设函数 $f(x)={\rm e}^{2x}-a\ln x$.
【难度】
【出处】
2015年高考全国Ⅰ卷(文)
【标注】
  • 知识点
    >
    微积分初步
    >
    利用导数研究函数的性质
    >
    利用导数研究函数的零点
  • 题型
    >
    微积分初步
    >
    函数不等式的证明
  • 知识点
    >
    不等式
    >
    放缩
    >
    切割线放缩法
  1. 讨论 $f(x)$ 的导函数 $f'(x)$ 零点的个数;
    标注
    • 知识点
      >
      微积分初步
      >
      利用导数研究函数的性质
      >
      利用导数研究函数的零点
    答案
    $$\begin{cases} 0,a\leqslant 0,\\1,a>0.\end{cases} $$
    解析
    $f(x)$ 的导函数$$f'(x)=\dfrac 1x\cdot\left(2x{\rm e}^{2x}-a\right),x>0,$$记函数 $g(x)=2x{\rm e}^{2x}-a$,则 $g(x)$ 在 $(0,+\infty )$ 上单调递增,其值域为 $(-a,+\infty )$.
    当 $a\leqslant 0$ 时,$g(x)>0$,因此 $f'(x)$ 的零点个数为 $0$;
    当 $a>0$ 时,$g(x)$ 的值域包含 $0$,且 $g(x)$ 单调递增,因此 $g(x)$ 有唯一零点,进而 $f'(x)$ 的零点个数为 $1$.
  2. 证明:当 $a>0$ 时,$f(x)\geqslant 2a+a\ln\dfrac{2}{a}$.
    标注
    • 题型
      >
      微积分初步
      >
      函数不等式的证明
    • 知识点
      >
      不等式
      >
      放缩
      >
      切割线放缩法
    答案
    解析
    根据题意,有\[\begin{split} f(x)&=\left({\rm e}^{2x}-\lambda x\right)+\left(\lambda x-a \ln x\right)\\
    &\geqslant \dfrac 12\lambda -\dfrac 12\lambda \ln \dfrac{\lambda}2+a-a\ln \dfrac a{\lambda},\end{split}\]取 $\lambda=2a$ 即得.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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