2021高考数学浙江专用一轮习题:专题3+第21练+导数小题综合练
2021高考数学浙江专用一轮习题:专题3 第19练 利用导数研究不等式问题
1.已知α,β∈⎣⎡⎦⎤-π2,π2,且αsin α-βsin β>0,则下列结论正确的是( ) A .α>βB .α+β>0C .α<βD .α2>β22.设f (x )是定义在R 上的奇函数,且f (1)=0,当x >0时,有f (x )>xf ′(x )恒成立,则不等式xf (x )>0的解集为( )A .(-∞,0)∪(0,1)B .(-∞,-1)∪(0,1)C .(-1,0)∪(1,+∞)D .(-1,0)∪(0,1)3.已知函数f (x )的定义域为R ,f ⎝⎛⎭⎫12=-12,对任意的x ∈R 满足f ′(x )>4x .当α∈[0,2π]时,不等式f (sin α)+cos2α>0的解集为( )A.⎝⎛⎭⎫π6,5π6B.⎝⎛⎭⎫4π3,5π3C.⎝⎛⎭⎫π3,2π3D.⎝⎛⎭⎫7π6,11π64.若关于x 的不等式ln(x +1)+e x ≥ax +b 对任意的x ≥0恒成立,则a ,b 可以是( )A .a =0,b =2B .a =1,b =2C .a =3,b =1D .a =2,b =15.若关于x 的不等式ax 2-ln x -x ≥0恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .(1,+∞)B .[1,+∞)C .(e ,+∞)D .[e ,+∞)6.(2020·湖州模拟)已知f (x )是定义在R 上的减函数,其导函数f ′(x )满足f (x )f ′(x )+x <1,则下列结论正确的是( )A .对于任意x ∈R ,f (x )<0B .对于任意x ∈R ,f (x )>0C .当且仅当x ∈(-∞,1),f (x )<0D .当且仅当x ∈(1,+∞),f (x )>07.设函数f (x )=e x ()1-2x ,g (x )=ax -a ,a >-1若存在唯一的整数x 0,使f (x )-g (x )>0,则aA.⎝⎛⎦⎤-1,32e B.⎣⎡⎭⎫23e ,1 C.⎝⎛⎦⎤-1,-32e D.⎣⎡⎭⎫-23e ,12 8.已知函数f (x )是定义在区间(0,+∞)上的可导函数,满足f (x )>0且f (x )+f ′(x )<0(f ′(x )为函数f (x )的导函数),若0<a <1<b 且ab =1,则下列不等式一定成立的是( )A .f (a )>(a +1)f (b )B .f (b )>(1-a )f (a )C .af (a )>bf (b )D .af (b )>bf (a )9.已知函数f (x )=⎝⎛⎭⎫a -12x 2+ln x ,若在区间(1,+∞)上函数f (x )的图象恒在直线y =2ax 的图象的下方,则实数a 的取值范围是________.10.(2020·浙江省91高中联盟期末)若f (x )是定义在D =(-∞,0)∪(0,+∞)上的可导函数,且xf ′(x )>f (x ),对x ∈D 恒成立.当b <a <0时,有如下结论:①bf (a )>af (b ),②bf (a )<af (b ),③af (a )>bf (b ),④af (a )<bf (b ),其中一定成立的是__________.11.对任意x >0,不等式ln x ≥a x-e x +2恒成立,则实数a 的取值范围为( ) A.⎝⎛⎭⎫-∞,-2e B.⎝⎛⎦⎤-∞,-2e C .(-∞,2-e) D .(-∞,2-e]12.(2020·台州模拟)下列不等式中正确的是( )①sin x <x ,x ∈(0,+∞);②e x ≥x +1,x ∈R ;③ln x <x ,x ∈(0,+∞).A .①③B .①②③C .②D .①②13.已知函数f (x )=a ln x -2x ,若不等式2a ln x ≤2x 2+f (2x -1)在x ∈(1,+∞)上恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,2]B .[2,+∞)C .(-∞,0]D .[0,2]14.已知函数f (x )=e x x -ax ,x ∈(0,+∞),当x 2>x 1>0时,不等式f (x 1)x 2<f (x 2)x 1恒成立,则实数aA.⎝⎛⎦⎤-∞,e 2 B .(-∞,e) C .(-∞,e 2) D .(-∞,e]15.(2020·诸暨质检)设函数f (x )=(x -a )2+4(ln x -a )2,a ∈R ,存在x 0>0,使得f (x 0)≤45成立,则实数a 的值是________.16.设函数f (x )=a x+x ln x ,g (x )=-4x 3+3x ,对任意的s ,t ∈⎣⎡⎦⎤12,2,都有f (s )≥g (t )成立,则实数a 的取值范围是________.答案精析1.D 2.D 3.A 4.D 5.B 6.B 7.C8.C 9.⎣⎡⎦⎤-12,12 10.① 11.B 12.B13.A [∵f (x )=a ln x -2x ,x >0,∴f (x 2)=a ln x 2-2x 2=2a ln x -2x 2,x >0,则不等式2a ln x ≤2x 2+f (2x -1)在x ∈(1,+∞)上恒成立,等价为2a ln x -2x 2≤f (2x -1),即f (x 2)≤f (2x -1)在x ∈(1,+∞)上恒成立,∵x 2-(2x -1)=x 2-2x +1=(x -1)2>0,即x 2>2x -1,∴等价为函数f (x )在(1,+∞)为减函数即可,即函数的导数f ′(x )≤0,∵f ′(x )=a x-2, ∴由f ′(x )=a x -2≤0,即a x≤2, 则a ≤2x 在(1,+∞)上恒成立,∵2x >2,∴a ≤2,即实数a 的取值范围是(-∞,2].]14.A [因为x 2>x 1>0,所以f (x 1)x 2<f (x 2)x 1⇒f (x 1)·x 1<f (x 2)·x 2, 设函数g (x )=x ·f (x ),于是有g (x 1)<g (x 2),而x 2>x 1>0,说明函数g (x )=x ·f (x )在x ∈(0,+∞)上是增函数,因为f (x )=e x x-ax , 所以g (x )=e x -ax 2,g ′(x )=e x -2ax ,因此当x ∈(0,+∞)时,g ′(x )=e x -2ax ≥0恒成立,即a ≤e x 2x在x ∈(0,+∞)时恒成立, 设h (x )=e x 2x ⇒h ′(x )=e x (x -1)2x 2, 当x >1时,h ′(x )>0,函数h (x )单调递增,当0<x <1时,h ′(x )<0,函数h (x )单调递减,故当x ∈(0,+∞)时,函数h (x )有最小值,即为h (1)=e 2,因此不等式a ≤e x 2x在x ∈(0,+∞)时恒成立,只需a ≤e 2.] 15.15解析 f (x )=(x -a )2+(2ln x -2a )2,可将f (x )看作动点A (x,2ln x )与定点B (a,2a )之间距离的平方,则动点A 在函数g (x )=2ln x 图象上,B 在直线y =2x 图象上,∵g ′(x )=2x ,令2x=2,解得x =1,g (1)=0, ∴g (x )=2ln x 上的点(1,0)到直线y =2x 的距离最小,∴d min =25=255, ∴f (x )≥(d min )2=45, 若存在x 0>0,使得f (x 0)≤45成立, 则f (x 0)=45, 此时A (1,0),B (a,2a )且AB 与直线y =2x 垂直,∴k AB =2a a -1=-12,∴a =15. 16.[1,+∞)解析 ∵在⎣⎡⎦⎤12,2上g ′(x )=-12x 2+3≤0恒成立, ∴当x =12时,g (x )=-4x 3+3x 取得最大值1, ∵对任意的s ,t ∈⎣⎡⎦⎤12,2,都有f (s )≥g (t )成立,∴在⎣⎡⎦⎤12,2上a x +x ln x ≥1恒成立,即在⎣⎡⎦⎤12,2上a ≥-x 2ln x +x 恒成立, 令h (x )=-x 2ln x +x ,则h ′(x )=-x ()2ln x +1+1,令m (x )=h ′(x ),m ′(x )=-2ln x -3,∵在⎣⎡⎦⎤12,2上m ′(x )<0恒成立,∴h ′(x )在⎣⎡⎦⎤12,2上为减函数,∵当x =1时,h ′(x )=0,∴当x =1时,h (x )取得最大值1, ∴a ≥1.快乐分享,知识无界!感谢您的下载!由Ruize收集整理!。
2021届高三数学(文理通用)一轮复习题型专题训练:导数的计算(含答案)
《导数的计算》考查内容:主要涉及导数的运算 注意:复合函数求导一般为理科内容一.选择题(在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的) 1.函数()ln 2cos f x x =+的导数为( ) A .1sin 2x - B .sin x - C .sin xD .1sin 2x + 2.函数()sin f x x 的导数为( )A .()'sin cos f x x x =+B .()'sin cos f x x x =C .()'cos f x x =D .()'cos f x x =3.函数ln x y e x =的导数是( ) A .1ln x x e x ⎛⎫+⎪⎝⎭B .()ln xx x e +C .1xe xD .1ln x x+4.已知函数()sin f x a x b =+的导函数为()f x ',若13f π⎛⎫= ⎪⎭'⎝,则a =( ) A .4B .2C .1D .125.下列求导运算正确的是( )A .2111x x x '⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭ B .21(log )ln 2x x '=C .3(3)3log e xx'=D .2(cos )2sin x x x x '=-6.下列对函数求导运算正确的是( )A .2sin cos sin x x x x x x '+⎛⎫= ⎪⎝⎭B .11ln x x '⎛⎫=- ⎪⎝⎭C .cos sin 33ππ'⎛⎫=- ⎪⎝⎭ D .()sin cos x x '=-7.已知()()231f x x xf '=+,则()1f '=( )A .1B .2C .-1D .-28.已知函数()2()ln f x xf e x '=+,则()f e =( ) A .e -B .eC .1-D .19.已知函数33()1xf x x e =++,其导函数为()f x ',则()()()()2020202020192019f f f f ''+-+-- 的值为( )A .1B .2C .3D .410.已知()0112nn n x a a x a x +=++⋅⋅⋅+,其中01243n a a a ++⋅⋅⋅+=,则123452345a a a a a ++++=( )A .405B .810C .324D .64811.函数()y f x =在R 上可导,且()()2'213f x x f x =-⋅-,则()()11f f '+=( ) A .0B .1C .-1D .不确定12.下列式子不.正确的是 ( ) A .()23cos 6sin x x x x '+=- B .()1ln 22ln 2xxx x'-=-C .()2sin 22cos 2x x '= D .2sin cos sin x x x x x x '-⎛⎫= ⎪⎝⎭二.填空题 13.函数sin xy x=的导数为_____________________; 14.()(2019ln )f x x x =+,若0()2020f x '=,则0x =_____.15.已知函数()()()()123f x x x x x =---,则()0f '=________. 16.设函数()f x 满足()()2311f x x f x '=++,则()3f 的值为______.三.解答题(解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 17.求下列函数的导数. (1)2sin y x x =;(2)n 1l y x x =+;(3)cos x xy e=;18.求下列函数的导数(1)3235y x x =+-;(2)sin y x x =+(3)sin x y x=;(4)21sin x y x -=19.求下列函数的导数:(1)sin xy e x = ;(2)y =2311x x x x ⎛⎫++ ⎪⎝⎭;(3)sin cos 22x y x x =-;20.求下列函数的导数(1)2sin 3y x x x =++; (2)2(ln sin )y x x x =+;(3) 221xy x =+ ; (4)41(13)y x =-.21.求下列函数的导数. (1)()ln x f x x =(2)()()239f x x x x ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭ (3)()()2ln 51xf x x =+-22.求出下列函数的导数.(1)tan xy e x =(2)()3ln 45y x +=(3)2311y x x x x ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭(4)y =sin nx x(5)()5221x y e x ++﹣=《导数的计算》解析1.【解析】因为常数的导数为0,cos x 的导数为sin x -, 所以()'sin f x x =-.故选:B.2.【解析】由()sin f x x =得,()'''1sin (sin )sin cos cos 2f x x x x x x =⋅+=+=, 故选:C3.【解析】因为函数ln xy ex =,所以11ln ln x xx y e x ee x x x ⎛⎫'=+=+ ⎪⎝⎭.故选:A 4.【解析】由题意知:()cos f x a x '=.因为13f π⎛⎫= ⎪⎭'⎝,所以cos 13a π=,解得2a =.故选:B.5.【解析】因为2111x x x '⎛⎫+=- ⎪⎝⎭,故A 错;因为21(log )ln 2x x '=,故B 正确;因为(3)3ln3xx '=,故C 错;因为22(cos )2cos sin x x x x x x '=-,故D 错.6.【解析】对于A 选项,2sin cos sin x x x x x x '-⎛⎫= ⎪⎝⎭,故A 选项错误.对于B 选项,1ln ln x x =-,所以()11ln ln x x x '⎛⎫'=-=- ⎪⎝⎭,故B 选项正确. 对于C 选项,cos 03π'⎛⎫= ⎪⎝⎭,故C 选项错误.对于D 选项,()sin cos x x '=,故D 选项错误.故选:B7.【解析】函数()()231f x x xf '=+,则()()231f x x f ''=+,令1x =代入上式可得()()1231f f ''=+,解得()11f '=-.故选:C8.【解析】由题得111()2(),()2(),()f x f e f e f e f e x e e '''''=+∴=+∴=-, 所以1()2()ln 2()11f e ef e e e e=+=⨯+'-=-.故选:C.9.【解析】因为33()1x f x x e =++,()333()131x xx f x x e x ee --=+-=-++,所以()()3f x f x -+=.又因为223()3(1)xxe f x x e -'=++, ()222233()33(1)()(1)x x x x e e f x x f x x e e ----'-=+-=+'=++ 所以()f x '为偶函数. 所以(2020)(2020)(2019)(2019)3f f f f ''+-+--=. 故选:C10.【解析】令1x =可得()0112nn a a a +=++⋅⋅⋅+, 由题意可得()12243n+=,解得5n =, 所以()5501512x a a x a x +=++⋅⋅⋅+,两边同时求导得()44125101225x a a x a x ⋅+=++⋅⋅⋅+, 令1x =可得()4125101225a a a ⋅+=++⋅⋅⋅+, 所以412525103810a a a ++⋅⋅⋅+=⨯=.故选:B.11.【解析】()()2'213f x x f x =-⋅-,得()()'41f x x f '=-,()()()'21411=2,()223f f f f x x x ''∴=-=--,,(1)3,(1)(1)1f f f '=-∴+=-.故选:C12.【解析】对于选项C ,(2sin 2)2cos 2(2)4cos 2x x x x ''=⋅=,C 错误 故选C13.【解析】22sin cos sin cos sin x x x x x x xy y x x x'⨯--=∴== 14.【解析】由题意,函数()(2019ln )f x x x =+,可得()2020ln f x x '=+, 因为0()2020f x '=,可得02020ln 2020x +=,即0ln 0x =,解得01x =.15.【解析】令()()()()123x x g x x --=-,所以()()f x xg x =,所以()()()'g x g f x x x ='+,所以()()()()()()00102030006g g f '+⋅='---==-.故答案为:6-.16.【解析】由()()2311f x x f x '=++,得''()23(1)f x x f =+,令1x =,则''(1)23(1)f f =+,解得'(1)1f =-,所以()231=-+f x x x ,令3x =,则(3)9911f =-+=,解得(3)1f =,故答案为:117.【解析】(1)y′=(x 2)′sin x +x 2(sin x)′=2xsin x +x 2cos x.(2)21111ln (ln )''''⎛⎫⎛⎫=+=+=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭y x x x x x x(3)2cos (cos )cos ()sin cos e ()x x x x x x x e x e x x y e e ''''-+⎛⎫=⋅==- ⎪⎝⎭18.【解析】(1)236y xx '=+;(2)sin cos y x x x '=+;(3)2cos sin x x xy x -'=;(4)()()222sin 1cos sin x x x x y x---'=.19.【解析】(1)y ′=(e x )′sinx +e x (sinx )′=e x sinx +e x cosx ..(2)因为y =x 3+21x+1,所以y ′=3x 2-32x . (3)因为y =x -12sinx ,所以y ′=1-12cosx .20.【解析】(1)因为2sin 3y x xx =++,所以cos 321cos 61y x x x x '=+⨯+=++;(2)因为2(ln sin )y x x x =+,所以()()()22ln sin ln sin y x x x x x x '''=+++,化简可得,()212ln sin cos y x x x x x x ⎛⎫'=+++ ⎪⎝⎭22ln 2sin cos x x x x x x x =+++;(3)因为221xy x =+,由基本初等函数的导数公式和运算法则可得, ()()()()222221211x x x x y x''+-+'=+()()22221221x x xx+-⋅=+()()222211x x-=+;(4)因为41(13)y x =-,所以()()()()4513134133y x x x --''⎡⎤'=--=--⨯-⎣⎦化简可得,()51213y x -'=-.21.【解析】(1)()'''22(ln )ln ()1ln x x x x xf x x x ⋅-⋅-==; (2)()()''239f x x x x ⎛⎫=+-+ ⎪⎝⎭()'239x x x ⎛⎫+- ⎪⎝⎭2222233272()(9)(1)2639x x x x x x x x =-+++=-++++=222736x x++;(3)()()''12ln 25151xf x x x =+⨯-=-52ln 251x x +-. 22.【解析】(1)由tan xy ex =,则()''2'tan tan t cos ()an xx xxe y e x e x e x x+==+, 即'2tan cos x x ey e x x=+(2)由3ln 45y x +=(),则'1245y x =+(3)由2323111y x x x x x x ⎛⎫=++=++ ⎪⎝⎭﹣,则'2332x y x =-,(4)由sin n x y x =,则'1cos sin n x x n x y x +-=,(5)由()5221x y e x +=+﹣,则()4'29221()x y x x e +=+﹣﹣.。
