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高中数学函数与导数高考真题自助学习自助餐阅览题浏
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学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.已知成等比数列,且.若,则
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】分析:先证不等式,再确定公比的取值范围,进而作出判断.
详解:令则,令得,所以当时,,当
时,,因此,
若公比,则,不合题意;
若公比,则
但,
即,不合题意;
因此,
,选B.
点睛:构造函数对不等式进行放缩,进而限制参数取值范围,是一个有效方法.如
2.函数y=sin2x的图象可能是
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】分析:先研究函数的奇偶性,再研究函数在上的符号,即可判断选择.
详解:令,
因为,所以为奇函数,排除选项A,B;
因为时,,所以排除选项C,选D.
点睛:有关函数图象的识别问题的常见题型及解题思路:(1)由函数的定义域,判断图象的左、右位置,由函数的值域,判断图象的上、下位置;(2)由函数的单调性,判断图象的变化趋势;(3)由函数的奇偶性,判断图象的对称性;(4)由函数的周期性,判断图象的循环往复.
3.已知,,,则a,b,c的大小关系为
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】分析:由题意结合对数函数的性质整理计算即可求得最终结果.
详解:由题意结合对数函数的性质可知:
,,,
据此可得:.
本题选择D选项.
点睛:对于指数幂的大小的比较,我们通常都是运用指数函数的单调性,但很多时候,因幂的底数或指数不相同,不能直接利用函数的单调性进行比较.这就必须掌握一些特殊方法.在进行指数幂的大小比较时,若底数不同,则首先考虑将其转化成同底数,然
后再根据指数函数的单调性进行判断.对于不同底而同指数的指数幂的大小的比较,利用图象法求解,既快捷,又准确.
4.已知,则的大小关系为
A .
B .
C .
D .
【答案】D
【解析】分析:由题意结合对数的性质,对数函数的单调性和指数的性质整理计算即可确定a ,b ,c 的大小关系.
详解:由题意可知:,即,,即,
,即,综上可得:.本题选择D 选项.
点睛:对于指数幂的大小的比较,我们通常都是运用指数函数的单调性,但很多时候,因幂的底数或指数不相同,不能直接利用函数的单调性进行比较.这就必须掌握一些特殊方法.在进行指数幂的大小比较时,若底数不同,则首先考虑将其转化成同底数,然后再根据指数函数的单调性进行判断.对于不同底而同指数的指数幂的大小的比较,利用图象法求解,既快捷,又准确.
5.设函数,则满足
的x 的取值范围是( )
A .
B .
C .
D .
【答案】D 【解析】
分析:首先根据题中所给的函数解析式,将函数图像画出来,从图中可以发现若有
成立,一定会有
,从而求得结果.
详解:将函数
的图像画出来,观察图像可知会有
,解得
,所以满足
的x 的取值范围是
,故选D .
点睛:该题考查的是有关通过函数值的大小来推断自变量的大小关系,从而求得相关的参数的值的问题,在求解的过程中,需要利用函数解析式画出函数图像,从而得到要出现函数值的大小,绝对不是常函数,从而确定出自变量的所处的位置,结合函数值的大小,确定出自变量的大小,从而得到其等价的不等式组,从而求得结果.
6.设函数.若为奇函数,则曲线在点处的切线方程为()
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】分析:利用奇函数偶此项系数为零求得,进而得到的解析式,再对求导得出切线的斜率,进而求得切线方程.
详解:因为函数是奇函数,所以,解得,
所以,,
所以,
所以曲线在点处的切线方程为,
化简可得,故选D.
点睛:该题考查的是有关曲线在某个点处的切线方程的问题,在求解的过程中,首先需要确定函数解析式,此时利用到结论多项式函数中,奇函数不存在偶次项,偶函数不存在奇次项,从而求得相应的参数值,之后利用求导公式求得,借助于导数的几何意义,结合直线方程的点斜式求得结果.
7.已知函数.若g(x)存在2个零点,则a的取值范围是
A.[–1,0)B.[0,+∞)C.[–1,+∞)D.[1,+∞)
【答案】C
【解析】分析:首先根据g(x)存在2个零点,得到方程有两个解,将其
转化为有两个解,即直线与曲线有两个交点,根据题中所给的函数解析式,画出函数的图像(将去掉),再画出直线,并将其上下移动,从图中可以发现,当时,满足与曲线有两个交点,从而求得结果.
