江苏省2015届高三数学一轮复习备考试题:导数及其应用

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2015年高考数学一轮复习课时训练第11节 导数的简单应用

2015年高考数学一轮复习课时训练第11节 导数的简单应用

第11节导数的简单应用课时训练练题感提知能【选题明细表】A组一、选择题1.函数f(x)=4x3-3x2-6x+2的极小值为( B )(A)3 (B)-3 (C)(D)-解析:f′(x)=12x2-6x-6=6(x-1)(2x+1),因此f(x)在(-∞,-),(1,+∞)上为增函数,在(-,1)上为减函数,所以函数f(x)在x=1处取到极小值f(1)=-3.故选B.2.(2013广东省六校质检)已知y=x3+bx2+(b+2)x+3是R上的单调增函数,则b的取值范围是( D )(A)b<-1或b>2 (B)b≤-1或b≥2(C)-1<b<2 (D)-1≤b≤2解析:函数y=x3+bx2+(b+2)x+3是R上的增函数,即为其导函数y′=x2+2bx+b+2≥0,x∈R恒成立,所以Δ=4b2-4(b+2)≤0,解得-1≤b≤2,故选D.3.已知函数f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1处有极值10,则f(2)等于( C )(A)11或18 (B)11(C)18 (D)17或18解析:∵函数f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1处有极值10,∴f(1)=10,且f′(1)=0,即解得或而当时,函数在x=1处无极值,故舍去.∴f(x)=x3+4x2-11x+16,∴f(2)=18.故选C.4.函数f(x)=x+2cos x在[0,]上取得最大值时x的值为( B )(A)0 (B)(C)(D)解析:由于f′(x)=1-2sin x,令f′(x)=0得,sin x=,又x∈[0,],所以x=.且f()=+,又f(0)=2,f()=,所以f()为最大值.故选B.5.(2013济宁模拟)若函数h(x)=2x-+在(1,+∞)上是增函数,则实数k的取值范围是( A )(A)[-2,+∞) (B)[2,+∞)(C)(-∞,-2] (D)(-∞,2]解析:因为h′(x)=2+,若h(x)在(1,+∞)上是增函数,则h′(x)≥0在(1,+∞)上恒成立,故2+≥0恒成立,即k≥-2x2恒成立.又x>1,∴-2x2<-2,因此,需k≥-2,故选A.6.(2013湛江毕业班调研)已知函数y=x3-3x+c的图象与x轴恰有两个公共点,则c等于( A )(A)-2或2 (B)-9或3(C)-1或1 (D)-3或1解析:∵y′=3(x+1)(x-1),∴当x=-1或x=1时取得极值,由题意得f(1)=0或f(-1)=0,即c-2=0或c+2=0,解得c=2或c=-2.故选A.7.若函数f(x)=(a>0)在[1,+∞)上的最大值为,则a的值为( D )(A)(B) (C)+1 (D)-1解析:f′(x)==,当x>时,f′(x)<0,f(x)单调递减,当-<x<时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当x=时,令f(x)==,=<1,不合题意.∴f(x)max=f(1)==,a=-1,故选D.二、填空题8.已知f(x)=2x3-6x2+m(m为常数)在[-2,2]上有最大值3,那么此函数在[-2,2]上的最小值为.解析:∵f′(x)=6x2-12x=6x(x-2),∴f(x)在(-2,0)上单调递增,在(0,2)上单调递减,因此,当x=0时,f(x)取得最大值,即f(0)=m=3,然而f(-2)=-37,f(2)=-5,因此f(x)min=f(-2)=-37.答案:-379.已知函数f(x)=(m-2)x2+(m2-4)x+m是偶函数,函数g(x)=-x3+2x2+mx+5在(-∞,+∞)内单调递减,则实数m= . 解析:由已知得,m2-4=0,∴m=±2.若g(x)在(-∞,+∞)内单调递减,则g′(x)≤0恒成立,即-3x2+4x+m≤0恒成立,亦即3x2-4x-m≥0恒成立.∴Δ=16+12m≤0,解得m≤-,故m=-2.答案:-210.函数f(x)=x3+3ax2+3[(a+2)x+1]有极大值又有极小值,则a的取值范围是.解析:∵f′(x)=3x2+6ax+3(a+2),令f′(x)=0得,x2+2ax+a+2=0,若f(x)有极大值和极小值,则方程x2+2ax+a+2=0有两个不等实数根,∴Δ=4a2-4(a+2)>0.解得a>2或a<-1.答案:(-∞,-1)∪(2,+∞)11.做一个圆柱形锅炉,容积为V,两个底面的材料每单位面积的价格为a元,侧面的材料每单位面积的价格为b元,当造价最低时,锅炉的底面直径与高的比为.解析:设圆柱底面半径为R,高为h,则V=πR2h,则总造价y=2πR2a+2πRhb=2πR2a+2πRb·=2πaR2+,故y′=4πaR-,令y′=0得=.故当=时y取最小值.答案:三、解答题12.(2013浙江五校联考)已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c(x∈[-1,2]),且函数f(x)在x=1和x=-处都取得极值.(1)求a,b的值;(2)求函数f(x)的单调递增区间.解:(1)由于f′(x)=3x2+2ax+b,依题意知,f′(1)=0且f′(-)=0,所以解得(2)由(1)知,f(x)=x3-x2-2x+c,f′(x)=3x2-x-2=(3x+2)(x-1).f′(x)>0得,x>1或x<-.又x∈[-1,2],所以f(x)的单调增区间为[-1,- ),(1,2].13.(2013汕头市金山中学第一学期期中考试)某种商品的成本为5元/ 件,开始按8元/件销售,销售量为50件,为了获得最大利润,商家先后采取了提价与降价两种措施进行试销.经试销发现:实际销售价x(元)每上涨1元每天销售量就减少10件;而降价后,日销售量Q(件)与实际销售价x(元)满足关系:Q=(1)求总利润(利润=销售额-成本)y(元)与实际销售价x(元)的函数关系式;(2)试问:当实际销售价为多少元时,总利润最大.解:(1)依题意得y==(2)由(1)得,当5<x<7时,y=39·(2x3-39x2+252x-535)y′=234(x2-13x+42)=234(x-6)(x-7),当5<x<6时,y′>0,y=f(x)为增函数,当6<x<7时,y′<0,y=f(x)为减函数,所以f(x)max=f(6)=195.当7≤x<8时,y=6(33-x)∈(150,156],当8≤x≤13时,y=-10(x-9)2+160,当x=9时,y max=160.综上知,当x=6时,总利润最大,最大值为195元.14.设函数f(x)=a2ln x-x2+ax,a>0.(1)求f(x)的单调区间;(2)求所有的实数a,使e-1≤f(x)≤e2对x∈[1,e]恒成立.(注:e为自然对数的底数)解:(1)因为f(x)=a2ln x-x2+ax,其中x>0,所以f′(x)=-2x+a=-.由于a>0,所以f(x)的单调增区间为(0,a),单调减区间为(a,+∞).(2)由题意得f(1)=a-1≥e-1,即a≥e.由(1)知f(x)在[1,e]内单调递增,要使e-1≤f(x)≤e2对x∈[1,e]恒成立.只要解得a=e.B组15.(2013潮州市质检)定义域为R的奇函数f(x),当x∈(-∞,0)时,f(x)+xf′(x)<0恒成立,若a=3f(3),b=(logπ3)·f(logπ3),c=-2f(-2),则( A )(A)a>c>b (B)c>b>a(C)c>a>b (D)a>b>c解析:设g(x)=xf(x),依题意得g(x)是偶函数.当x∈(-∞,0)时,f(x)+xf′(x)<0恒成立,即g′(x)<0恒成立,故g(x)在(-∞,0)上单调递减,则g(x)在(0,+∞)上单调递增,a=3f(3)=g(3),b=(logπ3)·f(logπ3)=g(logπ3),c=-2f(-2)=g(-2)=g(2).又logπ3<1<2<3,故a>c>b.故选A.16.(2013中山市期末统考)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的取值范围为.解析:若a>0时,则x∈(-1,a)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;x∈(a,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,所以f(x)在x=a处取得极小值,不适合题意,舍去.若-1<a<0时,则x∈(-1,a)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;x∈(a,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,所以f(x)在x=a 处取得极大值,适合题意.若a=-1时,函数没有极值点,不适合题意.若a<-1时,则x∈(-∞,a)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;x∈(a,-1)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,所以f(x)在x=a处取得极小值,不适合题意.故适合题意的a的取值范围是-1<a<0.答案:(-1,0)。

