2020高三数学一轮复习《函数、导数及其应用》单元练习题 新人教版

2020版高三数学一轮精品复习学案：函数、导数及其应用2.7导 数
【高考目标定位】
一、变化率与导数、导数的计算 1、考纲点击
（1）了解导数概念的实际背景 （2）理解导数的几何意义；
（3）能根据导数定义求函数y=c,y=x,y=x 2
,y=x 3
,y=
1
x
,y =; （4）能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数。

能求简单的复合函数（仅限于形如f(ax+b)的复合函数）的导数。

2、热点提示
（1）导数的几何意义是高考考查的重点内容，常以选择题、填空题的形式出现，有时也出现在解答题中；
（2）导数的运算每年必考，一般不单独考查，在考查导数应用研究的同时考查导数的运算。

二、导数在研究函数中的应用与生活中的优化问题 1、考纲点击
（1）了解函数单调性和导数的关系，能利用导数研究函数的单调性，会求函数的单调区间（其中多项式函数一般不超过三次）；
（2）了解函数在某点取得极值域的必要条件和充分条件；会用导数求函数的极大值、极小值（其中多项式函数一般不超过三次）；会求闭区间上函数的最大值、最小值（其中多项式函数一般不超过三次）。

（3）会利用导数解决某些实际问题。

2、热点提示
（1）在高考中，重点考查利用导数研究函数的单调性，求单调区间、极值、最值，以及利用导数解决生活中的优化问题。

有时在导数与解析几何、不等式、平面向量等知识交汇点处命题。

（2）多以解答题的形式出现，属中、高档题目。

【考纲知识梳理】
一、变化率与导数、导数的计算 1、函数y=f(x)从x 1到x 2的平均变化率 函数y=f(x)从x 1到x 2的平均变化率为
2121
()()
f x f x x x --，若21x x x ∆=-，21()()y f x f x ∆=-则平均变
化率可表示为
y x
∆∆。

2、函数y=f(x)在x=x 0处导数 （1）定义
称函数y=f(x)在x=x 0处的瞬时变化率
0000()()lim
lim
x x f x x f x y
x x
∆→∆→+∆-∆=∆∆为y=f(x)在x=x 0处导数，记作 0000000()()()|,()lim lim
x x x x f x x f x y
f x y f x x x =∆→∆→+∆-∆'''==∆∆或即 （2）几何意义
函数f(x)在点x 处的导数0()f x '的几何意义是在曲线y=f(x)上点（0x ，0()f x '）处的切线的斜率。

相应地，切线方程为y-y 0=0()f x '(x=x 0).
3、函数f(x)的导数 称函数0
()()
()lim
x f x x f x f x x
∆+∆-'=∆为函数f(x)的导函数，导函数有时也记作y '
注：求函数f(x)在x=x 0处的导数的方法：
方法一：直接使用定义；0000()()
()lim x f x x f x f x x ∆+∆-'=∆;
方法二：先求导函数0()()
()lim x f x x f x f x x
∆+∆-'=∆，再令x=x 0求0()f x '
4、基本初等函数的导数公式
5、导数
运算法
导数运算法则
函数
导数
y c =
'0y = *()()n y f x x n Q ==∈
1'n y nx -=
sin y x = 'cos y x = cos y x =
'sin y x =- ()x y f x a == 'ln (0)x y a a a =⋅>
()x y f x e == 'x y e =
()log a f x x =
1
'()(01)ln f x a a x a =>≠且 ()ln f x x =
'1()f x x
=
1．[]'
''()()()()f x g x f x g x ±=± 2．[]'
'
'
()()()()()()f x g x f x g x f x g x ⋅=±
3．[]
'
''2
()()()()()
(()0)()()f x f x g x f x g x g x g x g x ⎡⎤-=≠⎢⎥⎣⎦
6、复合函数的导数
复合函数()()
y f g x =的导数和函数()y f u =，()u g x =的导数间的关系为x u x y y u '''=g ，
即y 对x 的导数等于y 对u 的导数与u 对x 的导数的乘积。

二、导数在研究函数中的应用与生活中的优化问题 1、函数的单调性与导数
在某个区间（a,b ）内，如果()0f x '>，那么函数()y f x =在这个区间内单调递增；如果()0f x '<，那么函数()y f x =在这个区间内单调递减。

如果()0f x '=，那么函数()y f x =在这个区间上是常数函数。

注：函数()y f x =在（a,b ）内单调递增，则()0f x '≥，()0f x '>是()y f x =在（a,b ）内单调递增的充分不必要条件。

2、函数的极值与导数
（1）曲线在极值点处切线的斜率为0，并且，曲线在极大值点左侧切线的斜率为正，右侧为负；曲线在极小值点左侧切线的斜率为负，右侧为正．
一般地，当函数 f(x) 在点 x 0 处连续时，判断 f(x 0) 是极大（小）值的方法是： （1）如果在 x 0附近的左侧 f’(x)>0 ，右侧f’(x) <0 ，那么 f(x 0) 是极大值． （1）如果在x 0附近的左侧 f’(x) <0 ，右侧f’(x) >0 ，那么 f(x 0) 是极小值． 注：导数为0的点不一定是极值点 3、函数的最值与导数
函数f(x)在[a,b]上有最值的条件
如果在区间[a,b]上函数()y f x =的图象是一条连续不断的曲线，那么它必有最大值和最小值。