详解:画出函数的图像,在y轴右侧的去掉,
再画出直线,之后上下移动,
可以发现当直线过点A时,直线与函数图像有两个交点,
并且向下可以无限移动,都可以保证直线与函数的图像有两个交点,
即方程有两个解,
也就是函数有两个零点,
此时满足,即,故选C.
点睛:该题考查的是有关已知函数零点个数求有关参数的取值范围问题,在求解的过程中,解题的思路是将函数零点个数问题转化为方程解的个数问题,将式子移项变形,转化为两条曲线交点的问题,画出函数的图像以及相应的直线,在直线移动的过程中,利用数形结合思想,求得相应的结果.
8.设函数,若为奇函数,则曲线在点处的切线方程为
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】分析:利用奇函数偶此项系数为零求得,进而得到的解析式,再对求导得出切线的斜率,进而求得切线方程.
详解:因为函数是奇函数,所以,解得,
所以,,
所以,
所以曲线在点处的切线方程为,
化简可得,故选D.
点睛:该题考查的是有关曲线在某个点处的切线方程的问题,在求解的过程中,首先需要确定函数解析式,此时利用到结论多项式函数中,奇函数不存在偶次项,偶函数不存在奇次项,从而求得相应的参数值,之后利用求导公式求得,借助于导数的几何意义,结合直线方程的点斜式求得结果.
9.已知是定义域为的奇函数,满足.若,则
()
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】分析:先根据奇函数性质以及对称性确定函数周期,再根据周期以及对应函数值求结果.
详解:因为是定义域为的奇函数,且,
所以,
因此,
因为,所以,
,从而,选C.
点睛:函数的奇偶性与周期性相结合的问题多考查求值问题,常利用奇偶性及周期性进行变换,将所求函数值的自变量转化到已知解析式的函数定义域内求解.
10.函数的图像大致为()
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】分析:通过研究函数奇偶性以及单调性,确定函数图像.
详解:为奇函数,舍去A,
舍去D;

所以舍去C;因此选B.
点睛:有关函数图象识别问题的常见题型及解题思路(1)由函数的定义域,判断图象左右的位置,由函数的值域,判断图象的上下位置;②由函数的单调性,判断图象的变化趋势;③由函数的奇偶性,判断图象的对称性;④由函数的周期性,判断图象的循环往复.
11.已知函数.设,若关于的不等式在上恒成立,则的取值范围是
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】满足题意时的图象恒不在函数下方,
当时,函数图象如图所示,排除C,D 选项;
当时,函数图象如图所示,排除B 选项,
本题选择A 选项.
12.已知函数()()
211
2x x f x x x a e e --+=-++有唯一零点,则a=
A . 12-
B . 13
C . 1
2
D . 1 【答案】C
【解析】函数()f x 的零点满足()
211
2e e x x x x a --+-=-+,
设()1
1
e
e
x x g x --+=+,则()()211
1
1
1
1
1e 1
e
e
e
e e x x x x x x g x ---+----=-=-
=
', 当()0g x '=时, 1x =;当1x <时, ()0g x '<,函数()g x 单调递减; 当1x >时, ()0g x '>,函数()g x 单调递增,
当1x =时,函数()g x 取得最小值,为()12g =.
设()22h x x x =-,当1x =时,函数()h x 取得最小值,为1-, 若0a ->,函数()h x 与函数()ag x -没有交点;
若0a -<,当()()11ag h -=时,函数()h x 和()ag x -有一个交点, 即21a -⨯=-,解得1
2
a =
.故选C. 【名师点睛】利用函数零点的情况求参数的值或取值范围的方法: (1)利用零点存在性定理构建不等式求解.
(2)分离参数后转化为函数的值域(最值)问题求解.
(3)转化为两个熟悉的函数图像的上、下关系问题,从而构建不等式求解.
13.已知函数,则
A . 是奇函数,且在R 上是增函数
B . 是偶函数,且在R 上是增函数
C . 是奇函数,且在R 上是减函数
D . 是偶函数,且在R 上是减函数 【答案】A 【解析】
分析:讨论函数的性质,可得答案.
