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升学考试 2021高考数学全国二卷最后一道题答案详解

2021高考数学全国二卷最后一道题答案详解

题目: 已知函数 ( f(x) = e^xax ) (( a in mathbb{R} )).(1)讨论 ( f(x) ) 的单调性;(2)若 ( f(x) geq 0 ) 恒成立,求 ( a ) 的取值范围

题目: 已知函数 ( f(x) = e^x

  • ax ) (( a in mathbb{R} )).
  • (1)讨论 ( f(x) ) 的单调性;

    (2)若 ( f(x) geq 0 ) 恒成立,求 ( a ) 的取值范围.

    答案详解:

    (1)单调性讨论:

  • 求导: ( f'(x) = e^x
  • a ).
  • 分类讨论:
  • 1. 当 ( a leq 0 ) 时: ( e^x

  • a > 0 ) 恒成立,所以 ( f'(x) > 0 ),函数在 ( (-infty, +infty) ) 上单调递增。
  • 2. 当 ( a > 0 ) 时: 令 ( f'(x) = 0 ),得 ( e^x = a ),即 ( x = ln a ).

  • 当 ( x < ln> ( e^x < a>
  • 当 ( x > ln a ) 时: ( e^x > a ),所以 ( f'(x) > 0 ),函数单调递增.
  • 结论:
  • ( a leq 0 ):单调递增区间为 ( (-infty, +infty) ).
  • ( a > 0 ):单调递减区间为 ( (-infty, ln a) ),单调递增区间为 ( (ln a, +infty) ).
  • (2)恒成立问题求 ( a ) 范围:

  • 分析: 要使 ( f(x) = e^x
  • ax geq 0 ) 恒成立,需找 ( a ) 使得函数最小值 ( geq 0 ).
  • 利用(1)的单调性:
  • 1. 当 ( a leq 0 ) 时: 函数单调递增,无最小值(当 ( x

    o -infty ) 时,( f(x)

    o -infty )),不满足恒大于等于0,故排除。

    2. 当 ( a > 0 ) 时: 函数在 ( x = ln a ) 处取得极小值(也是最小值),最小值为 ( f(ln a) = a

  • a ln a ).
  • 建立不等式: 需 ( a
  • a ln a geq 0 )。
  • 因为 ( a > 0 ),可化为 ( 1
  • ln a geq 0 ),即 ( ln a leq 1 ),解得 ( a leq e ).
  • 结合条件: ( a > 0 ) 且 ( a leq e ),所以 ( 0 < a>
  • 最终答案: ( a ) 的取值范围是 ( (0, e] ).
  • 核心要点:

  • 单调性讨论标准流程:先求导,再根据导数正负对参数分类。
  • 恒成立问题关键:结合单调性找到最小值点,让最小值满足条件。
  • 本题典型套路:指数函数与线性函数组合,讨论极值点存在性。

    阅读提示

    建议先抓核心知识点,再看例题或表达方式,复习时可结合范文素材和作文栏目一起使用。