导数强化训练(问)标准
求导练习题带答案
求导练习题带答案求导是微积分中的一项基本技能,它可以帮助我们理解函数的变化率以及找到函数的极值点。
以下是一些求导的练习题及其答案,适合初学者练习。
练习题1:求函数 f(x) = x^3 的导数。
解:根据幂函数的求导法则,对于函数 f(x) = x^n,其导数为 f'(x) = n * x^(n-1)。
因此,对于 f(x) = x^3,我们有 f'(x) = 3 *x^(3-1) = 3x^2。
练习题2:求函数 g(x) = sin(x) 的导数。
解:根据三角函数的求导法则,sin(x) 的导数是 cos(x)。
所以,g'(x) = cos(x)。
练习题3:求函数 h(x) = 2x^2 + 3x - 1 的导数。
解:根据多项式的求导法则,我们可以分别对每一项求导,然后将结果相加。
对于 h(x) = 2x^2 + 3x - 1,我们有 h'(x) = 2 * 2x^(2-1) + 3 * 1x^(1-1) - 0 = 4x + 3。
练习题4:求函数 k(x) = (x^2 - 1)^3 的导数。
解:这里我们使用链式法则和幂函数的求导法则。
首先,设 u = x^2- 1,那么 k(x) = u^3。
u 的导数是 u' = 2x,而 u^3 的导数是3u^2。
应用链式法则,我们得到 k'(x) = 3u^2 * u' = 3(x^2 - 1)^2 * 2x = 6x(x^2 - 1)。
练习题5:求函数 m(x) = e^x 的导数。
解:根据指数函数的求导法则,e^x 的导数是它自身。
所以,m'(x) = e^x。
练习题6:求函数 n(x) = ln(x) 的导数。
解:自然对数函数 ln(x) 的导数是 1/x。
因此,n'(x) = 1/x。
练习题7:求函数 p(x) = (3x - 2)^5 的导数。
解:使用链式法则和幂函数的求导法则。
导数复习导数大题练习(含详解答案)
1、函数f(*)=(2*2―k*+k)·e -*(Ⅰ)当k 为何值时,)(x f 无极值;(Ⅱ)试确定实数k 的值,使)(x f 的极小值为0 2、函数()ln f x ax x =+()a ∈R .(Ⅰ)假设2a =,求曲线()y f x =在1x =处切线的斜率;(Ⅱ)求()f x 的单调区间;〔Ⅲ〕设2()22g x x x =-+,假设对任意1(0,)x ∈+∞,均存在[]20,1x ∈,使得12()()f x g x <,求a 的取值围. 3、设函数()1x f x x ae -=-。
〔I 〕求函数()f x 单调区间; 〔II 〕假设()0R f x x ≤∈对恒成立,求a 的取值围;〔III 〕对任意n 的个正整数1212,,nn a a a a a a A n++⋅⋅⋅⋅⋅⋅=记〔1〕求证:()11,2,i a iAa e i n A-≤=⋅⋅⋅〔2〕求证:A ≥4、函数b x x a x a x f +++-=23213)(,其中,a b ∈R . 〔Ⅰ〕假设曲线)(x f y =在点))2(,2(f P 处的切线方程为45-=x y ,求函数)(x f 的解析式; 〔Ⅱ〕当0>a 时,讨论函数)(x f 的单调性. 5、函数2()(21)(R x f x ax x e a -=-+⋅∈,e 为自然对数的底数).(I)当时,求函数()f x 的极值;(Ⅱ)假设函数()f x 在[-1,1]上单调递减,求a 的取值围. 6、函数2()(33)x f x x x e =-+⋅,设2t >-,(2),()f m f t n -==.〔Ⅰ〕试确定t 的取值围,使得函数()f x 在[]2,t -上为单调函数;〔Ⅱ〕试判断,m n 的大小并说明理由;〔Ⅲ〕求证:对于任意的2t >-,总存在0(2,)x t ∈-,满足0'20()2(1)3x f x t e =-,并确定这样的0x 的个数.7、函数2()ln (2)f x x ax a x =-+-.〔Ⅰ〕假设()f x 在1x =处取得极值,求a 的值;〔Ⅱ〕求函数()y f x =在2[,]a a 上的最大值. 8、函数221()()ln 2f x ax x x ax x =--+.()a ∈R . 〔I 〕当0a =时,求曲线()y f x =在(e,(e))f 处的切线方程〔e 2.718...=〕; 〔II 〕求函数()f x 的单调区间.9、函数()(1)e (0)xa f x x x=->,其中e 为自然对数的底数.〔Ⅰ〕当2a =时,求曲线()y f x =在(1,(1))f 处的切线与坐标轴围成的面积;〔Ⅱ〕假设函数()f x 存在一个极大值点和一个极小值点,且极大值与极小值的积为5e ,求a 的值.10、函数36)2(23)(23-++-=x x a ax x f . 〔1〕当1=a 时,求函数)(x f 的极小值;〔2〕试讨论曲线)(x f y =与x 轴的公共点的个数。
高考导函数综合训练(含标准参考答案)
导函数的综合应用【典型例题】考点一、利用导数研究函数的零点或方程的根【例1】(2015·高考北京卷)设函数f(x)=-k ln x,k>0.(1)求f(x)的单调区间和极值;(2)证明:若f(x)存在零点,则f(x)在区间(1,]上仅有一个零点.(2)【变式训练2】已知函数f(x)=(e为自然对数的底数).(1)求函数f(x)的单调区间;(2)设函数φ(x)=xf(x)+tf′(x)+,存在实数x1,x2∈[0,1],使得2φ(x1)<φ(x2)成立,求实数t的取值范围.考点三与导函数有关的参数求解或求取值范围问题【例3】已知函数f(x)=ln x-.(2)M;【应用体验】1.函数f(x)=ax3+x恰有三个单调区间,则a的取值范围是__________.2.若函数f(x)=x+a sin x在R上递增,则实数a的取值范围为________.3.已知函数f (x )的定义域为R ,f ′(x )为f (x )的导函数,函数y =f ′(x )的图象如图所示,且f (-2)=1,f (3)=1,则不等式f (x 2-6)>1的解集为( )A.(-3,-2)∪(2,3)B.(-,)C.(2,3)4.)5.,g ′(x )>01.已知曲线cos y ax x =在(22A .2πB .2π-C .1-πD .1π2.已知定义域为R 的偶函数()f x ,其导函数为()f x ',对任意[)0,x ∈+∞,均满足:()()2xf x f x '>-.若()()2g x x f x =,则不等式()()21g x g x <-的解集是()A .(),1-∞-B .1,3⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭C .11,3⎛⎫- ⎪⎝⎭D .()1,1,3⎛⎫-∞-⋃+∞ ⎪⎝⎭3.若函数f (x )=x 3-tx 2+3x 在区间[1,4]上单调递减,则实数t 的取值范围是( )A.B .(-∞,3] C.D .[3,+∞)二、填空题4.a 12≤恒5.6.7y8.已知函数f (x )=ln x ++ax (a 是实数),g (x )=+1.(1)当a =2时,求函数f (x )在定义域上的最值;(2)若函数f (x )在[1,+∞)上是单调函数,求a 的取值范围;(3)是否存在正实数a 满足:对于任意x 1∈[1,2],总存在x 2∈[1,2],使得f (x 1)=g (x 2)成立?若存在,求出a 的取值范围,若不存在,说明理由.B 组能力提升2.b 的3.2)为偶5.已知函数()()21x f x e x ax a =--+,其中a <1,若存在唯一的整数0x ,使得()0f x <0,则a 的取值范围是.(e 为自然对数的底数)6.若()x x f x e ae -=+为偶函数,则21(1)e f x e +-<的解集为_____________.三、解答题7.(2015·高考广东卷)设a>1,函数f(x)=(1+x2)e x-a.(1)求f(x)的单调区间;(2)证明:f(x)在(-∞,+∞)上仅有一个零点;(3)若曲线y=f(x)在点P处的切线与x轴平行,且在点M(m,n)处的切线与直线OP平行(O是坐标原点),证明:m≤-1.【例题1】[解](1)由f(x)=-k ln x(k>0),得x>0且f′(x)=x-=.由f′(x)=0,解得x=.f(x)与f′(x)在区间(0,+∞)上的情况如下:∞);f(x)在x=处取得极小值f()=.(2)证明:由(1)知,f(x)在区间(0,+∞)上的最小值为f()=.因为f(x)存在零点,所以≤0,从而k≥e.当k=e时,f(x)在区间(1,)上单调递减,且f()=0,所以x=是f(x)在区间(1,]上的唯一零点.,0000由u′(x)=1-≥0知,函数u(x)在区间(1,+∞)上单调递增,故0=u(1)<a0=u(x0)<u(e)=e-2<1,即a0∈(0,1).当a=a0时,有f′(x0)=0,f(x0)=φ(x0)=0.再由(1)知,f′(x)在区间(1,+∞)上单调递增,当x∈(1,x0)时,f′(x)<0,从而f(x)>f(x0)=0;当x∈(x0,+∞)时,f′(x)>0,从而f(x)>f(x0)=0;又当x∈(0,1]时,f(x)=(x-a0)2-2x ln x>0.故x∈(0,+∞)时,f(x)≥0.综上所述,存在a∈(0,1),使得f(x)≥0恒成立,且f(x)=0在区间(1,+∞)内有唯一解.【例题2】解:(1)m=-1时,f(x)=(1-x)e x+x2,则f′(x)=x(2-e x),(2)假设存在x1,x2∈[0,1],使得2φ(x1)<φ(x2)成立,则2[φ(x)]min<[φ(x)]max.∵φ(x)=xf(x)+tf′(x)+e-x=,∴φ′(x)==-.①当t≥1时,φ′(x)≤0,φ(x)在[0,1]上单调递减,∴2φ(1)<φ(0),即t>3->1.②当t≤0时,φ′(x)>0,φ(x)在[0,1]上单调递增,∴2φ(0)<φ(1),即t<3-2e<0.③当0<t<1时,若x∈[0,t),φ′(x)<0,φ(x)在[0,t)上单调递减;若x∈(t,1],φ′(x)>0,φ(x)在(t,1]上单调递增,所以2φ(t)<max{φ(0),φ(1)},即2·<max,(*)③若-e<a<-1,令f′(x)=0得x=-a,当1<x<-a时,f′(x)<0,∴f(x)在(1,-a)上为减函数;当-a<x<e时,f′(x)>0,∴f(x)在(-a,e)上为增函数,∴f(x)min=f(-a)=ln(-a)+1=,∴a =-.综上所述,a =-.(3)∵f (x )<x 2,∴ln x -<x 2.又x >0,∴a >x ln x -x 3.令g (x )=x ln x -x 3,h (x )=g ′(x )=1+ln x -3x 2,1.【答案】C 【解析】令()cos y f x ax x ==,则()c o s s in f x a x a x x '=-,所以()cos sin 22222a a f a πππππ'=-=- 12=,解得1a =-π.故选C . 2.【答案】C【解析】试题分析:[)0,x ∈+∞时()()()()()22(2)0g x xf x x f x x f x xf x '''=+=+>,而()()2g x x f x =也为偶函数,所以()()()()2121|2||1||2||1|321013g x g x g x g x x x x x x <-⇔<-⇔<-⇔+-<⇔-<<,选C.3.解析:f ′(x )=3x 2-2tx +3,由于f (x )在区间[1,4]上单调递减,则有f ′(x )≤0在[1,4]12k ≤12≥. 令()333x g x x x e =-+-,则()233(1)(33)x x g x x x x e e'=--=-++,所以当(,1)x ∈-∞时,()0g x '<,当(1,)x ∈+∞时,()0g x '>,所以()g x 在(,1)x ∈-∞上是减函数,在(1,)x ∈+∞是增函数,故()()min 111g x g e==-.6.【答案】),1()1,(+∞⋃--∞【解析】()()()()()22''2'211221'()222x g x f x g x x f x x x f x f x ⎡⎤=--∴=⋅-=⋅-<⎣⎦ ()'2210f x ∴⋅-<()'0g x ∴>得0x <,()'0g x <得0x >()()g x g x -=可知函数为偶函数()()()111010g f g =-=∴-=,结合()g x 的函数图像可知()0g x <的解集为),1()1,(+∞⋃--∞,即不等式212)(22+<x x f 的解集为),1()1,(+∞⋃--∞ 7.解:(1)f ′(x )=x -(a +b )+=.(a ,(a ,+∞)点,不合题意.综上所述,a 的取值范围为.8.解:(1)当a =2时,f (x )=ln x ++2x ,x ∈(0,+∞),f ′(x )=-+2==,令f ′(x )=0,则x =-1或x =.当x ∈时,f ′(x )<0;当x ∈时,f ′(x )>0,所以f (x )在x =处取到最小值,最小值为3-ln2;无最大值.(2)f ′(x )=-+a =,x ∈[1,+∞),显然a ≥0时,f ′(x )≥0,且不恒等于0,所以函数f (x )在[1,+∞)上是单调递增函数,符合要求.当a <0时,令h (x )=ax 2+x -1,易知h (x )≥0在[1,+∞)上不恒成立,所以函数f (x )在[1,+∞)上只能是单调递减函数.a 无试题分析:设12()()x g x e f x =,则11122211'()'()()(()2'())22x x x g x e f x e f x e f x f x =+=+,则已知'()0g x >,所以()g x 是增函数,所以(1)(0)g g >,即12(1)(0)e f f >,(1)f>A . 