详解:函数的定义域为,且
即函数
是奇函数,
又在都是单调递增函数,故函数 在R 上是增函数。

故选A.
点睛:本题考查函数的奇偶性单调性,属基础题. 14.当0<x≤
1
2
时,4x<logax ,则a 的取值范围是
A . (0, 2)
B . (2
,1) C . (1, D . 2)
【答案】B 【解析】当
时,显然不成立.若时
当时,,此时对数,解得,根据对数的图象和
性质可知,要使
在时恒成立,则有,如图选B.
视频
15.已知函数()lg f x x =.若a b ≠且, ()()f a f b =,则a b +的取值范围是 ( ) A . ()1,+∞ B . [)1,+∞ C . ()2,+∞ D . [
)2,+∞ 【答案】C
【解析】解:因为函数()lg f x x =,且由()()lg lg 1f a f b a b ab =⇔-=⇔=,(假
设a<b ,)因此a+b ≥但是等号取不到,因此选C
视频
16.函数()()y y f x f x ==,
的导函数的图像如图所示,则函数()y f x =的图像可
能是
A .
B .
C .
D .
【答案】D
【解析】原函数先减再增,再减再增,且0x =位于增区间内,因此选D .
【名师点睛】本题主要考查导数图象与原函数图象的关系:若导函数图象与x 轴的交点为0x ,且图象在0x 两侧附近连续分布于x 轴上下方,则0x 为原函数单调性的拐点,运用导数知识来讨论函数单调性时,由导函数()'f x 的正负,得出原函数()f x 的单调区间. 17.若函数
在区间[0,1]上的最大值是M,最小值是m,则
的值( )
A . 与a 有关,且与b 有关
B . 与a 有关,但与b 无关
C . 与a 无关,且与b 无关
D . 与a 无关,但与b 有关 【答案】B 【解析】
因为最值在中取,所以最值之差一定与无关,选B .
【名师点睛】对于二次函数的最值或值域问题,通常先判断函数图象对称轴与所给自变量闭区间的关系,结合图象,当函数图象开口向上时,若对称轴在区间的左边,则函数在所给区间内单调递增;若对称轴在区间的右边,则函数在所给区间内单调递减;若对称轴在区间内,则函数图象顶点的纵坐标为最小值,区间端点距离对称轴较远的一端取得函数的最大值.
18.(2017新课标全国Ⅰ理科)设x 、y 、z 为正数,且,则
A . 2x<3y<5z
B . 5z<2x<3y
C . 3y<5z<2x
D . 3y<2x<5z 【答案】D 【解析】令
,则,,
∴,则,
,则,故选D.
点睛:对于连等问题,常规的方法是令该连等为同一个常数,再用这个常数表示出对应的
,通过作差或作商进行比较大小.对数运算要记住对数运算
中常见的运算法则,尤其是换底公式以及0与1的对数表示.
19.已知函数
,则
A . 在(0,2)单调递增
B . 在(0,2)单调递减
C .
的图像关于直线x=1对称 D .
的图像关于点(1,0)对称
【答案】C
【解析】由题意知,,所以
的图象关于直线
对称,故C 正确,D 错误;又(
),由复合函数的单调性可知

上单调
递增,在
上单调递减,所以A ,B 错误,故选C .
【名师点睛】如果函数

,满足
,恒有
,那么函数的图象
有对称轴;如果函数,,满足,恒有,那么函数
的图象有对称中心.
20.函数sin21cos x
y x
=
-的部分图像大致为
A .
B .
C .
D .
【答案】C
【解析】由题意知,函数sin21cos x
y x =
-为奇函数,故排除B ;当πx =时, 0y =,
故排除D ;当1x =时, sin2
01cos2
y =
>-,故排除A .故选C . 点睛:函数图像问题首先关注定义域,从图像的对称性,分析函数的奇偶性,根据函数的奇偶性排除部分选择项,从图像的最高点、最低点,分析函数的最值、极值,利用特值检验,较难的需要研究单调性、极值等,从图像的走向趋势,分析函数的单调性、周期性等.