高考数学第一轮复习提分专练习题:导数的综合应用
高考数学第一轮复习提分专练习题:导数的综合应用学无止境,高中是人生生长变化最快的阶段,所以应该用心去想去做好每件事,查字典数学网为大家整理了2021年高考数学第一轮温习提分专练习题:导数的综合运用,希望可以协助到更多同窗!一、选择题1.设f(x),g(x)区分是定义在R上的奇函数和偶函数,当x0时,f(x)g(x)+f(x)g(x)0且g(3)=0,那么不等式f(x)g(x)0的解集是()A.(-3,0)(3,+)B.(-3,0)(0,3)C.(-,-3)(3,+)D.(-,-3)(0,3)答案:D 解题思绪:由于f(x),g(x)区分是定义在R上的奇函数和偶函数,所以h(x)=f(x)g(x)为奇函数,当x0时,h(x)=f(x)g(x)+f(x)g(x)0,所以h(x)在(-,0)为单调增函数,h(-3)=-h(3)=0,所以当x0时,h(x)0=h(-3),解得x-3,当x0时,h(x)0,解得-30时h(x)0的x的取值范围为(0,3),应选D.2.假定f(x)=x2-2x-4ln x,不等式f(x)0的解集记为p,关于x的不等式x2+(a-1)x-a0的解集记为q,且p是q的充沛不用要条件,那么实数a的取值范围是()A.(-2,-1]B.[-2,-1]C. D.[-2,+)答案:D 解题思绪:关于命题p: f(x)=x2-2x-4ln x,f(x)=2x-2-=,由f(x)0,得 x2.由p是q的充沛不用要条件知,命题p的解集(2,+)是命题q不等式解集的子集,关于命题q:x2+(a-1)x-a0(x+a)(x-1)0,当a-1时,解集为(-,-a)(1,+),显然契合题意;当a-1时,解集为(-,1)(-a,+),那么由题意得-2-1.综上,实数a的取值范围是[-2,+),应选D.3.定义在R上的函数f(x),g(x)满足=ax,且f(x)g(x)A.7B.6C.5D.4答案:B 解题思绪:由f(x)g(x)4.(河南顺应测试)函数f(x)是定义在R上的奇函数,且当x(-,0]时,f(x)=e-x-ex2+a,那么函数f(x)在x=1处的切线方程为()A.x+y=0B.ex-y+1-e=0C.ex+y-1-e=0D.x-y=0答案:B 命题立意:此题考察了函数的奇偶性及函数的导数的运用,难度中等.解题思绪:函数f(x)是R上的奇函数,f(x)=-f(-x),且f(0)=1+a=0,得a=-1,设x0,那么-x0,那么f(x)=-f(-x)=-(ex-ex2-1)=-ex+ex2+1,且f(1)=1,求导可得f(x)=-ex+2ex,那么f(1)=e,f(x)在x=1处的切线方程y-1=e(x-1),即得ex-y+1-e=0,故应选B.易错点拨:要留意函数中的隐含条件的开掘,特别是一些变量的值及函数图象上的特殊点,防止出现遗漏性错误.5.设二次函数f(x)=ax2-4bx+c,对xR,恒有f(x)0,其导数满足f(0)0,那么的最大值为()A. B. C.0 D.1答案:C 解题思绪:此题考察基本不等式的运用.由于f(x)0恒成立,所以a0且=16b2-4ac0.又由于f(x)=2ax-4b,而f(0)0,所以b0,那么==2-,又因4a+c8b,所以2,故2-2=0,当且仅当4a=c,ac=4b2,即当a=b,c=4b时,取到最大值,其值为0.技巧点拨:在运用均值不等式处置效果时,一定要留意一正二定三等,特别是要留意等号成立的条件能否满足.6.函数f(x),g(x)区分是二次函数f(x)和三次函数g(x)的导函数,它们在同一坐标系下的图象如下图,设函数h(x)=f(x)-g(x),那么()A.h(1)B.h(1)C.h(0)D.h(0)答案:D 解题思绪:此题考察函数及导函数的图象.取特殊值,令f(x)=x2,g(x)=x3,那么h(0)二、填空题7.关于三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a0),给出定义:设f(x)是函数y=f(x)的导数,f(x)是f(x)的导数,假定方程f(x)=0有实数解x0,那么称点(x0,f(x0))为函数y=f(x)的拐点.某同窗经过探求发现:任何一个三次函数都有拐点任何一个三次函数都有对称中心,且拐点就是对称中心.依据这一发现,那么函数f(x)=x3-x2+3x-的对称中心为________.答案:解题思绪:由f(x)=x3-x2+3x-,得f(x)=x2-x+3,f(x)=2x-1,由f(x)=0,解得x=,且f=1,所以此函数的对称中心为.8.设函数f(x)=(x+1)ln(x+1).假定对一切的x0都有f(x)ax 成立,那么实数a的取值范围为________.答案:(-,1] 解题思绪:令g(x)=(1+x)ln(1+x)-ax,对函数g(x)求导数g(x)=ln(1+x)+1-a,令g(x)=0,解得x=ea-1-1.当a1时,对一切x0,g(x)0,所以g(x)在[0,+)上是增函数.又g(0)=0,所以对x0,有g(x)0,即当a1时,关于一切x0,都有f(x)ax.当a1时,关于0又g(0)=0,所以对0所以,当a1时,不是对一切的x0都有f(x)ax成立.综上,a的取值范围为(-,1].三、解答题9.函数f(x)=x3-ax+1.(1)当x=1时,f(x)取得极值,求a的值;(2)求f(x)在[0,1]上的最小值;(3)假定对恣意mR,直线y=-x+m都不是曲线y=f(x)的切线,求a的取值范围.解析:(1)由于f(x)=x2-a,当x=1时,f(x)取得极值,所以f(1)=1-a=0,a=1.又当x(-1,1)时,f(x)当x(1,+)时,f(x)0,所以f(x)在x=1处取得极小值,即a=1时契合题意.(2)当a0时,f(x)0对x(0,1)恒成立,所以f(x)在(0,1)上单调递增,f(x)在x=0处取得最小值f(0)=1.当a0时,令f(x)=x2-a=0,x1=-,x2=,当0当x(0,)时,f(x)0,f(x)单调递减;当x(,1)时,f(x)0,f(x)单调递增.所以f(x)在x=处取得最小值f()=1-.当a1时,1.x(0,1)时,f(x)0,f(x)单调递减,所以f(x)在x=1处取得最小值f(1)=-a.综上所述,当a0时,f(x)在x=0处取得最小值f(0)=1;当0当a1时,f(x)在x=1处取得最小值f(1)=-a.(3)由于mR,直线y=-x+m都不是曲线y=f(x)的切线,所以f(x)=x2-a-1对xR恒成立,只需f(x)=x2-a的最小值大于-1即可.而f(x)=x2-a的最小值为f(0)=-a,所以-a-1,即a1.故a的取值范围是(-,1).10.函数f(x)=x-ax2-ln(1+x),其中aR.(1)假定x=2是f(x)的极值点,求a的值;(2)求f(x)的单调区间;(3)假定f(x)在[0,+)上的最大值是0,求a的取值范围. 命题立意:此题考察导数与函数的极值、单调性、最值等知识,考察考生剖析效果、处置效果的才干,考察函数与方程、分类整合等数学思想方法.(1)依据可导函数在一定点处取得极值的必要条件是其导数等于零,得出关于a的方程即可求出a,再依据极值点两侧导数值异号停止检验;(2)讨论导数的符号,就参数a的取值状况停止分类讨论即可;(3)依据函数的单调性和极值点,以及函数最大值的概念分状况处置.解析:(1)f(x)=,x(-1,+).依题意,得f(2)=0,解得a=.经检验,a=时,契合题意.(2)当a=0时,f(x)=,x(-1,+).故f(x)的单调增区间是(0,+),单调减区间是(-1,0).当a0时,令f(x)=0,得x1=0,x2=-1,当0f(x)的单调增区间是,单调减区间是(-1,0).当a=1时,f(x)的单调减区间是(-1,+).当a1时,-11时,f(x)的单调增区间是-1,0,单调减区间是(0,+).(3)由(2)知a0时,f(x)在(0,+)上单调递增,由f(0)=0知不合题意.当00,f(x)在区间上递增可知,ff(0)=0知不合题意.当a1时,f(x)在(0,+)单调递减,可得f(x)在[0,+)上的最大值是f(0)=0,契合题意.f(x)在[0,+)上的最大值是0时,a的取值范围是[1,+).11.设函数f(x)=xln x(x0).(1)求函数f(x)的最小值;(2)设F(x)=ax2+f(x)(aR),讨论函数F(x)的单调性;(3)斜率为k的直线与曲线y=f(x)交于A(x1,y1),B(x2,y2)(x10),令f(x)=0,得x=.当x时,f(x)当x时,f(x)0.当x=时,f(x)min=ln=-.(2)F(x)=ax2+ln x+1(x0),F(x)=2ax+=(x0).当a0时,恒有F(x)0,F(x)在(0,+)上是增函数; 当a0时,令F(x)0,得2ax2+10,解得0.综上,当a0时,F(x)在(0,+)上是增函数;当a0时,F(x)在上单调递增,在上单调递减. (3)k==.要证x11知ln t0,故等价于证ln t1).(*)设g(t)=t-1-ln t(t1),那么g(t)=1-1),故g(t)在[1,+)上是增函数.当t1时,g(t)=t-1-ln tg(1)=0,即t-1ln t(t1).设h(t)=tln t-(t-1)(t1),那么h(t)=ln t1),故h(t)在[1,+)上是增函数.当t1时,h(t)=tln t-(t-1)h(1)=0,即t-11).由知(*)成立,得证.12.函数f(x)=ln x-px+1.(1)求函数f(x)的极值点;(2)假定对恣意的x0,恒有f(x)0,求p的取值范围;(3)证明:+++(nN,n2).解析:(1)由f(x)的定义域为(0,+),f(x)=-p=, x0,当p0时,f(x)0, f(x)在(0,+)上单调递增,f(x)无极值点;当p0时,令f(x)=0, x=(0,+),f(x),f(x)随x的变化状况如下表:x f(x) + 0 - f(x) 增极大减从上表可以看出:当p0时,f(x)有独一的极大值点x=.(2)当p0时,f(x)在(0,+)上单调递增,所以不能够对恣意的x0,恒有f(x)0,当p0时,由(1)知在x=处取得极大值f=ln ,此时极大值也是最大值.要使f(x)0恒成立,只需f=ln 0,解得p1,所以p的取值范围是[1,+).(3)证明:令p=1,由(2)知ln x-x+10,ln xx-1,nN,n2,令x=n2,那么ln n2n2-1,=1-,所以结论成立.2021年高考数学第一轮温习提分专练习题:导数的综合运用,更多信息查字典数学网将第一时间为广阔考生提供,预祝各位考生报考到心仪的大学!。
2021年高考数学一轮总复习 2.12.3导数的综合应用练习
2021年高考数学一轮总复习 2.12.3导数的综合应用练习一、选择题1.(xx·宜昌模拟)已知y =f (x )是奇函数,当x ∈(0,2)时,f (x )=ln x -ax ⎝ ⎛⎭⎪⎫a >12,当x ∈(-2,0)时,f (x )的最小值为1,则a 的值等于( )A.14B.13C.12D .1解析 由题意知,当x ∈(0,2)时,f (x )的最大值为-1. 令f ′(x )=1x -a =0,得x =1a,当0<x <1a时,f ′(x )>0;当x >1a时,f ′(x )<0.∴f (x )max =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a =-ln a -1=-1,解得a =1.答案 D2.已知函数f (x )=12x 3-x 2-72x ,则f (-a 2)与f (-1)的大小关系为( )A .f (-a 2)≤f (-1) B .f (-a 2)<f (-1) C .f (-a 2)≥f (-1)D .f (-a 2)与f (-1)的大小关系不确定解析 由题意可得f ′(x )=32x 2-2x -72,令f ′(x )=12(3x -7)(x +1)=0,得x =-1或x =73,当x <-1时,f ′(x )>0,f (x )为增函数;当-1<x <73时,f ′(x )<0,f (x )为减函数.所以f (-1)是函数f (x )在(-∞,0]上的最大值,又因为-a 2≤0,所以f (-a 2)≤f (-1).答案 A3.若直线y =m 与y =3x -x 3的图象有三个不同的交点,则实数m 的取值范围为( ) A .-2<m <2 B .-2≤m ≤2 C .m <-2或m >2D .m ≤-2或m ≥2解析 y ′=3(1-x )(1+x ),由y ′=0,得x =±1,∴y 极大=2,y 极小=-2,∴-2<m <2. 答案 A4.如图为一圆锥形容器,其底面圆的直径等于圆锥母线长,水以每分钟9.3升的速度注入容器内,则注入水的高度在t =127分钟时的瞬时变化率为(注:π≈3.1)( )A .27分米/分钟B .9分米/分钟C .81分米/分钟D .99分米/分钟解析 设t 时刻水面高度为h ,半径为r ,则r =33h .此时水的体积V =13πr 2h =19πh 3,又V =9.3t所以19πh 3=9.3t ,且π≈3.1.答案 B5.已知定义在R 上的偶函数f (x ),f (1)=0,当x >0时有xf ′x -f xx 2>0,则不等式xf (x )>0的解集为( )A .{x |-1<x <0}B .{x |x >1或-1<x <0}C .{x |x >0}D .{x |-1<x <1}解析 当x >0时有xf ′x -f xx 2>0,即⎝⎛⎭⎪⎫f x x ′>0,∴f x x 在(0,+∞)上单调递增.∵f (x )为R 上的偶函数,∴xf (x )为R 上的奇函数. ∵xf (x )>0,∴x 2f x x >0.∴f xx>0. ∵f x x 在(0,+∞)上单调递增,且f 11=0, ∴当x >0时,若xf (x )>0,则x >1. 又∵xf (x )为R 上的奇函数,∴当x <0时, 若xf (x )>0,则-1<x <0.综上,不等式的解集为{x |x >1或-1<x <0}. 答案 B6.(xx·东北三省联考)已知f (x )为定义在(-∞,+∞)上的可导函数,且f (x )<f ′(x ),对于任意x ∈R 恒成立,则( )A .f (2)>e 2·f (0),f (2 010)>e 2 010·f (0) B .f (2)<e 2·f (0),f (2 010)>e 2 010·f (0) C .f (2)>e 2·f (0),f (2 010)<e 2 010·f (0) D .f (2)<e 2·f (0),f (2 010)<e 2 010·f (0)解析 设g (x )=f xex,则g ′(x )=f ′x e x -f x e xex2,又f (x )<f ′(x )对x ∈R 恒成立,所以g ′(x )>0. 所以g (x )在R 上单调递增. ∴g (2)>g (0),即f 2e2>f 0e.∴f (2)>e 2f (0). 又g (2 010)>g (0),f 2 010e2 010>f 0e,f (2 010)>e2 010f (0),选A.答案 A 二、填空题7.已知函数y =x 3-3x +c 的图象与x 轴恰有两个公共点,则c =________. 解析 设f (x )=x 3-3x +c ,对f (x )求导可得,f ′(x )=3x 2-3,令f ′(x )=0,可得x =±1.易知f (x )在(-∞,-1),(1,+∞)上单调递增,在(-1,1)上单调递减. 若f (1)=1-3+c =0,可得c =2. 若f (-1)=-1+3+c =0,可得c =-2. 答案 -2或28.若f (x )=x sin x +cos x ,则f (-3),f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,f (2)的大小关系为________.解析 由f (-x )=f (x )知,函数f (x )为偶函数,因此f (-3)=f (3).又f ′(x )=sin x +x cos x -sin x =x cos x ,当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2时,f ′(x )>0,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π时,f ′(x )<0.∴f (x )在区间(π2,π)上是减函数.∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2>f (2)>f (3)=f (-3). 答案 f (-3)<f (2)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2 9.设函数f (x )=kx 3-3x +1(x ∈R ),若对于任意x ∈[-1,1],都有f (x )≥0成立,则实数k 的值为________.解析 若x =0,则不论k 取何值,f (x )≥0都成立; 当x >0,即x ∈(0,1]时,f (x )=kx 3-3x +1≥0可化为k ≥3x 2-1x3.设g (x )=3x 2-1x 3,则g ′(x )=31-2xx4,所以g (x )在区间⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12上单调递增,在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1上单调递减. 