考点:导数与函数的单调性.2.【答案】C【解析】 试题分析:由题意,得2212()ln ()()x x b x x b f x x +----'=,则()()f x xf x +'=2ln ()x x b x+--212()ln ()x x b x x b x +----=12()x x b x +-.若存在1[,2]2x ∈,使得()'()f x x f x >-⋅,则12()0x x b +->,所以12b x x <+.设1()2g x x x=+,则222121()122x g x x x -'=-=,当122x ≤≤时,()g x '<递增,94=,)x 是单)1=,所以(g )∞,故试题分析:验证发现,当x=1时,将1代入不等式有0≤a+b ≤0,所以a+b=0,当x=0时,可得0≤b ≤1,结合a+b=0可得-1≤a ≤0,令f (x )=x 4-x 3+ax+b ,即f (1)=a+b=0,又f ′(x )=4x 3-3x 2+a ,f ′′(x )=12x 2-6x ,令f′′(x)>0,可得x>12,则f′(x)=4x3-3x2+a在[0,12]上减,在[12,+∞)上增,又-1≤a≤0,所以f′(0)=a<0,f′(1)=1+a≥0,又x≥0时恒有430x x ax b≤-++,结合f(1)=a+b=0知,1必为函数f(x)=x4-x3+ax+b的极小值点,也是最小值点.y ax =-12 x>-时,1时,考点:利用导数研究函数的极值;函数的零点.6.【答案】(0,2)【解析】试题分析:由()x x f x e ae -=+为偶函数可得1a =,所以()x x f x e e -=+.因为()x x f x e e -'=-),0(+∞上为增函数,所以()(0)0f x f ''>=,所以函数()f x 在),0(+∞上为增函数,所以21(1)e f x e+-<等价于1(1)f x e e --<+,即(1)(1)f x f -<,所以111x -<-<,所以02x <<. 考点:1、函数的奇偶性;2、函数的单调性.7.解:(1)f ′(x )=2x e x +(1+x 2)e x =(x 2+2x +1)e x =(x +1)2e x ≥0,故f (x )是R 上的单调(2)ln 2a )a(3)0,即8.=2,设h (x )=f (x )-g (x )=(x +1)ln x -,当x ∈(0,1]时,h (x )<0,又h (2)=3ln2-=ln8->1-1=0,所以存在x 0∈(1,2),使得h (x 0)=0.因为h ′(x )=ln x ++1+,所以当x ∈(1,2)时,h ′(x )>1->0,当x∈[2,+∞)时,h′(x)>0,所以当x∈(1,+∞)时,h(x)单调递增.所以k=1时,方程f(x)=g(x)在(k,k+1)内存在唯一的根.(3)由(2)知,方程f(x)=g(x)在(1,2)内存在唯一的根x0,且x∈(0,x0)时,f(x)<g(x),x∈(x0,+∞)时,f(x)>g(x),所以m(x)=。
高考全国卷数学:导数与函数的强化性训练题库(难度分级,附详细答案)
高考数学全国卷压轴题:导数与函数的强化性训练题库168题江门新会高中数学名师关老师本节内容分基础性练习和提高性练习,分三个题库,每个题库里面的题目难度是逐渐逐渐慢慢地递增的(综合得分最高的题目越难)。
同学们可在做题的过程中感受到自己提高和理解的程度。
后面有附上详细的答案和解题思路过程。
基础性练习包括:切线问题单调性问题极值(最值)问题以上基础性问题若能完全理解(即综合得分60分的题目得分率达80%),恭喜您,您已经达到这道题目高考所需要达到的水平了。
如果您想完全攻陷这道题,不放过一分,甚至0.1分,可以继续下去的灭霸级别的练习。
提高性练习包括:不等式恒成立(存在)问题证明问题(参数分离、隐零点)以上问题若能完全理解(综合得分超过80分的题目得分率达80%),恭喜您,您已经达到这道题目高考所需要达到的水平了。
如果您想完全攻陷这道题,不放过一分,甚至0.1分,可以继续下去的灭霸级别的练习。
灭霸级别练习包括:函数图像的局部性态函数、导数与数列、不等式综合应用解题方法介绍(1)分类讨论思想:根据所研究对象的性质差异,分各种不同的情况予以分析解决.分类讨论题覆盖知识点较多,利于考查学生的知识面、分类思想和技巧;同时方式多样,具有较高的逻辑性及很强的综合性,树立分类讨论思想,应注重理解和掌握分类的原则、方法与技巧、做到“确定对象的全体,明确分类的标准,分层别类不重复、不遗漏的分析讨论.”参考题目:(2)分离参数法:求参数的取值范围的一种常用方法,通过分离参数,用函数观点讨论主变量的变化情况,由此我们可以确定参数的变化范围.这种方法可以避免分类讨论的麻烦,从而使问题得以顺利解决.分离参数法在解决有关不等式恒成立、不等式有解、函数有零点、函数单调性中参数的取值范围问题时经常用到. 解题的关键是分离出参数之后将原问题转化为求函数的最值或值域问题.参考题目:(3)隐零点的运用:对于已知不含参函数,导函数方程的根存在,却无法求出,设方程的根为,则①有关系式成立,②注意确定的合适范围;对于已知含参函数,其中为参数,导函数方程的根存在,却无法求出,设方程的根为,则①有关系式成立,该关系式给出了的关系,②注意确定的合适范围,往往和的范围有关. 参考题目:(4)构造分界函数:利用泰勒公式构造过程不等式解题. 621!!3!213232x x x n x x x x e n x+++>+++++=3232)1ln(3232x x x n x x x x x n +->+-+-=+注意研究如下函数性质:x x x f ln )(=xx x f ln )(=参考题目:(5)利用洛必达法则,拉格朗日中值定理解题.题库(一) 共36题,每题12分1.设函数bx ax x x f 33)(23+-=的图像与直线0112=-+y x 相切于点)111(-,。
导数 专题知识清单及例题练习(含答案)
桂林市卓远文化艺术培训学校专用资料导数专题知识清单及例题练习编写者: 审核者:邹俊飞一.导数的概念设0x 是函数)(x f y =定义域的一点,如果自变量x 在0x 处有增量x ∆,则函数值y 也引起相应的增量)()(00x f x x f y -∆+=∆;比值xx f x x f x y ∆-∆+=∆∆)()(00称为函数)(x f y =在点0x 到x x ∆+0之间的平均变化率;如果极限xx f x x f x yx x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(limlim0000存在,则称函数)(x f y =在点0x 处可导,并把这个极限叫做)(x f y =在0x 处的导数,记作)(0'x f 或0|'x x y =,即)(0'x f =xx f x x f x yx x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(limlim0000 说明:1. 函数f (x )在点0x 处可导,是指0→∆x 时,x y ∆∆有极限。
如果x y∆∆不存在极限,就说函数在点x 0处不可导,或说无导数。
2.x ∆是自变量x 在0x 处的改变量,0≠∆x 时,而y ∆是函数值的改变量,可以是零。
3. 由导数的定义可知,求函数y=f (x )在点0x 处的导数的步骤(可由学生来归纳): (1)求函数的增量y ∆=f (0x +x ∆)-f (0x );(2)求平均变化率x y ∆∆=x x f x x f ∆-∆+)()(00; (3)取极限,得导数f’(0x )=x y x ∆∆→∆0lim。
例题: 利用定义求 2)(x x f =在x=2处的导数;练习:求 24)(x x f =在x=2处的导数二.导数的几何意义 (求切线方程)函数y=f (x )在点0x 处的导数的几何意义是曲线y=f (x )在点p (0x ,f (x 0))处的切线的斜率。
也就是说,曲线y=f (x )在点p (0x ,f (x 0))处的切线的斜率是f’( 0x )。
高三导数提高练习题
高三导数提高练习题在高三阶段,数学的知识点变得更加深入和复杂,导数作为其中一个重要的概念,对于学生来说是一个相当关键且难以理解的内容。
为了帮助同学们更好地掌握导数的应用和提高解题能力,下面将提供一些高三导数的练习题。
练习题一:求导数1. 求函数f(x) = x^2 + 2x - 3的导函数f'(x)。
解析:首先,我们需要对函数f(x)进行求导操作。
根据求导的公式,对于一元二次函数f(x) = ax^2 + bx + c,其导函数f'(x) = 2ax + b。
所以,在这个例子中,由于a = 1,b = 2,我们可以得到f'(x) = 2x + 2。
练习题二:导数的运算2. 已知函数g(x) = x^3 - 4x^2 + 3x,求g'(x) + 2。
解析:首先,我们需要求函数g(x)的导函数g'(x)。
根据求导的公式,对于一个多次幂函数g(x) = ax^n,其导函数g'(x) = anx^(n-1)。
所以,在这个例子中,由于a = 1,n = 3,我们可以得到g'(x) = 3x^2 - 8x + 3。
然后,根据导数的运算法则,我们可以得到g'(x) + 2 = 3x^2 - 8x + 5。
练习题三:导数的应用3. 在一个园形的花坛中,花的数量是x,其半径r和花的数量x满足公式r = 2√x。
求当花的数量变化时,花坛的半径发生的变化率d(r)/d(x)。
解析:首先,我们需要求出半径r关于数量x的导数d(r)/d(x)。
根据题目给出的半径和数量的关系式,我们可以得到r = 2√x。
将其展开为r = 2x^(1/2)。
然后,根据求导的公式,对于幂函数r = ax^n,其导数d(r)/d(x) = anx^(n-1)。
所以,在这个例子中,由于a = 2,n = 1/2,我们可以得到d(r)/d(x) = 1/√x。
练习题四:求二阶导数4. 求函数h(x) = x^3 - 4x^2 + 3x的二阶导数h''(x)。
导数专项训练及答案
导数专项训练 例题讲解【1】导数的几何意义及切线方程1.已知函数()a f x x =在1x =处的导数为2-,则实数a 的值是________.2. 曲线y =3x -x 3上过点A (2,-2)的切线方程为___________________.3. 曲线xy 1=和2x y =在它们的交点处的两条切线与x 轴所围成的三角形的面积是 . 4.若直线y =kx -3与曲线y =2ln x 相切,则实数k =_______.5.已知直线2+=x y 与曲线()a x y +=ln 相切,则a 的值为 _______. 6. 等比数列{}n a 中,120121,9a a ==,函数122012()()()()2f x x x a x a x a =---+,则曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程为_____________.7.若点P 是曲线y=x 2-ln x 上的任意一点,则点P 到直线y=x-2的最小距离为________. 8. 若点P 、Q 分别在函数y =e x 和函数 y =ln x 的图象上,则P 、Q 两点间的距离的最小值是_____. 9. 已知存在实数a ,满足对任意的实数b ,直线y x b =-+都不是曲线33y x ax =-的切线,则实数a 的取值范围是_________.10. 若关于x 的方程3x e x kx -=有四个实数根,则实数k 的取值范围是_____________. 11. 函数f (x)=ax 2+1(a >0),g (x )=x 3+bx .若曲线y =f (x )与曲线y =g(x )在它们的交点(1, c )处具有公 共切线,则c 的值是___________.【2】常见函数的导数及复合函数的导数1.f(x)=2 , 则f ’(2) =______. 2. 设曲线y =ln 1xx +在点(1, 0)处的切线与直线x -ay +1=0垂直,则a =_______.3.函数333()(1)(2)(100)f x x x x =+++在1x =-处的导数值为___________.4. 已知函数f (x )在R 上满足f (x )=2f (2-x )-x 2+8x -8,则曲线y =f (x )在点(1, f (1))处的切线方程是____________.5. 若函数()1*()n f x x n N +=∈的图像与直线1x =交于点P ,且在点P 处的切线与x 轴交点的横坐标为n x ,则20131201322013320132012log log log log x x x x ++++的值为 .6. 设f 1(x )=cos x ,定义)(1x f n +为)(x f n 的导数,即)(' )(1x f x f n n =+,n ∈N *,若ABC ∆的内角A 满足1220130f A f A f A ()()()+++=,则sin A 的值是______.【3】导数与函数的单调性22x xe e -⎛⎫+ ⎪⎝⎭1. 函数21ln 2y x x =-的单调递减区间为______. 2. 已知函数()ln ()f x x a R =∈,若任意12[2,3]x x ∈、且12x x >,t =()2121()f x f x x x --,则实数t的取值范围____________.3. 