21.函数f(x)的定义域为R ,f(-1)=2,对任意x ∈R ,f′(x)>2.则f(x)>2x +4的解集为( ) A . (-1,1) B . (-1,+∞) C . (-∞,-1) D . (-∞,+∞) 【答案】B
【解析】试题分析:依题意可设()()24g x f x x =--,所以()()''20g x f x =->.所以函数()g x 在R 上单调递增又因为()()11240g f -=-+-=.所以要使()()240g x f x x =-->,只需要1x >-.故选B. 考点:1.函数的求导.2.函数的单调性.3构建新的函数的思想.
视频
22.函数()
f x =的定义域是( ) A . (]3,0- B . (]3,1- C . ()(],33,0-∞-⋃- D . ()(]
,33,1-∞-⋃- 【答案】A
【解析】由题意得120
{ 30
x x -≥+>,所以30.x -<≤
【考点定位】本题考查函数的定义域的求法,考查数形结合思想和运算能力. 根据函数解析式确定函数的定义域,往往涉及到被开放数非负、分母不能为零,真数为正等多种特殊情形,然后通过交集运算确定.
23.已知 1.2
2a =, 0.8
12b -⎛⎫
= ⎪
⎝⎭
, 52log 2c =,则a, b, c 的大小关系为( )
A . c b a <<
B . c a b <<
C . b a c <<
D . b c a << 【答案】A
【解析】试题分析:因为0.8
0.8122b -⎛⎫
== ⎪
⎝⎭
,所以由指数函数的性质可得
0,8 1.2122b a <=<=, 552log 2log 41c ==<,因此c b a <<,故选A.
考点:1、指数函数的性质;2、对数函数的性质及多个数比较大小问题.
【方法点睛】本题主要考查指数函数的性质、对数函数的性质以及多个数比较大小问题,属于中档题. 多个数比较大小问题能综合考查多个函数的性质以及不等式的性质,所以也是常常是命题的热点,对于这类问题,解答步骤如下:(1)分组,先根据函数的性质将所给数据以0,1为界分组;(2)比较,每一组内数据根据不同函数的单调性比较大小;(3)整理,将各个数按顺序排列.
视频
二、解答题
24.(题文)已知函数.
(Ⅰ)若f(x)在x=x1,x2(x1≠x2)处导数相等,证明:f(x1)+f(x2)>8−8ln2;
(Ⅱ)若a≤3−4ln2,证明:对于任意k>0,直线y=kx+a与曲线y=f(x)有唯一公共点.【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)见解析
【解析】
分析: (Ⅰ)先求导数,根据条件解得x1,x2关系,再化简f(x1)+f(x2)为,利用基本不等式求得取值范围,最后根据函数单调性证明不等式,(Ⅱ)一方面利用
零点存在定理证明函数有零点,另一方面,利用导数证明函数在上单调递减,即至多一个零点.两者综合即得结论.
详解:(Ⅰ)函数f(x)的导函数,
由得,
因为,所以.
由基本不等式得.
因为,所以.
由题意得.
设,
则,
所以
所以g(x)在[256,+∞)上单调递增,
故,
即.
(Ⅱ)令m=,n=,则
f(m)–km–a>|a|+k–k–a≥0,
f(n)–kn–a<≤<0,
所以,存在x0∈(m,n)使f(x0)=kx0+a,
所以,对于任意的a∈R及k∈(0,+∞),直线y=kx+a与曲线y=f(x)有公共点.
由f(x)=kx+a得.
设h(x)=,
则h′(x)=,
其中g(x)=.
由(Ⅰ)可知g(x)≥g(16),又a≤3–4ln2,
故–g(x)–1+a≤–g(16)–1+a=–3+4ln2+a≤0,
所以h′(x)≤0,即函数h(x)在(0,+∞)上单调递减,因此方程f(x)–kx–a=0至多1个实根.
综上,当a≤3–4ln2时,对于任意k>0,直线y=kx+a与曲线y=f(x)有唯一公共点.