4、生活中的优化问题 解决优化问题的基本思路是
优化问题→用函数表示的数学问题→用导数解决函数问题→优化问题答案 【热点、难点精析】
一、变化率与导数、导数的运算 （一）利用导数的定义求函数的导数 1、相关链接
（1）根据导数的定义求函数()y f x =在点0x 处导数的方法： ①求函数的增量00()()y f x x f x ∆=+∆-；
②求平均变化率
00()()
f x x f x y x x
+∆-∆=
∆∆； ③得导数00()lim x y
f x x
∆→∆'=∆，简记作：一差、二比、三极限。

（2）函数的导数与导数值的区间与联系：导数是原来函数的导函数，而导数值是导函数在某一点的函数值，导数值是常数。

2、例题解析
〖例1〗求函数y=2
4x 的导数。

解析：
22)(24x x x x x x y ∆+∆+⋅-=∆∆，
∴
00lim lim →∆→∆=∆∆x x x y ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆+∆+⋅-22)(24x x x x x =-38x 。

〖例2〗一质点运动的方程为283s t =-。

（1） 求质点在[1，1+Δt]这段时间内的平均速度；
（2） 求质点在t=1时的瞬时速度（用定义及求求导两种方法） 分析（1）平均速度为
s
t
∆∆； （2）t=1时的瞬时速度即283s t =-在t=1处的导数值。

解答：（1）∵2
83s t =-
∴Δs=8-3(1+Δt)2
-(8-3×12
)=-6Δt-3(Δt)2
,
63s
v t t
-
∆=
=--∆∆. （2）定义法：质点在t=1时的瞬时速度00
lim lim(63)6t t s
v t t ∆→∆→∆==--∆=-∆
求导法：质点在t 时刻的瞬时速度
2()(83)6v s t t t ''==-=，当t=1时，v=-6×1=-6.
注：导数的物理意义建立了导数与物体运动的瞬时速度之间的关系。

对位移s 与时间t 的关系式求导可得瞬时速度与时间t 的关系。

根据导数的定义求导数是求导数的基本方法，诮按照“一差、二比、三极限”的求导步骤来求。

（二）导数的运算 1、相关链接
（1）运用可导函数求导法则和导数公式，求函数()y f x =在开区间（a,b ）内的导数的基本步骤： ①分析函数()y f x =的结构和特征； ②选择恰当的求导法则和导数公式求导； ③整理得结果。

（2）对较复杂的函数求导数时，诮先化简再求导，特别是对数函数真数是根式或分式时，可用对数的性质转化真数为有理式或整式求解更为方便。

（3）复合函数的求导方法
求复合函数的导数，一般是运用复合函数的求导法则，将问题转化为求基本函数的导数解决。

①分析清楚复合函数的复合关系是由哪些基本函数复合而成的，适当选定中间变量； ②分步计算中的每一步都要明确是对哪个变量求导，而其中特别要注意的是中间变量；
③根据基本函数的导数公式及导数的运算法则，求出各函数的导数，并把中间变量转换成自变量的函数；
④复合函数的求导熟练以后，中间步骤可以省略，不必再写出函数的复合过程。

2、例题解析
〖例〗（1）求
)
11(32x x x x y ++
=的导数；
（2）求
)
11)(
1(-+=x
x y 的导数；
（3）求
2cos
2sin x
x x y -=的导数； （4）求y=x x sin 2
的导数；
（5）求y ＝
x
x x x x 9
532-+-的导数
分析：先正确地分析函数是由哪些基本函数经过怎样的顺序复合而成；求导时，可设出中间变量，注意要逐层求导不能遗漏，每一步对谁求导，不能混淆。

解：（1）
2311x x y +
+=Θ,.2332
'x x y -=∴
（2）先化简,
2
12
1
111-
+-=-+
-⋅
=x
x x
x x
x y
∴
.
1121212123
21
'
⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=--=--x x x x y （3）先使用三角公式进行化简.
x
x x x x y sin 21
2cos 2sin -=-=
.
cos 211)(sin 21sin 21'''
'
x x x x x y -=-=⎪⎭⎫
⎝⎛-=∴
（4）y’=x x x x x 222sin )'(sin *sin )'(-=x x
x x x 22sin cos sin 2-；
（5）Θy ＝2
33x －x ＋５－2
19-x
∴y’＝３*（x 23
）＇－x ＇＋５＇－９2
1(x ）＇＝３*2321x －１＋０－９*（－21）23
-x ＝1)11(292-+x x
（三）导数的几何意义 【例】已知曲线314
33
y x =
+， （1） 求曲线在点P(2,4)处的切线方程； （2） 求曲线过点P(2,4)的切线方程； （3） 求斜率为4的曲线的切线方程。