因此g (x )max =g ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=4,从而k ≥4; 当x <0即x ∈[-1,0)时,f (x )=kx 3-3x +1≥0可化为k ≤3x 2-1x 3.g (x )=3x 2-1x3在区间[-1,0)上单调递增,因此g (x )min =g (-1)=4,从而k ≤4,综上k =4. 答案 4 三、解答题10.某种产品每件成本为6元,每件售价为x 元(6<x <11),年销售为u 万件,若已知5858-u 与⎝⎛⎭⎪⎫x -2142成正比,且售价为10元时,年销量为28万件.(1)求年销售利润y 关于售价x 的函数关系式; (2)求售价为多少时,年利润最大,并求出最大年利润.解 (1)设5858-u =k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -2142,∵售价为10元时,年销量为28万件, ∴5858-28=k ⎝⎛⎭⎪⎫10-2142,解得k =2. ∴u =-2⎝⎛⎭⎪⎫x -2142+5858=-2x 2+21x +18. ∴y =(-2x 2+21x +18)(x -6)=-2x 3+33x 2-108x -108(6<x <11). (2)y ′=-6x 2+66x -108=-6(x 2-11x +18) =-6(x -2)(x -9).令y ′=0,得x =2(舍去)或x =9,显然,当x ∈(6,9)时,y ′>0;当x ∈(9,11)时,y ′<0.∴函数y =-2x 3+33x 2-108x -108在(6,9)上单调递增,在(9,11)上单调递减. ∴当x =9时,y 取最大值,且y max =135,∴售价为9元时,年利润最大,最大年利润为135万元. 11.(xx·南京调研)已知函数f (x )=ex -m-x ,其中m 为常数.(1)若对任意x ∈R 有f (x )≥0恒成立,求m 的取值范围; (2)当m >1时,判断f (x )在[0,2m ]上零点的个数,并说明理由. 解 (1)依题意,可知f (x )在R 上连续, 且f ′(x )=ex -m-1,令f ′(x )=0,得x =m ,故当x ∈(-∞,m )时,e x -m<1,f ′(x )<0,f (x )单调递减;当x ∈(m ,+∞)时,ex -m>1,f ′(x )>0,f (x )单调递增.故当x =m 时,f (m )为极小值也是最小值. 令f (m )=1-m ≥0,得m ≤1.即对任意x ∈R ,f (x )≥0恒成立时,m 的取值范围是(-∞,1]. (2)当m >1时,f (m )=1-m <0.∵f (0)=e -m>0,f (0)·f (m )<0,且f (x )在(0,m )上单调递减, ∴f (x )在(0,m )上有一个零点. 又f (2m )=e m-2m ,令g (m )=e m-2m , ∵当m >1时,g ′(m )=e m-2>0, ∴g (m )在(1,+∞)上单调递增. ∴g (m )>g (1)=e -2>0,即f (2m )>0.∴f (m )·f (2m )<0,∴f (x )在(m,2m )上有一个零点.故f (x )在[0,2m ]上有两个零点.培 优 演 练1.已知函数f (x )=ln(1+x )-mx . (1)求函数f (x )的极值; (2)求证:1n +1+1n +2+…+1n +n +1>ln2(n ∈N *).解 (1)对f (x )求导,得f ′(x )=11+x-m (x >-1). 当m ≤0时,f ′(x )>0恒成立,则f (x )为 (-1,+∞)上的增函数,所以f (x )没有极值. 当m >0时,由f ′(x )>0,得-1<x <1m-1;由f ′(x )<0,得x >1m-1.所以f (x )在⎝⎛⎦⎥⎤-1,1m-1上单调递增,在⎣⎢⎡⎭⎪⎫1m-1,+∞上单调递减. 故当x =1m-1时,f (x )有极大值f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1m -1=m -1-ln m ,但无极小值.(2)证明:取m =1,由(1)知f (x )=ln(1+x )-x 在(0,+∞)上单调递减,所以f (x )<f (0)=0.即ln(1+x )<x (x >0).令x =1k (k >0),得ln(1+1k )<1k ,即ln k +1k <1k,分别取k =n +1,n +2,…,n +(n +1),n ∈N *,可得1n +1+1n +2+…+1n +n +1>ln n +2n +1+ln n +3n +2+…+ln 2n +22n +1=ln 2n +2n +1=ln2. 即1n +1+1n +2+…+1n +n +1>ln2(n ∈N *)成立.2.(xx·北京卷)已知函数f (x )=x cos x -sin x ,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2.(1)求证:f (x )≤0; (2)若a <sin x x <b 对x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2恒成立,求a 的最大值与b 的最小值.解 (1)证明:由f (x )=x cos x -sin x 得f ′(x )=cos x -x sin x -cos x =-x sin x .因为在区间⎝⎛⎭⎪⎫0,π2上f ′(x )=-x sin x <0,所以f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上单调递减.从而f (x )≤f (0)=0. (2)当x >0时,“sin xx>a ”等价于“sin x -ax >0”;“sin xx<b ”等价于“sin x -bx <0”.令g (x )=sin x -cx ,则g ′(x )=cos x -c . 当c ≤0时,g (x )>0对任意x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2恒成立. 当c ≥1时,因为对任意x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,g ′(x )=cos x -c <0,所以g (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上单调递减.从而g (x )<g (0)=0对任意x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2恒成立.当0<c <1时,存在唯一的x 0∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2使得 g ′(x 0)=cos x 0-c =0.g (x )与g ′(x )在区间⎝⎛⎭⎪⎫0,π2上的情况如下:因为g (x )在区间[0,x 0]上是增函数, 所以g (x 0)>g (0)=0.进一步,“g (x )>0对任意x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2恒成立”当且仅当g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=1-π2c ≥0,即0<c ≤2π.综上所述,当且仅当c ≤2π时,g (x )>0对任意x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2恒成立;当且仅当c ≥1时,g (x )<0对任意x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2恒成立.所以,若a<sin xx<b对任意x∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2恒成立,则a的最大值为2π,b的最小值为1.276786C1E 氞23128 5A58 婘22682 589A 墚V39649 9AE1 髡,21427 53B3 厳G m20172 4ECC 仌29379 72C3 狃 25976 6578 數G。
2021高考数学浙江专用一轮习题:专题3 第16练 导数的概念及其运算
1.函数y =x 2cos x +x 2的导数为( )A .y ′=2x cos x -x 2sin x +2xB .y ′=2x cos x +x 2sin x +x 2C .y ′=x 2cos x -2x sin x -2xD .y ′=x cos x -x 2sin x -x 22.已知函数f (x )=x (2019+ln x ),f ′(x 0)=2020,则x 0等于( )A .e 2B .1C .ln2018D .e3.(2019·丽水市四校联考)函数f (x )=x ln x 在点(1,f (1))处的切线方程为( )A .x -y -1=0B .x -y +1=0C .x +y -1=0D .x +y +1=04.已知函数f (x )=4e x +1+x 3+sin x ,其导函数为f ′(x ),则f (2020)+f ′(2020)+f (-2020)-f ′(-2020)的值为( )A .4040B .4C .2D .05.曲线y =x e x 在点(1,e)处的切线与直线ax +by +c =0垂直,则a b的值为( ) A .-12e B .-2e C.2e D.12e6.曲线f (x )=-13x 3+x +23在点(2,f (2))处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为( ) A .6B.32C .3D .12 7.设函数f (x )=x -e -x ,直线y =mx +n 是曲线y =f (x )的切线,则m +n 的最小值是( )A .-1eB .1C .1-1eD .1+1e 3 8.已知函数f (x )=a ln x +12x 2,在其图象上任取两个不同的点P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2)(x 1>x 2),总能使得f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>2,则实数a 的取值范围为( )A .(1,+∞)B .[1,+∞)C .(1,2)D .[1,2] 9.(2020·金丽衢十二校联考)过原点作曲线y =e x 的切线,则切点的坐标为________,切线的斜率为________.10.设P 为曲线C :y =x 3-x 2+2上的点,且曲线C 在点P 处切线倾斜角的取值范围为⎣⎡⎦⎤0,π4,则点P 横坐标的取值范围为____________________.11.已知函数f (x )是R 上的可导函数,f (x )图象如图所示,则下列不等式正确的是( )A .f ′(a )<f ′(b )<f ′(c )B .f ′(b )<f ′(c )<f ′(a )C .f ′(a )<f ′(c )<f ′(b )D .f ′(c )<f ′(a )<f ′(b )12.已知实数a ,b ,c ,d 满足ln a +1b +1=c -2d -3=1,则(a -c )2+(b -d )2的最小值为( ) A .8B .4C .2D. 213.已知函数f (x )=x ln x ,g (x )=a 2x 2+x -a (a ∈R ).直线x =t (t >0)与曲线y =f (x )和y =g (x )分别相交于A ,B 两点,且曲线y =f (x )在A 处的切线与曲线y =g (x )在B 处的切线斜率相等,则a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎦⎤-∞,1e B.⎝⎛⎦⎤0,1e C .(-∞,e] D .(0,e]14.若函数y =f (x )的图象上存在不同的两点,使得函数y =f (x )的图象在这两点处的切线互相平行,则称函数y =f (x )具有“同质点”.给出下列四个函数:①y =sin x ;②y =e x ;③y =x 3;④y =ln x .其中具有“同质点”的函数有( )A .1个B .2个C .3个D .4个15.(2019·临海市白云高级中学期中)已知函数f (x )=x 33-b 2x 2+ax +1(a >0,b >0),则函数g (x )=a ln x +f ′(x )a在点(b ,g (b ))处切线的斜率的最小值是________. 16.(2020·杭州市学军中学模拟)丹麦数学家琴生(Jensen)是19世纪对数学分析做出卓越贡献的巨人,特别是在函数的凸凹性与不等式方面留下了很多宝贵的成果,设函数f (x )在(a ,b )上的导函数为f ′(x ),f ′(x )在(a ,b )上的导函数为f ″(x ),若在(a ,b )上f ″(x )<0恒成立,则称函数f (x )在(a ,b )上为“凸函数”,已知f (x )=x 44-t 3x 3+32x 2在(1,4)上为“凸函数”,则实数t 的取值范围是________.答案精析1.A 2.B 3.A 4.B 5.D 6.A 7.C8.B 9.(1,e) e10.⎣⎡⎦⎤-13,0∪⎣⎡⎦⎤23,1 11.A 12.C 13.A [函数f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=ln x +1,g ′(x )=ax +1.因为曲线y =f (x )在A 处的切线与y =g (x )在B 处的切线斜率相等,所以f ′(t )=g ′(t )在(0,+∞)上有解,即方程ln t -at =0在(0,+∞)上有解.方程ln t -at =0在(0,+∞)上有解转化为函数y =ln x 与函数y =ax 的图象在(0,+∞)上有交点,令过原点且与函数y =ln x 的图象相切的直线的斜率为k ,只须a ≤k ,令切点为P (x 0,ln x 0),则k =01x , 又k =00ln x x ,所以01x =00ln x x ,解得x 0=e ,于是k =1e , 所以a ≤1e.] 14.B [由题意可知若存在x 1,x 2(x 1≠x 2),使得f ′(x 1)=f ′(x 2)(两切线不重合),则函数y =f (x )具有“同质点”.对于①,y ′=cos x ,显然存在x 1,x 2(x 1≠x 2),使得cos x 1=cos x 2成立.所以y =sin x 具有“同质点”.对于②,y ′=e x ,由y ′=e x 的单调性可知,不存在x 1,x 2(x 1≠x 2),使得e x 1=e x 2成立,所以y =e x 不具有“同质点”.对于③,y ′=3x 2,显然存在x 1,x 2(x 1≠x 2),使得3x 21=3x 22成立.所以y =x 3具有“同质点”.对于④,y ′=1x ,由y ′=1x在(0,+∞)单调递减可知, 不存在x 1,x 2(x 1≠x 2),使得1x 1=1x 2成立, 所以y =ln x 不具有“同质点”.所以具有“同质点”的函数有y =sin x ,y =x 3.] 15.216.⎣⎡⎭⎫518,+∞ 解析 f ′(x )=x 3-tx 2+3x ,f ″(x )=3x 2-2tx +3, ∵函数f (x )=x 44-t 3x 3+32x 2在(1,4)上是“凸函数”, ∴f ″(x )=3x 2-2tx +3<0在(1,4)上恒成立, 即t >32⎝⎛⎭⎫x +1x 恒成立(1<x <4), 令g (x )=32⎝⎛⎭⎫x +1x ,显然g (x )在(1,4)上单调递增, ∴g (x )<g (4)=518,∴t ≥518.快乐分享,知识无界!感谢您的下载!由Ruize收集整理!。
专题21 导数的综合运用 2021年高考数学(理)母题题源系列(全国1专
专题21 导数的综合运用 2021年高考数学(理)母题题源系列(全国1专专题21导数的综合运用-2021年高考数学(理)母题题源系列(全国1专motif的21个导数的综合应用【母题原题1】【2021新课标1,理21】已知函数(1)讨论的单调性;.(2)若存在两个极值点,证明:.【原题2】【2022新课程标准1,理论21】已知函数f(x)=ae2x+(A-2)ex-x.(1)讨论f(x)的单调性;(2)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.已知函数f(x)=(x-2)ex+a(x-1)2有两个零(I)找到a的值范围;(ⅱ)设x1,x2是f(x)的两个零点,证明:x1+x2<2.【命题意图】考察导数的概念、导数公式的推导规则、导数的几何意义和导数的应用、数学公式的变形能力、运算和求解能力、分类讨论的思想、函数和方程的思想、约化和变换的思想,分析和解决问题的能力,而且问题的难度、深度和广度也在增加。
本部分的要求一般分为三个层次:第一层次主要考察导数的推导公式、推导规则和几何意义;第二个层次是导数的简单应用,包括求函数的单调区间、极值和最大值;第三级是综合检查,如零点、证明不等式、常数建立问题、寻找参数等,包括解决应用问题、将导数内容与相关不等式有机结合、传统内容中的序列单调性和函数单调性,以及设计综合问题【答题模板】求解应用导数研究函数的性质问题的一般思路:第一步:记住求导规则并正确地找到求导方法在函数和求导问题的解决中,求导通常是涉及到的。
正确的推导是解决问题的关键。
因此,我们应该记住推导公式并实现正确的推导。
在解决这个问题时,我们应该首先写出函数定义域第二步:研究(1)(2)问的关系,注意利用第(1)问的结果.在题设条件下,如果第(1)问的结果第(2)问能用得上,可以直接用,有些题目不用第(1)问的结果甚至无法解决.第三步:根据条件找到或构造目标函数,并注意分类和讨论高考函数和导数解通常涉及分类讨论,并且讨论的步骤也是得分点,所以一定要重视分类讨论.第四步:选择合适的方法解决问题,并注意满分的要点:在函数和导数问题中,一些关键公式和结果,如导数的结果、分类讨论的条件、单调区间和零点都是分数点,必须清楚地写在解中。
(浙江专用)2021版新高考数学一轮复习第三章导数及其应用1第1讲变化率与导数、导数的计算课件
原函数 f(x)=ax (a>0 且 a≠1) f(x)=ex f(x)=logax (x>0,a>0 且 a≠1)
f(x)=ln x(x>0)
导函数
f′(x)=axln a
f′(x)=_e_x__
1 f′(x)=__x_l_n_a____
1 f′(x)=_x___
3.导数的运算法则 (1)[f(x)±g(x)]′=_____f_′_(x_)_±__g_′_(x_)______; (2)[f(x)·g(x)]′=___f′_(_x_)g_(_x_)_+__f_(x_)_g_′_(x_)____; (3)gf((xx))′=_f_′(__x_)__g_(__x[_g)_(_-_x_)f_(_]_2x_)__g_′_(__x_)_ (g(x)≠0).