已知函数f (x )=x 3-6x 2+9x +a 在x R ∈上有三个零点,则实数a 的取值范是 .4.设'()f x 和'()g x 分别是f (x )和()g x 的导函数,若'()'()0f x g x ≤在区间I 上恒成立,则称f (x )和g (x )在区间I 上单调性相反.若函数f(x)=3123x ax -与g (x )=x 2+2bx 在开区间(a , b )上单调性相反(a >0),则b -a 的最大值为 . 【4】导数与函数的极值、最值1. 已知函数322()3f x x mx nx m =+++在1x =-时有极值0,则m n += . 2. 已知函数()2(1)ln f x f x x '=-,则()f x 的极大值为 .3. 已知函数f (x )=x 4+ax 3+2x 2+b ,其中a , b R ∈.若函数f (x )仅在x =0处有极值,则a 的取值范围是______________.4. 设曲线(1)x y ax e =-在点()10,y x A 处的切线为1l ,曲线()x e x y --=1在点02(,)B x y 处的切 线为2l .若存在030,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,使得12l l ⊥,则实数a 的取值范围为____________.5.已知函数f (x )=e x -1, g(x )= -x 2+4x -3若有f (a )=g (b ),则b 的取值范围为______.6. '()f x 是函数3221()(1)3f x x mx m x n =-+-+的导函数,若函数['()]y f f x =在区间[m ,m+1]上单调递减,则实数m 的取值范围是__________. 【解答题】1. 某企业拟建造如上图所示的容器(不计厚度,长度单位:米),其中容器的中间为圆柱形,左 右两端均为半球形,按照设计要求容器的体积为803π立方米,且2l r ≥.假设该容器的建造 费用仅与其表面积有关.已知圆柱形部分每平方米建造费用为3千元,半球形部分每平方米 建造费用为()3c c >.设该容器的建造费用为y 千元. (1)写出y 关于r 的函数表达式,并求该函数的定义域; (2)求该容器的建造费用最小时的r2. 已知函数f (x )=2ax -(a +2)x +ln x .(1)当a =1时,求曲线y = f(x )在点(1, f(1))处的切线方程;(2)当a >0时,若f (x )在区间[1,e )上的最小值为-2,求a 的取值范围.3. 已知函数x a x x f ln )()(-=,(0≥a ).(1)当0=a 时,若直线m x y +=2与函数)(x f y =的图象相切,求m 的值; (2)若)(x f 在[]2,1上是单调减函数,求a 的最小值;(3)当[]e x 2,1∈时,e x f ≤)(恒成立,求实数a 的取值范围.(e 为自然对数的底).4.已知函数2()ln ,af x x a x=+∈R . (1)若函数()f x 在[2,)+∞上是增函数,求实数a 的取值范围; (2)若函数()f x 在[1,]e 上的最小值为3,求实数a 的值.5.设函数2()1x f x e x ax =---(1)若0a =,求()f x 的单调区间; (2)若当0x ≥时()0f x ≥,求a 的取值范围导数专项练习答案 【1】导数的几何意义及切线方程1. 2;2. y =-2或9x +y -16=03.34; 4. 2e ; 5. 3; 6.201232y x =+; 7. 2; 8. 2; 9. 13a < 10. ()0,3e -11. 4【2】常见函数的导数及复合函数的导数 1. e -1e; 2. 12- 3. 3⨯99! 4. 2x -y -1=0; 5. -1 ; 6. 1;【3】导数与函数的单调性1. (0, 1);2. 11,32⎛⎫⎪⎝⎭; 3. (-4, 0); 4. 12【4】导数与函数的极值、最值1. 11;2. 2ln2-2;3. 88,33⎡⎤-⎢⎥⎣⎦; 4. 312a ≤≤; 5. []1,3 ; 6.0m ≥[5] 解答题 1. 答案解:(1)由题意可知()23480233r l r l r πππ+=≥,即2804233l r r r =-≥,则02r <≤. 容器的建造费用为2228042346433y rl r c r r r c rππππ⎛⎫=⨯+⨯=-+ ⎪⎝⎭, 即2216084y r r c rπππ=-+,定义域为{}02x r <≤. (2)2160168y r rc r πππ'=--+,令0y '=,得3202r c =-.令32022r c ==-,得92c =,①当932c <≤时,32022c ≥-,当02r <≤时,0y '<,函数单调递减,∴当2r =时y有最小值;②当92c >时,32022c <-,当32002r c <<-时,0y '<;当3202r c >-时,0y '>, ∴当3202r c =-时y 有最小值. 综上所述,当932c <≤时,建造费用最小时2r =;当92c >时,建造费用最小时3202r c =-2. 答案()()()()()()()22(2)2ln 0+22110220......5f x ax a x x ax a a f x ax a x x x =-++∞-+-'>=-++=>函数的定义域是,,当时,分()()()()()22212110=0,11..............................................................62ax a x ax f x f x x xx x a -+---''=====⋯⋯⋯令,即所以或分3. 解答4.若21a <,则20x a ->,即()0f x '>在[1,]e 上恒成立,此时()f x 在[1,]e 上是增函数.5. 解答导数专题复习(配详细答案)体型一:关于二次函数的不等式恒成立的主要解法: 1、分离变量;2变更主元;3根分布;4判别式法 5、二次函数区间最值求法:(1)对称轴(重视单调区间) 与定义域的关系 (2)端点处和顶点是最值所在其次,分析每种题型的本质,你会发现大部分都在解决“不等式恒成立问题”以及“充分应用数形结合思想”,创建不等关系求出取值范围。
导数综合强化训练(45题)(解析版)—2025年新高考数学一轮复习
导数综合强化训练一、单选题1.已知函数()e 2(0)1'x f x f x =++,则'(2)f 的值为( )A .1-B .2-C .2e 1-D .2e 2-【答案】D【详解】根据题意,()()()()()()0e 201e 200e 20x xf x f x f x f f f ¢¢¢¢=++Û=+Û=+¢Û()()()201e 22e 2x f f x f ¢¢¢=-Û=-Û=-.故选:D.2.已知12023ln 20242024a =+,12024ln 20252025b =+,12025ln 20262026c =+,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a b c >>B .a c b >>C .c b a >>D .c a b>>【答案】A【详解】构造函数()ln 1f x x x =+-,11()1x f x x x-=¢-=,当01x <<时,()0f x ¢>,()f x 单调递增,所以111202420252026f f f æöæöæö>>ç÷ç÷ç÷èøèøèø,a b c >>.故选:A.3.设曲线e ax y =在点(0,1)处的切线与直线230x y -+=平行,则a =( ).A .1B .2C .12D .12-【答案】B【详解】由函数e ax y =,可得e ax y a ¢=,则0|x y a =¢=,因为直线210x y -+=的斜率为2,可得2a =.故选:B.4.若对任意的1x ,(]21,3x Î,当12x x <时,1212ln ln 22a ax x x x ->-恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .[)3,+¥B .()3,+¥C .[)6,+¥D .()6,+¥【答案】C【详解】当12x x <时,1212ln ln 22a a x x x x ->-恒成立,即当12x x <时,1122ln ln 22a ax x x x ->-恒成立,设()(]ln ,1,32af x x x x =-Î,则()f x 单调递减,而()102af x x¢=-£在(]1,3上恒成立,即2a x ³在(]1,3上恒成立,所以6a ³.故选:C.5.已知函数()()e xf x x a =+,a ÎR 有大于1-的极值点,则a 的取值范围为( )A .21,e æö-+¥ç÷èøB .21,e æö-¥-ç÷èøC .()0,¥+D .(),0-¥【答案】D【详解】因为()f x 的定义域为R ,且()()e e 1e x x xf x a x x a ¢=++=++,令()0f x ¢=,可得()1e xx a +=-,构建()()1e xg x x =+,由题意可知:()y g x =与y a =-在()1,-+¥有交点,则()()2e 0xg x x =+>¢对任意()1,x Î-+¥内恒成立,可知()y g x =在()1,-+¥内单调递增,则()()10g x g >-=,可得0a ->,即0a <,所以a 的取值范围为(),0-¥.故选:D.6.已知函数()2xf x ax x =-+,[1,)x Î+¥,()f x ¢是()f x 的导函数,且()0f x ¢£,则a 的最小值为( )A .23B .29C .13D .19【答案】B【详解】由题意得220(2())a x f x =-£+¢,则22max22(2)(2)a a x x éù³Û³êú++ëû.注意到()22y x =+在[1,)+¥上单调递增,()212y x =+在[1,)+¥上单调递减.则()()22max 2229212x éù==êú++êúëû,所以29a ³,即a 的最小值为29.故选:B7.如果()e xf x ax =-在区间()1,0-上是单调函数,那么实数a 的取值范围为( )A .1(,][1,)e -¥+¥U B .1[,1]eC .1(,e-¥D .[1,)+¥【答案】A【详解】由已知()()e ,e x xf x ax f x a ¢=-=-,因为()()e ,1,0xf x ax x =-Î-是单调函数,所以()()1,0,e 0x x f x a =-¢Î-³恒成立或()()1,0,e 0xx f x a =-¢Î-£恒成立,所以e x a ³恒成立或e x a £恒成立,所以0e =1a ³或11e =ea -£,所以1a ³或1ea £.故选:A.8.已知直线2y x a =-+与函数()24ln f x x x =-的图象有两个不同的交点,则实数a 的取值范围为( )A .()3,+¥B .[)3,+¥C .1,32æöç÷èøD .()2,3【答案】A【详解】因为()()22242x f x x x x=¢-=-,所以()f x在(上单调递减,在)¥+上单调递增.令()2f x ¢=-,得1x =,所以直线2y x a =-+与()f x 的图象相切时的切点为()1,1,此时3a =,所以当3a >时,直线2y x a =-+与()f x 的图象有两个不同的交点.故选:A.9.已知函数32()3f x x ax ax b =+++的图象在点(1,(1))f 处的切线方程为12y x m =-+.若函数()f x 至少有两个不同的零点,则实数b 的取值范围是( )A .(5,27)-B .[5,27]-C .(1,3]-D .[1,3]-【答案】B【详解】由题意,得2()323f x x ax a ¢=++,(1)3512f a ¢\=+=-,3a \=-,32()39f x x x x b \=--+.令2()3690f x x x ¢=--=,得11x =-,23x =.当1x <-或3x >时,()0f x ¢>,()f x \在(,1)¥--,(3,)+¥上单调递增;当13x -<<时,()0f x ¢<,()f x \在(1,3)-上单调递减\当1x =-时,()f x 有极大值(1)5f b -=+;当3x =时,()f x 有极小值(3)27f b =-.若要使()f x 至少有两个不同的零点,只需50270b b +³ìí-£î(等号不同时成立),解得527b -££.故选:B10.已知函数()f x 的导函数是()f x ¢,且311(),ln 3,log 3f x x p q ¢===,则下列命题正确的是( )A .()()f p f q -<B .()(2)f p f q >C .11()()f f p q >D .11(1)(f f p q+>【答案】B【详解】依题意,41()4f x x c =+(c 为常数),()f x 是偶函数,且在(0,)+¥上单调递增,又ln 31p =>,110log 31q <=<,则01q p <<<,对于A ,()()()f p f p f q -=>,A 错误;对于B ,1111112ln 32log 3ln 3log 9ln e log 110p q -=-=>-=,20p q >>,()(2)f p f q >,B 正确;对于C ,110q p >>,11()()f f q p>,C 错误;对于D ,3333113e1log e 1log 11log log 1011p q +-=+-=<=,111p q +<,11(1)()f f p q +<,D 错误.