分析：切点坐标→切线斜率→点斜式求切线方程 解答：（1）(2,4)P Q 在曲线314
33
y x =
+上，且2y x '= ∴在点P(2,4)处的切线的斜率k=2|x y ='=4;
∴曲线在点P(2,4)处的切线方程为y-4=4(x-2),即4x-y-4=0.
（2）设曲线31433y x =
+与过点P(2,4)的切线相切于点A （x 0，3014
33
x +），则切线的斜率020|x x k y x ='==，∴切线方程为y -（301433x +）=20
x （x -0x ），即2
3002433
y x x x =-+g
∵点P(2,4)在切线上，∴4=22
0x -302433
x +，即320
0340x x -+=，∴322
000440x x x +-+=， ∴（x 0+1）(x 0-2)2
=0 解得x 0=-1或x 0=2
故所求的切线方程为4x-y-4=0或x-y+2=0. （3）设切点为（x 0,y 0）
则切线的斜率为k=x 02
=4, x 0=±2.切点为（2，4），（-2，-4/3） ∴切线方程为y-4=4(x-2)和y+4/3=4(x+2) 即4x-y-4=0和12x-3y+20=0
注：（1）解决此类问题一定要分清“在某点处的切线”，还是“过某点的切线”；（2）解决“过某点的切线”问题，一般是设出切点坐标解决。

二、导数在函数中的应用与生活中的优化问题举例 （一）函数的单调性与导数 1、相关链接
（1）求可导函数单调区间的一般步骤和方法 ①确定函数f(x)的定义域;
②求f’(x) ，令f’(x)=0，求出它们在定义域内的一切实根；
③把函数f(x)的间断点（即f(x)无定义点）的横坐标和上面的各实数根按由小到大的顺序排列起来，然后用这些点把函数f(x)的定义区间分成若干个小区间。

④确定f’(x)在各个开区间内的符号，根据f’(x)的符号判定函数f(x)在每个相应小开区间内的增减性。

注：当f(x)不含参数时，也可通过解不等式f’(x)>0（或f’(x)<0）直接得到单调递增（或递减）区间。

（2）证明可导函数f(x)在（a,b ）内的单调性的步骤 ①求f’(x);
②确认f’(x)在（a,b ）内的符号；
③作出结论：f’(x)>0时为增函数；f’(x)<0时为减函数。

（3）已知函数的单调性，求参数的取值范围，应注意函数f(x)在（a,b ）上递增（或递减）的充要条件应是f’(x)≥0（或f’(x)≤0），x ∈（a,b ）恒成立，且f’(x) 在（a,b ）的任意子区间内都不恒等于0，这就是说，函数f(x)在区间上的增减性并不排斥在区间内个别点处有f’(x) =0，甚至可以在无穷多个点处f’(x 0) =0，只要这样的点不能充满所给区间的任何一个子区间。

2、例题解析
〖例〗（安徽·合肥168中高三段考（理））( 本小题满分13分)已知函数
()247
2x f x x -=-，[]01x ∈， （Ⅰ）求
()
f x 的单调区间和值域；
（Ⅱ）设1a ≥，函数()[]
223201g x x a x a x =--∈，，，若对于任意
[]
101x ∈，，总存在
[]
001x ∈，，
使得
()()
01g x f x =成立，求a 的取值范围 解：对函数
()
f x 求导，得
()()
22
4167
2x x f
x x -+-=
-，
()()
()2
21272x x x --=-
-
令
()0
f x =，
解得
112x =
或272x =
当x 变化时，()
f x ，、
()
f x 的变化情况如下表：
]
所以，当102x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，时，()f x 是减函数；当
112x ⎛⎫∈ ⎪
⎝⎭，时，()f x 是增函数； 当()
01x ∈，时，
()
f x 的值域为
[]43--，
（Ⅱ）对函数()
g x 求导，得
()()
223g x x a =-，
因此1a ≥，当
()
01x ∈，时，
()()2310
g x a -≤p ，
因此当
()
01x ∈，时，
()
g x 为减函数，从而当
[]
01x ∈，时有
()()()10g x g g ∈⎡⎤⎣⎦
， 又
()21123g a a =--，
()02g a
=-，即当
[]
1x ∈0，时有
()2
1232g x a a a ⎡⎤∈---⎣⎦
，
任给
[]
11x ∈0，，
()[]
143f x ∈--，，存在
[]
001x ∈，使得
()()
01g x f x =，则
[]2123243a a a ⎡⎤---⊃--⎣⎦，，
即212341232a a a ⎧--≤-⎨
-≥-⎩
（）（） 解
1（）式得 1a ≥或53a ≤-
解2（）式得
3
2a ≤
又1a ≥，
故：a 的取值范围为
3
12a ≤≤
（二）函数的极值与导数 1、相关链接
（1）求函数f(x)极值的步骤 ①确定函数f(x)的定义域； ②求导数f’(x); ③求方程f’(x)=0的根。