(江苏专用)高三数学一轮总复习 第三章 导数及其应用 第二节 导数的应用 第一课时 导数与函数的单调

(江苏专用)高三数学一轮总复习 第三章 导数及其应用 第二节 导数的应用 第一课时 导数与函数的单调

课时跟踪检测(十四) 导数与函数的单调性一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2015·某某模拟)函数f (x )=(x -3)e x的单调递增区间是________.解析:函数f (x )=(x -3)e x的导数为f ′(x )=[(x -3)e x]′=e x+(x -3)e x=(x -2)e x.由函数导数与函数单调性的关系,得当f ′(x )>0时,函数f (x )单调递增,此时由不等式f ′(x )=(x -2)e x >0,解得x >2.答案:(2,+∞)2.设函数f (x )=13x 3+ax 2+5x +6在区间[1,3]上是单调函数,则实数a 的取值X 围是________.解析:依题意,知当x ∈[1,3]时,f ′(x )=x 2+2ax +5的值恒不小于0或恒不大于0. 若当x ∈[1,3]时,f ′(x )=x 2+2ax +5≥0,即有-2a ≤x +5x在[1,3]上恒成立,而x +5x≥2x ·5x=25(当且仅当x =5时取等号),故-2a ≤25,解得a ≥- 5. 若当x ∈[1,3]时,f ′(x )=x 2+2ax +5≤0,即有-2a ≥x +5x恒成立,注意到函数g (x )=x +5x 在[1,5]上是减函数,在[5,3]上是增函数,且g (1)=6>g (3)=143,因此-2a ≥6,解得a ≤-3.综上所述,实数a 的取值X 围是(-∞,-3]∪[-5,+∞). 答案:(-∞,-3]∪[-5,+∞)3.函数f (x )=1+x -sin x 在(0,2π)上的单调情况是________.解析:在(0,2π)上有f ′(x )=1-cos x >0,所以f (x )在(0,2π)上单调递增. 答案:单调递增4.(2016·启东模拟)已知a ≥1,f (x )=x 3+3|x -a |,若函数f (x )在[-1,1]上的最大值和最小值分别记为M ,m ,则M -m 的值为________.解析:当x ∈[-1,1]时,f (x )=x 3+3(a -x )=x 3-3x +3a (a ≥1),∴f ′(x )=3(x -1)(x +1).当-1<x <1时,f ′(x )<0,所以原函数f (x )在区间[-1,1]上单调递减,所以M =f (-1)=3a +2,m =f (1)=3a -2,所以M -m =4.答案:45.(2016·某某测试)已知函数f (x )=12x 2+2ax -ln x ,若f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,2上是增函数,则实数a 的取值X 围为________.解析:f ′(x )=x +2a -1x ≥0在⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,2上恒成立, 即2a ≥-x +1x 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,2上恒成立,∵⎝⎛⎭⎪⎫-x +1x max =83, ∴2a ≥83,即a ≥43.答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫43,+∞ 二保高考,全练题型做到高考达标1.函数f (x )=x 3-15x 2-33x +6的单调减区间为________.解析:由f (x )=x 3-15x 2-33x +6得f ′(x )=3x 2-30x -33,令f ′(x )<0,即3(x -11)(x +1)<0,解得-1<x <11,所以函数f (x )的单调减区间为(-1,11).答案:(-1,11)2.若幂函数f (x )的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫22,12,则函数g (x )=e xf (x )的单调递减区间为________.解析:设幂函数f (x )=x α,因为图象过点⎝⎛⎭⎪⎫22,12,所以12=⎝ ⎛⎭⎪⎫22α,α=2,所以f (x )=x 2,故g (x )=e x x 2,令g ′(x )=e x x 2+2e xx =e x(x 2+2x )<0,得-2<x <0,故函数g (x )的单调递减区间为(-2,0).答案:(-2,0)3.(2016·某某、某某、某某、某某调研)设f (x )=4x 3+mx 2+(m -3)x +n (m ,n ∈R)是R 上的单调增函数,则实数m 的值为________.解析:因为f ′(x )=12x 2+2mx +m -3,又函数f (x )是R 上的单调增函数,所以12x2+2mx +m -3≥0在R 上恒成立,所以(2m )2-4×12(m -3)≤0,整理得m 2-12m +36≤0,即(m -6)2≤0.又因为(m -6)2≥0,所以(m -6)2=0,所以m =6.答案:64.已知函数f (x )=x +1ax在(-∞,-1)上单调递增,则实数a 的取值X 围是________.解析:函数f (x )=x +1ax 的导数为f ′(x )=1-1ax2,由于f (x )在(-∞,-1)上单调递增,则f ′(x )≥0在(-∞,-1)上恒成立,即1a≤x 2在(-∞,-1)上恒成立.由于当x <-1时,x 2>1,则有1a≤1,解得a ≥1或a <0.答案:(-∞,0)∪[1,+∞)5.(2015·某某、某某、某某、某某三调)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x 3+3x 2+m ,0≤x ≤1,mx +5,x >1.若函数f (x )的图象与x 轴有且只有两个不同的交点,则实数m 的取值X 围为________.解析:由f (x )=2x 3+3x 2+m ,得f ′(x )=6x 2+6x ,所以f (x )在[0,1]上单调递增,即f (x )=2x 3+3x 2+m 与x 轴至多有一个交点,要使函数f (x )的图象与x 轴有且只有两个不同的交点,即⎩⎪⎨⎪⎧m +5>0,m <0,从而可得m ∈(-5,0).答案:(-5,0)6.若函数f (x )=ax 3-3x 在(-1,1)上为单调递减函数,则实数a 的取值X 围是________. 解析:f ′(x )=3ax 2-3,∵f (x )在(-1,1)上为单调递减函数,∴f ′(x )≤0在(-1,1)上恒成立,即3ax 2-3≤0在(-1,1)上恒成立.当x =0时,a ∈R ;当x ≠0时,a ≤1x2,∵x∈(-1,0)∪(0,1),∴a ≤1.综上,实数a 的取值X 围为(-∞,1].答案:(-∞,1]7.(2016·某某中学模拟)已知函数f (x )(x ∈R)满足f (1)=1,且f (x )的导数f ′(x )<12,则不等式f (x 2)<x 22+12的解集为________.解析:设F (x )=f (x )-12x ,∴F ′(x )=f ′(x )-12,∵f ′(x )<12,∴F ′(x )=f ′(x )-12<0,即函数F (x )在R 上单调递减.∵f (x 2)<x 22+12,∴f (x 2)-x 22<f (1)-12,∴F (x 2)<F (1),而函数F (x )在R 上单调递减,∴x 2>1,即x ∈(-∞,-1)∪(1,+∞).答案:(-∞,-1)∪(1,+∞)8.若函数f (x )=-13x 3+12x 2+2ax 在⎣⎢⎡⎭⎪⎫23,+∞上存在单调递增区间,则a 的取值X 围是________.解析:对f (x )求导,得f ′(x )=-x 2+x +2a =-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+14+2a .当x ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫23,+∞时,f ′(x )的最大值为f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫23=29+2a .令29+2a >0,解得a >-19.所以a 的取值X 围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-19,+∞. 答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫-19,+∞9.(2016·某某五校联考)已知函数f (x )=ln x +ke x(k 为常数,e 是自然对数的底数),曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线与x 轴平行.(1)求k 的值;(2)求f (x )的单调区间.解:(1)由题意得f ′(x )=1x-ln x -k e x, 又f ′(1)=1-ke =0,故k =1.(2)由(1)知,f ′(x )=1x-ln x -1ex. 设h (x )=1x -ln x -1(x >0),则h ′(x )=-1x 2-1x<0,即h (x )在(0,+∞)上是减函数.由h (1)=0知,当0<x <1时,h (x )>0,从而f ′(x )>0; 当x >1时,h (x )<0,从而f ′(x )<0. 综上可知,f (x )的单调递增区间是(0,1), 单调递减区间是(1,+∞).10.(2016·某某调研)已知函数f (x )=ln x ,g (x )=12ax +b .(1)若f (x )与g (x )在x =1处相切,求g (x )的表达式; (2)若φ(x )=m x -1x +1-f (x )在[1,+∞)上是减函数,某某数m 的取值X 围.解:(1)由已知得f ′(x )=1x ,∴f ′(1)=1=12a ,a =2.又∵g (1)=0=12a +b ,∴b =-1,∴g (x )=x -1.(2)∵φ(x )=m x -1x +1-f (x )=m x -1x +1-ln x 在[1,+∞)上是减函数.∴φ′(x )=-x 2+2m -2x -1x x +12≤0在[1,+∞)上恒成立.即x 2-(2m -2)x +1≥0在[1,+∞)上恒成立, 则2m -2≤x +1x,x ∈[1,+∞),∵x +1x∈[2,+∞),∴2m -2≤2,m ≤2.故实数m 的取值X 围是(-∞,2]. 三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.已知a ≥0,函数f (x )=(x 2-2ax )e x,若f (x )在[-1,1]上是单调减函数,则a 的取值X 围是________.解析:f ′(x )=(2x -2a )e x +(x 2-2ax )e x =[x 2+(2-2a )x -2a ]e x,由题意知当x ∈[-1,1]时,f ′(x )≤0恒成立,即x 2+(2-2a )x -2a ≤0恒成立.令g (x )=x 2+(2-2a )x -2a ,则有⎩⎪⎨⎪⎧g -1≤0,g1≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧-12+2-2a ·-1-2a ≤0,12+2-2a -2a ≤0,解得a ≥34.答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫34,+∞ 2.(2016·某某模拟)若函数f (x )=x 2|x -a |在区间[0,2]上单调递增,则实数a 的取值X 围是________.解析:当a ≤0时,f (x )=x 3-ax 2,f ′(x )=3x 2-2ax ≥0在[0,+∞)上恒成立,所以f (x )在[0,+∞)上单调递增,则也在[0,2]上单调递增,成立;当a >0时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax 2-x 3,0≤x ≤a ,x 3-ax 2,x >a .①当0≤x ≤a 时,f ′(x )=2ax -3x 2, 令f ′(x )=0,则x =0或x =23a ,则f (x )在⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,23a 上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫23a ,a 上单调递减; ②当x >a 时,f ′(x )=3x 2-2ax =x (3x -2a )>0,所以f (x )在(a ,+∞)上单调递增,所以当a >0时,f (x )在⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,23a 上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫23a ,a 上单调递减,在(a ,+∞)上单调递增.要使函数在区间[0,2]上单调递增,则必有23a ≥2,解得a ≥3.综上,实数a 的取值X 围是(-∞,0]∪[3,+∞). 答案:(-∞,0]∪[3,+∞)3.已知函数f (x )=a ln x -ax -3(a ∈R). (1)求函数f (x )的单调区间;(2)若函数y =f (x )的图象在点(2,f (2))处的切线的倾斜角为45°,对于任意的t ∈[1,2],函数g (x )=x 3+x 2·⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ′x +m 2在区间(t,3)上总不是单调函数,求m 的取值X围.解:(1)函数f (x )的定义域为(0,+∞),且f ′(x )=a 1-xx.当a >0时,f (x )的增区间为(0,1),减区间为(1,+∞);当a <0时,f (x )的增区间为(1,+∞),减区间为(0,1); 当a =0时,f (x )不是单调函数.(2)由(1)及题意得f ′(2)=-a2=1,即a =-2,∴f (x )=-2ln x +2x -3,f ′(x )=2x -2x.∴g (x )=x 3+⎝ ⎛⎭⎪⎫m2+2x 2-2x ,∴g ′(x )=3x 2+(m +4)x -2.∵g (x )在区间(t,3)上总不是单调函数, 即g ′(x )=0在区间(t,3)上有变号零点.由于g ′(0)=-2,∴⎩⎪⎨⎪⎧g ′t <0,g ′3>0.当g ′(t )<0,即3t 2+(m +4)t -2<0 对任意t ∈[1,2]恒成立, 由于g ′(0)<0,故只要g ′(1)<0且g ′(2)<0, 即m <-5且m <-9,即m <-9; 由g ′(3)>0,即m >-373.所以-373<m <-9.即实数m 的取值X 围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-373,-9.。