故选:B11.已知函数()2e x bf x x =×-有三个零点,则b 的取值范围是( )A .220,e æöç÷èøB .240,e æöç÷èøC .24,e æö-¥ç÷èøD .220,e éùêúëû【答案】B【详解】因为()2e xf x x b =×-有三个零点,所以20e x b x ×-=有三个根,所以y b =和()2e x g x x =×有三个交点,而()(2)e xg x x x +¢=,令()0g x ¢<,(2,0)x Î-,令()0g x ¢>,(,2)(0,)x Î-¥-È+¥,所以()g x 在(,2),(0,)-¥-+¥上分别单调递增,在(2,0)-上单调递减,所以()g x 极小值为()00g =,()g x 极大值为()242e g -=,当x ®+¥时,()g x ¥®+,x ®-¥时,()0g x ®,所以240,e b æöÎç÷èø,故B 正确.故选:B12.设函数()()sin f x x a ax =-,若存在0x 使得0x 既是()f x 的零点,也是()f x 的极值点,则a 的可能取值为( )A .0BC .πD .2π【答案】B【详解】由()()sin f x x a ax =-,得2()sin ()cos f x ax ax a ax ¢=+-,令000()()sin 0f x x a ax =-=,则0x a =或0sin 0ax =,当0x a =时,由20000()sin ()cos 0f x ax ax a ax ¢=+-=,得2sin 0a =,所以2π(N)a k k =Î,则N)a k =Î当0sin 0ax =时,由20000()sin ()cos 0f x ax ax a ax ¢=+-=,得200()cos 0ax a ax -=,由0cos 0ax ¹,得0a =或0x a =,当0a =时,()0f x =不存在极值点,当0x a =时,得N)a k =Î,综上,N)a k =Î,所以当1k =时,a =.故选:B13.设0.02e 1a =-,0.012(e 1)b =-,sin 0.01tan 0.01c =+,则( )A .c a b >>B .a b c >>C .c b a>>D .b a c>>【答案】B【详解】依题意,0.020.010.012e 2e 1(e 1)0a b -=-+=->,则a b >,0.012(e 1)sin 0.01tan 0.01b c -=---,令π()2e sin tan 2,(0,6x f x x x x =---Î,求导得21()2e cos cos xf x x x=--¢,令21π()2e cos ,(0,)cos 6xh x x x x =--Î,求导得32sin ()2e sin cos xx h x x x =+-¢,而2e sin 2xx +>,02sin 1x <<,311cos x <<于是32sin 2cos x x <<,即()0h x ¢>,函数()f x ¢在(0,)6π上单调递增,则()(0)0f x f ¢¢>=,因此函数()f x 在(0,)6π上单调递增,有(0.01)(0)0f f >=,即b c >,所以a b c >>.故选:B14.已知()f x 是定义在()0,¥+上的非负可导函数,且满足()()0xf x f x +£¢,对任意的正数a ,b ,若a b <,则必有( )A .()()bf b af a £B .()()bf a af b £C .()()af a bf b £D .()()af b bf a £【答案】A【详解】令()()g x xf x =,x ∈(0,+∞),则()g x ¢=()()0xf x f x +£¢,所以()g x 在x ∈(0,+∞)上单调递减,若0a b <<,则()()()()g b bf b g a af a =£=,故A 正确,C 错误;因为()()0xf x f x +£¢,且()f x 是定义在(0,+∞)上的非负可导函数,所以()()0xf x f x £-£¢,令()()f x h x x=,x ∈(0,+∞),则()h x ¢=()()20xf x f x x-£¢,所以ℎ(x )在x ∈(0,+∞)上单调递减,若0a b <<,则()()()()f a f b h a h b ab=>=,即()()bf a af b >,故BD 错误.故选:A.15.若正实数a ,b ,c 满足b a bc =,ln b a a c =,则( )A .a b ³B .a c ³C .b c ³D .c b³【答案】B【详解】b a bc =,ln b a a c =,则ln bc a c =,则ln 1b a =,则1e b a =.则1(e )e b b b a ==,则1(e )e=b b b a bc ==,则ec b=先比较a ,b :作差1e ba b b -=-,设1()e (0)xf x x x =->,求导121()e 10,(0)xf x x x¢=--<>,则1()e (0)x f x x x =->在(0,)+¥单调递减.(1)e 10f =->,(2)20f =-=<,故1()e (0)x f x x x =->有正负还有零.即a b -,a b 大小.故A 错误.再比较a ,c :作差1e e ba cb -=-,设1e ()e (0)x f x x x =->,求导112221e 1()e (e e )0xx f x x x x¢=-+=-=,则1x =由于11011e e 0()0x x f x x ¢<<Þ>Þ-<Þ<,则()f x 在(0,1)单调递减.1111e e 0()0x x f x x¢>Þ<Þ->Þ>,则()f x 在(1,)+¥单调递增.且(1)0f =,则()0f x ³,即1ee 0ba cb -=-³,即ac ³.故B 正确.最后比较b ,c ,由于ec b=,假设b c ==满足题意,假设b c >,即eb b>,即2e b >,即b >假设b c <,即eb b<,即2e b <,即0b <<也满足题意.则,b c 无法比较大小,故CD 错误.故选:B.16.已知不恒为0的函数()f x 的定义域为R,()e ()e ()y x f x y f x f y +=+,则不正确的( )A .(0)0f =B .()e xf x 是奇函数C .0x =是()f x 的极值点D .4(3)3e (1)f f =--【答案】C【详解】函数()f x 的定义域为()()(),e e y xf x y f x f y +=+R ,对于A ,令0x y ==,则(0)2(0)f f =,解得(0)0f =,A 正确;对于B ,x ∈R ,取y x =-,则(0)e ()e ()x x f f x f x -=+-,因此()()e e x x f x f x --=-,令()()e xf xg x =,即有()()g x g x -=-,因此函数()g x 是奇函数,即()e xf x 是奇函数,B 正确;对于C ,选项B 中,令()g x x =,则()e x f x x =,求导得()(1)e x f x x ¢=+,因为(0)10f ¢=¹,因此0x =不是()f x 的极值点,C 错误;对于D ,222e (1)e (2)e (1)e[e (1)e (1)]3e (1)(3)f f f f f f f +==++=,由()()e e x x f x f x --=-,得1(1)(1)e ef f --=-,即2(1)e (1)f f =--,因此4(3)3e (1)f f =--,D 正确.故选:C【点睛】关键点点睛:对于选项C :直接判断不容易说明时,可以通过举反例的方式说明,简化分析推理过程.二、多选题17.已知函数3211()2132f x x x x =+-+,若函数()f x 在(2,23)a a +上存在最小值,则a 的可能取值为( )A .12-B .12C .1-D .0【答案】AD 【详解】3211()2132f x x x x =+-+Q ,2()2(2)(1)f x x x x x ¢\=+-=+-,当2<<1x -时,()0f x ¢<,故()f x 在()2,1-上单调递减;当2x <-或1x >时,()0f x ¢>,故()f x 在()(),2,1,¥¥-+上单调递增,\函数()f x 在1x =处取得极小值,在2x =-处取得极大值.令)(()1f x f =,解得1x =或72x =-,Q 函数()f x 在(2,23)a a +上存在最小值,且(2,23)a a +为开区间,721232a a \-<<<+,解得112a -<<.故选:AD.18.已知函数()()()2ln f x x x a a =--ÎR 在区间[)1,+¥上单调递减,则实数a 可以是( )A .0B 1C .1D .12【答案】ABD 【详解】()()120f x x a x ¢=--£在区间[)1,+¥上恒成立,即12a x x£-在区间[)1,+¥上恒成立,令()1,12g x x x x=-³,则()21102g x x ¢=+>,所以()g x 在区间[)1,+¥上单调递增,所以()g x 的最小值为()112g =,所以a 的取值范围是12a £,对比选项可知,只有ABD 符合题意.故选:ABD.19.设函数32()1f x x x ax =-+-,则( )A .当1a =-时,()f x 有三个零点B .当13a ³时,()f x 无极值点C .a $ÎR ,使()f x 在R 上是减函数D .,()a f x "ÎR 图象对称中心的横坐标不变【答案】BD【详解】对于A ,当1a =-时,32()1f x x x x =---,求导得2()321f x x x ¢=--,令()0f x ¢=得13x =-或1x =,由()0f x ¢>,得13x <-或1x >,由()0f x ¢<,得113-<<x ,于是()f x 在1(,)3-¥-,(1,)+¥上单调递增,在1(,1)3-上单调递减,()f x 在13x =-处取得极大值1111(1032793f -=--+-<,因此()f x 最多有一个零点,A 错误;对于B ,2()32f x x x a ¢=-+,当13a ³时,4120a D =-£,即()0f x ¢³恒成立,函数()f x 在R 上单调递增,()f x 无极值点,B 正确;对于C ,要使()f x 在R 上是减函数,则2()320f x x x a ¢=-+£恒成立,而不等式2320x x a -+£的解集不可能为R ,C 错误;对于D ,由32322222258()()()()()113333327f x f x x x a x x x ax a -+=---+--+-+-=-,得()f x 图象对称中心坐标为129(,3327a -,D 正确.故选:BD20.已知,,,a b c d ÎR ,满足0a b c d >>>>,则( )A .a c b d ->-B .sin sin a a b b ->-C .a b d c>D .ad bc ab cd+>+【答案】BC【详解】对于A ,若65,4,1,====a b c d ,则24-=<-=a c b d ,故A 错误;对于B ,令()()sin 0f x x x x =->,则()1cos 0f x x ¢=-³,所以()f x 在()0,x Î+¥上单调递增,因为0a b >>,所以()()f a f b >,即sin sin a a b b ->-,故B 正确;对于C ,因为0a b c d >>>>,所以110d c >>,所以a bd c>,故C 正确; 对于D ,因为0a b c d >>>>,所以()()0+--=--<ad bc ab cd a c d b ,可得+<+ad bc ab cd ,故D 错误.故选:BC.21.已知定义在R 上的函数()y f x =满足132f x æö-ç÷èø为偶函数,()21f x +为奇函数,当10,2x éùÎêúëû时,()0f x ¢>,则下列说法正确的是( )A .()00f =B .函数()y f x =为周期函数C .函数()y f x =为R 上的偶函数D .4133f f æöæö>ç÷ç÷èøèø【答案】AB【详解】因为132f x æö-ç÷èø为偶函数,1111332222f x f x f x f x æöæöæöæö-=+Û-=+ç÷ç÷ç÷ç÷èøèøèøèø()()1f x f x Û=-,故函数图象关于直线12x =对称,f (2x +1)为奇函数,()()()21211(f x f x f x f x -+=-+Û-+=-+1),函数图象关于(1,0)对称,对于B ,()()()()()()11,21f x f x f x f x f x f x =-=-++=-+=,故2是函数的周期,函数为周期函数,故B 正确;对于A ,()()2121f x f x -+=-+,令()()0,11x f f ==-,故f (1)=0,又()()()01110f f f =-==,故A 正确;对于C ,131222f f f æöæöæö-==-ç÷ç÷ç÷èøèøèø,当10,2x æöÎç÷èø时,f ′(x )>0,即函数在10,2æöç÷èø上递增,函数图象关于(1,0)对称,故函数在13,22æöç÷èø上递减,故函数在11,22éù-êúëû上递增,所以1122f f æöæö-¹ç÷ç÷èøèø,故函数不是偶函数,故C 错误;对于D ,124333f f f æöæöæö=>ç÷ç÷ç÷èøèøèø,故D 错误,故选:AB.