④检查在方程的根的左右两侧的符号，确定极值点（最好通过列表法）。

如果左正右负，那么f(x)在这个根处取得极大值；如果左负右正，那么f(x)在这个根处取得极小值；如果f’(x)在点x 0的左右两侧符号不变，则f(x 0)不是函数极值。

（2）可导函数极值存在的条件
①可导函数的极值点x 0一定满足f’(x 0)=0,但当f’(x 0)=0时，x 0不一定是极值点。

如f(x)=x 3
,f’(0)=0,但x=0不是极值点。

②可导函数y=f(x)在点x 0处取得极值的充要条件是f’(x)=0，且在x 0左侧与右侧f’(x 0)的符号不
同。

2、例题解析
〖例〗设x=1与x=2是()ln f x a x bx x =++函数的两个极值点。

（1）试确定常数a 和b 的值； （2）试判断x=1,x=2是函数()
f x 的极大值点还是极小值点，并求相应极值。

解析：（1）()'
21,a
f
x bx x
=
++ 由已知得：()()'
'210101204102
a b f f a b ++=⎧⎧=⎪⎪
⇒⎨⎨=++=⎪⎩⎪⎩
2316a b ⎧
=-⎪⎪∴⎨⎪=-⎪⎩
（2）x 变化时。

()
f x ，，
()
f x 的变化情况如表：
故在x=1处，函数()f x 取极小值6；在x=2处，函数()f x 取得极大值ln 233-
（三）函数的最值与导数 1、相关链接
（1）设函数f(x)在[a,b]上连续，在（a,b ）内可导，求f(x)在[a,b]上的最大值和最小值的步骤 ①求函数y=f(x)在（a,b ）内的极值；
②将函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值f(a),f(b)比较，其中最大的一个是最大值，最小的一个是最小值。

（2）①根据最值的定义，求在闭区间[a,b]上连续，开区间（a,b ）,内可导的函数的最值时，可将过程简化，即不用判断使f’(x)=0成立的点是极大值点还是极小值点，直接将极值点与端点的函数值进行比较，就可判定最大（小）值。

②定义在开区间（a,b ）上的可导函数，如果只有一个极值点，该极值点必为最值点。

2、例题解析
〖例〗（黑龙江省双鸭山一中·2020届高三期中考试（理））（本题12分）已知函数()2f x x |x a |,a R.
=-∈
（1）当0a ≤时，求证函数()()
f x ,-∞+∞在上是增函数；
（2）当a=3时，求函数
()
f x 在区间[0，b]上的最大值。

解：(1)a 0≤时，()()()23230f x x x a x ax,f x x a '=-=-=-≥因故()f x 在R 上是增函数。

(4分)
(2)3a =时，()(
)
(
)
323
33
3303x x x f x x |x |x x x ⎧-≥⎪
=-=⎨
-<≤⎪⎩
①若03b <≤时，()()323330f x x x ,f x x '=-=-=由得：1x =
(Ⅰ)若01b <≤时，()()0f x ,f x '≥在[0，b]上单增，故()()33max f x f b b b ,==- (Ⅱ)若13b <≤时，因()()01010x ,f x ;x b,f x .
''<<><<<故()()12max f x f ==.
②若3b >时，由①知()f x 在
03,⎡⎤⎣⎦上的最大值为2，下求()f x 在(
3,b ⎤⎦
上的最大值，因
()2330
f x x '=->，故
()()3
3max
f x f b b b.==-又
()()()()3
2
3
323212202b b b b b b b b ⎧-≥⎪--=+-=⎨<<⎪⎩ 综合①、② 知：
()()()()33
32212301max
b b b f x b b b b ⎧-≥⎪=<<⎨⎪-<≤⎩ (12分)
（四）生活中的优化问题
〖例〗（安徽·合肥168中高三段考（理））（本小题满分12分）
如图，某地有三家工厂，分别位于矩形ABCD 的两个顶点A ，B 及CD 的中点P 处．AB ＝20km ，BC ＝10km ．为了处理这三家工厂的污水，现要在该矩形区域上（含边界）且与A ，B 等距的一点O 处，建造一个污水处理厂，并铺设三条排污管道AO ，BO ，PO ．记铺设管道的总长度为ykm
（1）按下列要求建立函数关系式：
（Ⅰ）设BAO θ∠=（rad ），将y 表示成θ的函数；
（Ⅱ）设OP x
=（km），将y表示成x的函数；
（2）请你选用（1）中的一个函数关系确定污水处理厂的位置，使铺设的污水管道的总长度最短。