2015届高考数学第一轮复习 第三章 导数及其应用章末检测(新人教A版)

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第三章 章末检测(时间:120分钟 满分:150分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分)1.(2013·泰安高三二模)如图,函数y =f (x )的图象在点P (5,f (5))处的切线方程是y =-x +8,则f (5)+f ′(5)等于 ( )A.12B .1C .2D .02.函数f (x )=ax 3-x 在(-∞,+∞)上是减函数,则 ( )A .a <1B .a <13C .a <0D .a ≤03.(2013·洛阳模拟)已知f (x )=(a +1)x +a x +1,且f (x -1)的图象的对称中心是(0,3),则f ′(2)的值为 ( )A .-19 B.19C .-14 D.144.若函数f (x )=e x sin x ,则此函数图象在点(4,f (4))处的切线的倾斜角为 ( )A.π2B .0C .钝角D .锐角 5.(2013·山东)已知某生产厂家的年利润y (单位:万元)与年产量x (单位:万件)的函数关系式为y =-13x 3+81x -234,则使该生产厂家获取最大年利润的年产量为 ( ) A .13万件 B .11万件C .9万件D .7万件6.已知f (x )=2x 3-6x 2+a (a 是常数)在[-2,2]上有最大值3,那么在[-2,2]上f (x )的最小值是 ( )A .-5B .-11C .-29D .-377.(2013·江西) 如图,一个正五角形薄片(其对称轴与水面垂直)匀速地升出水面,记t 时刻五角星露出水面部分的图形面积为S (t ) (S (0)=0),则导函数y =S ′(t )的图象大致( )8.已知x ≥0,y ≥0,x +3y =9,则x 2y 的最大值为 ( )A .36B .18C .25D .429.(2013·合肥模拟)已知R 上可导函数f (x )的图象如图所示,则不等式(x 2-2x -3)f ′(x )>0的解集为 ( )A .(-∞,-2)∪(1,+∞)B .(-∞,-2)∪(1,2)C .(-∞,-1)∪(-1,0)∪(2,+∞)D .(-∞,-1)∪(-1,1)∪(3,+∞)10.如图所示的曲线是函数f (x )=x 3+bx 2+cx +d 的大致图象,则x 21+x 22等于 ( )A.89B.109C.169D.5411.(2013·宝鸡高三检测三)已知f ′(x )是f (x )的导函数,在区间[0,+∞)上f ′(x )>0,且偶函数f (x )满足f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13,则x 的取值范围是 ( ) A.⎝⎛⎭⎫13,23 B.⎣⎡⎭⎫13,23 C.⎝⎛⎭⎫12,23 D.⎣⎡⎭⎫12,23 12.(2013·唐山月考)已知函数y =f (x )=x 3+px 2+qx 的图象与x 轴切于非原点的一点,且y 极小值=-4,那么p ,q 的值分别为 ( )A .6,9B .9,613.函数f (x )=x ln x 在(0,5)上的单调递增区间是____________.14.(2013·安庆模拟)已知函数f (x )满足f (x )=f (π-x ),且当x ∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2时,f (x )=x +sin x ,则f (1),f (2),f (3)的大小关系为________________________.15.(2013·福建改编)22(1cos )x dx ππ-+⎰=________. 16.下列关于函数f (x )=(2x -x 2)e x 的判断正确的是________(填写所有正确的序号). ①f (x )>0的解集是{x |0<x <2};②f (-2)是极小值,f (2)是极大值;③f (x )没有最小值,也没有最大值.三、解答题(本大题共6小题,共70分)17.(10分)设f (x )=x 3-12x 2-2x +5. (1)求函数f (x )的单调递增、递减区间;(2)当x ∈[-1,2]时,f (x )<m 恒成立,求实数m 的取值范围.18.(12分)(2013·莆田月考)已知函数f (x )=23x 3-2ax 2+3x (x ∈R ). (1)若a =1,点P 为曲线y =f (x )上的一个动点,求以点P 为切点的切线斜率取得最小值时的切线方程;(2)若函数y =f (x )在(0,+∞)上为单调增函数,试求满足条件的最大整数a .19.(12分)(2013·福州高三质检)已知函数f (x )=x ln x .(1)求f (x )的极小值;(2)讨论关于x 的方程f (x )-m =0 (m ∈R )的解的个数.20.(12分)(2013·全国)已知函数f (x )=3ax 4-2(3a +1)x 2+4x .(1)当a =16时,求f (x )的极值; (2)若f (x )在(-1,1)上是增函数,求a 的取值范围.21.(12分)某地建一座桥,两端的桥墩已建好,这两墩相距m 米,余下工程只需要建两端桥墩之间的桥面和桥墩,经预测,一个桥墩的工程费用为256万元,距离为x 米的相邻两墩之间的桥面工程费用为(2+x )x 万元.假设桥墩等距离分布,所有桥墩都视为点,且不考虑其他因素,记余下工程的费用为y 万元.(1)试写出y 关于x 的函数关系式;(2)当m =640米时,需新建多少个桥墩才能使y 最小?22.(12分)(2013·黄山模拟)设函数f (x )=x 2e x -1+ax 3+bx 2,已知x =-2和x =1为f (x )的极值点.(1)求a 和b 的值;(2)讨论f (x )的单调性;(3)设g (x )=23x 3-x 2,试比较f (x )与g (x )的大小.答案 1.C [由题意知f ′(5)=-1,f (5)=-5+8=3,所以f (5)+f ′(5)=3-1=2.]2.D [由题意知,f ′(x )=3ax 2-1≤0在(-∞,+∞)上恒成立,a =0时,f ′(x )≤0在(-∞,+∞)上恒成立;a >0时,1a≥3x 2在(-∞,+∞)上恒成立,这样的a 不存在; a <0时,1a≤3x 2在(-∞,+∞)上恒成立,而3x 2≥0, ∴a <0.综上,a ≤0.]3.B [f (x )=a +1-1x +1,中心为(-1,a +1),由f (x -1)的中心为(0,3)知f (x )的中心为(-1,3),∴a =2.∴f (x )=3-1x +1. ∴f ′(x )=1(x +1)2.∴f ′(2)=19.] 4.C [f ′(x )=e x sin x +e x cos x=e x (sin x +cos x )=2e x sin ⎝⎛⎭⎫x +π4, f ′(4)=2e 4sin ⎝⎛⎭⎫4+π4<0, 则此函数图象在点(4,f (4))处的切线的倾斜角为钝角.]5.C [∵y ′=-x 2+81,令y ′=0得x =9(x =-9舍去).当0<x ≤9时,y ′≥0,f (x )为增函数,当x >9时,y ′<0,f (x )为减函数.∴当x =9时,y 有最大值.]6.D [f ′(x )=6x 2-12x ,若f ′(x )>0,则x <0或x >2,又f (x )在x =0处连续,∴f (x )的增区间为[-2,0).同理f ′(x )<0,得减区间(0,2].∴f (0)=a 最大.∴a =3,即f (x )=2x 3-6x 2+3.比较f (-2),f (2)得f (-2)=-37为最小值.]7.A [利用排除法.∵露出水面的图形面积S (t )逐渐增大,∴S ′(t )≥0,排除B.记露出最上端小三角形的时刻为t 0.则S (t )在t =t 0处不可导.排除C 、D ,故选A.]8.A [由x +3y =9,得y =3-x 3≥0,∴0≤x ≤9. 将y =3-x 3代入u =x 2y , 得u =x 2⎝⎛⎭⎫3-x 3=-x 33+3x 2. u ′=-x 2+6x =-x (x -6).令u ′=0,得x =6或x =0.当0<x <6时,u ′>0;6<x <9时,u ′<0.∴x =6时,u =x 2y 取最大值36.]9.D [由f (x )的图象可知,在(-∞,-1),(1,+∞)上f ′(x )>0,在(-1,1)上f ′(x )<0. 由(x 2-2x -3)f ′(x )>0,得⎩⎪⎨⎪⎧ f ′(x )>0,x 2-2x -3>0或⎩⎪⎨⎪⎧ f ′(x )<0,x 2-2x -3<0. 即⎩⎪⎨⎪⎧ x >1或x <-1,x >3或x <-1或⎩⎪⎨⎪⎧-1<x <1-1<x <3, 所以不等式的解集为(-∞,-1)∪(-1,1)∪(3,+∞).]10.C [由图象知f (x )=x (x +1)(x -2)=x 3-x 2-2x =x 3+bx 2+cx +d ,∴b =-1,c =-2,d =0.而x 1,x 2是函数f (x )的极值点,故x 1,x 2是f ′(x )=0,即3x 2+2bx +c =0的根,∴x 1+x 2=-2b 3,x 1x 2=c 3, x 21+x 22=(x 1+x 2)2-2x 1x 2=49b 2-2c 3=169.] 11.A [∵x ∈[0,+∞),f ′(x )>0,∴f (x )在[0,+∞)上单调递增,又因f (x )是偶函数,∴f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13⇔f (|2x -1|)<f ⎝⎛⎭⎫13⇒|2x -1|<13,∴-13<2x -1<13. 即13<x <23.] 12.A [y ′=3x 2+2px +q ,令切点为(a,0),a ≠0,则f (x )=x (x 2+px +q )=0有两个不相等实根a,0 (a ≠0),∴x 2+px +q =(x -a )2.∴f (x )=x (x -a )2,f ′(x )=(x -a )(3x -a ).令f ′(x )=0,得x =a 或x =a 3. 当x =a 时,f (x )=0≠-4,∴f ⎝⎛⎭⎫a 3=y 极小值=-4,即427a 3=-4,a =-3,∴x 2+px +q =(x +3)2. ∴p =6,q =9.]13.⎝⎛⎭⎫1e ,5解析 ∵f ′(x )=ln x +1,f ′(x )>0,∴ln x +1>0,ln x >-1,∴x >1e.∴递增区间为⎝⎛⎭⎫1e ,5. 14.f (3)<f (1)<f (2)解析 由f (x )=f (π-x ),得函数f (x )的图象关于直线x =π2对称, 又当x ∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2时,f ′(x )=1+cos x >0恒成立, 所以f (x )在⎝⎛⎭⎫-π2,π2上为增函数,。