第三章 导数及其应用
第1讲 变化率与导数、导数的计算
数学
01
基础知识 自主回顾
02
核心考点 深度剖析
03
高效演练 分层突破
知识点
最新考纲
了解导数的概念与实际背景,理解导数的几何意义. 变化率与导数、
会用基本初等函数的导数公式表和导数运算法则求函数的导数,并 导数的计算
能求简单的复合函数的导数(限于形如 f(ax+b)的导数).
1
1.(2020·杭州七校联考)曲线 y=e2x 在点(4,e2)处的切线与坐标轴所围三角形的面积为
2021届高三数学(理)一轮复习典型题专项训练《导数及其应用》(浙江地区专用)
2021届高三数学一轮复习典型题专项训练导数及其应用一、选择、填空题1、(七彩阳光联盟2019届高三上学期期初联考)设a 为正数,322()6f x x ax a =-+-,若()f x 在区间(0,3)a 不大于0,则a 的取值范围是( ) A .1(0,]27 B. 1(0,)27 C. 1(,)27+∞ D. 1[,)27+∞ 2、(七彩阳光联盟2019届高三上学期期初联考)已知函数()sin2(0)f x x x x =->,则函数()f x 的最小的极值点为 ;若将()f x 的极值点从小到大排列形成的数列记为{}n a ,则数列{}n a 的通项公式为 .3、(嘉兴市2019届高三上学期期末检测)已知函数f (x )=sin x ,g (x )=cos x ,设h (x )=f (x )+g (x ),则( )A .h 1(x )的极小值点是h (x )的极小值点B .h 2(x )极小值点是h (x )的极小值点C .h (x )的极大值点是h 1(x )的极大值点D .h (x )的极大值点是h 2(x )的极大值点 4、(宁波市2019届高三上学期期末考试)已知存在导函数,若既是周期函数又是奇函数,则其导函数A. 既是周期函数又是奇函数B. 既是周期函数又是偶函数C. 不是周期函数但是奇函数D. 不是周期函数但是偶函数5、(浙南名校联盟(温州九校)2019届高三上学期期末联考)若对任意0a >,函数32()1f x x ax bx =+++在开区间(,0)-∞内有且仅有一个零点,则实数b的取值范围是______.6、(稽阳联谊学校2019届高三4月联考)已知关于x 的方程2ln (1)0x x a x 在(0,)上有且只有一个实数根,则a 的取值范围是 .7、(台州市2019届高三4月调研)已知1a ,且函数22()24f x x x a x x a =.若对任意的1,x a 不等式()(1)f x a x 恒成立,则实数a 的取值范围为A.19,B.125,C.425,D.4,8、(温州市2019届高三2月高考适应性测试)已知2()f x x ax =-,若对任意的 a ∈R ,存在 x 0 ∈[0,2] ,使得0|()|f x k ≥成立,则实数k 的最大值是 ▲ .9、(杭州第四中学2019届高三第二次月考)设函数)(x f 是定义在)0,(-∞上的可导函数,其导函数为)('x f ,且有2')()(2x x xf x f >+,则不等式0)2(4)2018()2018(2>--++f x f x 的解集为________.10、(杭州市2018届高三上学期期末)若函数()f x 的导函数'()f x 的图象如图所示,则( ) A. 函数()f x 有1个极大值,2个极小值 B. 函数()f x 有2个极大值,2个极小值 C. 函数()f x 有3个极大值,1个极小值 D. 函数()f x 有4个极大值,1个极小值 11、(宁波市2018届高三上学期期末)已知21()cos ,'()4f x x x f x =+为()f x 的导函数,则'()f x 的图像是( )12、曲线21xy e-=+在点()0,2处的切线方程为13、设函数()xf x x a=-,若()f x 在()1,+∞单调递减,则实数a 的取值范围是 .参考答案: 1、A提示:当()0,3x a ∈时,()()2312340f x x ax x x a '=-+=-->,∴()f x 在()0,3a 上单调递增.因此()()23271f a a a =-0≤,解得1027a <≤.2、6π ;*31,26,32,216n n n k a k N n n k ππ-⎧=⎪⎪=∈⎨-⎪=-⎪⎩或21(1)412n n n a ππ--=+. 提示:()112cos 20cos 22f x x x '=-=⇒=,所以6x k ππ=+或,6x k k Z ππ=-+∈.显然数列{}n a 的16a π=,256a π=,于是当n 为偶数时,5311626n n n a πππ-⎛⎫=+-⋅= ⎪⎝⎭,当n 为奇数时,11321626n n n a πππ+-⎛⎫=+-⋅= ⎪⎝⎭.3、D4、B5、(,3]-∞6、7、答案:B 解析:因为1a ,1,xa 不等式()(1)f x a x 恒成立,所以,22()24(1)f x x x a x x a a x =,即,1214aa a xxxx恒成立,令()a g x x x =+,则2'()1a g x x=-, 1,xa 时,'()g x <0,g (x )递减;,xa a 时,'()g x >0,g (x )递增,所以,g (x )最小值为:(2g a a a a== 令[2,1)a t x a a x =+∈+(1a ),所以,1ax x+> 令h (t )=214aa x xxx=214t t 36,412242,24t t a tt tat ,(1)当4a时,t ≥4,所以,h (t )的最小值为:66a ,所以,166a a -≤,即226250a a -+≤,解得:125a ≤≤,即425a ≤≤(2)当1<a <4时,所以,h (t )的最小值为:22a ,所以,122a a -≤,即21090a a -+≤,解得:19a ≤≤即1<a <4恒成立。
高考数学浙江专版(理)一轮复习:小题专项集训3.pdf
小题专项集训(三) 函数图象、函数与方程、导数(建议用时:40分钟 分值:75分) 1.(2013·北京海淀期中)在同一坐标系中画出函数y=logax,y=ax,y=x+a的图象,可能正确的是( ). 解析 当a>1时,三个函数y=logax,y=ax,y=x+a均为增函数,则排除B,C.又由直线y=x+a在y轴上的截距a>1可得仅D的图象正确,故应选D. 答案 D 2.(2012·合肥质检)函数y=f(x)的图象如图所示,则y=f′(x)的图象可能是( ). 解析 据函数的图象易知,x0,当x>0时恒有f′(x)<0,只有D选项符合条件. 答案 D 3.函数f(x)=x+2cos x在上取得最大值时x的值为( ). A.0 B. C. D. 解析 由f′(x)=1-2sin x=0,得x=,所以f=+.又f(0)=2,f=,所以f为最大值,故选B. 答案 B 4.(2013·厦门质检)已知f(x)=则函数g(x)=f(x)-ex的零点个数为( ). A.1 B.2 C.3 D.4 解析 在同一平面直角坐标系中画出函数y=f(x)与y=ex的图象,结合图形可知,它们有两个公共点,因此函数g(x)=f(x)-ex的零点个数是2,选B. 答案 B 5.已知函数f(x)=-x3+ax2-x-1在(-∞,+∞)上是单调函数,则实数a的取值范围是( ). A.(-∞,-]∪[,+∞) B.[-,] C.(-∞,-)∪(,+∞) D.(-,) 解析 f′(x)=-3x2+2ax-1≤0在(-∞,+∞)上恒成立,故Δ=4a2-12≤0,解得-≤a≤. 答案 B 6.(2013·潍坊模拟)若曲线f(x)=x·sin x+1在x=处的切线与直线ax+2y+1=0互相垂直,则实数a等于( ). A.-2 B.-1 C.1 D.2 解析 据已知可得f′(x)=sin x+xcos x,故f′=1,故由两直线的位置关系可得-×1=-1,解得a=2. 答案 D 7.(2011·北京)某车间分批生产某种产品,每批的生产准备费用为800元.若每批生产x件,则平均仓储时间为天,且每件产品每天的仓储费用为1元.为使平均到每件产品的生产准备费用与仓储费用之和最小,每批应生产产品( ). A.60件 B.80件 C.100件 D.120件 解析 若每批生产x件产品,则每件产品的生产准备费用是,存储费用是,总的费用是+≥2 =20,当且仅当=时取等号,即x=80. 答案 B 8.(2012·天津河西区质量调查)函数y=f(x)在定义域R内可导,若f(x)=f(2-x),且当x∈(-∞,1)时,(x-1)f′(x)<0.设a=f(0),b=f(0.5),c=f(3),则( ). A.a<b0;当x∈时,f′(x)0,临界位置为过原点的切线,此时斜率取最大值,有=ex0,所以x0=1,则kmax=e,故k∈(0,e]. 答案 (0,e] 12.(2013·杭州质检)若曲线C:y=ax+ln x存在斜率为1的切线,则实数a的取值范围是________. 解析 ∵切线斜率k=a+=1(x>0), ∴a=1-(x>0),由此可得a<1. 答案 (-∞,1) 13.(2012·温州五校联考)函数f(x)=x3-x2-3x-1的图象与x轴的交点个数是________. 解析 f′(x)=x2-2x-3=(x+1)(x-3),函数在(-∞,-1)和(3,+∞)上是增函数,在(-1,3)上是减函数,由f(x)极小值=f(3)=-100知函数f(x)的图象与x轴的交点个数为3. 答案 3 14.(2012·山西四校联考)已知函数f(x)满足f(x+1)=-f(x),且f(x)是偶函数,当x∈[0,1]时,f(x)=x2.若在区间[-1,3]内,函数g(x)=f(x)-kx-k有4个零点,则实数k的取值范围为________. 解析 依题意得f(x+2)=-f(x+1)=f(x),即函数f(x)是以2为周期的函数.g(x)=f(x)-kx-k在区间[-1,3]内有4个零点,即函数y=f(x)与y=k(x+1)的图象在区间[-1,3]内有4个不同的交点.在坐标平面内画出函数y=f(x)的图象(如图所示),注意到直线y=k(x+1)恒过点(-1,0),由题及图象可知,当k∈时,相应的直线与函数y=f(x)在区间[-1,3]内有4个不同的交点,故实数k的取值范围是. 答案 15.(2013·湖南部分重点中学联考)已知函数f(x)的导数f′(x)=a(x+1)(x-a),若f(x)在x=a处取得极大值,则a的取值范围是________. 解析 若a=0,则f′(x)=0,函数f(x)不存在极值;若a=-1,则f′(x)=-(x+1)2≤0,函数f(x)不存在极值;若a>0,当x∈(-1,a)时,f′(x)0,所以函数f(x)在x=a处取得极小值;若-10,当x∈(a,+∞)时,f′(x)<0,所以函数f(x)在x=a处取得极大值;若a<-1,当x∈(-∞,a)时,f′(x)0,所以函数f(x)在x=a处取得极小值.所以a∈(-1,0). 答案 (-1,0)。
2021年高考数学一轮复习 导数及其应用(含积分)备考试题
2021年高考数学一轮复习 导数及其应用(含积分)备考试题一、选择题1、(xx 年江西高考)若则A. B. C. D.12、(xx 年江西高考)若则的大小关系为A. B.C. D.3、(乐安一中xx 届高三上学期开学考试)定义在上的单调递减函数,若的导函数存在且满足,则下列不等式成立的是( )A .B .C .D .4、(南昌二中xx 届高三上学期第一次考)定义在上的可导函数,当时,恒成立,若, , ,则的大小关系是( )A .B .C .D .5、(南昌三中xx 届高三上学期第一次月考)设,若,则( )A. B. C. D.6、(南昌市八一中学xx 届高三8月月考)已知函数f (x )在R 上满足f (1+x )=2f (1﹣x )﹣x 2+3x+1,则曲线y=f (x )在点(1,f (1))处的切线方程是( )A . x ﹣y ﹣2=0B . x ﹣y=0C . 3x+y ﹣2=0D . 3x ﹣y ﹣2=07、(南昌市新建二中xx 届高三9月月考)设是定义在R 上的可导函数,且满足,对任意的正数,下面不等式恒成立的是( ).A. B. C. D .8、(遂川中学xx 届高三上学期第一次月考)由直线,,与曲线所围成的封闭图形的面积为( )A .12B .1C .32D . 3 9、(南昌三中xx 届高三第七次考试)已知二次函数的导函数为,且>0,的图象与x轴恰有一个交点,则的最小值为 ( )A .3B .32C .2D .5210、(吉安一中xx届高三下学期第一次模拟)设函数,曲线在点处的切线方程为,则曲线在点处切线的斜率为()A. 4B.C. 2D.二、填空题1、(xx年江西高考)若曲线上点处的切线平行于直线,则点的坐标是________.2、(xx年江西高考)设函数在内可导,且,则3、(xx年江西高考)计算定积分___________。
4、(红色六校xx届高三第一次联考)如图,矩形OABC内的阴影部分由曲线及直线与轴围成的区域,向矩形OABC内随机掷一点,该点落在阴影部分的概率为,则.5、(乐安一中xx届高三上学期开学考试)函数的图象不过第Ⅱ象限,则的取值范围是6、(南昌三中xx届高三上学期第一次月考)若曲线的一条切线方程为,则实数的值为7、(南昌市新建二中xx届高三9月月考)已知函数没有极值点,则实数的取值范围是_______.8、(遂川中学xx届高三上学期第一次月考)曲线在点处的切线方程为三、解答题1、(xx年江西高考)已知函数.(1)当时,求的极值;(2)若在区间上单调递增,求b的取值范围.2、(xx年江西高考)若函数h(x)满足(1)h(0)=1,h(1)=0;(2)对任意,有h(h(a))=a;(3)在(0,1)上单调递减。
(浙江版)高考数学一轮复习专题3.2导数的运算(练)(2021学年)
(浙江版)2018年高考数学一轮复习专题3.2 导数的运算(练) 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((浙江版)2018年高考数学一轮复习专题3.2导数的运算(练))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。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为(浙江版)2018年高考数学一轮复习专题3.2 导数的运算(练)的全部内容。
专题3。
2 导数的运算A 基础巩固训练1.已知函数3()f x x =在点P 处的导数值为3,则P点的坐标为( )A 、(-2,-8)B 、(-1,-1)C 、(-2,- 8)或(2,8)D、(-1,-1)或(1,1)【答案】 D【解析】2。
设函数()()()k x k x x x f 2++=,且()80='f ,则=kA .2B .2- C.2± D .1±【答案】C【解析】由()()()k x k x x x f 2++=:,求导22()362f x x kx k '=++,由()80='f ,解得;2(0)28,2f k k '===±.3。
下列求导运算正确的是( )A.(x +x 1)′=1+21x B.(log 2x)′=2ln 1xC .(3x )′=3x ·log 3e D.(x2cosx)′=-2xsi nx【答案】B【解析】 因a x x a ln 1)(log /=,故正确,应选B .4.已知函数)3('2sin )(πxf x x f +=,则=)3('πf . 【答案】21-【解析】5.已知函数283)(x x x f +-=,且4)('0-=x f ,则=0x【答案】2【解析】()()2''000()38828242f x x x f x x f x x x =-+∴=-+∴=-+=-∴=B 能力提升训练1.已知11x f x x⎛⎫= ⎪+⎝⎭,则()1f '等于( ) A.12 B.12- C.14- D.14【答案】C【解析】 令1t x =,则1x t =,()11111t f t t t==++,因此()11f x x =+,则根据求导公式有()21=(1)f x x '-+,所以()114f '=-。
21题 高考数学21题 导数知识点大全
高考数学第21题:函数导数1.函数的平均变化率为=∆∆=∆∆xfx y x x f x x f x x x f x f ∆-∆+=--)()()()(111212注1:其中x ∆是自变量的改变量,平均变化率 可正,可负,可零。
注2:函数的平均变化率可以看作是物体运动的平均速度。
2、导函数的概念:函数在0x x =处的瞬时变化率是,则称函数在点处可导,并把这个极限叫做在处的导数,记作或,即=.3.函数的平均变化率的几何意义是割线的斜率; 函数的导数的几何意义是切线的斜率。
注意:利用导数的几何意义求曲线的切线方程的步骤(1)求出函数f (x )在点x 0处的导数f ′(x 0)即k=f ′(x 0);(2)点斜式写出切线方程,即y -f (x 0)=f ′(x 0)·(x -x 0).特别注意:若在点(x 0,y 0)处切线的倾斜角为π2,此时所求的切线平行于y 轴,所以直接得切线方程为x=x 0.注意:导数的背景(1)切线的斜率;(2)瞬时速度;)(x f y =x x f x x f x yx x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(lim lim0000)(x f y =0x )(x f y =0x )(0'x f 0|'x x y =)(0'x f xx f x x f x yx x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(lim lim 00005、常见的导数和定积分运算公式:若()f x ,()g x 均可导(可积),则有:6.用导数求函数单调区间的步骤①求函数f (x )的导数'()f x②令'()f x >0,解不等式,得x 的范围就是递增区间. ③令'()f x <0,解不等式,得x 的范围,就是递减区间; [注]:求单调区间之前一定要先看原函数的定义域。
7.求可导函数f (x )的极值的步骤:(1)确定函数的定义域。