【点睛】抽象函数的判断一般会从函数奇偶性、周期性和对称性的定义推得相关的函数性质;22.已知函数()()2e xf x x =-,()lng x x x k =+,(R)k Î,则下列说法中正确的是( )A .函数()f x 只有1个零点,当1ek >时,函数()g x 只有1个零点.B .若关于x 的方程()f x a =有两个不相等的实数根,则实数()e,0a Î-.C .121,0,e x x æö"Îç÷èø,且12x x ¹,都有1212()()0g x g x x x ->-.D .1x "ÎR ,2(0,)x $Î+¥,使得()()12f x g x >成立,则实数)1,e e(k Î-¥-.【答案】BD【详解】由题意()()()e 2e 1e x x xf x x x ¢=+-=-,故当1x >时,()0f x ¢>,当1x <时,()0f x ¢<,所以()f x 在(),1-¥上单调递减,在()1,+¥上单调递增;()ln g x x x k =+定义域为()0,¥+,()ln 1g x x ¢=+,故当1ex >时,()0g x ¢>,当10e x <<时,()0g x ¢<,所以()g x 在10,e æöç÷èø上单调递减,在1,e æö+¥ç÷èø上单调递增.对于A ,令()02f x x =Þ=,故函数()f x 只有1个零点;当1e k >时,()110e e g x g k æö³=-+>ç÷èø,故()g x 没有零点,故A 错误;对于B ,()()1e f x f ³=-,1x <时,()0f x <,2x >时,()0f x >,故()f x a =有两个不相等的实数根,则实数()e,0a Î-,故B 正确;对于C ,()g x 在10,e æöç÷èø上单调递减,故C 错误;对于D ,1x "ÎR ,2(0,)x $Î+¥,()()12f x g x >成立,则()()min min f x g x >,所以()11e f g æö>ç÷èø,即11e e e e k k ->-+Þ<-,故D 正确.故选:BD.【点睛】思路点睛:恒成立和有解问题通常转化成最值问题来求解,解决本题可先利用导数求出函数的单调性,从而可求出函数值正负分布情况和最值,进而可依次求解各选项.三、填空题23.若曲线ln y x x =+在点()1,1处的切线与曲线2(2)1(0)y ax a x a =+++¹相切,则a = .【答案】8【详解】由ln y x x =+,所以1y x x¢=+,则1|2x y =¢=,所以曲线ln y x x =+在点()1,1处的切线为()121y x -=-,即21y x =-;又21y x =-与曲线2(2)1(0)y ax a x a =+++¹相切,由2(2)121y ax a x y x ì=+++í=-î,可得()2200ax ax a ++=¹,则280a a D =-=,解得8a =或0a =(舍去),故答案为:824.设函数3()31(1)f x ax x a =-+>,若对于任意的[1,1]x Î-,都有()0f x ³成立,则实数a 的值为 .【答案】4【详解】由题意得,()233(1)f x ax a =->¢,令()2330f x ax -¢==,解得x =[1,1]-.①当1x -£<()0f x ¢>,()f x 单调递增;②当x <<时,()0f x ¢<,()f x 单调递减;1x <£时,()0f x ¢>,()f x 单调递增.所以只需0f ³,且(1)0f -³即可,由10f =-³,可得4a ³,由(1)40f a -=-+³,可得4a £,综上可得,4a =.故答案为:4.25.函数()()2f x x x a =-的极小值点为2,则实数a 的值为 .【答案】2【详解】因为()()2f x x x a =-,得到()()()22343f x x ax a x a x a =-+=--¢,由题知()2(6)(2)0f a a =--=¢,解得6a =或2a =,当6a =时,()(36)(6)3(2)(6)f x x x x x =-=--¢-,由()0f x ¢>,得到2x <或6a >,由()0f x ¢<,得到26x <<,则()f x 在()(),2,6,-¥+¥上单调递增,在()2,6上单调递减,此时2x =当2a =时,()(32)(2)f x x x =--¢,由()0f x ¢>,得到23x <或2a >,由()0f x ¢<,223x <<,则f(x)在()2,,2,3æö-¥+¥ç÷èø上单调递增,在2,23æöç÷èø上单调递减,此时2x =是极小值点,符合题意,故答案为:2.26.已知函数()(e 1)x f x a =-,对任意(0,)x Î+¥,总有()2f x x ³成立,则实数a 的取值范围为 .【答案】[)2,+¥【详解】依题意,(0,)x "ÎÎ+¥,()2(e 1)2(e 1)20x x f x x a x a x ³Û-³Û--³,显然e 10x ->,则有0a >,于是2(e 1)20e 10x xa x x a--³Û--³,令2e 1,0()xg x x a x -->=,求导得2()e x g x a¢-=,当2a ³,即21a£时,()0g x ¢>,函数()g x 在(0,)+¥上单调递增,()(0)0g x g >=,即()2f x x ³;当02a <<,即21>a 时,当20ln x a<<时,()0g x ¢<,函数()g x 在2(0,ln )a上单调递减,2(0,ln )x aÎ,()(0)0g x g <=,此时()2f x x <,不符合题意,所以实数a 的取值范围为[)2,+¥.故答案为:[)2,+¥27.设函数()()e ln 0ax f x a a æö=>ç÷èø的零点为0x ,则当a 的取值为 时,0x 的最大值为 .【答案】 e1e【详解】由题意()00e ln 0ax f x a æö==ç÷èø,所以0e 1ax a =,即0e ax a =,所以0ln ax a =,即()0ln ,0ax a a=>,令()()ln ,0a g a a a=>,则()21ln ag a a -¢=,因为当0e a <<时,()0g a ¢>,当e a >时,()0g a ¢<,所以当0e a <<时,()g a 单调递增,当e a >时,()g a 单调递减,所以当e a =时,0x 有最大值()1e eg =.故答案为:e ,1e.【点睛】关键点点睛:关键在于得出()0ln ,0ax a a=>,从而构造函数即可顺利得解.28.定义在(0,)+¥上的函数()f x 满足2()10x f x ¢+<,5(2)2f =,则关于x 的不等式1(ln )2ln f x x>+的解集为.【答案】2(1,e )【详解】因(0,)x Î+¥时,2()10x f x ¢+<,即21()0f x x ¢+<,也即1(())0f x x¢-<,取1()()g x f x x =-,则()0g x ¢<,即()g x 在(0,)+¥上单调递减,又5(2)2f =,则151(2)(2)2222g f =-=-=,由1(ln )2ln f x x>+可得(ln )(2)g x g >,故得,0ln 2x <<,解得,2(1,e )x Î.故答案为:2(1,e ).29.已知函数()f x 的定义域为R ,且()()1f x f x ¢>+,(0)3f =,则不等式()2e 1x f x >+的解集为 .【答案】(,0)-¥【详解】设()1()e x f x g x -=,则()()()1e xf x f xg x -¢-¢=-,()()1f x f x ¢>+Q ,()()10f x f x ¢\-->,()0g x ¢\<,()g x \在R 上单调递减,()2e 1x f x >+Q ,()1()2e xf xg x -\=>,又0(0)1(0)2ef g -==,()(0)g x g \>,0x \<,()2e 1x f x \>+的解集为(,0)-¥.故答案为:(,0)-¥.30.已知函数()()24222x x f x a x ax =+-×-有4个不同的零点,则a 的取值范围为.【答案】()(),22,eln2¥--È--【详解】解:由题意可得方程()()2220x xax x +-=有4个不同的根,方程220x x -=的2个根为121,2x x ==,则方程20x ax +=有2个不同的根,且2a ¹-,即函数2x y =与函数y ax =-的图象有两个交点.当直线y ax =-与函数2x y =的图象相切时,设切点为()00,2x x ,因为2ln2xy ¢=,所以0002ln2,2,x x a ax ì-=ïí-=ïî解得021log e,eln2ln2x a ===-.要使函数2x y =与函数y ax =-的图象有两个交点,只需直线y ax =-的斜率大于eln2,故a 的取值范围为()(),22,eln2¥--È--.故答案为:()(),22,eln2¥--È--四、解答题31.已知函数()32691f x x x x =-++.(1)求函数()f x 在0x =处的切线方程;(2)当[]0,5x Î时,求函数()f x 的最大值.【答案】(1)91y x =+(2)21【详解】(1)因为()32691f x x x x =-++,所以()23129f x x x ¢=-+.()()09,01f f ==¢所以切线方程为()190y x -=-,即91y x =+.(2)令()21231290,1,3f x x x x x =-+¢===,因为[]0,5x Î,所以()f x 在][0,1,3,5éùëû单调递增,()1,3单调递减,所以()()(){}{}max max 1,5max 5,2121f x f f ===.32.已知函数()212ln 32f x x x x =-+.(1)求函数()f x 的极值;(2)解不等式:()6ln 28f x >+.【答案】(1)极大值为52-,极小值为2ln 24-(2)()8,+¥【详解】(1)函数()f x 的定义域为全体正实数,由()()()()212122ln 332x x f x x x x f x x x x--¢=-+Þ=-+=,令()1201,2f x x x ¢=Þ==,于是有x()0,11()1,22()2,+¥()f x ¢+-+()f x 单调递增52-单调递减2ln 24-单调递增因此,当1x =时,()f x 有极大值,并且极大值为()512f =-,2x =时,()f x 有极小值,并且极小值为()22ln 24f =-;(2)由(1)可知:函数()f x 在()0,1x Î时单调递增,而()5102f =-<,所以此时有()0f x <,在()1,2x Î时单调递减,所以有()0f x <,因此要想()6ln 28f x >+,有()0f x >,则必有2x >,当()2,x Î+¥时,函数单调递增,而()2182ln 83886ln 282f =-´+´=+,所以由()()()6ln 2888f x f x f x >+Þ>Þ>,因此不等式()6ln 28f x >+的解集为()8,+¥.33.已知函数()()e 211x xf x x -=-.(1)求()f x 的单调递增区间;(2)求出方程()()f x a a =ÎR 的解的个数.【答案】(1)(),0-¥,3,2æö+¥ç÷èø(2)答案见解析【详解】(1)函数()f x 的定义域为()(),11,¥¥-È+.()()22e 23(1)x x xf x x --¢=.令()0f x ¢=解得0x =或32x =.则x 、f ′(x )、()f x 的关系列表如下:x(),0¥-0(0,1)31,2æöç÷èø323,2¥æö+ç÷èøf ′(x )+--0+()f x 单调递增极大值单调递减单调递减极小值单调递增∴f (x )的单调递增区间为()3,0,,2¥¥æö-+ç÷èø.(2)方程()()f x a a =ÎR 的解的个数为函数y =f (x )的图象与直线y a =的交点个数.在(1)中可知:()f x 在区间()3,0,,2¥¥æö-+ç÷èø上单调递增,在()30,1,1,2æöç÷èø上单调递减,在0x =处取得极大值()01f =,在32x =处取得极小值3234e 2f æö=ç÷èø,令0y =,得12x =.当0x <时,0,y y >的图像过点()10,1,,02æöç÷èø.当x ®-¥时,0y ®,但始终在x 轴上方;当x 从1的左侧无限近于1时,y ®-¥;当x 从1的右侧无限近于1时,y ®+¥;当32x =时,324e y =;当x ®+¥时,y ®+¥.根据以上性质,作出函数的大致图象如图所示,\当3214e a <<时,y =f (x )与y a =没有交点,则方程()f x a =的解为0个;当0a <或1a =或324e a =时,y =f (x )与y a =有1个交点,则方程()f x a =的解为1个;当01a <<或324e a >时,y =f (x )与y a =有2个交点,则方程()f x a =的解为2个.34.设函数()y f x =,其中()()0ln f x a x =->,(1)求()f x ¢;(2)若()y f x =在[1,)+¥是严格增函数,求实数a 的取值范围;(3)若()y f x =在[2,4]上存在单调递减区间,求实数a 的取值范围.【答案】(1)()f x ¢=(2)[2,)+¥;(3)(.