20、解:（Ⅰ）①由条件知PQ 垂直平分AB，若∠BAO=θ(rad) ，则
10
cos cos
AQ
OA
θθ
==
,
故
10
cos
OB
θ
=
，又OP＝1010tanθ
-，
所以
1010
1010tan
cos cos
y OA OB OPθ
θθ
=++=++-
，
所求函数关系式为
2010sin
10
cos
y
θ
θ
-
=+0
4
π
θ
⎛⎫
≤≤
⎪
⎝⎭
②若OP=x(km) ，则OQ＝10－x，所以
=
所求函数关系式为
)
010 y x x
=+≤≤
（Ⅱ）选择函数模型①，
()()() '
22 10cos cos2010sin102sin1
cos cos
sin
y
θθθθθ
θθ-----==
g
令
'
y=0 得sin
1
2
θ=
，因为
4
π
θ
<<
，所以θ=6
π
，
当
0,
6
π
θ⎛⎫
∈ ⎪
⎝⎭时，'0
y<，y是θ的减函数；
当
,
64
ππ
θ⎛⎫
∈ ⎪
⎝⎭时，'0
y>，y是θ的增函数，所以当θ
=6
π
时，min
10
y=+
这时点P 位于线段AB 的中垂线上，在矩形区域内且距离
AB 边km处。

注：①生活中的优化问题，往往涉及到函数的最值，求最值可利用单调性，也可直接利用导数求最值，要掌握求最值的方法和技巧。

②在求实际问题中的最大值或最小值时，一般先设自变量、因变量，建立函数关系式，并确定其定义域，利用求函数最值的方法求解，注意结果应与实际情况相符合。

用导数求解实际问题中的最大（小）值时，如果函数在区间内只有一个极值点，那么根据实际意义该极值点也就是最值点。

【感悟高考真题】
1.(2020年广东卷文)函数
x
e
x
x
f)3
(
)
(-
=的单调递增区间是( D )
A. )2,(-∞
B.(0,3)
C.(1,4)
D. ),2(+∞ 解析
()()(3)(3)(2)x x x
f x x e x e x e '''=-+-=-,令()0f x '>,解得2x >,故选D
2.（2020安徽卷理）已知函数()f x 在R 上满足
2
()2(2)88f x f x x x =--+-，则曲线 ()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程是
( A )
A.21y x =-
B.y x =
C.32y x =-
D.23y x =-+
解析 由2()2(2)88f x f x x x =--+-得几何2
(2)2()(2)8(2)8f x f x x x -=--+--， 即22()(2)44f x f x x x --=+-，∴2
()f x x =∴/()2f x x =，∴切线方程12(1)y x -=-，即
210x y --=选A
3.（2020山东卷文）（本小题满分12分）
已知函数321
()3
3f x ax bx x =+++,其中0a ≠
（1）当b a ,满足什么条件时,)(x f 取得极值?
（2）已知0>a ,且)(x f 在区间(0,1]上单调递增,试用a 表示出b 的取值范围.
解: (1)由已知得
2'()21f x ax bx =++,令0)('=x f ,得2210ax bx ++=, )(x f 要取得极值,方程2210ax bx ++=必须有解,
所以△2440b a =->,即2b a >, 此时方程2
210ax bx ++=的根为
122b b x a a ---==
,222b b x a a -+-==
,
所以
12'()()()
f x a x x x x =--
当0>a 时,
所以)(x f 在x 1, x2处分别取得极大值和极小值.
当0<a 时,
所以)(x f 在x 1, x2处分别取得极大值和极小值.
综上,当b a ,满足2b a >时, )(x f 取得极值.
(2)要使)(x f 在区间(0,1]上单调递增,需使
2
'()
210f x ax bx =++≥
在(0,1]上恒成立. 即
1,(0,1]22ax b x x ≥-
-∈恒成立, 所以max 1
()
22ax b x ≥--
设1()22ax g x x =--,222
1
()
1
'()222a x a a g x x x -=-+=,
令'()0g x =得
x =
x =舍去), 当1>a 时
,101
a <<,当x
∈时'()0g x >,1()22ax
g x x =--单调增函数; 当
x ∈时'()0g x <,1()22ax g x x =--
单调减函数, 所以当
x =
,()g x 取得最大,最大值为g
=.
所以b ≥当01a <≤时1≥,此时'()0g x ≥在区间(0,1]恒成立,所以
1()22ax g x x =--
在区间(0,1]上单调递增,当1x =时()g x 最大,最大值为
1(1)2a g +=-
,所以1
2a b +≥-
综上,当1>a 时, b ≥; 当01a <≤时,
1
2a b +≥-
4.（江苏卷）请您设计一个帐篷。