(2) 求函数f (x )的导数'()f x (3)求方程'()f x =0的根(4) 用函数的导数为0的点,顺次将函数的定义区间分成若干小开区间,并列成表格,检查/()f x 在方程根左右的值的符号,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;如果左右不改变符号,那么f (x )在这个根处无极值8.利用导数求函数的最值的步骤:求)(x f 在[]b a ,上的最大值与最小值的步骤如下: ⑴求)(x f 在[]b a ,上的极值;⑵将)(x f 的各极值与(),()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。
2021年高考数学导数及其应用多选题与热点解答题组合练附解析
2021年高考数学导数及其应用多选题与热点解答题组合练附解析一、导数及其应用多选题1.已知偶函数()y f x =对于任意的0,2x π⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭满足()()cos sin 0f x x f x x '+>(其中()f x '是函数()f x 的导函数),则下列不等式中不成立的是( )A34f ππ⎛⎫⎛⎫-< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭B34f ππ⎛⎫⎛⎫-<- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C .()04f π⎛⎫>- ⎪⎝⎭ D.63f ππ⎛⎫⎛⎫<⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】ABC 【分析】 构造函数()()cos f x g x x =,结合导数和对称性可知()g x 为偶函数且在0,2x π⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭上单调递2643f f πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,从而可判断ABD 选项,由()04g g π⎛⎫< ⎪⎝⎭可判断C 选项.【详解】因为偶函数()y f x =对于任意的0,2x π⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭满足()()cos sin 0f x x f x x '+>, 所以构造函数()()cos f x g x x =,则()()2cos sin ()0cos f x x f x x g x x'+'=>, ∴()g x 为偶函数且在0,2x π⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭上单调递增,32333cos 3f g g f πππππ⎛⎫⎪⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎝⎭∴-=== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,4444cos 4f g g πππππ⎛⎫ ⎪⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎝⎭-=== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,666cos 6f g f ππππ⎛⎫ ⎪⎛⎫⎛⎫⎝⎭== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由函数单调性可知643g g g πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭2643f f πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 对于AB,4343f f ππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫<=- ⎪ ⎪⎛⎫-= ⎪⎝⎭⎝⎭⎝ ⎪⎭⎭⎝,故AB 错误; 对于C ,()04g g π⎛⎫<⎪⎝⎭,()044f ππ⎛⎫⎛⎫<=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故C 错误;对于D 263f fππ⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即63f ππ⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故D 正确; 故选:ABC. 【点睛】关键点点睛:本题考查了利用导数研究函数的单调性,解题的关键是利用已知条件构造对应的新函数()()cos f x g x x=,利用导数研究函数的单调性,从而比较大小,考查学生的逻辑推理能力与转化思想,属于较难题.2.函数ln ()xf x x=,则下列说法正确的是( )A .(2)(3)f f >B .ln π>C .若()f x m =有两个不相等的实根12x x 、,则212x x e <D .若25,x y x y =、均为正数,则25x y < 【答案】BD 【分析】求出导函数,由导数确定函数日单调性,极值,函数的变化趋势,然后根据函数的性质判断各选项.由对数函数的单调性及指数函数单调性判断A ,由函数()f x 性质判断BC ,设25x y k ==,且,x y 均为正数,求得252ln ,5ln ln 2ln 5x k y k ==,再由函数()f x 性质判断D . 【详解】由ln (),0x f x x x=>得:21ln ()xf x x -'= 令()0f x '=得,x e =当x 变化时,(),()f x f x '变化如下表:故,()f x x=在(0,)e 上递增,在(,)e +∞上递减,()f e e =是极大值也是最大值,x e >时,x →+∞时,()0f x →,且x e >时()0f x >,01x <<时,()0f x <,(1)0f =,A.1132ln2(2)ln2,(3)ln32f f===66111133223232(3)(2)f f⎛⎫⎛⎫>∴>∴>⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故A错B.e eπ<,且()fx在(0,)e单调递增lnf feππ∴<<<∴>,故:B正确C.()f x m=有两个不相等的零点()()1212,x x f x f x m∴==不妨设120x e x<<<要证:212x x e<,即要证:221222,()e ex x e e f xx x<>∴<在(0,)e单调递增,∴只需证:()212ef x fx⎛⎫< ⎪⎝⎭即:()222ef x fx⎛⎫< ⎪⎝⎭只需证:()222ef x fx⎛⎫-<⎪⎝⎭……①令2()(),()eg x f x f x ex⎛⎫=->⎪⎝⎭,则2211()(ln1)g x xe x'⎛⎫=--⎪⎝⎭当x e>时,2211ln1,()0()x g x g xe x'>>∴>∴在(,)e+∞单调递增()22()0x e g x g e>∴>=,即:()222ef x fx⎛⎫->⎪⎝⎭这与①矛盾,故C错D.设25x y k==,且,x y均为正数,则25ln lnlog,logln2ln5k kx k y k====252ln,5lnln 2ln5x k y k∴==1152ln2ln5ln2,ln525==且1010111153222525⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪>> ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ln2ln52502525ln2ln5x y∴>>∴<∴<,故D正确.故选:BD.【点睛】关键点点睛:本题考查用导数研究函数的单调性、极值,函数零点等性质,解题关键是由导数确定函数()f x的性质.其中函数值的大小比较需利用单调性,函数的零点问题中有两个变量12,x x,关键是进行转化,利用零点的关系转化为一个变量,然后引入新函数进行证明.3.对于函数()2ln1f x x ax x a=+--+,其中a R∈,下列4个命题中正确命题有()A .该函数定有2个极值B .该函数的极小值一定不大于2C .该函数一定存在零点D .存在实数a ,使得该函数有2个零点【答案】BD 【分析】求出导函数,利用导数确定极值,结合零点存在定理确定零点个数. 【详解】函数定义域是(0,)+∞,由已知2121()2x ax f x x a x x+-'=+-=,280a ∆=+>,2210x ax +-=有两个不等实根12,x x ,但12102x x =-<,12,x x 一正一负.由于定义域是(0,)+∞,因此()0f x '=只有一个实根,()f x 只有一个极值,A 错; 不妨设120x x <<,则20x x <<时,()0f x '<,()f x 递减,2x x >时,()0f x '>,()f x 递增.所以2()f x 是函数的极小值.222210x ax +-=,22212x a x -=,22222()ln 1f x x ax x a =+--+=222222222222212112ln 12ln 2x x x x x x x x x -+---+=-+--+,设21()2ln 2g x x x x x =-+--+,则22111()22(1)(2)g x x x x x x'=-+-+=-+, 01x <<时,()0g x '>,()g x 递增,1x >时,()0g x '<,()g x 递减,所以()g x 极大值=(1)2g =,即()2g x ≤,所以2()2f x ≤,B 正确; 由上可知当()f x 的极小值为正时,()f x 无零点.C 错;()f x 的极小值也是最小值为2222221()2ln 2f x x x x x =-+--+, 例如当23x =时,173a =-,2()0f x <,0x →时,()f x →+∞,又2422217171714()21()03333f e e e e e =--++=-+>(217()3e >, 所以()f x 在(0,3)和(3,)+∞上各有一个零点,D 正确. 故选:BD . 【点睛】思路点睛:本题考查用导数研究函数的极值,零点,解题方法是利用导数确定函数的单调性,极值,但要注意在函数定义域内求解,对零点个数问题,注意结合零点存在定理,否则不能确定零点的存在性.4.若直线l 与曲线C 满足下列两个条件: (i )直线l 在点()00,P x y 处与曲线C 相切;(ii )曲线C 在P 附近位于直线l 的两侧,则称直线l 在点P 处“切过”曲线C . 下列命题正确的是( )A .直线:0l y =在点()0,0P 处“切过”曲线3:C y x =B .直线:1l x =-在点()1,0P -处“切过”曲线()2:1C y x =+C .直线:l y x =在点()0,0P 处“切过”曲线:sin C y x =D .直线:l y x =在点()0,0P 处“切过”曲线:tan C y x = 【答案】ACD 【分析】分别求出每个选项中命题中曲线C 对应函数的导数,求出曲线C 在点P 处的切线方程,再由曲线C 在点P 处两侧的函数值对应直线上的点的值的大小关系是否满足(ii ),由此可得出合适的选项. 【详解】对于A 选项,由3y x =,可得23y x '=,则00x y ='=,所以,曲线C 在点()0,0P 处的切线方程为0y =,当0x >时,0y >;当0x <时,0y <,满足曲线C 在点()0,0P 附近位于直线0y =两侧, A 选项正确;对于B 选项,由()21y x =+,可得()21y x '=+,则10x y =-'=,而直线:1l x =-的斜率不存在,所以,直线l 在点()1,0P -处不与曲线C 相切,B 选项错误;对于C 选项,由sin y x =,可得cos y x '=,则01x y ='=,所以,曲线C 在点()0,0P 处的切线方程为y x =,设()sin x x x f -=,则()1cos 0f x x '=-≥,所以,函数()f x 为R 上的增函数, 当0x <时,()()00f x f <=,即sin x x <; 当0x >时,()()00f x f >=,即sin x x >.满足曲线C 在点()0,0P 附近位于直线y x =两侧,C 选项正确; 对于D 选项,由sin tan cos xy x x ==,可得21cos y x'=,01x y ='=,所以,曲线C 在点()0,0P 处的切线方程为y x =,当,22x ππ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭时,设()tan g x x x =-,则()2221sin 10cos cos x g x x x=-=-≤', 所以,函数()g x 在,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递减.当02x π-<<时,()()00g x g >=,即tan x x >;当02x π<<时,()()00g x g <=,即tan x x <.满足曲线C 在点()0,0P 附近位于直线y x =两侧,D 选项正确. 故选:ACD. 【点睛】关键点点睛:本题考查导数新定义,解题的关键就是理解新定义,并把新定义进行转化,一是求切线方程,二是判断在切点两侧函数值与切线对应的函数值的大小关系,从而得出结论.5.设函数()()()1f x x x x a =--,则下列结论正确的是( ) A .当4a =-时,()f x 在11,2⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的平均变化率为194B .当1a =时,函数()f x 的图像与直线427y =有2个交点 C .当2a =时,()f x 的图像关于点()1,0中心对称D .若函数()f x 有两个不同的极值点1x ,2x ,则当2a ≥时,()()120f x f x +≤ 【答案】BCD 【分析】运用平均变化率的定义可分析A ,利用导数研究()f x 的单调性和极值,可分析B 选项,证明()()20f x f x +-=可分析C 选项,先得出1x ,2x 为方程()23210x a x a -++=的两个实数根,结合韦达定理可分析D 选项. 【详解】对于A ,当4a =-时,()()()14f x x x x =-+,则()f x 在11,2⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的平均变化率为()()()119123192221412⎛⎫⨯-⨯--⨯-⨯ ⎪⎝⎭=---,故A 错误;对于B ,当1a =时,()()23212f x x x x x x =-=-+,()()()2341311f x x x x x '=-+=--,可得下表:因为327f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,()10f =,()2227f =>,结合()f x 的单调性可知, 方程()427f x =有两个实数解,一个解为13,另一个解在()1,2上,故B 正确; 对于C ,当2a =时,()()()()()()()231211111f x x x x x x x x ⎡⎤=--=---=---⎣⎦, 则有()()()()()()33211110f x f x x x x x +-=---+---=,故C 正确; 对于D ,()()()1f x x x x a =--,()()()()()2121321f x x x a x x a x a x a '=--+--=-++,令()0f x '=,可得方程()23210x a x a -++=,因为()()22412130a a a ∆=-+=-+>,且函数()f x 有两个不同的极值点1x ,2x ,所以1x ,2x 为方程()23210x a x a -++=的两个实数根,则有()12122132x x a a x x ⎧+=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,则()()()()()()1211122211f x f x x x x a x x x a +=--+--()()()()33221212121x x a x x a x x =+-++++()()()()()22212112212121212x x x x x x a x x x x a x x ⎡⎤=+-++++-++⎣⎦()()()22211221212221233a x x x x x x x x a ⎡⎤=+-+-+++⎢⎥⎣⎦ ()()()()()21242212113327a a a x x a a --⎡⎤=+-++=-+⋅⎢⎥⎣⎦因为2a ≥,所以()()120f x f x +≤,故D 正确; 故选:BCD . 【点睛】关键点点睛:本题考查利用导数研究函数的单调性,平均变化率,极值等问题,本题的关键是选项D ,利用根与系数的关系,转化为关于a 的函数,证明不等式.6.对于定义域为R 的函数()f x ,()'f x 为()f x 的导函数,若同时满足:①()00f =;②当x ∈R 且0x ≠时,都有()0xf x '>;③当120x x <<且12x x =时,都有()()12f x f x <,则称()f x 为“偏对称函数”.下列函数是“偏对称函数”的是( )A .21()xx f x ee x =--B .2()1xf x e x =+- C .31,0(),0x e x f x x x ⎧-≥=⎨-<⎩D .42,0()ln(1),0x x f x x x >⎧=⎨-≤⎩【答案】ACD 【分析】结合“偏对称函数”的性质,利用导数的方法,分别讨论四个函数是否满足三个条件,即可得到所求结论. 