江苏省12市2015届高三上学期期末考试数学试题分类汇编:导数及其应用

江苏省12市2015届高三上学期期末考试数学试题分类汇编:导数及其应用

江苏省12市2015届高三上学期期末考试数学试题分类汇编——导数及其应用一.填空题1.(常州市2015届高三)曲线cos y x x =-在点ππ22⎛⎫ ⎪⎝⎭,处的切线方程为 二.解答题1.(常州市2015届高三)已知a b ,为实数,函数1()f x b x a=++,函数()ln g x x =. (1)当0a b ==时,令()()()F x f x g x =+,求函数()F x 的极值;(2)当1a =-时,令()()()G x f x g x =⋅,是否存在实数b ,使得对于函数()y G x =定义域中的任意实数1x ,均存在实数2[1,)x ∈+∞,有12()0G x x -=成立?若存在,求出b 的取值集合;若不存在,说明理由.2.(连云港.徐州.淮安.宿迁四市2015届高三)已知函数x ax x x f +-=221ln )(,a R ∈. (1)若2a =,求函数()f x 的单调递减区间;(2)若关于x 的不等式()1f x ax -≤恒成立,求整数a 的最小值; (3)若2a =-,1x ,2x 是两个不相等的正数,且1212()()0f x f x x x ++=,求证:12512x x -+≥.3.(南京市.盐城市2015届高三)已知函数()e x f x =,()g x mx n =+.(1)设()()()h x f x g x =-.①若函数()h x 在0x =处的切线过点(1,0),求m n +的值;②当0n =时,若函数()h x 在(1,)-+∞上没有零点,求m 的取值范围;(2)设函数1()()()nx r x f x g x =+,且4(0)n m m =>,求证:当0x ≥时,()1r x ≥.4.(南通市2015届高三)若函数()y f x =在0x x =处取得极大值或极小值,则称0x 为函数()y f x =的极值点.已知函数()3()3ln 1f x ax x x a =+-∈R . (1)当0a =时,求()f x 的极值;(2)若()f x 在区间1e ,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭上有且只有一个极值点,求实数a 的取值范围.5.(苏州市2015届高三上期末)已知函数()e (1)x f x a x =--,其中a ∈R ,e 为自然对数底数.(1)当1a =-时,求函数()f x 在点(1,(1))f 处的切线方程;(2)讨论函数()f x 的单调性,并写出相应的单调区间;(3)已知b ∈R ,若函数()f x b ≥对任意x ∈R 都成立,求ab 的最大值.。