它下部的形状是高为1m 的正六棱柱，上部的形状是侧棱长为3m 的
正六棱锥（如右图所示）。

试问当帐篷的顶点O 到底面中心1o 的距离为多少时，帐篷的体积最大？
解析：设OO1为x m,2223(1)82x x x +-=+-m ）
于是底面正六边形的面积为（单位：m2）
22222333
3(1)6(82)2)42x x x x x +-=+-=+-g
g
帐篷的体积为（单位：m3）
233313()2)(1)112)232V x x x x x x ⎡⎤=
+--+=+-⎢⎥⎣⎦
求导数，得
23
()3)2V x x '=
-
令()0V x '=解得x=-2(不合题意，舍去),x=2
当1<x<2时，()0V x '>,V(x)为增函数；当2<x<4时，()0V x '<,V(x)为减函数
所以当x=2时,V(x)最大
答：当OO1为2m 时，帐篷的体积最大
5. （2020全国卷2理数）（10）若曲线
12y x -=在点1
2,a a -⎛⎫
⎪⎝⎭处的切线与两个坐标围成的三角形的面积为18，则a =
（A ）64 （B ）32 （C ）16 （D ）8 【答案】A
【命题意图】本试题主要考查求导法则、导数的几何意义、切线的求法和三角形的面积公式，考查考生的计算能力..
【解析】332211',22y x k a --=-∴=-，切线方程是13221()2y a a x a ---=--，令0x =，1
2
3
2y a -=，
令0y =，3x a =，∴三角形的面积是1
213318
22s a a -=⋅⋅=，解得64a =.故选A.
6. （2020辽宁文数）（12）已知点P 在曲线4
1x y e =
+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)[0,4π
) (B)[,)42ππ （C ） 3(,]24ππ (D) 3[,)
4ππ
解析：选D.244
1212x x x x x e y e e e e '=-=-
++++，12,10
x x e y e '+≥∴-≤<Q ，
即1tan 0α-≤<，
3[
,)4π
απ∴∈
7. （2020陕西文数）21、(本小题满分14分)已知函数f （x ）=x ，g （x ）=alnx ，a ∈R 。

（1） 若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交，且在交点处有相同的切线，求a 的值及该切线的方程； （2） 设函数h(x)=f(x)- g(x),当h(x)存在最小之时，求其最小值ϕ（a ）的解析式； （3） 对（2）中的ϕ（a ），证明：当a ∈（0，+∞）时， ϕ（a ）≤1.
解 （1）f’(x)=2x ,g’(x)=a
x (x>0),
由已知得 x =alnx ，
2x =a x ， 解德a=2e
,x=e 2,
Q 两条曲线交点的坐标为（e 2,e ） 切线的斜率为k=f’(e
2)= 12e ,
Q 切线的方程为y-e=
12e
(x- e 2).
（2）由条件知
Ⅰ 当a.>0时，令h '
(x)=0,解得x=24a ,
所以当0 < x< 24a 时 h '(x)<0，h(x)在（0，2
4a ）上递减； 当x >24a 时，h '(x)>0，h(x)在（0，2
4a ）上递增。

所以x >2
4a 是h(x )在（0， +∞ ）上的唯一极致点，且是极小值点，从而也是h(x)的最小值点。

所以Φ （a ）=h(24a )= 2a-aln 2
4a =2
Ⅱ当a ≤ 0时，h(x)=(1/2-2a) /2x>0,h(x)在（0，+∞）递增，无最小值。

故 h(x) 的最小值Φ （a ）的解析式为2a(1-ln2a) (a>o) （3）由（2）知Φ （a ）=2a(1-ln2a)
则 Φ 1
（a ）=-2ln2a ，令Φ 1
（a ）=0 解得 a =1/2
当 0<a<1/2时，Φ 1
（a ）>0，所以Φ （a ） 在(0,1/2) 上递增 当 a>1/2 时， Φ 1（a ）<0，所以Φ（a ） 在 (1/2, +∞)上递减。

所以Φ（a ）在(0, +∞)处取得极大值Φ（1/2 ）=1
因为Φ（a ）在(0, +∞)上有且只有一个极致点，所以Φ（1/2）=1也是Φ（a ）的最大值 所当a 属于 (0, +∞)时，总有Φ（a ） ≤ 1 8. （2020江苏卷）20、（本小题满分16分）
设)(x f 是定义在区间),1(+∞上的函数，其导函数为)('x f 。

如果存在实数a 和函数)(x h ，其中)
(x h 对任意的),1(+∞∈x 都有)(x h >0，使得
)1)(()('2
+-=ax x x h x f ，则称函数)(x f 具有性质)(a P 。

(1)设函数)
(x f 2
ln (1)1b x x x +=+
>+，其中b 为实数。

(i)求证：函数)(x f 具有性质)(b P ； (ii)求函数)(x f 的单调区间。

(2)已知函数)(x g 具有性质)2(P 。

给定
1212,(1,),,
x x x x ∈+∞<设m 为实数，
21)1(x m mx -+=α，21)1(mx x m +-=β，且1,1>>βα，
若|)()(βαg g -|<|)()(21x g x g -|，求m 的取值范围。

[解析] 本小题主要考查函数的概念、性质、图象及导数等基础知识，考查灵活运用数形结合、分类讨论的思想方法进行探索、分析与解决问题的综合能力。

满分16分。

（1）(i)'()
f x 222121(1)(1)(1)
b x bx x x x x +=
-=-+++
∵1x >时，
2
1
()0
(1)h x x x =
>+恒成立，
∴函数)(x f 具有性质)(b P ；
(ii)（方法一）设
2
2
2()1()124b b x x bx x ϕ=-+=-+-
，()x ϕ与)('x f 的符号相同。