点睛:利用导数证明不等式常见类型及解题策略:(1) 构造差函数.根据差函数导函数符号,确定差函数单调性,利用单调性得不等量关系,进而证明不等式.(2)根据条件,寻找目标函数.一般思路为利用条件将求和问题转化为对应项之间大小关系,
或利用放缩、等量代换将多元函数转化为一元函数. 25.已知函数()x
f x a =, ()lo
g a g x x =,其中a>1.
(I )求函数()()ln h x f x x a =-的单调区间;
(II )若曲线()y f x =在点()()
11,x f x 处的切线与曲线()y g x =在点()()
22,x g x 处的切线平行,证明()122lnln ln a
x g x a
+=-
; (III )证明当1e
a e ≥时,存在直线l ,使l 是曲线()y f x =的切线,也是曲线()y g x =的切线.
【答案】(Ⅰ)单调递减区间(),0-∞,单调递增区间为()0,+∞;(Ⅱ)证明见解析;(Ⅲ)证明见解析.
【解析】分析:(I )由题意可得()x
h x a lna lna ='-.令()0h x '=,解得x =0.据此可得
函数()h x 的单调递减区间(),0-∞,单调递增区间为()0,+∞.
(II )曲线()y f x =在点()()
11,x f x 处的切线斜率为1x
a lna .曲线()y g x =在点
()()2
2
,x g x 处的切线斜率为2
1x lna
.原问题等价于()1
2
2
1x x a lna =.两边取对数可得
()122lnlna
x g x lna
+=-
. (III )由题意可得两条切线方程分别为l 1: ()111x
x
y a a lna x x -=⋅-.l 2:
()2221
a y log x x x x lna
-=⋅-.则原问题等价于当1
e a e ≥时,存在()1,x ∈-∞+∞,
()20,x ∈+∞,使得l 1和l 2重合.转化为当1
e
a e ≥时,关于x 1的方程
1111120x x lnlna a x a lna x lna lna
-++
+=存在实数解,构造函数,令()12x x lnlna
u x a xa lna x lna lna =-+++,结合函数的性质可知存在唯一的x 0,且x 0>0,
使得()00u x '=,据此可证得存在实数t ,使得()0u t <,则题中的结论成立. 详解:(I )由已知, ()x
h x a xlna =-,有()x
h x a lna lna ='-.
令()0h x '=,解得x =0.
由a >1,可知当x 变化时, ()h x ', ()h x 的变化情况如下表:
所以函数()h x 的单调递减区间为(),0-∞,单调递增区间为()0,+∞.
(II )由()x f x a lna '=,可得曲线()y f x =在点()()
11,x f x 处的切线斜率为1x
a lna .
由()1g x xlna =
',可得曲线()y g x =在点()()22,x g x 处的切线斜率为21x lna
. 因为这两条切线平行,故有121x a lna x lna
=
,即()1221x
x a lna =. 两边取以a 为底的对数,得21220a log x x log lna ++=,所以()122lnlna
x g x lna
+=-
. (III )曲线()y f x =在点()
11,x
x a 处的切线l 1: ()111x x
y a a lna x x -=⋅-.
曲线()y g x =在点()22,a x log x 处的切线l 2: ()2221
a y log x x x x lna
-=
⋅-. 要证明当1e
a e ≥时,存在直线l ,使l 是曲线()y f x =的切线,也是曲线()y g x =的切线,
只需证明当1e
a e ≥时,存在()1,x ∈-∞+∞, ()20,x ∈+∞,使得l 1和l 2重合.
即只需证明当1e a e ≥时,方程组1112121
{
1
x x x a a lna x lna
a x a lna log x lna
=
-=-
①②有解,
由①得()
122
1x x a lna =
,代入②,得1111120x x
lnlna a x a lna x lna lna
-++
+=. ③ 因此,只需证明当1e
a e ≥时,关于x 1的方程③存在实数解.
设函数()12x x
lnlna u x a xa lna x lna lna
=-++
+, 即要证明当1
e
a e ≥时,函数()y u x =存在零点.
()()2
1x u x lna xa '=-,可知(),0x ∈-∞时, ()0u x '>;
()0,x ∈+∞时, ()u x '单调递减,
又()010u '=>, ()()1
2
110lna u a lna ⎡⎤=-<⎢⎥⎥'⎢⎣⎦
, 故存在唯一的x 0,且x 0>0,使得()00u x '=,即()0
2
010x lna x a
-=.