【详解】(1)由()()12ln ln 0f x x ax x a ==->,得()12112f x a x x -=×-¢,所以()f x =¢(2)由题意得,()0f x ¢³在[1,)+¥上恒成立,即a ³在[1,)+¥恒成立,因为y 在[1,)+¥上递减,所以y =2=,所以2a ³,即实数a 的取值范围为[2,)+¥;(3)由题意得,()0f x ¢<在[2,4]上有解,即a <[2,4]上有解,因为y 在[2,4]上递减,所以1££,所以0a <<,即实数a 的取值范围为(.35.已知函数()y f x =,其中()()()326,R f x x ax a x b a b =++++Î.(1)若函数()y f x =的图象过原点,且在原点处的切线斜率是3,求a 、b 的值;(2)若()y f x =在R 上是严格增函数,求实数a 的取值范围.【答案】(1)3a =-,0b =;(2)[]3,6a Î-.【详解】(1)由()()()326,R f x x ax a x b a b =++++Î,得()2326f x x ax a ¢=+++,由题意得,(0)0(0)3f f =ìí=¢î,即063b a =ìí+=î,解得3a =-,0b =;(2)()2326f x x ax a ¢=+++,由题意得,()0f x ¢³在R 上恒成立,则()2Δ41260a a =-+£,化简得23180a a --£,解得[]3,6a Î-.36.已知()()21ln 12f x ax x x =-+-+,其中0a >.(1)若函数()f x 在3x =处的切线与x 轴平行,求a 的值;(2)求()f x 的极值点;(3)若()f x 在[)0,+¥上的最大值是0,求a 的取值范围.【答案】(1)14a =;(2)答案见解析;(3)[)1,+¥.【详解】(1)函数()f x 的定义域为()1,-+¥,()111f x ax x¢=-+-+,因为函数()f x 在3x =处的切线与x 轴平行,所以()1331013f a ¢=-+-=+,解得14a =.(2)函数()f x 的定义域为()1,-+¥,()()()111111111ax x x x a ax f x ax x x x-+++---¢=-+-==+++.令()0f x ¢=得10x =或2111a x a a-==-,所以当110a-<,即1a >时,()0f x ¢>的解集为11,0a æö-ç÷èø,()0f x ¢<的解集为()11,10,a æö--+¥ç÷èøU ,所以函数()f x 在区间11,1a æö--ç÷èø和()0,¥+上严格减,在区间11,0a æö-ç÷èø上严格增,0x =是函数()f x 的极大值点,11=-x a 是函数()f x 的极小值点;当110a-=,即1a =时,()0f x ¢£在区间()1,-+¥上恒成立,此时函数()f x 在区间()1,-+¥上严格减,无极值点;当110a->,即01a <<时,()0f x ¢>的解集为10,1a æö-ç÷èø,()0f x ¢<的解集为()11,01,a æö--+¥ç÷èøU ,所以函数()f x 在区间()1,0-和11,a æö-+¥ç÷èø上严格减,在区间10,1a æö-ç÷èø上严格增,0x =是函数()f x 的极小值点,11=-x a是函数()f x 的极大值点;综上,当1a >时,0x =是函数()f x 的极大值点,11=-x a 是函数()f x 的极小值点;当1a =时,函数()f x 在区间()1,-+¥上严格减,无极值点;当01a <<时,0x =是函数()f x 的极小值点,11=-x a是函数()f x 的极大值点.(3)由(2)知,当01a <<时,函数()f x 在区间11,a æö-+¥ç÷èø上严格减,在区间10,1a æö-ç÷èø上严格增,故函数()f x 在[)0,+¥上的最大值是()1100f f a æö->=ç÷èø,与已知矛盾;当1a =时,函数()f x 在区间[)0,+¥上严格减,最大值()()max 00f x f ==,满足条件;当1a >时,函数()f x 在区间[)0,+¥上严格减,最大值是()()max 00f x f ==,满足条件;综上,a 的取值范围是[)1,+¥.37.曲线()3f x x =在点A 处的切线的斜率为3,求该曲线在点A 处的切线方程.【答案】320x y --=或320x y -+=【详解】求导得()23f x x ¢=.令233x =,则1x =±.当1x =时,切点A 为()1,1,所以该曲线在()1,1处的切线方程为()131,y x -=-即320x y --=;当=1x -时,切点A 为()1,1,--所以该曲线在()1,1--处的切线方程为()131,y x +=+即320.x y -+=综上知,曲线()3f x x =在点A 处的切线方程为320x y --=或320x y -+=.38.已知函数1()e ax f x x=+(0a ³).(1)当0a =时,求曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程;(2)设2()()g x f x x ¢=×,求函数()g x 的极大值.【答案】(1)3y x =-+(2)答案见解析【详解】(1)当0a =时,1()1f x x =+,()21f x x ¢=-,则()()11,12f f ¢=-=,所以曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程为()21y x -=--,即3y x =-+;(2)函数()g x 的定义域为()(),00,-¥+¥U ,21()e ax f x a x ¢=-,则()22e 10()()ax ax g x x x f x ¢-=×=¹,则()()()222e e 2e 0ax ax ax g x ax a x ax ax x ¢=+=+¹,当0a =时,()1g x =-,此时函数()g x 无极值;当0a >时,令'()0g x >,则2x a<-或0x >;令()0g x ¢<,则20x a-<<,所以函数()g x 在()2,,0,a æö-¥-+¥ç÷èø上单调递增,在2,0a æö-ç÷èø上单调递减,所以()g x 的极大值为2241eg a a æö-=-ç÷èø;综上所述,当0a =时,函数()g x 无极大值;当0a >时,()g x 的极大值为241e a -.39.设函数()e x f x x a =-.(1)若直线2y x =--是曲线()y f x =的切线,求实数a 的值;(2)讨论()f x 的单调性;(3)当1a =时,记函数()()x g x e f x =,若0m n +>,证明:()()2g m g n +<-.【答案】(1)2a =(2)答案见解析(3)证明见解析【详解】(1)设切点为00(())x f x ,,()1e x f x a ¢=-,所以切线方程为()0000e 1e x x y x a a x x -+=--(),因为直线2y x =--是曲线()y f x =的切线,所以01e 1x a -=-,即0e 2x a =,化简切线方程得022y x x =-+-,所以0222x -=-,解得00x =,所以2a =.(2)()1e x f x a =¢-,当0a £时,()0f x ¢>,所以()f x 在(,)-¥+¥上单调递增,当0a >时,令()0f x ¢>,解得ln x a <-,所以()f x 在(,ln )a -¥-上单调递增,令()0f x ¢<,解得ln x a >-,所以()f x 在(ln ,)a -+¥上单调递减,综上可知,当0a £时,()f x 在(,)-¥+¥上单调递增,当0a >时,()f x 在(,ln )a -¥-上单调递增,在(ln ,)a -+¥上单调递减.(3)由题意知,()()e2e 1x x g x x -¢=+,令()2e 1x h x x =-+,由(1)知,()h x 在(,ln 2)-¥-上单调递增,在(ln 2,)-+¥上单调递减,所以()(ln 2)ln 20h x h -=-<≤,可得()0g x ¢<,所以()g x 在(,)-¥+¥上单调递减,因为0m n +>,所以m ,n 中至少有一个大于0(否则若0,0m n ££,有00m n n +£+£,这与0m n +>矛盾),不妨设0m >,n m >-,所以()()g n g m <-,所以()()()()g m g n g m g m +<+-,令()()()2212e e 2e e m m m mm m g m g m m j =+-+=---+()()2222e e 1e 1e m m m mm ---=()()()()()22222e 1e e 1e 11e e m m m m m m m g m --+-+==,因为0m >,所以()(0)1g m g <=-,即()10g m +<,又2e 10m ->,所以()0m j <,即()()20g m g m +-+<,可得()()2g m g m +-<-,所以()()2g m g n +<-.【点睛】关键点点睛:第三问的关键在于证明()()20g m g m +-+<即可,其中0m >,由此即可顺利得证.40.已知函数()()1ln R f x ax x a =--Î.(1)若2a =,求()f x 在1,e e éùêúëû上的最大值和最小值;(2)若1a =,当1x >时,证明:()ln x x f x >恒成立;(3)若函数()f x 在1x =处的切线与直线:1l x =垂直,且对()0,x ¥"Î+,()2f x bx ³-恒成立,求实数b 的取值范围.【答案】(1)最大值是2e 2-,最小值是ln 2(2)证明见解析(3)21,1e æù-¥-çúèû【详解】(1)当2a =时,()21ln f x x x =--,()21x f x x -¢=,令()0f x ¢=可得12x =,故当10,2x æöÎç÷èø时()0f x ¢<,()f x 在10,2æöç÷èø单调递减;当1,2x æöÎ+¥ç÷èø时()0f x ¢>,()f x 在1,2æö+¥ç÷èø单调递增;故()f x 递减区间为11,e 2éùêúëû,递增区间为1,e 2éùêúëû函数()f x 的极小值1ln 22f æö=ç÷èø是唯一的极小值,无极大值.又12e e f æö=ç÷èø,()1e 2e 2e f f æö=->ç÷èø()f x \在1,1e éùêúëû上的最大值是2e 2-,最小值是ln 2(2)因为1a =,所以令()()ln ln ln 1h x x x f x x x x x =-=-++,()1ln h x x x¢=+.当1x >时,()0f x ¢>,则()h x 在()1,¥+上单调递增,所以当1x >时,()()10h x h >=,所以()ln x x f x >恒成立.(3)因为函数()f x 的图象在1x =处的切线与直线:1l x =垂直,所以()10f ¢=,即10a -=,解得1a =所以()1ln f x x x =--.因为对()0,x "Î+¥,()2f x bx ³-恒成立,所以对()0,x "Î+¥,1ln 1x b x --£恒成立.令()1ln x g x x-=,则()2ln 2x g x x -¢=令()0g x ¢>,解得2e x >;令()0g x ¢<,解得20e x <<,所以函数()1ln x g x x-=在区间()20,e 上单调递减,在区间()2e ,+¥上单调递增,所以()()22min e e 1g x g ==-,则211e b -£-,解得:211e b £-.所以实数b 的取值范围为21,1e æù-¥-çúèû41.已知函数()e cos x f x a x =+在0x =处的切线方程为2y x =+.(1)求实数a 的值;(2)探究()f x 在区间3π,2öæ-+¥ç÷èø内的零点个数,并说明理由.。
导数大题经典练习及答案