【详解】条件①()00f =;由选项可得:001(0)00f e e =--=,02(0)010f e =+-=,03(0)10f e =-=,4()ln(10)0f x =-=,即ABCD 都符合;条件②0()0()0x xf x f x >⎧'>⇔⎨'>⎩,或0()0x f x <⎧⎨'<⎩;即条件②等价于函数()f x 在区间(,0)-∞上单调递减,在区间(0,)+∞上单调递增;对于21()xx f x ee x =--,则()()21()11212x x x xf x e e e e =-+-=-',由0x >可得,()()120(1)1x xf x e e '-=+>,即函数1()f x 单调递增;由0x <可得,()()120(1)1xxf x ee '-=+<,即函数1()f x 单调递减;满足条件②;对于2()1xf x e x =+-,则2()10x f x e =+>'显然恒成立,所以2()1xf x e x =+-在定义域上单调递增,不满足条件②;对于31,0(),0x e x f x x x ⎧-≥=⎨-<⎩,当0x <时,3()f x x =-显然单调递减;当0x ≥时,3()1x f x e =-显然单调递增;满足条件②;对于42,0()ln(1),0x x f x x x >⎧=⎨-≤⎩,当0x ≤时,4()ln(1)f x x =-显然单调递减;当0x >时,4()2f x x =显然单调递增,满足条件②; 因此ACD 满足条件②;条件③当120x x <<且12x x =时,12x x -=,都有()()12f x f x <,即()()()()21220f x f x f x f x -=-->,对于21()xx f x ee x =--,()()212122211211x x x x f x f x e e e e x x -=-+--+()()()()22222222222222x x x x x x x x x e e e e e e e x e ----=----=-+-,因为222x x e e -+≥=,当且仅当22x x e e -=,即20x =时,等号成立, 又20x >,所以222x x e e -+>, 则()()()()2222122211222xx x x f x f x e ee e xx ----=--->令()xxg x e ex -=--,0x >,所以()1110x x e e g x -'=+->=>在0x >上显然恒成立, 因此()xxg x e ex -=--在0x >上单调递增,所以()()00g x g >=,即()()()222121120xx f x f x e ex -->-->,所以()()1211f x f x >满足条件③;对于31,0(),0x e x f x x x ⎧-≥=⎨-<⎩,()()2232311211x xf x f x e x x e -=--=-+,令()1xh x e x =--,0x >,则()10xh x e '=->在0x >上显然恒成立,所以()()00h x h >=,则()()23231210xf x f x e x --=>-,即()()3231f x f x >满足条件③; 对于42,0()ln(1),0x x f x x x >⎧=⎨-≤⎩,()()()()212122442ln 12ln 1f x f x x x x x -=--=-+,令()()2ln 1u x x x =-+,0x >, 则()1221101u x x'=->-=>+在0x >上显然恒成立,所以()()00u x u >=, 则()()()1422422ln 10f x f x x x -=-+>,即()()1442f x f x >满足条件③; 综上,ACD 选项是“偏对称函数”, 故选:ACD. 【点睛】 思路点睛:求解此类函数新定义问题时,需要结合函数新定义的概念及性质,结合函数基本性质,利用导数的方法,通过研究函数单调性,值域等,逐项判断,即可求解.(有时也需要构造新的函数,进行求解.)7.下列命题正确的有( )A .已知0,0a b >>且1a b +=,则1222a b -<<B .34a b ==a bab+= C .323y x x x =--的极大值和极小值的和为6-D .过(1,0)A -的直线与函数3y x x =-有三个交点,则该直线斜率的取值范围是1(,2)(2,)4-+∞ 【答案】ACD 【分析】由等式关系、指数函数的性质可求2a b -的范围;利用指对数互化,结合对数的运算法求a b ab+;利用导数确定零点关系,结合原函数式计算极值之和即可;由直线与3y x x =-有三个交点,即可知2()h x x x k =--有两个零点且1x =-不是其零点即可求斜率范围. 【详解】A 选项,由条件知1b a =-且01a <<,所以21(1,1)a b a -=-∈-,即1222a b -<<;B 选项,34a b ==log a =4log b =1212112(log 3log 4)2a b ab a b+=+=+=; C 选项,2361y x x '=--中>0∆且开口向上,所以存在两个零点12,x x 且122x x +=、1213x x =-,即12,x x 为y 两个极值点,所以2212121212121212()[()3]3[()2]()6y y x x x x x x x x x x x x +=++--+--+=-;D 选项,令直线为(1)y k x =+与3y x x =-有三个交点,即2()()(1)g x x x k x =--+有三个零点,所以2()h x x x k =--有两个零点即可∴140(1)20k h k ∆=+>⎧⎨-=-≠⎩,解得1(,2)(2,)4k ∈-+∞故选:ACD 【点睛】本题考查了指对数的运算及指数函数性质,利用导数研究极值,由函数交点情况求参数范围,属于难题.8.若方程()2110x m x -+-=和()120x m ex -+-=的根分别为()1212,x x x x <和3x ,()434x x x <,则下列判断正确的是( )A .3201x x <<<B .1310x x -<<C .(),1m ∈-∞- D.11x ⎫∈-⎪⎪⎝⎭【答案】ABD 【分析】根据题意将问题转化为,1x ,2x 和3x ,4x 分别是y m =与11y x x =--和12x xy e-=-交点的横坐标,再用导数研究函数11y x x =--和12x xy e-=-的单调性与取值情况,作出函数图象,数形结合即可解决问题. 【详解】解:由题,1x ,2x 和3x ,4x 分别是11m x x =--和12x xm e-=-的两个根, 即y m =与11y x x =--和12x xy e-=-交点的横坐标. 对于函数11y x x =--,定义域为{}0x x ≠,21'10y x=+>,所以函数在(),0-∞和()0,∞+上单调递增,且1x =时,1y =-;对于函数12x xy e -=-,11'x xy e--=,所以函数在(),1-∞上单调递增,在()1,+∞单调递减,且当,2x y →+∞→-,0x =时,2y =-,1x =时,1y =-;故作出函数11y x x =--,12x xy e-=-的图像如图所示, 注意到:当()0,1x ∈时,11122x xx x x e---<-<-, 由图可知,3201x x <<<,()2,1m ∈--, 从而()11112,1x x --∈--,解得11x ⎫∈-⎪⎪⎝⎭, 所以选项AD 正确,选项C 错误, 又121310x x x x -=<<. 故选:ABD .【点睛】本题考查利用导数研究函数的零点问题,考查化归转化思想与数形结合思想,是中档题.9.函数()ln f x x x =、()()f x g x x'=,下列命题中正确的是( ).A .不等式()0g x >的解集为1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭B .函数()f x 在()0,e 上单调递增,在(,)e +∞上单调递减C .若函数()()2F x f x ax =-有两个极值点,则()0,1a ∈D .若120x x >>时,总有()()()2212122m x x f x f x ->-恒成立,则m 1≥ 【答案】AD 【分析】对A ,根据()ln f x x x =,得到()()ln 1f x xg x x x'+==,然后用导数画出其图象判断;对B ,()1ln f x x '=+,当x e >时,()0f x '>,当0x e <<时,()0f x '<判断;对C ,将函数()()2F x f x ax =-有两个极值点,()ln 120x a x+=+∞在,有两根判断;对D ,将问题转化为22111222ln ln 22m m x x x x x x ->-恒成立,再构造函数()2ln 2m g x x x x =-,用导数研究单调性. 【详解】对A ,因为()()()ln 1ln f x x f x x x g x x x'+===、, ()2ln xg x x-'=,令()0g x '>,得()0,1x ∈,故()g x 在该区间上单调递增;令()0g x '<,得()1x ∈+∞,,故()g x 在该区间上单调递减. 又当1x >时,()0g x >,()10,11g g e ⎛⎫== ⎪⎝⎭, 故()g x 的图象如下所示:数形结合可知,()0g x >的解集为1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,故正确;对B ,()1ln f x x '=+,当x e >时,()0f x '>,当0x e <<时,()0f x '<,所以函数()f x 在()0,e 上单调递减,在(,)e +∞上单调递增,错误;对C ,若函数()()2F x f x ax =-有两个极值点,即()2ln F x x x ax =-有两个极值点,又()ln 21F x x ax '=-+,要满足题意,则需()ln 2100x ax -+=+∞在,有两根, 也即()ln 120x a x+=+∞在,有两根,也即直线()2y a y g x ==与的图象有两个交点. 数形结合则021a <<,解得102a <<. 故要满足题意,则102a <<,故错误; 对D ,若120x x >>时,总有()()()2212122m x x f x f x ->-恒成立,即22111222ln ln 22m m x x x x x x ->-恒成立, 构造函数()2ln 2m g x x x x =-,()()12g x g x >,对任意的120x x >>恒成立, 故()g x ()0+∞,单调递增,则()ln 10g x mx x '=--≥()0+∞, 恒成立, 也即ln 1x m x+≤,在区间()0,∞+恒成立,则()max 1g x m =≤,故正确. 故选:AD. 【点睛】本题主要考查导数在函数图象和性质中的综合应用,还考查了数形结合的思想、转化化归思想和运算求解的能力,属于较难题.10.已知实数a ,b ,c ,d 满足2111a a e cb d --==-,其中e 是自然对数的底数,则()()22a cb d -+-的值可能是( ) A .7 B .8C .9D .10【答案】BCD 【分析】由题中所给的等式,分别构造函数()2xf x x e =-和()2g x x =-+,则()()22a cb d -+-的表示()y f x =上一点(),M a b 与()y g x =上一点(),Ncd 的距离的平方,利用导数的几何意义可知当()01f x '=-时,切点到直线的距离最小,再比较选项.【详解】由212a a a e b a e b-=⇒=-,令()2xf x x e =-,()12x f x e '∴=-由1121cd c d -=⇒=-+-,令()2g x x =-+ 则()()22a cb d -+-的表示()y f x =上一点(),M a b 与()y g x =上一点(),Ncd 的距离的平方,设()y f x =上与()y g x =平行的切线的切点为()000,M x y 由()0001210xf x e x '=-=-⇒=,∴切点为()00,2M -所以切点为()00,2M -到()y g x =的距离的平方为28=的距离为(),M a b 与(),N c d 的距离的平方的最小值.故选:BCD. 【点睛】本题考查构造函数,利用导数的几何意义求两点间距离的最小值,重点考查转化思想,构造函数,利用几何意义求最值,属于偏难题型.。
2021高考数学浙江专用一轮习题:专题3+第17练+用导数研究函数的单调性Word版含解析
1.若f(x)=x2-2x-4ln x,则f(x)的单调递减区间为()A.(2,+∞) B.(-1,0)∪(2,+∞)C.(1,+∞) D.(0,2)2.(2020·浙江省五校联考)函数y=f(x)的导函数y=f′(x)的图象如图所示,则函数y=f(x)的图象可能是()3.(2020·浙江省五校联考)函数f (x )=sin 2x +2cos x (0≤x ≤π),则f (x )( )A .在⎣⎡⎦⎤0,π3上单调递增B .在⎣⎡⎦⎤0,π6上单调递减C .在⎣⎡⎦⎤π6,5π6上单调递减D .在⎣⎡⎦⎤π6,2π3上单调递增4.已知函数 f (x )=(x -1)e x -a ln x 在⎣⎡⎦⎤12,3上单调递减,则实数a 的取值范围是( )A .[9e 3,+∞)B .(-∞,9e 3]C .[4e 2,+∞)D .(-∞,4e 2]5.已知函数f (x )=m ln(x +1)+x 2-mx 在(1,+∞)上不单调,则实数m 的取值范围是() A .(4,+∞) B .(-∞,4]C .(-∞,0)D .(0,+∞)6.(2019·杭州月考)已知定义在R 上的可导函数f (x )的导函数为f ′(x ),满足f (x )>f ′(x ),且f (1)=2,则不等式f (x )<2e x-1的解集为( ) A .(1,+∞)B .(-∞,2)C .(-∞,1)D .(2,+∞)7.函数f (x )=(x 2-2x )e x 的图象大致是( )8.设函数f ′(x )是奇函数f (x )(x ∈R )的导函数,f (-2)=0,当x >0时,f (x )+x 3f ′(x )>0,则使得f (x )>0成立的x 的取值范围是( )A .(-∞,-2)∪(0,2)B .(-∞,-2)∪(-2,2)C .(-2,0)∪(2,+∞)D .(0,2)∪(2,+∞)9.若函数f (x )=12ax 2+x ln x -x 存在单调递增区间,则实数a 的取值范围是________. 10.已知可导函数f (x )的定义域为(-∞,0),其导函数f ′(x )满足2f (x )+xf ′(x )>x 2,则不等式(x +2 018)2f (x +2 018)-f (-1)≤0的解集为________.11.已知f (x )=2(x 2-x )ln x -x 2+2x ,则函数f (x )的单调递减区间为( )A.⎝⎛⎭⎫0,12 B.⎝⎛⎭⎫12,1 C .(1,+∞) D .(0,+∞)12.已知函数f (x )是定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的偶函数,且f (-1)=0,若对任意的x ∈(0,+∞),都有x ·f ′(x )>f (x )成立,则不等式f (x )>0的解集为( )A .(-1,0)∪(1,+∞)B .(-1,0)∪(0,1)C .(-∞,-1)∪(0,1)D .(-∞,-1)∪(1,+∞)13.(2020·台州模拟)已知函数f (x )=e x -12bx 2-x 在区间(0,+∞)上是单调递增函数,则b 的取值范围是( )A .(-∞,1)B .[0,1]C .(-∞,1]D .[0,+∞)14.若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x e x ,x ≥0,x 2+3x ,x <0,g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧f (x ),x ≤a ,-x +2,x >a ,且g (x )有三个零点,则实数a 的取值范围为( )A .[0,2)B .[0,2]C .[-3,0]D .[2,+∞)15.已知定义在R 上的可导函数f (x )的导函数为f ′(x ),满足f ′(x )<f (x ),且f (x +2)为偶函数,f (4)=1,则不等式f (x )<e x 的解集为________.16.设f (x )是(0,+∞)上的单调函数,且对任意x ∈(0,+∞),都有f []f (x )-log 2x =11,若x0是方程f(x)-f′(x)=8的一个解,且x0∈(a-2,a-1)(a∈N*),则a的值为________.答案精析1.D 2.A 3.C 4.A 5.A 6.A 7.B8.C 9.⎝⎛⎭⎫-1e ,+∞ 10.[-2 019,-2 018) 11.B 12.D13.C14.A [设h (x )=x e x (x ≥0),则h ′(x )=1-x e x , 则h (x )在(0,1)上为增函数,在(1,+∞)上为减函数,则y =f (x )的图象与直线y =-x +2的图象在同一直角坐标系中的位置如图所示,由图可知,若g (x )有三个零点,则a 的取值范围为[0,2).]15.(0,+∞)16.3解析 根据题意f (x )是(0,+∞)上的单调函数,且在定义域内都有f [f (x )-log 2x ]=11, 则可知f (x )-log 2x 的值为一个常数C ,即f (C )=11,故f (C )=log 2C +C =11, 解得C =8,则函数解析式为f (x )=log 2x +8,f (x )-f ′(x )=log 2x +8-1x ln 2=8, 即log 2x -1x ln 2=0,构造新函数g (x )=log 2x -1x ln 2=1ln 2⎝⎛⎭⎫ln x -1x , 求导得g ′(x )=1ln 2⎝⎛⎭⎫1x +1x 2>0,函数g (x )在(0,+∞)上单调递增, 因为g (1)=-1ln 2<0,g (2)=1-12ln 2>0,g (x 0)=0,故1<x 0<2, 又x 0∈(a -2,a -1)(a ∈N *), 所以a =3.。
2021年高考数学导数及其应用多选题与热点解答题组合练附答案
