ,总存在),2(0t x -∈,满足

0'

2

0()2(1)3

x f x t e

=

-,并确定这样

的0x 的个数. 四、纠错分析

错题卡

题 号 错 题 原 因 分 析

参考答案:

【自我检测】 1. 2'2ln 2x

y x

=-

.2. '(1)x

y e x =+.3. 2

(1)

'()x

e x

f x x

-=

.4. 1y x =+.5. 11ln

,22?

?

??

?

. 6. (,)-∞+∞.7. (,0)-∞.8. 0y =. 【例1】

(1).() 31ln 33ln 30x y +--=. (2). 2

12e

.(3) .() 1,k -+∞

(4) 132

x =

是极小值点,212

x =

是极大值点.

【例2】(1)()x f x e a '=+,

当0a ≥时,()0f x '>,()f x 在(,)-∞+∞上是单调增函数. 当0a <时,

由()0f x '>,得ln()x a >-,()f x 在(ln(),)a -+∞上是单调增函数; 由()0f x '<,得ln()x a <-,()f x 在(,ln())a -∞-上是单调减函数. 综上,0a ≥时,()f x 的单调增区间是(,)-∞+∞.

0a <时,()f x 的单调增区间是(ln(),)a -+∞,单调减区间是(,ln())a -∞-.

(2)由(1)知,当0a <,ln()x a =-时,()f x 最小,即m in ()(ln())f x f a =-, 由方程()0f x =只有一解,得(ln())0f a -=,又考虑到(0)0f =, 所以ln()0a -=,解得1a =-. (3)当0x ≥时,()()f x f x -≥恒成立,

即得x x e ax e ax -+-≥恒成立,即得20x x e e ax --+≥恒成立, 令()2x

x

h x e e

ax -=-+(0x ≥),即当0x ≥时,()0h x ≥恒成立.

又()2x x

h x e e

a -'=++,且()2222x x h x e e a a -'?+=+≥,当0x =时等号成立.

①当1a >-时,()0h x '>,

所以()h x 在[0,)+∞上是增函数,故()(0)0h x h =≥恒成立. ②当1a =-时,若0x =,()0h x '=, 若0x >,()0h x '>,

所以()h x 在[0,)+∞上是增函数,故()(0)0h x h =≥恒成立. ③当1a <-时,方程()0h x '=的正根为2

1ln(1)x a a =-+

-,

此时,若1(0)x x ∈,,则()0h x '<,故()h x 在该区间为减函数.

所以,1(0)x x ∈,时,()(0)0h x h <=,与0x ≥时,()0h x ≥恒成立矛盾. 综上,满足条件的a 的取值范围是[1,)-+∞.

【例3】解:(Ⅰ)依题意得2()(2)e x f x x x =-,所以2()(2)e x

f x x '=-,

令()0f x '=,得2x =±,

()f x ',()f x 随x 的变化情况入下表:

x

(,2)-∞-

2

-

(2,2)

-

2

(2,)+∞

()f x ' -

+

()f x

极小值

极大值

由上表可知,2x =-是函数()f x 的极小值点,2x =是函数()f x 的极大值点.

(Ⅱ) 22()[(22)2]e ax

f x ax a x a '=-+-+,

由函数()f x 在区间(2,2)上单调递减可知:()0f x '≤对任意(2,2)x ∈恒成立, 当0a =时,()2f x x '=-,显然()0f x '≤对任意(2,2)x ∈恒成立;

当0a >时,()0f x '≤等价于22

(22)20ax a x a ---≥,

因为(2,2)x ∈,不等式22

(22)20ax a x a ---≥等价于2

222a x x

a

--≥

,

令2(),[2,2]g x x x x

=-

∈,

则2

2()1g x x

'=+

,在[2,2]上显然有()0g x '>恒成立,所以函数()g x 在[2,2]单调递增,

所以()g x 在[2,2]上的最小值为(2)0g =,

由于()0f x '≤对任意(2,2)x ∈恒成立等价于2

222a x x a

--≥对任意(2,2)x ∈恒成立,

需且只需2

m in 22()a g x a

-≥

,即2

220a a

-≥

,解得11a -≤≤,因为0a >,所以01a <≤.

综合上述,若函数()f x 在区间(2,2)上单调递减,则实数a 的取值范围为01a ≤≤. 课后作业

1. x x e e y --='.

2. 2

21'(ln )x

y e x x

x

=+

-

.3. k e =.4. 13+=x y .5. ??

?

???ππ,43. 6. ),2(+∞.7. 1

1()2

e e -+.8. 必要不充分条件.

9.解:(I )0a =时,()1x f x e x =--,'()1x f x e =- 当(,0)x ∈-∞时,'()0f x <,当(0,)x ∈+∞时,'()0f x > 故()f x 在(,0)-∞上单调递减,在(0,)+∞单调递增 (II )'()12x f x e ax =--

由(I )可知1x e x ≥+,当且仅当0x =时等号成立,故'()2(12)f x x ax a x ≥-=- ∴当120a -≥,即12

a ≤

时,'()0(0)f x x ≥≥,(0)0f =

∴当0x ≥时,()0f x ≥由1(0)x e x x >+≠可得1(0)x

e x x ->-≠

则当12

a >

时,'()12(1)(1)(2)x x

x

x x

f x e a e

e

e e a --<-+-=--

∴当(0,ln 2)x a ∈时,'()0f x <,而(0)0f =

∴当(0,ln 2)x a ∈时,()0f x < 综上得a 的取值范围为1

(,]2

-∞

10. 解: (Ⅰ)因为2()(33)(23)(1)x x x

f x x x e x e x x e '=-+?+-?=-?

由()010f x x x '>?><或;由()001f x x '

增,在(0,1)上递减 ,欲)(x f 在[]t ,2-上为单调函数,则20t -<≤

(Ⅱ)证明:因为()f x 在(,0),(1,)-∞+∞上递增,在(0,1)上递减,所以()f x 在1x =处取得极小值e 又2

13(2)f e e

-=

<,所以()f x 在[)2,-+∞上的最小值为(2)f -

从而当2t >-时,(2)()f f t -<,即m n <

(Ⅲ)证:因为

'

2

00

0()x f x x x e

=-,

'

2

0()2(1)3

x f x t e

=

- 即为2

2

002(1)3x x t -=

-,

令2

2

2()(1)3

g x x x t =---,从而问题转化为证明方程2

2

2()(1)3

g x x x t =--

-=0

在(2,)t -上有解,并讨论解的个数 因2

22(2)6(1)(2)(4)3

3

g t t t -=-

-=-

+-,2

21()(1)(1)(2)(1)3

3

g t t t t t t =--

-=

+-,

所以 ①当421t t >-<<或时,(2)()0g g t -?<, 所以()0g x =在(2,)t -上有解,且只有一解 ②当14t <<时,(2)0()0g g t ->>且,但由于2

2(0)(1)03

g t =--<,

所以()0g x =在(2,)t -上有解,且有两解

③当1t =时,2

()001g x x x x x =-=?==或,所以()0g x =在(2,)t -上有仅有一解;

当4t =时,2

()6023g x x x x x =--=?=-=或,

所以()0g x =在(2,4)-上也有且只有一解

综上所述, 对于任意的2->t ,总存在),2(0t x -∈,满足

0'

2

0()2(1)3

x f x t e

=

-,

且当421t t ≥-<≤或时,有唯一的0x 适合题意; 当14t <<时,有两个0x 适合题意

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