(江苏专用)高考数学一轮复习 第四章 导数及其应用 热点探究课2 函数、导数与不等式教师用书-人教版

(江苏专用)高考数学一轮复习 第四章 导数及其应用 热点探究课2 函数、导数与不等式教师用书-人教版

热点探究课(二) 函数、导数与不等式[命题解读] 函数是中学数学的核心内容,导数是研究函数的重要工具,因此,导数的应用是历年高考的重点与热点,常涉及的问题有:讨论函数的单调性(求函数的单调区间)、求极值、求最值、求切线方程、求函数的零点或方程的根、求参数的X 围、证明不等式等,涉及的数学思想有:函数与方程、分类讨论、数形结合、转化与化归思想等,中、高档难度均有.热点1 利用导数研究函数的单调性、极值与最值(答题模板)函数的单调性、极值是局部概念,函数的最值是整体概念,研究函数的性质必须在定义域内进行,因此,务必遵循定义域优先的原则,本热点主要有三种考查方式:(1)讨论函数的单调性或求单调区间;(2)求函数的极值或最值;(3)利用函数的单调性、极值、最值,求参数的X 围.(本小题满分14分)已知函数f (x )=ln x +a (1-x ). (1)讨论f (x )的单调性;(2)当f (x )有最大值,且最大值大于2a -2时,求a 的取值X 围.【导学号:62172114】[思路点拨] (1)求出导数后对a 分类讨论,然后判断单调性;(2)运用(1)的结论分析函数的最大值,对得到的不等式进行等价转化,通过构造函数并分析该函数的单调性求a 的X 围.[规X 解答] (1)f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=1x-a .2分若a ≤0,则f ′(x )>0,所以f (x )在(0,+∞)上单调递增.3分若a >0,则当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,1a 时,f ′(x )>0;当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1a,+∞时,f ′(x )<0.5分所以f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1a 上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ,+∞上单调递减.6分 (2)由(1)知,当a ≤0时,f (x )在(0,+∞)上无最大值; 当a >0时,f (x )在x =1a处取得最大值,最大值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a =ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1a =-ln a +a -1.11分 因此f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a>2a -2等价于ln a +a -1<0.12分令g (a )=ln a +a -1,则g (a )在(0,+∞)上单调递增,g (1)=0.于是,当0<a <1时,g (a )<0;当a >1时,g (a )>0. 因此,a 的取值X 围是(0,1).14分[答题模板] 讨论含参函数f (x )的单调性的一般步骤 第一步:求函数f (x )的定义域(根据已知函数解析式确定). 第二步:求函数f (x )的导数f ′(x ).第三步:根据f ′(x )=0的零点是否存在或零点的大小对参数分类讨论. 第四步:求解(令f ′(x )>0或令f ′(x )<0). 第五步:下结论.第六步:反思回顾,查看关键点、易错点、注意解题规X .温馨提示:1.讨论函数的单调性,求函数的单调区间、极值问题,最终归结到判断f ′(x )的符号问题上,而f ′(x )>0或f ′(x )<0,最终可转化为一个一元一次不等式或一元二次不等式问题.2.若已知f (x )的单调性,则转化为不等式f ′(x )≥0或f ′(x )≤0在单调区间上恒成立问题求解.[对点训练1] 已知函数f (x )=x 3+ax 2-x +c ,且a =f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫23.(1)求a 的值;(2)求函数f (x )的单调区间;(3)设函数g (x )=(f (x )-x 3)·e x,若函数g (x )在x ∈[-3,2]上单调递增,某某数c 的取值X 围.[解] (1)由f (x )=x 3+ax 2-x +c , 得f ′(x )=3x 2+2ax -1.2分当x =23时,得a =f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫23=3×⎝ ⎛⎭⎪⎫232+2a ×23-1,解得a =-1.4分(2)由(1)可知f (x )=x 3-x 2-x +c ,则f ′(x )=3x 2-2x -1=3⎝ ⎛⎭⎪⎫x +13(x -1),列表如下:所以f (x )的单调递增区间是⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-3和(1,+∞); f (x )的单调递减区间是⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,1.8分(3)函数g (x )=(f (x )-x 3)·e x =(-x 2-x +c )·e x, 有g ′(x )=(-2x -1)e x +(-x 2-x +c )e x=(-x 2-3x +c -1)e x,因为函数g (x )在x ∈[-3,2]上单调递增,所以h (x )=-x 2-3x +c -1≥0在x ∈[-3,2]上恒成立, 只要h (2)≥0,解得c ≥11,所以c 的取值X 围是[11,+∞).14分热点2 利用导数研究函数的零点或曲线交点问题研究函数零点的本质就是研究函数的极值的正负,为此,我们可以通过讨论函数的单调性来解决,求解时应注重等价转化与数形结合思想的应用,其主要考查方式有:(1)确定函数的零点、图象交点的个数;(2)由函数的零点、图象交点的情况求参数的取值X 围.(2016·高考节选)设函数f (x )=x 3+ax 2+bx +c . (1)求曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程;(2)设a =b =4,若函数f (x )有三个不同零点,求c 的取值X 围. [解] (1)由f (x )=x 3+ax 2+bx +c ,得f ′(x )=3x 2+2ax +b .2分 因为f (0)=c ,f ′(0)=b ,所以曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程为y =bx +c .4分 (2)当a =b =4时,f (x )=x 3+4x 2+4x +c , 所以f ′(x )=3x 2+8x +4.6分令f ′(x )=0,得3x 2+8x +4=0,解得x =-2或x =-23.8分f (x )与f ′(x )在区间(-∞,+∞)上的情况如下:x (-∞,-2)-2 ⎝⎛⎭⎪⎫-2,-23 -23 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,+∞ f ′(x ) +-+f (x )c c -3227所以,当c >0且c -27<0时,存在x 1∈(-4,-2),x 2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,-3,x 3∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,0,使得f (x 1)=f (x 2)=f (x 3)=0.由f (x )的单调性知,当且仅当c ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,3227时,函数f (x )=x 3+4x 2+4x +c 有三个不同零点.14分[规律方法] 用导数研究函数的零点,常用两种方法:一是用导数判断函数的单调性,借助零点存在性定理判断;二是将零点问题转化为函数图象的交点问题,利用数形结合来解决.[对点训练2] 设函数f (x )=ln x +m x,m ∈R .(1)当m =e(e 为自然对数的底数)时,求f (x )的极小值;(2)讨论函数g (x )=f ′(x )-x3零点的个数. 