当2
10,22
4b b ->-<<时，()x ϕ0>，)('x f 0>，故此时)(x f 在区间),1(+∞上递增；
当2b =±时，对于1x >，有)('x f 0>，所以此时)(x f 在区间),1(+∞上递增；
当2b <-时，()x ϕ图像开口向上，对称轴
12b
x =
<-，而(0)1ϕ=，
对于1x >，总有()x ϕ0>，)('x f 0>，故此时)(x f 在区间),1(+∞上递增；
（方法二）当2b ≤时，对于1x >，
222
()121(1)0x x bx x x x ϕ=-+≥-+=-> 所以)('x f 0>，故此时)(x f 在区间),1(+∞上递增；
当2b >时，()x ϕ图像开口向上，对称轴
12b
x =
>，方程()0x ϕ=的两根为
：
，而1,(0,1)22b b >=
当x ∈时，()x ϕ0<，)('x f 0<，故此时)(x f
在区间 上递减；同理得：)(x f
在区间)
+∞上递增。

综上所述，当2b ≤时，)(x f 在区间),1(+∞上递增；
当2b >时，)(x f
在上递减；
)(x f
在)
+∞上递增。

(2)（方法一）由题意，得：22
'()()(21)()(1)g x h x x x h x x =-+=-
又)(x h 对任意的),1(+∞∈x 都有)(x h >0，
所以对任意的),1(+∞∈x 都有()0g x '>，()g x 在(1,)+∞上递增。

又
1212,(21)()x x m x x αβαβ+=+-=--。

当1
,1
2m m
>
≠时，α
β
<，且
1
12212(1)(1),(1)(1)x m x m x x m x m x αβ-=-+--=-+-，
综合以上讨论，得：所求m 的取值范围是（0，1）。

（方法二）由题设知，()g x 的导函数
2
'()()(21)g x h x x x =-+，其中函数()0h x >对于任意的),1(+∞∈x 都成立。

所以，当1x >时，2'()()(1)0g x h x x =->，从而()g x 在区间),1(+∞上单调递增。

①当(0,1)m ∈时，有
12111(1)(1)mx m x mx m x x α=+->+-=，
12222(1)(1)mx m x mx m x x α=+-<+-=，得12(,)x x α∈，同理可得12(,)x x β∈，所以由()g x 的
单调性知()g α、()
g β12((),())
g x g x ∈，
从而有|)()(βαg g -|<|)()(21x g x g -|，符合题设。

②当0m ≤时，
12222
(1)(1)mx m x mx m x x α=+-≥+-=，
12111
(1)(1)m x mx m x mx x β=-+≤-+=，于是由1,1αβ>>及()g x 的单调性知
12()()()()
g g x g x g βα≤<≤，所以|)()(βαg g -|≥|)()(21x g x g -|，与题设不符。