2021年高考数学导数及其应用多选题与热点解答题组合练附答案一、导数及其应用多选题1.已知0a >,0b >,下列说法错误的是( )A .若1a b a b ⋅=,则2a b +≥B .若23a b e a e b +=+,则a b >C .()ln ln a a b a b -≥-恒成立D .2ln a a bb e e-<恒成立 【答案】AD 【分析】对A 式化简,通过构造函数的方法,结合函数图象,说明A 错误;对B 不等式放缩22a b e a e b +>+,通过构造函数的方法,由函数的单调性,即可证明B 正确;对C 不等式等价变型()ln ln ln1-≥-⇔≥-a b a a b a b b a ,通过10,ln 1∀>>-x x x恒成立,可得C 正确;D 求出ln -a a b b e 的最大值,当且仅当11a b e =⎧⎪⎨=⎪⎩时取等号,故D 错误.【详解】A. 1ln ln 0⋅=⇔+=a b a b a a b b 设()ln f x x x =,()()0∴+=f a f b由图可知,当1+→b 时,存在0+→a ,使()()0f a f b += 此时1+→a b ,故A 错误. B. 232+=+>+a b b e a e b e b设()2xf x e x =+单调递增,a b ∴>,B 正确C. ()ln ln ln 1-≥-⇔≥-a ba ab a b b a又10,ln 1∀>>-x x x ,ln 1∴≥-a bb a,C 正确D. max 1=⇒=x x y y e e当且仅当1x =;min 1ln =⇒=-y x x y e 当且仅当1=x e;所以2ln -≤a a b b e e ,当且仅当11a b e =⎧⎪⎨=⎪⎩时取等号,D 错误.故选:AD 【点睛】本题考查了导数的综合应用,考查了运算求解能力和逻辑推理能力,转化的数学思想和数形结合的数学思想,属于难题.2.关于函数()2ln f x x x=+,下列判断正确的是( ) A .2x =是()f x 的极大值点 B .函数yf xx 有且只有1个零点C .存在正实数k ,使得()f x kx >恒成立D .对任意两个正实数1x ,2x ,且21x x >,若()()12f x f x =,则124x x +> 【答案】BD 【分析】对于A ,利用导数研究函数()f x 的极值点即可; 对于B ,利用导数判断函数y f xx 的单调性,再利用零点存在性定理即得结论;对于C ,参变分离得到22ln xk x x <+,构造函数()22ln x g x x x=+,利用导数判断函数()g x 的最小值的情况;对于D ,利用()f x 的单调性,由()()12f x f x =得到1202x x <<<,令()211x t t x =>,由()()12f x f x =得21222ln t x x t t-+=,所以要证124x x +>,即证2224ln 0t t t -->,构造函数即得. 【详解】A :函数()f x 的定义域为0,,()22212x f x x x x-'=-+=,当()0,2x ∈时,0f x,()f x 单调递减,当()2,x ∈+∞时,0fx,()f x 单调递增,所以2x =是()f x 的极小值点,故A 错误.B :()2ln y f x x x x x=-=+-,22221210x x y x x x -+'=-+-=-<,所以函数在0,上单调递减.又()112ln1110f -=+-=>,()221ln 22ln 210f -=+-=-<,所以函数y f xx 有且只有1个零点,故B 正确.C :若()f x kx >,即2ln x kx x +>,则22ln x k x x <+.令()22ln x g x x x=+,则()34ln x x xg x x-+-'=.令()4ln h x x x x =-+-,则()ln h x x '=-,当()0,1∈x 时,()0h x '>,()h x 单调递增,当()1,∈+∞x 时,()0h x '<,()h x 单调递减,所以()()130h x h ≤=-<,所以0g x,所以()22ln x g x x x=+在0,上单调递减,函数无最小值,所以不存在正实数k ,使得()f x kx >恒成立,故C 错误. D :因为()f x 在()0,2上单调递减,在2,上单调递增,∴2x =是()f x 的极小值点.∵对任意两个正实数1x ,2x ,且21x x >,若()()12f x f x =,则1202x x <<<. 令()211x t t x =>,则21x tx =,由()()12f x f x =,得121222ln ln x x x x +=+, ∴211222ln ln x x x x -=-,即()2121212ln x x x x x x -=,即()11121ln t x t x tx -=⋅,解得()121ln t x t t-=,()2121ln t t x tx t t-==,所以21222ln t x x t t-+=.故要证124x x +>,需证1240x x +->,需证22240ln t t t -->,需证2224ln 0ln t t tt t-->. ∵211x t x =>,则ln 0t t >, ∴证2224ln 0t t t -->.令()()2224ln 1H t t t t t =-->,()()44ln 41H t t t t '=-->,()()()414401t H t t t t-''=-=>>,所以()H t '在1,上是增函数.因为1t →时,()0H t '→,则()0H t '>,所以()H t 在1,上是增函数.因为1t →时,()0H t →,则()0H t >,所以2224ln 0ln t t tt t-->,∴124x x +>,故D 正确. 故选:BD . 【点睛】关键点点睛:利用导数研究函数的单调性、极值点,结合零点存在性定理判断A 、B 的正误;应用参变分离,构造函数,并结合导数判断函数的最值;由函数单调性,应用换元法并构造函数,结合分析法、导数证明D 选项结论.3.(多选)已知函数()ln ()f x ax x a =-∈R ,则下列说法正确的是( )A .若0a ≤,则函数()f x 没有极值B .若0a >,则函数()f x 有极值C .若函数()f x 有且只有两个零点,则实数a 的取值范围是1,e ⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭D .若函数()f x 有且只有一个零点,则实数a 的取值范围是1(,0]e ⎧⎫-∞⋃⎨⎬⎩⎭【答案】ABD 【分析】先对()f x 进行求导,再对a 进行分类讨论,根据极值的定义以及零点的定义即可判断. 【详解】解:由题意得,函数()f x 的定义域为(0,)+∞,且11()ax f x a x x'-=-=, 当0a ≤时,()0f x '<恒成立,此时()f x 单调递减,没有极值, 又当x 趋近于0时,()f x 趋近于+∞,当x 趋近于+∞时,()f x 趋近于-∞, ∴()f x 有且只有一个零点,当0a >时,在10,a ⎛⎫⎪⎝⎭上,()0f x '<,()f x 单调递减,在1,a ⎛⎫+∞⎪⎝⎭上,()0f x '>,()f x 单调递增, ∴当1x a=时,()f x 取得极小值,同时也是最小值, ∴min 1()1ln f x f a a ⎛⎫==+⎪⎝⎭, 当x 趋近于0时,ln x 趋近于-∞,()f x 趋近于+∞,当x 趋近于+∞时,()f x 趋近于+∞, 当1ln 0a +=,即1a e=时,()f x 有且只有一个零点; 当1ln 0a +<,即10a e<<时,()f x 有且仅有两个零点, 综上可知ABD 正确,C 错误. 故选:ABD . 【点睛】方法点睛:函数零点的求解与判断方法:(1)直接求零点:令()0f x =,如果能求出解,则有几个解就有几个零点; (2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间[]a b ,上是连续不断的曲线,且()()·0f a f b <,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点;(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.4.定义在R 上的函数()f x ,若存在函数()g x ax b =+(a ,b 为常数),使得()()f x g x ≥对一切实数x 都成立,则称()g x 为函数()f x 的一个承托函数,下列命题中正确的是( )A .函数()2g x =-是函数ln ,0()1,0x x f x x >⎧=⎨⎩的一个承托函数B .函数()1g x x =-是函数()sin f x x x =+的一个承托函数C .若函数()g x ax = 是函数()x f x e =的一个承托函数,则a 的取值范围是[0,]eD .值域是R 的函数()f x 不存在承托函数 【答案】BC 【分析】由承托函数的定义依次判断即可. 【详解】解:对A ,∵当0x >时,()ln (,)f x x =∈-∞+∞, ∴()()2f x g x ≥=-对一切实数x 不一定都成立,故A 错误;对B ,令()()()t x f x g x =-,则()sin (1)sin 10t x x x x x =+--=+≥恒成立, ∴函数()1g x x =-是函数()sin f x x x =+的一个承托函数,故B 正确; 对C ,令()xh x e ax =-,则()xh x e a '=-, 若0a =,由题意知,结论成立, 若0a >,令()0h x '=,得ln x a =,∴函数()h x 在(,ln )a -∞上为减函数,在(ln ,)a +∞上为增函数, ∴当ln x a =时,函数()h x 取得极小值,也是最小值,为ln a a a -, ∵()g x ax =是函数()x f x e =的一个承托函数, ∴ln 0a a a -≥, 即ln 1a ≤, ∴0a e <≤,若0a <,当x →-∞时,()h x →-∞,故不成立,综上,当0a e 时,函数()g x ax =是函数()xf x e =的一个承托函数,故C 正确;对D ,不妨令()2,()21f x x g x x ==-,则()()10f x g x -=≥恒成立, 故()21g x x =-是()2f x x =的一个承托函数,故D 错误. 故选:BC . 【点睛】方法点睛:以函数为载体的新定义问题,是高考命题创新型试题的一个热点,常见的命题形式有新概念、新法则、新运算等,这类试题中函数只是基本的依托,考查的是考生创造性解决问题的能力.5.已知函数()1ln f x x x x=-+,给出下列四个结论,其中正确的是( ) A .曲线()y f x =在1x =-处的切线方程为10x y ++= B .()f x 恰有2个零点C .()f x 既有最大值,又有最小值D .若120x x >且()()120f x f x +=,则121=x x 【答案】BD 【分析】本题首先可根据()10f -=以及13f判断出A 错误,然后根据当0x >时的函数单调性、当0x <时的函数单调性、()10f -=以及()10f =判断出B 正确和C 错误,最后根据()()120f x f x +=得出()121f x f x ⎛⎫=⎪⎝⎭,根据函数单调性即可证得121=x x ,D 正确. 【详解】函数()1ln f x x x x=-+的定义域为()(),00,-∞⋃+∞, 当0x >时,()1ln f x x x x=-+,()2221111x x f x x x x -+-'=--=;当0x <时,1ln f x x x x,()2221111x x f x x x x -+-'=--=, A 项:1ln 1110f,22111131f,则曲线()y f x =在1x =-处的切线方程为031y x ,即33y x =--,A 错误;B 项:当0x >时,222215124x x x f xx x ,函数()f x 是减函数,当0x <时,222215124x x x f xx x ,函数()f x 是减函数,因为()10f -=,()10f =,所以函数()f x 恰有2个零点,B 正确; C 项:由函数()f x 的单调性易知,C 错误; D 项:当1>0x 、20x >时, 因为()()120f x f x +=,所以1222222221111ln lnf x f x x x x fx x x x , 因为()f x 在()0,∞+上为减函数,所以121x x =,120x x >, 同理可证得当10x <、20x <时命题也成立,D 正确, 故选:BD. 【点睛】本题考查函数在某点处的切线求法以及函数单调性的应用,考查根据导函数求函数在某点处的切线以及函数单调性,导函数值即切线斜率,若导函数值大于0,则函数是增函数,若导函数值小于0,则函数是减函数,考查函数方程思想,考查运算能力,是难题.6.在单位圆O :221x y +=上任取一点()P x y ,,圆O 与x 轴正向的交点是A ,将OA 绕原点O 旋转到OP 所成的角记为θ,若x ,y 关于θ的表达式分别为()x fθ=,()y g θ=,则下列说法正确的是( )A .()x f θ=是偶函数,()y g θ=是奇函数;B .()x f θ=在()0,π上为减函数,()y g θ=在()0,π上为增函数;C .()()1fg θθ+≥在02πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,上恒成立;D .函数()()22t f g θθ=+的最大值为2.【答案】ACD【分析】依据三角函数的基本概念可知cos x θ=,sin y θ=,根据三角函数的奇偶性和单调性可判断A 、B ;根据辅助角公式知()()4f g πθθθ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,再利用三角函数求值域可判断C ;对于D ,2cos sin2tθθ=+,先对函数t 求导,从而可知函数t 的单调性,进而可得当1sin 2θ=,cos 2θ=时,函数t 取得最大值,结合正弦的二倍角公式,代入进行运算即可得解. 【详解】由题意,根据三角函数的定义可知,x cos θ=,y sin θ=, 对于A ,函数()cos fθθ=是偶函数,()sin g θθ=是奇函数,故A 正确;对于B ,由正弦,余弦函数的基本性质可知,函数()cos f θθ=在()0,π上为减函数,函数()sin g θθ=在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭为增函数,在,2ππ⎛⎫⎪⎝⎭为减函数,故B 错误;对于C ,当0θπ⎛⎤∈ ⎥2⎝⎦,时,3,444πππθ⎛⎤+∈ ⎥⎝⎦()()cos sin 4f g πθθθθθ⎛⎫+=+=+∈ ⎪⎝⎭,故C 正确;对于D ,函数()()222cos sin2t fg θθθθ=+=+,求导22sin 2cos22sin 2(12sin )2(2sin 1)(sin 1)t θθθθθθ'=-+=-+-=--+, 令0t '>,则11sin 2θ-<<;令0t '<,则1sin 12θ<<, ∴函数t 在06,π⎡⎤⎢⎥⎣⎦和5,26ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,在5,66ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,当6πθ=即1sin 2θ=,cos θ=时,函数取得极大值1222t =⨯=又当2θπ=即sin 0θ=,cos 1θ=时,212012t =⨯+⨯⨯=,所以函数()()22t f g θθ=+取得最大值2,故D 正确.故选:ACD. 【点睛】方法点睛:考查三角函数的值域时,常用的方法:(1)将函数化简整理为()()sin f x A x ωϕ=+,再利用三角函数性质求值域; (2)利用导数研究三角函数的单调区间,从而求出函数的最值.7.对于定义在1D 上的函数()f x 和定义在2D 上的函数()g x ,若直线y kx b =+(),k b R ∈同时满足:①1x D ∀∈,()f x kx b ≤+,②2x D ∀∈,()g x kx b ≥+,则称直线y kx b =+为()f x 与()g x 的“隔离直线”.若()ln xf x x=,()1x g x e -=,则下列为()f x 与()g x 的隔离直线的是( )A .y x =B .12y x =-C .3ex y =D .1122y x =- 【答案】AB 【分析】根据隔离直线的定义,函数()y f x =的图象总在隔离直线的下方,()y g x =的图象总在隔离直线的上方,并且可以有公共点,结合函数的图象和函数的单调性,以及直线的特征,逐项判定,即可求解. 【详解】根据隔离直线的定义,函数()y f x =的图象总在隔离直线的下方,()y g x =的图象总在隔离直线的上方,并且可以有公共点,由函数()ln x f x x =,可得()21ln xfx x -'=, 所以函数()f x 在()0,e 上单调递增,在(),e +∞上单调递减,因为()10f =,()11f '=,此时函数()f x 的点(1,0)处的切线方程为1y x =-, 且函数()f x 的图象在直线1y x =-的下方; 又由函数()1x g x e-=,可得()1e0x g x -'=>,()g x 单调递增,因为()()111g g '==,所以函数()g x 在点(1,1)处的切线方程为11y x -=-,即y x =, 此时函数()g x 的图象在直线y x =的上方,根据上述特征可以画出()y f x =和()y g x =的大致图象,如图所示,直线1y x =-和y x =分别是两条曲线的切线,这两条切线以及它们之间与直线y x =平行的直线都满足隔离直线的条件,所以A ,B 都符合; 设过原点的直线与函数()y f x =相切于点00(,)P x y , 根据导数的几何意义,可得切线的斜率为021ln x k x -=, 又由斜002000ln 0y x k x x -==-,可得002100ln 1ln x x x x -=,解得0x e =, 所以21ln 12()e k e e -==,可得切线方程为2x y e =, 又由直线3xy e=与曲()y f x =相交,故C 不符合; 由直线1122y x =-过点()1,0,斜率为12,曲线()y f x =在点()1,0处的切线斜率为1,明显不满足,排除D. 