导数大题专题训练1.已知f(x)=xlnx-ax,g(x)=-x2-2,(Ⅰ)对一切x∈(0,+∞),f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围;(Ⅱ)当a=-1时,求函数f(x)在[m,m+3](m>0)上的最值;(Ⅲ)证明:对一切x∈(0,+∞),都有lnx+1>成立.2、已知函数.(Ⅰ)若曲线y=f (x)在点P(1,f (1))处的切线与直线y=x+2垂直,求函数y=f (x)的单调区间;(Ⅱ)若对于都有f (x)>2(a―1)成立,试求a的取值范围;(Ⅲ)记g (x)=f (x)+x―b(b∈R).当a=1时,函数g (x)在区间[e―1,e]上有两个零点,求实数b的取值范围.3.设函数f (x)=lnx+(x-a)2,a∈R.(Ⅰ)若a=0,求函数f (x)在[1,e]上的最小值;(Ⅱ)若函数f (x)在上存在单调递增区间,试求实数a的取值范围;(Ⅲ)求函数f (x)的极值点.4、已知函数.(Ⅰ)若曲线在和处的切线互相平行,求的值;(Ⅱ)求的单调区间;(Ⅲ)设,若对任意,均存在,使得,求的取值范围.5、已知函数(Ⅰ)若曲线y=f(x)在点P(1,f(1))处的切线与直线y=x+2垂直,求函数y=f(x)的单调区间;(Ⅱ)若对于任意成立,试求a的取值范围;(Ⅲ)记g(x)=f(x)+x-b(b∈R).当a=1时,函数g(x)在区间上有两个零点,求实数b的取值范围.6、已知函数.(1)若函数在区间(其中)上存在极值,求实数a的取值范围;(2)如果当时,不等式恒成立,求实数k的取值范围.1.解:(Ⅰ)对一切恒成立,即恒成立.也就是在恒成立;令,则,在上,在上,因此,在处取极小值,也是最小值,即,所以.(Ⅱ)当,,由得.①当时,在上,在上因此,在处取得极小值,也是最小值. .由于因此,②当,,因此上单调递增,所以,……9分(Ⅲ)证明:问题等价于证明由(Ⅱ)知时,的最小值是,当且仅当时取得,设,则,易知,当且仅当时取到,但从而可知对一切,都有成立.2、解:(Ⅰ)直线y=x+2的斜率为1.函数f (x)的定义域为(0,+∞),因为,所以,所以a=1.所以. .由解得x>0;由解得0<x<2. 所以f (x)的单调增区间是(2,+∞),单调减区间是(0,2)(Ⅱ),由解得;由解得.所以f (x)在区间上单调递增,在区间上单调递减.所以当时,函数f (x)取得最小值,. 因为对于都有成立,所以即可. 则.由解得.所以a的取值范围是.(Ⅲ)依题得,则.由解得x>1;由解得0<x<1.所以函数在区间(0,1)为减函数,在区间(1,+∞)为增函数.又因为函数在区间[e-1,e]上有两个零点,所以.解得.所以b的取值范围是.3.解:(Ⅰ)f (x)的定义域为(0,+∞). 因为,所以f (x)在[1,e]上是增函数,当x=1时,f (x)取得最小值f (1)=1.所以f (x)在[1,e]上的最小值为1.(Ⅱ)解法一:设g (x)=2x2―2ax+1,依题意,在区间上存在子区间使得不等式g (x)>0成立. 注意到抛物线g (x)=2x2―2ax+1开口向上,所以只要g (2)>0,或即可由g (2)>0,即8―4a+1>0,得,由,即,得,所以,所以实数a的取值范围是.解法二:,依题意得,在区间上存在子区间使不等式2x2―2ax+1>0成立.又因为x>0,所以.设,所以2a小于函数g (x)在区间的最大值.又因为,由解得;由解得.所以函数g (x)在区间上递增,在区间上递减.所以函数g (x)在,或x=2处取得最大值.又,,所以,所以实数a的取值范围是.(Ⅲ)因为,令h (x)=2x2―2ax+1①显然,当a≤0时,在(0,+∞)上h (x)>0恒成立,f (x)>0,此时函数f (x)没有极值点;②当a>0时,(i)当Δ≤0,即时,在(0,+∞)上h (x)≥0恒成立,这时f (x)≥0,此时,函数f (x)没有极值点;(ii)当Δ>0时,即时,易知,当时,h (x)<0,这时f (x)<0;当或时,h (x)>0,这时f (x)>0;所以,当时,是函数f (x)的极大值点;是函数f (x)的极小值点.综上,当时,函数f (x)没有极值点;当时,是函数f (x)的极大值点;是函数f (x)的极小值点.4.解:. (Ⅰ),解得.(Ⅱ).①当时,,,在区间上,;在区间上,故的单调递增区间是,单调递减区间是.②当时,,在区间和上,;在区间上,故的单调递增区间是和,单调递减区间是.③当时,,故的单调递增区间是.④当时,,在区间和上,;在区间上,故的单调递增区间是和,单调递减区间是.(Ⅲ)由已知,在上有.由已知,,由(Ⅱ)可知,①当时,在上单调递增,故,所以,,解得,故.②当时,在上单调递增,在上单调递减,故.由可知,,,所以,,,综上所述,.5、解:(Ⅰ)直线y=x+2的斜率为1,函数f(x)的定义域为因为,所以,所以a=1,所以由解得x>2 ;由解得0<x<2所以f(x)得单调增区间是,单调减区间是(Ⅱ),由解得由解得所以f(x)在区间上单调递增,在区间上单调递减所以当时,函数f(x)取得最小值因为对于任意成立,所以即可则,由解得;所以a得取值范围是(Ⅲ)依题意得,则由解得x>1,由解得0<x<1所以函数g(x)在区间上有两个零点,所以解得所以b得取值范围是6、解:(1)因为,,则,当时,;当时,.∴在上单调递增;在上单调递减,∴函数在处取得极大值.………3分∵函数在区间(其中)上存在极值,∴解得.(2)不等式,即为,记∴,…9分令,则,∵,∴,∴在上递增,∴,从而,故在上也单调递增,∴,∴.。
高中数学导数训练题含答案
导数训练一、单选题(共33题;共66分)1.曲线在处的切线方程是()A. B. C. D.2.若,则等于()A. 0B. 1C. 3D.3.下列各式正确的是()A. (a为常数)B.C.D.4.函数+e的导函数是()A. B. C. D.5.曲线在点处的切线方程为()A. B. C. D.6.曲线在点(1,1)处的切线方程为()A. B. C. D.7.函数的导函数()A. B. C. D.8.某运动物体的位移(单位:米)关于时间(单位:秒)的函数关系式为,则该物体在秒时的瞬时速度为()A. 1米/秒B. 2米/秒C. 3米/秒D. 4米/秒9.f′(x)是函数f(x)=x3+2x+1的导函数,则f′(-1)的值为()A. 0B. 3C. 4D. -10.函数的导数为()A. B. C. D.11.设函数,若,则等于()A. B. C. D.12.已知曲线y=2x2上一点A(2,8),则在点A处的切线斜率为( ).A. 4B. 16C. 8D. 213.曲线在处的切线的斜率为()A. -1B.C.D. 114.下列求导运算的正确是()A. 为常数B.C.D.15.已知曲线的一条切线的斜率为2,则切点的横坐标为( )A. 1B. ln2C. 2D. e16.一物体做直线运动,其位移(单位: )与时间(单位: )的关系是,则该物体在时的瞬时速度是()A. B. C. D.17.函数的单调增区间是()A. B. C. D.18.已知函数的值为()A. B. C. D.19.已知函数,则()A. B. C. D.20.函数= 的极值点为( )A. B. C. 或 D.21.已知函数,直线过点且与曲线相切,则切点的横坐标为( )A. B. 1 C. 2 D.22.函数在点处切线方程为()A. B. C. D.23.若有极大值和极小值,则的取值范围是()A. B. C. D.24.函数的导数为()A. =2B. =C. =2D. =25.设,若,则()A. B. C. D.26.函数的单调递减区间为()A. B. C. D.27.曲线在点处的切线方程是A. B. C. D.28.已知函数,则函数的图象在处的切线方程为()A. B. C. D.29.一物体在力F(x)=2x+3(x的单位:m,F的单位:N)的作用下,沿着与力F相同的方向,从x=1运动到x=4处,求力F(x)所做的功.()A. 24B. 25C. 26D. 2730.函数的单调递减区间是()A. B. C. D.31.已知函数,则其导数()A. B. C. D.32.曲线在处的切线倾斜角是()A. B. C. D.33.已知函数,且,则的值为()A. B. C. D.二、填空题(共10题;共11分)34.函数的单调递增区间是________.35.已知函数为的导函数,则的值为________.36.已知函数,则函数的图像在点处的切线方程为________.37.函数在处的切线方程是,则________.38.设函数可导,若,则________.39.已知函数的导函数为,若,则的值为________.40.若函数,则的值为________.41.已知,则________.42.已知函数( 为常数),若为的一个极值点,则________.________.43.曲线在点处的切线方程为________.三、解答题(共7题;共55分)44.已知函数,当时,有极大值3.(1)求该函数的解析式;(2)求该函数的解析式;(3)求函数的单调区间.(4)求函数的单调区间.45.如果函数f(x)= (a>0)在x=±1时有极值,极大值为4,极小值为0,试求函数f(x)的解析式.46.已知函数.(I)若曲线在点处的切线方程为,求的值;(II)若,求的单调区间.47.已知(1)判断单调性(2)判断单调性(3)当时,求的最大值和最小值(4)当时,求的最大值和最小值48.已知函数,求曲线在点处的切线方程;49.已知在与时都取得极值.(1)求的值;(2)求的值;(3)若,求的单调区间和极值。
2020年高中数学第四章4.2.3导数的运算法则分层训练湘教版选修2-2
4.2.3 导数的运算法则一、基础达标1.设y =-2e xsin x ,则y ′等于( )A .-2e xcos x B .-2e xsin xC .2e xsin x D .-2e x(sin x +cos x )答案 D解析 y ′=-2(e xsin x +e xcos x )=-2e x(sin x +cos x ).2.当函数y =x 2+a 2x(a >0)在x =x 0处的导数为0时,那么x 0=( )A .aB .±aC .-aD .a 2答案 B解析 y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+a 2x ′=2x ·x -x 2+a2x 2=x 2-a 2x2,由x 20-a 2=0得x 0=±a . 3.设曲线y =x +1x -1在点(3,2)处的切线与直线ax +y +1=0垂直,则a 等于 ( )A .2 B.12 C .-12 D .-2答案 D 解析 ∵y =x +1x -1=1+2x -1, ∴y ′=-2x -2.∴y ′|x =3=-12.∴-a =2,即a =-2.4.已知曲线y =x 3在点P 处的切线斜率为k ,则当k =3时的P 点坐标为( )A .(-2,-8)B .(-1,-1)或(1,1)C .(2,8) D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-18答案 B解析 y ′=3x 2,∵k =3,∴3x 2=3,∴x =±1,则P 点坐标为(-1,-1)或(1,1).5.设函数f (x )=g (x )+x 2,曲线y =g (x )在点(1,g (1))处的切线方程为y =2x +1,则曲线y =f (x )在点(1,f (1))处切线的斜率为________.答案 4解析 依题意得f ′(x )=g ′(x )+2x ,f ′(1)=g ′(1)+2=4.6.已知f (x )=13x 3+3xf ′(0),则f ′(1)=________.答案 1解析 由于f ′(0)是一常数,所以f ′(x )=x 2+3f ′(0), 令x =0,则f ′(0)=0, ∴f ′(1)=12+3f ′(0)=1. 7.求下列函数的导数:(1)y =(2x 2+3)(3x -1); (2)y =x -sin x 2cos x2.解 (1)法一 y ′=(2x 2+3)′(3x -1)+(2x 2+3)(3x -1)′=4x (3x -1)+ 3(2x 2+3)=18x 2-4x +9.法二 ∵y =(2x 2+3)(3x -1)=6x 3-2x 2+9x -3, ∴y ′=(6x 3-2x 2+9x -3)′=18x 2-4x +9.(2)∵y =x -sin x 2cos x 2=x -12sin x ,∴y ′=x ′-⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin x ′=1-12cos x .二、能力提升8.曲线y =sin x sin x +cos x -12在点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,0处的切线的斜率为( )A .-12 B.12 C .-22 D.22答案 B 解析 y ′=cos x x +cos x -sin xx -sin xx +cos x2=1x +cos x2,故y ′|x =π4=12,∴曲线在点M ⎝⎛⎭⎪⎫π4,0处的切线的斜率为12.9.已知点P 在曲线y =4e x+1上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值范围是 ( )A .[0,π4)B .[π4,π2)C .(π2,3π4]D .[3π4,π)答案 D 解析 y ′=-4exx +2=-4e xe 2x +2e x+1,设t =e x∈(0,+∞),则y ′ =-4tt 2+2t +1=-4t +1t+2,∵t +1t ≥2,∴y ′∈[-1,0),α∈[3π4,π). 10.(2013·江西)设函数f (x )在(0,+∞)内可导,且f (e x )=x +e x,则f ′(1)=________.答案 2解析 令t =e x,则x =ln t ,所以函数为f (t )=ln t +t ,即f (x )=ln x +x ,所以f ′(x )=1x +1,即f ′(1)=11+1=2. 11.求过点(2,0)且与曲线y =x 3相切的直线方程.解 点(2,0)不在曲线y =x 3上,可令切点坐标为(x 0,x 30).由题意,所求直线方程的斜率k =x 30-0x 0-2=y ′|x =x 0=3x 20,即x 30x 0-2=3x 20,解得x 0=0或x 0=3.当x 0=0时,得切点坐标是(0,0),斜率k =0,则所求直线方程是y =0; 当x 0=3时,得切点坐标是(3,27),斜率k =27, 则所求直线方程是y -27=27(x -3), 即27x -y -54=0.综上,所求的直线方程为y =0或27x -y -54=0.12.已知曲线f (x )=x 3-3x ,过点A (0,16)作曲线f (x )的切线,求曲线的切线方程.解 设切点为(x 0,y 0),则由导数定义得切线的斜率k =f ′(x 0)=3x 20-3, ∴切线方程为y =(3x 20-3)x +16, 又切点(x 0,y 0)在切线上, ∴y 0=3(x 20-1)x 0+16, 即x 30-3x 0=3(x 20-1)x 0+16, 解得x 0=-2,∴切线方程为9x -y +16=0. 