【导学号:62172115】[解] (1)由题设,当m =e 时,f (x )=ln x +ex,则f ′(x )=x -ex 2,由f ′(x )=0,得x =e.2分 ∴当x ∈(0,e)时,f ′(x )<0,f (x )在(0,e)上单调递减; 当x ∈(e ,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )在(e ,+∞)上单调递增, ∴当x =e 时,f (x )取得极小值f (e)=ln e +ee =2,∴f (x )的极小值为2.4分(2)由题设g (x )=f ′(x )-x 3=1x -m x 2-x3(x >0),令g (x )=0,得m =-13x 3+x (x >0).6分设φ(x )=-13x 3+x (x >0),则φ′(x )=-x 2+1=-(x -1)(x +1),当x ∈(0,1)时,φ′(x )>0,φ(x )在(0,1)上单调递增; 当x ∈(1,+∞)时,φ′(x )<0,φ(x )在(1,+∞)上单调递减,∴x =1是φ(x )唯一的极值点,且是极大值点,因此x =1也是φ(x )的最大值点, ∴φ(x )的最大值为φ(1)=23.10分又φ(0)=0,结合y =φ(x )的图象(如图),可知①当m >23时,函数g (x )无零点;②当m =23时,函数g (x )有且只有一个零点;③当0<m <23时,函数g (x )有两个零点;④当m ≤0时,函数g (x )有且只有一个零点. 综上所述,当m >23时,函数g (x )无零点;当m =23或m ≤0时,函数g (x )有且只有一个零点;当0<m <23时,函数g (x )有两个零点.14分热点3 利用导数研究不等式问题导数在不等式中的应用问题是每年高考的必考内容,且以解答题的形式考查,难度较大,属中高档题.归纳起来常见的命题角度有:(1)证明不等式;(2)不等式恒成立问题;(3)存在型不等式成立问题. ☞角度1 证明不等式设a 为实数,函数f (x )=e x -2x +2a ,x ∈R .(1)求f (x )的单调区间与极值;(2)求证:当a >ln 2-1且x >0时,e x>x 2-2ax +1.[解] (1)由f (x )=e x-2x +2a ,x ∈R ,f ′(x )=e x-2,x ∈R .令f ′(x )=0,得x =ln 2.于是当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情况如下表:x (-∞,ln 2)ln 2 (ln 2,+∞)f ′(x ) - 0 + f (x )单调递减2(1-ln 2+a )单调递增故f (x )的单调递减区间是(-∞,ln 2),单调递增区间是(ln 2,+∞),f (x )在x =ln 2处取得极小值,极小值为f (ln 2)=e ln 2-2ln 2+2a =2(1-ln 2+a ).6分(2)设g (x )=e x -x 2+2ax -1,x ∈R .于是g ′(x )=e x-2x +2a ,x ∈R .由(1)知当a >ln 2-1时,g ′(x )最小值为g ′(ln 2)=2(1-ln 2+a )>0.于是对任意x ∈R ,都有g ′(x )>0,所以g (x )在R 内单调递增.于是当a >ln 2-1时,对任意x ∈(0,+∞),都有g (x )>g (0). 又g (0)=0,从而对任意x ∈(0,+∞),g (x )>0. 即e x-x 2+2ax -1>0,故e x >x 2-2ax +1.14分 ☞角度2 不等式恒成立问题(2016·全国卷Ⅱ)已知函数f (x )=(x +1)ln x -a (x -1).(1)当a =4时,求曲线y =f (x )在(1,f (1))处的切线方程;(2)若当x ∈(1,+∞)时,f (x )>0,求a 的取值X 围. [解] (1)f (x )的定义域为(0,+∞).1分 当a =4时,f (x )=(x +1)ln x -4(x -1),f (1)=0,f ′(x )=ln x +1x-3,f ′(1)=-2.3分故曲线y =f (x )在(1,f (1))处的切线方程为2x +y -2=0.6分 (2)当x ∈(1,+∞)时,f (x )>0等价于ln x -a x -1x +1>0.设g (x )=ln x -a x -1x +1,则g ′(x )=1x-2a x +12=x 2+21-a x +1x x +12,g (1)=0.9分 ①当a ≤2,x ∈(1,+∞)时,x 2+2(1-a )x +1≥x 2-2x +1>0,故g ′(x )>0,g (x )在(1,+∞)单调递增,因此g (x )>0;②当a >2时,令g ′(x )=0得x 1=a -1-a -12-1,x 2=a -1+a -12-1.由x 2>1和x 1x 2=1得x 1<1,故当x ∈(1,x 2)时,g ′(x )<0,g (x )在(1,x 2)单调递减,因此g (x )<0.综上,a 的取值X 围是(-∞,2].14分 ☞角度3 存在型不等式成立问题设函数f (x )=a ln x +1-a 2x 2-bx (a ≠1),曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线斜率为0.(1)求b ;(2)若存在x 0≥1,使得f (x 0)<aa -1,求a 的取值X 围.[解] (1)f ′(x )=a x+(1-a )x -b . 由题设知f ′(1)=0,解得b =1.3分 (2)f (x )的定义域为(0,+∞), 由(1)知,f (x )=a ln x +1-a 2x 2-x ,f ′(x )=a x +(1-a )x -1=1-a x ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -a 1-a (x -1).5分①若a ≤12,则a1-a ≤1,故当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )在(1,+∞)单调递增.所以,存在x 0≥1,使得f (x 0)<aa -1的充要条件为f (1)<a a -1,即1-a 2-1<aa -1,解得-2-1<a <2-1.7分②若12<a <1,则a 1-a >1,故当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1,a 1-a 时,f ′(x )<0,当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-a ,+∞时,f ′(x )>0,f (x )在⎝⎛⎭⎪⎫1,a 1-a 上单调递减,在⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-a ,+∞上单调递增.10分所以存在x 0≥1,使得f (x 0)<aa -1的充要条件为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-a <aa -1. 而f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-a =a ln a 1-a +a 221-a +a a -1>a a -1,所以不合题意. ③若a >1,则f (1)=1-a 2-1=-a -12<a a -1恒成立,所以a >1.综上,a 的取值X 围是(-2-1,2-1)∪(1,+∞).14分 [规律方法] 1.运用导数证明不等式,常转化为求函数的最值问题.2.不等式恒成立通常可以利用函数的单调性求出最值解决.解答相应的参数不等式,如果易分离参数,可先分离变量,构造函数,直接转化为函数的最值问题,避免参数的讨论.3.“恒成立”与“存在性”问题的求解是“互补”关系,即f (x )≥g (a )对于x ∈D 恒成立,应求f (x )的最小值;若存在x ∈D ,使得f (x )≥g (a )成立,应求f (x )的最大值.应特别关注等号是否成立问题.热点探究训练(二)1.设函数f (x )=3x 2+axex(a ∈R ). (1)若f (x )在x =0处取得极值,确定a 的值,并求此时曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程;(2)若f (x )在[3,+∞)上为减函数,求a 的取值X 围. 