由此可得()u x 在()0,x -∞上单调递增,在()0,x +∞上单调递减.
()u x 在0x x =处取得极大值()0u x .
因为1
e
a e ≥,故()1ln lna ≥-, 所

()()
000000201212220x x lnlna lnlna lnlna u x a x a lna x x lna lna lna lna x lna +=-++
+=++≥≥.
下面证明存在实数t ,使得()0u t <. 由(I )可得1x a xlna ≥+, 当1
x lna
>
时, 有()()()1211lnlna u x xlna xlna x lna lna
≤+-++
+ ()2
2121lnlna
lna x x lna lna
=-+++
+, 所以存在实数t ,使得()0u t <
因此,当1e
a e ≥时,存在()1,x ∈-∞+∞,使得()10u x =.
所以,当1
e a e ≥时,存在直线l ,使l 是曲线()y
f x =的切线,也是曲线()y
g x =的切线.
点睛:导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,而函数是高中数学中重要的知识点,所以在历届高考中,对导数的应用的考查都非常突出 ,本专题在高考中的命题方向及命题角度 从高考来看,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行: (1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系. (2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数. (3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题. (4)考查数形结合思想的应用. 26.(2018年天津卷文)设函数
,其中
,且
是公差
为的等差数列.
(I)若求曲线在点处的切线方程;
(II)若,求的极值;
(III)若曲线与直线有三个互异的公共点,求d的取值范围.【答案】(Ⅰ)x+y=0;(Ⅱ)极大值为6;极小值为−6;(Ⅲ)
【解析】分析:(Ⅰ)由题意可得f(x)=x3−x,=3x2−1,结合f(0)=0,=−1,可得切线方程为x+y=0.
(Ⅱ)由已知可得:f(x)=x3−3t2x2+(3t22−9)x− t23+9t2.则= 3x2−6t2x+3t22−9.令=0,解
得x= t2−,或x= t2+.据此可得函数f(x)的极大值为f(t2−)=6;函数极小值为
f(t2+)=−6.
(III)原问题等价于关于x的方程(x−t2+d) (x−t2) (x−t2−d)+ (x−t2)+ 6=0有三个互异的实数解,令u= x−t2,可得u3+(1−d2)u+6=0.设函数g(x)= x3+(1−d2)x+6,则y=g(x)有三个零点.利用导函数研究g(x)的性质可得的取值范围是
详解:(Ⅰ)由已知,可得f(x)=x(x−1)(x+1)=x3−x,故=3x2−1,因此f(0)=0,=−1,
又因为曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y−f(0)=(x−0),故所求切线方程为x+y=0.
(Ⅱ)由已知可得
f(x)=(x−t2+3)(x−t2)(x−t2−3)=(x−t2)3−9(x−t2)=x3−3t2x2+(3t22−9)x−t23+9t2.
故=3x2−6t2x+3t22−9.令=0,解得x=t2−,或x=t2+.
当x变化时,,f(x)的变化如下表:
)),
所以函数f(x)的极大值为f(t2−)=(−)3−9×(−)=6;函数f(x)的极小值为
f(t2+)=()3−9×()=−6.
(Ⅲ)曲线y=f(x)与直线y=−(x−t2)−6有三个互异的公共点等价于关于x的方程
(x−t2+d)(x−t2)(x−t2−d)+(x−t2)+ 6=0有三个互异的实数解,令u=x−t2,可得u3+(1−d2)u+6=0.
设函数g(x)=x3+(1−d2)x+6,则曲线y=f(x)与直线y=−(x−t2)−6有三个互异的公共点等价于函数y=g(x)有三个零点.
=3x3+(1−d2).
当d2≤1时,≥0,这时在R上单调递增,不合题意.
当d2>1时,=0,解得x1=,x2=.
易得,g(x)在(−∞,x1)上单调递增,在[x1,x2]上单调递减,在(x2,+∞)上单调递增.
g(x)的极大值g(x1)=g()=>0.
g(x)的极小值g(x2)=g()=−.
若g(x2)≥0,由g(x)的单调性可知函数y=g(x)至多有两个零点,不合题意.