故选:AB.【点睛】对于函数的新定义试题:(1)认真审题,正确理解函数的新定义,合理转化;(2)根据隔离直线的定义,转化为函数()y f x =的图象总在隔离直线的下方,()y g x =的图象总在隔离直线的上方.8.已知函数()()()221x f x x e a x =-+-有两个零点,则a 的可能取值是( ) A .1- B .0 C .1 D .2【答案】CD 【分析】求出()f x 的导数,讨论a 的范围,结合函数的单调性和零点存在性定理可判断求出. 【详解】解:∵函数()()()221x f x x e a x =-+-, ∴()()()()()12112xx f x x e a x x e a '=-+-=-+,①若0a =,那么()()0202xf x x e x =⇔-=⇔=,函数()f x 只有唯一的零点2,不合题意; ②若0a >,那么20x e a +>恒成立, 当1x <时,()0f x '<,此时函数为减函数; 当1x >时,()0f x '>,此时函数为增函数; 此时当1x =时,函数()f x 取极小值e -,由()20f a =>,可得:函数()f x 在1x >存在一个零点; 当1x <时,x e e <,210x -<-<,∴()()()()()222121x f x x e a x x e a x =-+->-+-()()211a x e x e =-+--,令()()2110a x e x e -+--=的两根为1t ,2t ,且12t t <, 则当1x t <,或2x t >时,()()()2110f x a x e x e >-+-->, 故函数()f x 在1x <存在一个零点;即函数()f x 在R 上存在两个零点,满足题意; ③若02ea -<<,则()ln 2ln 1a e -<=, 当()ln 2x a <-时,()1ln 21ln 10x a e -<--<-=,()ln 2220a x e a e a -+<+=,即()()()120xf x x e a '=-+>恒成立,故()f x 单调递增,当()ln 21a x -<<时,10x -<,()ln 2220a x e a e a -+>+=, 即()()()120xf x x e a '=-+<恒成立,故()f x 单调递减,当1x >时,10x ->,()ln 2220a x e a e a -+>+=,即()()(1)20xf x x e a '=-+>恒成立,故()f x 单调递增,故当()ln 2x a =-时,函数取极大值,由()()()()()2ln 2ln 222ln 21f a a a a a ⎡⎤⎡⎤-=---+--⎣⎦⎣⎦(){}2ln 2210a a ⎡⎤⎣⎦=--+<得:函数()f x 在R 上至多存在一个零点,不合题意; ④若2ea =-,则()ln 21a -=, 当()1ln 2x a <=-时,10x -<,()ln 2220a x e a e a -+<+=, 即()()()120xf x x e a '=-+>恒成立,故()f x 单调递增,当1x >时,10x ->,()ln 2220a x e a e a -+>+=, 即()()()120xf x x e a '=-+>恒成立,故()f x 单调递增,故函数()f x 在R 上单调递增,函数()f x 在R 上至多存在一个零点,不合题意;⑤若2ea <-,则()ln 2ln 1a e ->=, 当1x <时,10x -<,()ln 2220a x e a e a -+<+=,即()()()120xf x x e a '=-+>恒成立,故()f x 单调递增,当()1ln 2x a <<-时,10x ->,()ln 2220a x e a e a -+<+=, 即()()()120xf x x e a '=-+<恒成立,故()f x 单调递减,当()ln 2x a >-时,10x ->,()ln 2220a x e a e a -+>+=, 即()()()120xf x x e a '=-+>恒成立,故()f x 单调递增,故当1x =时,函数取极大值,由()10f e =-<得:函数()f x 在R 上至多存在一个零点,不合题意; 综上所述,a 的取值范围为()0,∞+, 故选:CD. 【点睛】本题考查利用导数研究函数的零点问题,属于较难题.9.已知()2sin x f x x x π=--.( )A .()f x 的零点个数为4B .()f x 的极值点个数为3C .x 轴为曲线()y f x =的切线D .若()12()f x f x =,则12x x π+=【答案】BC 【分析】首先根据()0f x '=得到21cos xx π-=,分别画出21xy π=-和cos y x =的图像,从而得到函数的单调性和极值,再依次判断选项即可得到答案. 【详解】()21cos xf x x π'=--,令()0f x '=,得到21cos xx π-=.分别画出21xy π=-和cos y x =的图像,如图所示:由图知:21cos xx π-=有三个解,即()0f x '=有三个解,分别为0,2π,π. 所以(),0x ∈-∞,()21cos 0xf x x π'=-->,()f x 为增函数,0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,()21cos 0x f x x π'=--<,()f x 为减函数,,2x ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,()21cos 0x f x x π'=-->,()f x 为增函数,(),x π∈+∞,()21cos 0xf x x π'=--<,()f x 为减函数.所以当0x =时,()f x 取得极大值为0,当2x π=时,()f x 取得极小值为14π-,当x π=时,()f x 取得极大值为0,所以函数()f x 有两个零点,三个极值点,A 错误,B 正确.因为函数()f x 的极大值为0,所以x 轴为曲线()y f x =的切线,故C 正确. 因为()f x 在(),0-∞为增函数,0,2π⎛⎫⎪⎝⎭为减函数,所以存在1x ,2x 满足1202x x π<<<,且()()12f x f x =,显然122x x π+<,故D 错误.故选:BC 【点睛】本题主要考查导数的综合应用,考查利用导数研究函数的零点,极值点和切线,属于难题.10.关于函数()sin x f x e a x =+,(),x π∈-+∞,下列结论正确的有( ) A .当1a =时,()f x 在()0,(0)f 处的切线方程为210x y -+= B .当1a =时,()f x 存在惟一极小值点0x C .对任意0a >,()f x 在(),π-+∞上均存在零点 D .存在0a <,()f x 在(),π-+∞有且只有一个零点 【答案】ABD 【分析】逐一验证,选项A ,通过切点求切线,再通过点斜式写出切线方程;选项B ,通过导数求出函数极值并判断极值范围,选项C 、D ,通过构造函数,将零点问题转化判断函数的交点问题. 【详解】对于A :当1a =时,()sin xf x e x =+,(),x π∈-+∞,所以(0)1f =,故切点为()0,1,()cos x f x e x '=+,所以切线斜(0)2k f '==,故直线方程为()120y x -=-,即切线方程为:210x y -+=,故选项A 正确; 对于B :当1a =时,()sin xf x e x =+,(),x π∈-+∞,()cos x f x e x '=+,()()sin 0,,xf x e x x π''=->∈-+∞恒成立,所以()f x '单调递增,又202f π⎛⎫'=>⎪⎝⎭,334433cos 0442f e e ππππ--⎛⎫⎛⎫'-=+-=-< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 所以存在03,42x ππ⎛⎫∈-- ⎪⎝⎭,使得()00f x '=, 即00cos 0xe x +=,则在()0,x π-上,()0f x '<,()f x 单调递减,在()0,x +∞上,()0f x '>,()f x 单调递增,所以存在惟一极小值点0x ,故选项B 正确; 对于 C 、D :()sin x f x e a x =+,(),x π∈-+∞, 令()sin 0xf x e a x =+=得:1sin x x a e-=, 则令sin ()x xF x e=,(),x π∈-+∞,)cos sin 4()xx x x x F x e e π--'==,令()0F x '=,得:4x k ππ=+,1k ≥-,k Z ∈,由函数)4y x π=-图象性质知:52,244x k k ππππ⎛⎫∈++ ⎪⎝⎭)04x π->,sin ()x x F x e =单调递减,52,2244x k k πππππ⎛⎫∈+++ ⎪⎝⎭)04x π-<,sin ()x x F x e =单调递增,所以当524x k ππ=+,1k ≥-,k Z ∈时,()F x 取得极小值, 即当35,,44x ππ=-时,()F x 取得极小值, 又354435sin sin 44eeππππ-⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭<<,即3544F F ππ⎛⎫⎛⎫-<< ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,又因为在3,4ππ⎛⎫--⎪⎝⎭,sin ()xx F x e =单调递减,所以343()42F x F e ππ⎛⎫≥=-⎪⎝⎭, 所以24x k ππ=+,0k ≥,k Z ∈时,()F x 取得极大值,即当944x ππ=、, 时,()F x 取得极大值. 又9449sin sin 44e e ππππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭<<,即()442F x F e ππ⎛⎫≤=⎪⎝⎭,当(),x π∈-+∞时,344()22e F x e ππ-≤≤,所以当3412e a π-<-,即34a e π>时, ()f x 在(),π-+∞上无零点,所以选项C 不正确;当341e a π-=时,即4a e π=时,1=-y a 与sin x xy e=的图象只有一个交点,即存在0a <,()f x 在(),π-+∞有且只有一个零点, 故选项D 正确. 故选:ABD 【点睛】本题考查函数的极值、切线、零点的问题,属于较难题.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1.函数f (x )=x 2+ln x +sin x +1的导函数是()
A .f ′(x )=2x +1
x +cos x +1
B .f ′(x )=2x -1
x +cos x
C .f ′(x )=2x +1
x -cos x
D .f ′(x )=2x +1
x +cos x
2.(2019·宁波市镇海中学期中)函数y =ln x
x 的大致图象是()
3.曲线y =cos x +e x 在x =0处的切线方程是()
A .x +y +2=0
B .x -y +2=0
C .x -2y +1=0
D .2x -y +1=0
4.已知函数f (x )=1
3x 3-1
2mx 2+4x -3在区间[1,2]上是增函数,则实数m 的取值范围为(
)
A .4≤m ≤5
B .2≤m ≤4
C .m ≤2
D .m ≤4
5.若函数f (x )对任意x ∈R 都有f ′(x )>f (x )成立,则()
A .3f (ln 5)>5f (ln 3)
B .3f (ln 5)=5f (ln 3)
C .3f (ln 5)<5f (ln 3)
D .3f (ln 5)与5f (ln 3)的大小不确定
6.(2019·杭州模拟)已知可导函数f(x)的导函数为f′(x),若对任意的x∈R,都有f(x)>f′(x)+1,且函数y=f(x)-2021为奇函数,则不等式f(x)-2020e x<1的解集为() A.(0,+∞)B.(-∞,0)
7.已知函数f(x)=x3+2x+1,若f(ax-e x+1)>1在x∈(0,+∞)上有解,则实数a的取值范围为()
A.(1,e)B.(0,1)C.(-∞,1)D.(1,+∞)
8.设I是函数y=f(x)的定义域,若存在x0∈I,使f(x0)=-x0,则称x0是f(x)的一个“次不动点”,也称f(x)在区间I上存在“次不动点”.若函数f(x)=ax3-3x2-x+1在R上存在三个“次不动点x0”,则实数a的取值范围是()
A.(-2,0)∪(0,2)B.(-2,2)
C.(-1,0)∪(0,1)D.[-1,1]
9.(2019·台州期末)已知函数f(x)=(ax+1)·e x,g(x)-log a(x+1),若f′(0)=3,则a=________,g(x)在区间[0,1]上的最小值为________.
10.已知函数f(x)
x|,0<x≤e,
2e-x),e<x<2e,
函数F(x)=f(x)-ax有4个零点,则实数a的取值
范围是__________________.
11.(2020·台州月考)已知函数f(x)=x3+(k-1)x2+(k+5)x-1,其中k∈R,若函数f(x)在区间(0,3)上不单调,则实数k的取值范围为()
A.(-5,-2]B.(-5,-2)
C.(-3,-2)D.(-3,-2]
12.已知函数f(x)=ln x-a
2
x2-2x存在单调递减区间,则实数a的取值范围是() A.[-1,+∞)B.(-1,+∞)
C.(-∞,-1)D.(-∞,-1]
13.已知函数f(x)=a-1
e
x2与g(x)=(2a-2)x ln x-4e·(ln x)2的图象有三个不同的公共点,其中e为自然对数的底数,则实数a的取值范围为()
A.(-∞,-e)B.(-∞,1)
C.(-1,+∞)D.(-∞,-3)∪(-1,+∞)
14.(2020·宁波模拟)已知函数y =f (x )的定义域为(-π,π),且函数y =f (x +2)的图象关于直线
x =-2对称,当x ∈(0,π)时,f (x )=πln x -f x (其中f ′(x )是f (x )的导函数),若a =f (log π3),
b =(13log 9),
c =f (13 ),则a ,b ,c 的大小关系是(
)
A .b >a >c
B .a >b >c
C .c >b >a
D .b >c >a
15.已知x ,y ∈R ,则(x +y )2的最小值为____.
16.已知函数f (x )=|e x -1|,若存在实数a ,b (a <b )使得f (a )=f (b ),则a +2b 的最大值为________.
答案精析
1.D
2.A
3.B
4.D
5.A
6.A
7.D
8.A
9.2-1211.B 12.B
13.B
[函数f (x )=a -1e x 2与g (x )=(2a -2)x ln x -4e·(ln x )2的图象有三个不同的公共点,即a -1e
x 2=(2a -2)x ln x -4e(ln x )2有三个解,
整理得4e =(a -2e ln x x
-①设t =2e ln x x ,则t ′=2e 1-ln x x 2,当x >e 时,t =2e
ln x x 单调递减,0<x <e 时,t =2e ln x x 单调递增.t max =2.其图象如图所示,
①式整理得到,F (t )=t 2-(a -1)t +(a -1)=0,
f (x )与
g (x )图象有三个不同的公共点,即关于t 的二次方程F (t )=0有两个解,一个小于0,一个在(0,2)上,
Δ=(a -1)2-4(a -1)=(a -1)(a -5)>0,得a >5或a <1,
由t 1t 2=a -1<0,得a <1,
当t =0时,F (0)=a -1<0,满足一个解小于0,
当t =1时,F (1)=1>0,
另一个解在(0,1)上,满足条件.
所以a 的取值范围为(-∞,1).]
14.D [∵f (x )=πln x -f x ,
∴f ′(x )=πx
-f x ,
f 2-f π2
=2,∴f ′(x )=πx
-2cos x ,
当π
2≤x <π时,2cos x ≤0,f ′(x )>0;
当0<x <π2时,π
x >2,2cos x <2,
∴f ′(x )>0,即f (x )在(0,π)上单调递增,
∵y =f (x +2)的图象关于x =-2对称,
∴y =f (x +2)向右平移2个单位长度得到y =f (x )的图象关于y 轴对称,即y =f (x )为偶函数,b =f (13
log 9)=f (-2)=f (2),
0=log π1<log π3<log ππ=1,
1=π0<13π<12π<2,即0<log π3<1
3π<2<π,
∴f (2)>f (1
3π)>f (log π3),
即b >c >a .]
15.4
解析(x +y )2看作两点A (x ,x ),B y 点A 在直线y =x 上,点B 在曲线y =-2
x 上,
∵y ′=2
x 2,令y ′=1,
∴x =±2,取B (2,-2),
∴|AB |≥|2-(-2)|
2=2,
∴|AB |2≥4,即(x +y )2的最小值为4.
16.ln 32
27
解析作出函数f (x )=|e x -1|图象如下,
由题意,令a ,b 为方程f (x )=m 的两个根,由图象易得0<m <1;由|e x -1|=m 得e x =1±m ,
解得x =ln(1+m )或x =ln(1-m ),
因为a <b ,所以b =ln(1+m ),a =ln(1-m ),
因此a +2b =ln(1-m )+2ln(1+m )
=ln[(1-m )(1+m )2],
令g (m )=(1-m )(1+m )2=-m 3-m 2+m +1,0<m <1,则g ′(m )=-3m 2-2m +1=-(3m -1)(m +1),因为0<m <1,所以由g ′(m )>0得0<m <1
3;
由g ′(m )<0得1
3<m <1,
即函数g (m )
所以g (m )max =
=32
27,
因此a +2b 的最大值为ln 32
27.。