【导学号:62172116】 [解] (1)对f (x )求导得f ′(x )= 6x +a e x -3x 2+ax exe x 2=-3x 2+6-a x +aex.3分 因为f (x )在x =0处取得极值,所以f ′(0)=0,即a =0.当a =0时,f (x )=3x 2e x ,f ′(x )=-3x 2+6x e x,故f (1)=3e ,f ′(1)=3e ,从而f (x )在点(1,f (1))处的切线方程为y -3e =3e(x -1),化简得3x -e y =0.7分(2)由(1)知f ′(x )=-3x 2+6-a x +aex, 令g (x )=-3x 2+(6-a )x +a ,由g (x )=0解得x 1=6-a -a 2+366,x 2=6-a +a 2+366.9分当x <x 1时,g (x )<0,即f ′(x )<0,故f (x )为减函数; 当x 1<x <x 2时,g (x )>0,即f ′(x )>0,故f (x )为增函数; 当x >x 2时,g (x )<0,即f ′(x )<0,故f (x )为减函数.11分由f (x )在[3,+∞)上为减函数,知x 2=6-a +a 2+366≤3,解得a ≥-92.故a 的取值X 围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫-92,+∞.14分2.(2017·某某模拟)设函数f (x )=e xx2-k ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +ln x (k 为常数,e =2.718 28…是自然对数的底数).(1)当k ≤0时,求函数f (x )的单调区间;(2)若函数f (x )在(0,2)内存在两个极值点,求k 的取值X 围. [解] (1)函数y =f (x )的定义域为(0,+∞).f ′(x )=x 2e x -2x e x x 4-k ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2x 2+1x=x e x -2e x x 3-k x -2x 2=x -2e x-kx x 3.由k ≤0可得e x-kx >0,所以当x ∈(0,2)时,f ′(x )<0,函数y =f (x )单调递减,当x ∈(2,+∞)时,f ′(x )>0,函数y =f (x )单调递增.所以f (x )的单调递减区间为(0,2),单调递增区间为(2,+∞).6分 (2)由(1)知,k ≤0时,函数f (x )在(0,2)内单调递减, 故f (x )在(0,2)内不存在极值点;当k >0时,设函数g (x )=e x-kx ,x ∈[0,+∞). 因为g ′(x )=e x-k =e x-e ln k,当0<k ≤1时,当x ∈(0,2)时,g ′(x )=e x-k >0,y =g (x )单调递增, 故f (x )在(0,2)内不存在两个极值点; 当k >1时,得x ∈(0,ln k )时,g ′(x )<0,函数y =g (x )单调递减,x ∈(ln k ,+∞)时,g ′(x )>0,函数y =g (x )单调递增.所以函数y =g (x )的最小值为g (ln k )=k (1-ln k ). 函数f (x )在(0,2)内存在两个极值点,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧g 0>0,g ln k <0,g 2>0,0<ln k <2,解得e<k <e22.13分综上所述,函数f (x )在(0,2)内存在两个极值点时,k 的取值X 围为⎝ ⎛⎭⎪⎫e ,e 22. 14分3.(2016·全国卷Ⅰ)已知函数f (x )=(x -2)e x+a (x -1)2. (1)讨论f (x )的单调性;(2)若f (x )有两个零点,求a 的取值X 围.[解] (1)f ′(x )=(x -1)e x+2a (x -1)=(x -1)(e x+2a ).1分 (ⅰ)设a ≥0,则当x ∈(-∞,1)时,f ′(x )<0; 当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0.所以f (x )在(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增.3分 (ⅱ)设a <0,由f ′(x )=0得x =1或x =ln(-2a ). ①若a =-e 2,则f ′(x )=(x -1)(e x-e),所以f (x )在(-∞,+∞)上单调递增. ②若a >-e2,则ln(-2a )<1,故当x ∈(-∞,ln(-2a ))∪(1,+∞)时,f ′(x )>0; 当x ∈(ln(-2a ),1)时,f ′(x )<0.所以f (x )在(-∞,ln(-2a )),(1,+∞)上单调递增,在(ln(-2a ),1)上单调递减.5分③若a <-e2,则ln(-2a )>1,故当x ∈(-∞,1)∪(ln(-2a ),+∞)时,f ′(x )>0; 当x ∈(1,ln(-2a ))时,f ′(x )<0.所以f (x )在(-∞,1),(ln(-2a ),+∞)上单调递增,在(1,ln(-2a ))上单调递减.7分(2)(ⅰ)设a >0,则由(1)知,f (x )在(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增.又f (1)=-e ,f (2)=a ,取b 满足b <0且b <ln a 2,则f (b )>a 2(b -2)+a (b -1)2=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫b 2-32b >0,所以f (x )有两个零点.9分(ⅱ)设a =0,则f (x )=(x -2)e x,所以f (x )只有一个零点.(ⅲ)设a <0,若a ≥-e2,则由(1)知,f (x )在(1,+∞)上单调递增.又当x ≤1时f (x )<0,故f (x )不存在两个零点;若a <-e2,则由(1)知,f (x )在(1,ln(-2a ))上单调递减,在(ln(-2a ),+∞)上单调递增.又当x ≤1时,f (x )<0,故f (x )不存在两个零点.综上,a 的取值X 围为(0,+∞).14分4.(2017·某某模拟)已知函数f (x )=a ln x -ax -3(a ∈R ). (1)求函数f (x )的单调区间;(2)若函数y =f (x )的图象在点(2,f (2))处的切线的倾斜角为45°,对于任意的t ∈[1,2]函数g (x )=x 3+x 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ′x +m 2在区间(t,3)上总不是单调函数,求m 的取值X 围;(3)求证:ln 22×ln 33×ln 44×…×ln n n <1n (n ≥2,n ∈N +). 【导学号:62172117】[解] (1)f ′(x )=a 1-xx(x >0). 当a >0时,f (x )的单调增区间为(0,1],减区间为[1,+∞); 当a <0时,f (x )的单调增区间为[1,+∞),减区间为(0,1]; 当a =0时,f (x )不是单调函数.4分(2)由f ′(2)=-a 2=1得a =-2,∴f ′(x )=2x -2x.∴g (x )=x 3+⎝ ⎛⎭⎪⎫m2+2x 2-2x ,∴g ′(x )=3x 2+(m +4)x -2.∵g (x )在区间(t,3)上总不是单调函数,且g ′(0)=-2, ∴⎩⎪⎨⎪⎧g ′t <0,g ′3>0.由题意知:对于任意的t ∈[1,2],g ′(t )<0恒成立,所以有:⎩⎪⎨⎪⎧g ′1<0,g ′2<0,g ′3>0,∴-373<m <-9.8分(3)证明:令a =-1,此时f (x )=-ln x +x -3,所以f (1)=-2,由(1)知f (x )=-ln x +x -3在(1,+∞)上单调递增,∴当x ∈(1,+∞)时f (x )>f (1),即-ln x +x -1>0,∴ln x <x -1对一切x ∈(1,+∞)成立,∵n ≥2,n ∈N +,则有0<ln n <n -1,∴0<ln n n <n -1n.word11 / 11 ∴ln 22×ln 33×ln 44×ln n n <12×23×34×…×n -1n =1n(n ≥2,n ∈N +).16分。