若即,也就是,此时,且
,从而由的单调性,可知函数在区间内各有一个零点,符合题意.
所以,的取值范围是.
点睛:导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,而函数是高中数学中重要的知识点,所以在历届高考中,对导数的应用的考查都非常突出,本专题在高考中的命题方向及命题角度从高考来看,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行:(1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系.(2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数.(3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活
中的优化问题.(4)考查数形结合思想的应用.
27.设函数=[].
(1)若曲线在点(1,)处的切线与轴平行,求;
(2)若在处取得极小值,求的取值范围.
【答案】(1) 1 (2)(,)
【解析】分析:(1)先求导数,再根据得a;(2)先求导数的零点:,2;再分类讨论,根据是否满足在x=2处取得极小值,进行取舍,最后可得a的取值范围.详解:解:(Ⅰ)因为=[],
所以f ′(x)=[2ax–(4a+1)]e x+[ax2–(4a+1)x+4a+3]e x(x∈R)
=[ax2–(2a+1)x+2]e x.
f′(1)=(1–a)e.
由题设知f′(1)=0,即(1–a)e=0,解得a=1.
此时f (1)=3e≠0.
所以a的值为1.
(Ⅱ)由(Ⅰ)得f ′(x)=[ax2–(2a+1)x+2]e x=(ax–1)(x–2)e x.
若a>,则当x∈(,2)时,f ′(x)<0;
当x∈(2,+∞)时,f ′(x)>0.
所以f (x)<0在x=2处取得极小值.
若a≤,则当x∈(0,2)时,x–2<0,ax–1≤x–1<0,
所以f ′(x)>0.
所以2不是f (x)的极小值点.
综上可知,a的取值范围是(,+∞).
点睛:利用导数的几何意义解题,主要是利用导数、切点坐标、切线斜率之间的关系来进行转化.以平行、垂直直线斜率间的关系为载体求参数的值,则要求掌握平行、垂直与斜率之间的关系,进而和导数联系起来求解.
28.设函数.
(Ⅰ)若曲线在点处的切线斜率为0,求a;
(Ⅱ)若在处取得极小值,求a的取值范围.
【答案】(Ⅰ)
(Ⅱ)
【解析】分析:(1)求导,构建等量关系,解方程可得参数的值;(2)
对分及两种情况进行分类讨论,通过研究的变化情况可得取得极值的可能,进而可求参数的取值范围.
详解:
解:(Ⅰ)因为,
所以.

由题设知,即,解得.
(Ⅱ)方法一:由(Ⅰ)得.
若a>1,则当时,;
当时,.
所以在x=1处取得极小值.
若,则当时,,
所以.
所以1不是的极小值点.
综上可知,a的取值范围是.
方法二:.
(1)当a=0时,令得x=1.
随x的变化情况如下表:
∴在x=1处取得极大值,不合题意.
(2)当a>0时,令得.
①当,即a=1时,,
∴在上单调递增,
∴无极值,不合题意.
②当,即0<a<1时,随x的变化情况如下表:
∴在x=1处取得极大值,不合题意.
③当,即a>1时,随x的变化情况如下表:
∴在x=1处取得极小值,即a>1满足题意.
(3)当a<0时,令得.
随x的变化情况如下表:
∴在x=1处取得极大值,不合题意.
综上所述,a的取值范围为.
点睛:导数类问题是高考数学中的必考题,也是压轴题,主要考查的形式有以下四个:①考查导数的几何意义,涉及求曲线切线方程的问题;②利用导数证明函数单调性或求单调区间问题;③利用导数求函数的极值最值问题;④关于不等式的恒成立问题.
解题时需要注意的有以下两个方面:①在求切线方程问题时,注意区别在某一点和过某一点解题步骤的不同;②在研究单调性及极值最值问题时常常会涉及到分类讨论的思想,要做到不重不漏;③不等式的恒成立问题属于高考中的难点,要注意问题转换的等价性.
29.记分别为函数的导函数.若存在,满足且,则称为函数与的一个“点”.
(1)证明:函数与不存在“点”;
(2)若函数与存在“点”,求实数的值;
(3)已知函数,.对任意,判断是否存在,使函数与
在区间内存在“点”,并说明理由.