③当1m ≥时，同理可得
12
,x x αβ≤≥，进而得|)()(βαg g -|≥|)()(21x g x g -|，与题设不符。

因此综合①、②、③得所求的m 的取值范围是（0，1）。

【考点精题精练】 一、 选择题
1、（2020届·山东莱阳一中月考（文））3．已知函数
()f x 的导函数()43cos f x x '=+，()1,1x ∈-，
且(0)0f =，如果
2(1)(1)0f a f a -+-<成立，则实数a 的取值范围为（B ） A ．
()0,1 B ．()1,
2
C ．()2,2--
D ．()(),21,-∞-⋃+∞
2、（2020届·山东烟台开发区高三月考）12．若二次函数()y f x =的图象过原点，且它的导数'()y f x =的图象是经过第一、二、三象限的一条直线，则()y f x =的图象顶点在（C ）
A ．第一象限
B ．第二象限
C ．第三象限
D ．第四象限
3、（2020届·山东诸城高三1月质检）5. 若函数
,cos )(x e x f x
=则此函数图象在点))1(,1(f 处的切线的倾斜角为（D ）
A ．0
B ．锐角
C ．直角
D ．钝角
4、（2020届·福建南靖一中高三月考）8．曲线3
24y x x =-+在点(1,3)处的切线的倾斜角为（ B ）
A ．030
B ．0
45 C ．060 D ．0120
5、（2020届·湖南省箴言中学高三一模（理））
6、函数)(x f y =与)(x f y '=的图像不可能是（ D ）
6、（2020年·山东运河中学10月月考）11．若函数
b 3bx 6x )x (f 3
+-=在)1,0(内有极小值，
则实数b 的取值范围是( D )
A ．)1,0(
B ．)1,(-∞
C ．),0(∞+
D ．
)
21
,0( 7、（2020届·山东诸城高三12月质检）5．若函数
,cos )(x e x f x
=则此函数图象在点))1(,1(f 处的
切线的倾斜角为 （ D ）
A ．0
B ．锐角
C ．直角
D ．钝角
8、（2020届·山东烟台开发区高三月考(文)）12．已知函数
32
()3f x x x a =-+，若(1)f x +是奇函数，则曲线()y f x =在点(0,)a 处的切线方程是(C)
A ．0x =
B ．2x =
C ．2y =
D ．4y =
9、(湖南省·2020年长沙市一中月考)如果f '(x)是二次函数，且f '(x)的图像开口向上，顶点坐标为(1, －
)，那么曲线y ＝f(x)上任一点的切线的倾斜角
的取值范围是（ B ）
A ．(0, ]
B ．[0,
)∪[
，） C ．[0,
]∪[
，）
D ．[
,
]
10、（广东省普宁华侨中学·2020高三期中考试）已知函数c
bx ax x x f +++=2213)(23，方程0)('
=x f 两个根分别在区间（0，1）与（1，2）内，则12
--a b 的取值范围为（ A ）
A ．（41，1）
B ．),1()41,(+∞-∞Y
C ．
)
41,1(-- D ．（41
，2） 11、下列四个函数，在x =0处取得极值的函数是（ B ） ①y =x 3
②y =x 2
+1 ③y =|x | ④y =2x
A.①②
B.②③
C.③④
D.①③
12、函数y =2
16x
x
+的极大值为（ A ） A.3
B.4
C.2
D.5
二、填空题
1、（2020年·山东运河中学10月月考）已知曲线21y x =-在0x x =点处的切线与曲线3
1y x =-在
0x x =点处的切线互相平行，则0x 的值为 0或 -2/3 ．
2、（2020届·广东高三六校联考（理））设曲线在点（1，1）处的切线与轴的交
点的横坐标为
，令
，则
的值为___-2__．
3、（江苏省靖江市·2020届高三期中）已知函数y=ax 3
－15x 2
＋36x －24,x []
0,4x ∈在x=3处有极值，
则函数的最大值是 8 .
4、（浙江省绍兴县鲁迅中学·2020届高三期中）曲线2
2y x x =+-在点
()1,0处的切线方程为
3(1)y
x =-
解析：对于21,3,y x k '=+=∴曲线
2
2y x x =+-在点()1,0处的切线方程为3(1)y x =-
三、解答题
1、（2020届·湖南省箴言中学高三一模（理））19、（本小题满分14分）
已知函数)(x f =d cx bx ax +++23的单调递减区间是（－1，3），且在x =1处的切线方程为：
01312=-+y x
（1）、求函数)(x f 的解析式；
（2）、求函数)(x f 在区间[－4，4 ]上的最值；
（3）、若过点（0，m ）有且只有一条直线与)(x f 相切，求m 的取值范围。

解：（1）、由已知：c bx ax x f ++='23)(2
<0的解集为（－1，3），
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧
+--=⇒=-=-==⇒
⎪⎪⎪⎪⎭
⎪⎪⎪⎪⎬⎫=+++=-=++='⎪⎪⎪⎩⎪
⎪⎪⎨⎧
=⨯--
=+->∴1293)(129311)1(1223)1(33)1(32310
32
3x x x x f d c b a d c b a f c b a f a c a b a
2、（广东省普宁华侨中学·2020高三期中考试）（本小题满分14分）设函数
322()31()f x ax bx a x a b =+-+∈R ，在1x x =，2x x =处取得极值，且122x x -=．
（1）若1a =，求b 的值，并求()f x 的单调区间； （2）若0a >，求b 的取值范围．
解：22
()323f x ax bx a '=+-．①………………2分
（1）当1a =时，
2
()323f x x bx '=+-；由题意知12x x ，为方程23230x bx +-=
的两根，所以12x x -=
．由122x x -=，得0b =………………4分
从而2()31f x x x =-+，
2
()333(1)(1)f x x x x '=-=+-．…………5分 当(11)
x ∈-，时，()0f x '<；当(1)(1)x ∈--+U ∞，，∞时，()0f x '>． 故()f x 在(11)
-，单调递减，在(1)--∞，，(1)+，∞单调递增．……………… 7分 （2）由①式及题意知
12
x x ，为方程22
3230x bx a +-=的两根，
所以12x x -=．从而221229(1)x x b a a -=⇔=-，
由上式及题设知01a <≤．……………… 9分
考虑23
()99g a a a =-，2
2()1827273g a a a a a ⎛⎫'=-=-- ⎪⎝⎭．……………… 11分 故()g a 在203⎛⎫ ⎪⎝⎭，单调递增，在213⎛⎫ ⎪⎝⎭，单调递减，从而()g a 在(]01，的极大值为24
33g ⎛⎫= ⎪⎝⎭． 又()g a 在
(]01，上只有一个极值，所以24
33g ⎛⎫=
⎪⎝⎭为()g a 在(]01，上的最大值，且最小值为
(1)0g =．所以2
403b ⎡⎤∈⎢⎥
⎣⎦，，即b
的取值范围为33⎡-⎢⎣⎦，………………14分。