三、探究与创新13.设函数f (x )=ax -b x,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为7x -4y -12=0.(1)求f (x )的解析式;(2)证明:曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 所围成的三角形的面积为定值,并求此定值.(1)解 由7x -4y -12=0得y =74x -3.当x =2时,y =12,∴f (2)=12,①又f ′(x )=a +b x2, ∴f ′(2)=74,②由①,②得⎩⎪⎨⎪⎧2a -b 2=12,a +b 4=74.解之得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =3.故f (x )=x -3x.(2)证明 设P (x 0,y 0)为曲线上任一点,由y ′=1+3x2知曲线在点P (x 0,y 0)处的切线方程为y -y 0=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+3x 20(x -x 0),即y -⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0-3x 0=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+3x 20(x -x 0).令x =0得y =-6x 0,从而得切线与直线x =0的交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-6x 0.令y =x 得y =x =2x 0,从而得切线与直线y =x 的交点坐标为(2x 0,2x 0).所以点P (x 0,y 0)处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形面积为12⎪⎪⎪⎪⎪⎪-6x 0||2x 0=6.故曲线y=f(x)上任一点处的切线与直线x=0,y=x所围成的三角形的面积为定值,此定值为6.。
导数练习及答案
题目:求函数 f(x) = cos(x) 的导数。 答案:f'(x) = -sin(x)
答案:f'(x) = -sin(x)
题目:求函数 f(x) = x^2 的导数。 答案:f'(x) = 2x
答案:f'(x) = 2x
题目:求函数 f(x) = x^3 的导数。 答案:f'(x) = 3x^2
答案:f'(x) = 3x^2
链式法则:对于复合函数 y = f(g(x)),其导数为 (dy/dx) = (dy/dg) * (dg/dx)
乘法法则:对于两个函数的乘积,其导数为 (uv)' = u'v + uv'
除法法则:对于两个函数的商,其导数为 (u/v)' = (u'v - uv') / v^2
复合函数的导数
链式法则:对于复合函数,求导时需要将内层函数对自变量的导数与外层函数对中间变量的导数相乘
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导数练习及答案
目录
01
导数的基本概念
02
导数的计算方法
03
导数的应用
04
导数练习题及答案
01
导数的基本概念
导数的定义
导数的定义公式为:f'(x) = lim(h->0) [f(x+h) - f(x)] / h
导数的基本性质包括:可加性、可减性、可乘性、可除性等
导数在物理学中的应用:在物理学中,导数可以用来描述速度、加速度、温度等物理量的变化率,以及分析物体的运动状态和变化规律。
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导数在工程学中的应用:在工程学中,导数可以用来分析机械运动、电路电流、流体动力学等领域的物理现象,优化设计并解决实际问题。
高中数学 课后提升训练四 1.2.2 导数的运算法则 2-2
课后提升训练四导数的运算法则(45分钟70分)一、选择题(每小题5分,共40分)1。
函数y=的导数是( )A。
B.C。
-D。
【解析】选A.令u=1+v2,v=lnx,则y=,所以y′x=y′u·u′v·v′x=·2v·=·2lnx·=。
2。
已知函数f(x)=x2+cosx,f′(x)是函数f(x)的导函数,则f′(x)的图象大致是()【解析】选A.因为函数f(x)是偶函数,所以其导函数f′(x)=x-sinx是奇函数,所以图象关于原点对称,所以排除B,D两项,又因为在原点右侧靠近于原点的区间上,sinx>x,所以f′(x)〈0,所以原点右侧靠近原点的图象应该落在第四象限,故选A.【补偿训练】若函数f(x)=x2+bx+c的图象的顶点在第四象限,则函数f′(x)的图象是()【解析】选A。
由函数f(x)=x2+bx+c的图象的顶点在第四象限,得b<0。
又f′(x)=2x+b在R上是增函数且在y轴上的截距小于0,所以选A.3.函数f(x)=的导函数为()A。
f′(x)=2e2x B。
f′(x)=C.f′(x)=D。
f′(x)=【解析】选B。
f′(x)===.4.f′(x)是函数f(x)=ln(2x+3)的导函数,则f′(—1)的值为( )A.1B.2C.1或2 D。
4【解析】选B.因为f′(x)是函数f(x)=ln(2x+3)的导函数,f′(x)=,所以f′(—1)=2。
5。
已知点P在曲线y=上,α为曲线在点P处的切线的倾斜角,则α的取值范围是( )A。
B.C。
D。
【解析】选D.y′=—=—,设t=e x∈(0,+∞),则y′=-=-,因为t+≥2,所以y′∈[—1,0),α∈.6。
为了得到函数f(x)=cos的图象,只要把函数g(x)=f′(x)的图象( )A。
向左平行移动个单位长度B。
向右平行移动个单位长度C。
向左平行移动个单位长度D。
秋高中数学专题强化训练1导数及其应用新人教A版选修2-2(2021年整理)
2018年秋高中数学专题强化训练1 导数及其应用新人教A版选修2-2 编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2018年秋高中数学专题强化训练1 导数及其应用新人教A版选修2-2)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
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专题强化训练(一) 导数及其应用(建议用时:45分钟)[基础达标练]一、选择题1.函数y=f(x)在x=x0处的导数f′(x0)的几何意义是( )A.在点x=x0处的函数值B.在点(x0,f(x0))处的切线与x轴所夹锐角的正切值C.曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线的斜率D.点(x0,f(x0))与点(0,0)连线的斜率[答案]C2.曲线y=x e x-1在点(1,1)处切线的斜率等于( )【导学号:31062111】A.2e B.eC.2 D.1C[y′=e x-1+x e x-1=(x+1)e x-1,故曲线在点(1,1)处的切线斜率为y′错误!=2。
]3.函数f(x)=x3-3x+1在闭区间[-3,0]上的最大值、最小值分别是()A.1,-1 B.1,-17C.3,-17 D.9,-19C[f′(x)=3x2-3.令f′(x)=0,即3x2-3=0,解得x=±1。
当x∈(-∞,-1)时,f′(x)>0;当x∈(-1,1)时,f′(x)<0;当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0.所以f(x)在x=-1处取得极大值,f(x)极大值=3,在x=1处取得极小值,f(x)极小值=-1。
而端点处的函数值f(-3)=-17,f(0)=1,比较可得f(x)的最大值为3,最小值为-17.]4.已知函数y=x-ln(1+x2),则y的极值情况是( )A.有极小值B.有极大值C.既有极大值又有极小值D.无极值D[∵y′=1-错误!=错误!≥0,且仅在有限个点上等号成立,∴函数f(x)在定义域R 上为增函数,故其不存在极值.]5.设f(x),g(x)在[a,b]上可导,且f′(x)>g′(x),则当a<x<b时,有( ) A.f(x)>g(x)B.f(x)<g(x)C.f(x)+g(a)>g(x)+f(a)D.f(x)+g(b)>g(x)+f(b)C[∵f′(x)-g′(x)>0,∴(f(x)-g(x))′>0,∴f(x)-g(x)在[a,b]上是增函数,∴当a<x<b时f(x)-g(x)>f(a)-g(a),∴f(x)+g(a)>g(x)+f(a).]二、填空题6.若函数f(x)=ax3+bx在x=1处有极值-2,则ab=________.[解析]由题意可知错误!即错误!∴a=1,b=-3,即ab=-3。
2023年苏教版数学导数高级应用练习题及答案
2023年苏教版数学导数高级应用练习题及答案导数是数学中的重要概念,广泛应用于各个领域。
为了帮助学生提高导数应用的能力,苏教版数学教材特别设计了一套高级应用练习题。
本文将为大家介绍2023年苏教版数学导数高级应用练习题,并提供相应的答案。
一、函数极值问题1. 某建筑师需要设计一个长方形的游泳池,其中一侧将沿着河岸,需要围起来。
如果游泳池的长边是沿着河岸的,而另外三边由篱笆围起来,求游泳池的最大面积。
解答:设游泳池的长为x,宽为y,面积为S,由题意可知:周长P = x + 2y根据题意,得出 y = (1/2)(P - x)所以,游泳池的面积为:S = xy = x(1/2)(P - x) = (P/2)x - (1/2)x^2对S求导,令导数等于0,可以求得极值点。
dS/dx = 0P/2 - x = 0x = P/2因此,当x等于P/2时,游泳池的面积取得最大值。
2. 某公司生产商品的总成本C(单位:万元)与生产数量x(单位:件)之间的关系由函数C(x) = 2x^3 - 15x^2 + 36x + 20给出,问多少件商品时,生产成本最低?解答:对C(x)求导,令导数等于0,可以求得极值点。
dC/dx = 06x^2 - 30x + 36 = 0x^2 - 5x + 6 = 0(x - 2)(x - 3) = 0得到x = 2或x = 3,对应生产数量为2件或3件。
因此,当生产数量为2件或3件时,生产成本最低。
二、相关变化率问题1. 某矩形铁皮的长和宽均以1cm/s的速度减小,若此刻矩形的长为10cm,宽为6cm,求此刻矩形的边长之比。
解答:设矩形的长为L,宽为W,边长之比为k。
则有 L/W = k根据题意,L和W均以1cm/s的速度减小,则有 dL/dt = dW/dt = -1。
根据导数的定义,有 dL = (dL/dt)dt = -dt,dW = (dW/dt)dt = -dt。
代入边长之比的表达式中,得到 L/W = -dt/-dt = 1。
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导数解答题强化训练
1.设函数3()3(0)f x x ax b a =-+≠. (Ⅰ)若曲线()y f x =在点(2,())f x 处与直线8y =相切,求,a b 的值; (Ⅱ)求函数()f x 的单调区间与极值点.
2.设函数32
9
()62f x x x x a =-+-. (1)对于任意实数x ,()f x m '≥恒成立,求m 的最大值;
(2)若方程()0f x =有且仅有一个实根,求a 的取值范围.
3.已知函数()bx ax x x f --=2
33,其中b a ,为实数.
(Ⅰ) 若()x f 在1=x 处取得的极值为2,求b a ,的值; (Ⅱ)若()x f 在区间[]2,1-上为减函数,且a b 9=,求a 的取值范围.
4.已知函数32()3f x x ax x =-- (I )若3x =是()f x 的极值点,求()f x 在[1,]x a ∈上的最小值和最大值; (Ⅱ)若()[1,)f x x ∈+∞在上是增函数,求实数a 的取值范围。
5.已知32()f x ax bx cx =++在区间[0,1]上是增函数,在区间(,0),(1,)-∞+∞上是减函数,又13()22f '=.(1)求()f x 的解析式;(2)若在区间[0,](0)m m >上恒有()f x x ≤成立,求m 的取值范围.
6、已知函数()(,0)a
f x Inx a R a x =-∈≠。
⑴当1a =-时,讨论()f x 在定义域上的单调性; ⑵若()f x 在区间[1,]e 上的最小值是3,2求实数a 的值。
7.(本小题满分13分) 设函数322()(0)f x x ax a x m a =+-+>.
(1)若1a =时函数()f x 有三个互不相同的零点,求m 的取值范围;
(2)若函数()f x 在[]1,1x ∈-内没有极值点,求a 的取值范围;
(3)若对任意的[]3,6a ∈,不等式()1f x ≤在[]2,2x ∈-上恒成立,求实数m 的取值范围.
8.(本小题满分13分) 设函数1()(2)ln 2(R )f x a x ax a x =-+
+∈.
(1)当0=a 时,求)(x f 的极值;
(2)当0<a 时,求)(x f 的单调区间;
(3)若对任意)2,3(--∈a 及]3,1[,21∈x x ,恒有|)()(|3ln 2)3ln (21x f x f a m ->-+成
立,
求m 的取值范围.。