【答案】(1)证明见解析;(2);(3)存在,使函数与在区间内存在“点”.
【解析】分析:(1)根据题中“S点”的定义列两个方程,根据方程组无解证得结论;(2)同(1)根据“S点”的定义列两个方程,解方程组可得a的值;(3)通过构造函数以及结合“S点”的定义列两个方程,再判断方程组是否有解即可证得结论.
详解:解:(1)函数f(x)=x,g(x)=x2+2x-2,则f′(x)=1,g′(x)=2x+2.
由f(x)=g(x)且f′(x)= g′(x),得
,此方程组无解,
因此,f(x)与g(x)不存在“S”点.
(2)函数,,
则.
设x0为f(x)与g(x)的“S”点,由f(x0)与g(x0)且f′(x0)与g′(x0),得
,即,(*)
得,即,则.
当时,满足方程组(*),即为f(x)与g(x)的“S”点.
因此,a的值为.
(3)对任意a>0,设.
因为,且h(x)的图象是不间断的,
所以存在∈(0,1),使得,令,则b>0.
函数,
则.
由f(x)与g(x)且f′(x)与g′(x),得
,即(**)
此时,满足方程组(**),即是函数f(x)与g(x)在区间(0,1)内的一个“S点”.因此,对任意a>0,存在b>0,使函数f(x)与g(x)在区间(0,+∞)内存在“S点”.点睛:涉及函数的零点问题、方程解的个数问题、函数图象交点个数问题,一般先通过导数研究函数的单调性、最大值、最小值、变化趋势等,再借助函数的大致图象判断零点、方程根、交点的情况,归根到底还是研究函数的性质,如单调性、极值,然后通过数形结合的思想找到解题的思路.
30.(题文)某农场有一块农田,如图所示,它的边界由圆的一段圆弧(为此圆弧的中点)和线段构成.已知圆的半径为40米,点到的距离为50米.现规划在此农田上修建两个温室大棚,大棚内的地块形状为矩形,大棚内的地块形状
为,要求均在线段上,均在圆弧上.设与所成的角为.
(1)用分别表示矩形和的面积,并确定的取值范围;
(2)若大棚内种植甲种蔬菜,大棚内种植乙种蔬菜,且甲、乙两种蔬菜的单位面积年产值之比为.求当为何值时,能使甲、乙两种蔬菜的年总产值最大.
【答案】(1),;(2).
【解析】分析:(1)先根据条件求矩形长与宽,三角形的底与高,再根据矩形面积公式以及三角形面积公式得结果,最后根据实际意义确定的取值范围;(2)根据条件列函数关系式,利用导数求极值点,再根据单调性确定函数最值取法.
详解:
解:(1)连结PO并延长交MN于H,则PH⊥MN,所以OH=10.
过O作OE⊥BC于E,则OE∥MN,所以∠COE=θ,
故OE=40cosθ,EC=40sinθ,
则矩形ABCD的面积为2×40cosθ(40sinθ+10)=800(4sinθcosθ+cosθ),
△CDP的面积为×2×40cosθ(40–40sinθ)=1600(cosθ–sinθcosθ).
过N作GN⊥MN,分别交圆弧和OE的延长线于G和K,则GK=KN=10.令∠GOK=θ0,则sinθ0=,θ0∈(0,).
当θ∈[θ0,)时,才能作出满足条件的矩形ABCD,
所以sinθ的取值范围是[,1).
答:矩形ABCD的面积为800(4sinθcosθ+cosθ)平方米,△CDP的面积为
1600(cosθ–sinθcosθ),sinθ的取值范围是[,1).
(2)因为甲、乙两种蔬菜的单位面积年产值之比为4∶3,
设甲的单位面积的年产值为4k,乙的单位面积的年产值为3k(k>0),
则年总产值为4k×800(4sinθcosθ+cosθ)+3k×1600(cosθ–sinθcosθ)
=8000k(sinθcosθ+cosθ),θ∈[θ0,).
设f(θ)= sinθcosθ+cosθ,θ∈[θ0,),
则.
令,得θ=,
当θ∈(θ0,)时,,所以f(θ)为增函数;。

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