(江苏专用)高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 3.1 导数的概念及运算 理-人教版高三全册数学

(江苏专用)高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 3.1 导数的概念及运算 理-人教版高三全册数学

【步步高】(某某专用)2017版高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 3.1 导数的概念及运算 理1.导数与导函数的概念(1)设函数y =f (x )在区间(a ,b )上有定义,x 0∈(a ,b ),若Δx 无限趋近于0时,比值Δy Δx=f x 0+Δx -f x 0Δx无限趋近于一个常数A ,则称f (x )在x =x 0处可导,并称该常数A 为函数f (x )在x =x 0处的导数(derivative),记作f ′(x 0).(2)若f (x )对于区间(a ,b )内任一点都可导,则f (x )在各点的导数也随着自变量x 的变化而变化,因而也是自变量x 的函数,该函数称为f (x )的导函数,记作f ′(x ). 2.导数的几何意义函数y =f (x )在点x 0处的导数的几何意义,就是曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线的斜率k ,即k =f ′(x 0). 3.基本初等函数的导数公式基本初等函数导函数f (x )=C (C 为常数) f ′(x )=0 f (x )=x α(α为常数)f ′(x )=αx α-1 f (x )=sin x f ′(x )=cos_x f (x )=cos x f ′(x )=-sin_x f (x )=e x f ′(x )=e x f (x )=a x (a >0,a ≠1)f ′(x )=a x ln_a f (x )=ln x f ′(x )=1xf (x )=log a x (a >0,a ≠1)f ′(x )=1x ln a4.若f ′(x ),g ′(x )存在,则有(1)[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ); (2)[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x );(3)[f xg x ]′=f ′x g x -f x g ′xg 2x(g (x )≠0).5.复合函数的导数若y =f (u ),u =ax +b ,则y ′x =y ′u ·u ′x ,即y ′x =y ′u ·a . 【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)f ′(x 0)与(f (x 0))′表示的意义相同.( × ) (2)求f ′(x 0)时,可先求f (x 0)再求f ′(x 0).( × ) (3)曲线的切线不一定与曲线只有一个公共点.( √ ) (4)与曲线只有一个公共点的直线一定是曲线的切线.( × ) (5)函数f (x )=sin(-x )的导数是f ′(x )=cos x .( × )1.(教材改编)f ′(x )是函数f (x )=13x 3+2x +1的导函数,则f ′(-1)的值为________.答案 3解析 ∵f (x )=13x 3+2x +1,∴f ′(x )=x 2+2.∴f ′(-1)=3.2.如图所示为函数y =f (x ),y =g (x )的导函数的图象,那么y =f (x ),y =g (x )的图象可能是________.答案 ④解析 由y =f ′(x )的图象知y =f ′(x )在(0,+∞)上单调递减,说明函数y =f (x )的切线的斜率在(0,+∞)上也单调递减,故可排除①③.又由图象知y =f ′(x )与y =g ′(x )的图象在x =x 0处相交,说明y =f (x )与y =g (x )的图象在x =x 0处的切线的斜率相同,由图知②不符合,④符合,故④正确.3.设函数f (x )的导数为f ′(x ),且f (x )=f ′(π2)sin x +cos x ,则f ′(π4)=________.答案 - 2解析 因为f (x )=f ′(π2)sin x +cos x ,所以f ′(x )=f ′(π2)cos x -sin x ,所以f ′(π2)=f ′(π2)cos π2-sin π2,即f ′(π2)=-1,所以f (x )=-sin x +cos x .f ′(x )=-cos x -sin x .故f ′(π4)=-cos π4-sin π4=- 2.4.已知点P 在曲线y =4e x +1上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值X 围是__________. 答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π解析 ∵y =4e x +1,∴y ′=-4exe x+12=-4e xe 2x +2e x+1=-4e x +1ex +2. ∵e x >0,∴e x +1e x ≥2,当且仅当e x=1e x =1,即x =0时,“=”成立.∴y ′∈[-1,0), ∴tan α∈[-1,0).又α∈[0,π), ∴α∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π. 5.(2015·某某)设曲线y =e x在点(0,1)处的切线与曲线y =1x(x >0)上点P 处的切线垂直,则P 的坐标为________. 答案 (1,1)解析 y ′=e x ,曲线y =e x 在点(0,1)处的切线的斜率k 1=e 0=1,设P (m ,n ),y =1x(x >0)的导数为y ′=-1x 2 (x >0),曲线y =1x (x >0)在点P 处的切线斜率k 2=-1m2 (m >0),因为两切线垂直,所以k 1k 2=-1,所以m =1,n =1,则点P 的坐标为(1,1).题型一 导数的运算 例1 求下列函数的导数: (1)y =(3x 2-4x )(2x +1); (2)y =x 2sin x ; (3)y =3x e x-2x+e ; (4)y =ln xx 2+1; (5)y =ln(2x -5).解 (1)∵y =(3x 2-4x )(2x +1) =6x 3+3x 2-8x 2-4x =6x 3-5x 2-4x , ∴y ′=18x 2-10x -4.(2)y ′=(x 2)′sin x +x 2(sin x )′=2x sin x +x 2cos x . (3)y ′=(3x e x )′-(2x)′+e′ =(3x )′e x +3x (e x )′-(2x)′ =3x e x ln 3+3x e x -2xln 2 =(ln 3+1)·(3e)x -2xln 2.(4)y ′=ln x ′x 2+1-ln x x 2+1′x 2+12=1xx 2+1-2x ln xx 2+12=x 2+1-2x 2ln x x x 2+12.(5)令u =2x -5,y =ln u ,则y ′=(ln u )′u ′=12x -5·2=22x -5,即y ′=22x -5.思维升华 (1)求导之前,应利用代数、三角恒等式等变形对函数进行化简,然后求导,这样可以减少运算量,提高运算速度,减少差错;遇到函数的商的形式时,如能化简则化简,这样可避免使用商的求导法则,减少运算量.(2)复合函数求导时,先确定复合关系,由外向内逐层求导,必要时可换元.(1)f (x )=x (2 016+ln x ),若f ′(x 0)=2 017,则x 0=________.(2)若函数f (x )=ax 4+bx 2+c 满足f ′(1)=2,则f ′(-1)=________. 答案 (1)1 (2)-2解析 (1)f ′(x )=2 016+ln x +x ×1x=2 017+ln x ,故由f ′(x 0)=2 017得2 017+ln x 0=2 017,则ln x 0=0,解得x 0=1. (2)f ′(x )=4ax 3+2bx ,∵f ′(x )为奇函数,且f ′(1)=2, ∴f ′(-1)=-2. 题型二 导数的几何意义命题点1 已知切点的切线方程问题例2 (1)函数f (x )=ln x -2xx的图象在点(1,-2)处的切线方程为__________.(2)曲线y =e-2x+1在点(0,2)处的切线与直线y =0和y =x 围成的三角形的面积为________.答案 (1)x -y -3=0 (2)13解析 (1)f ′(x )=1-ln xx2,则f ′(1)=1, 故该切线方程为y -(-2)=x -1,即x -y -3=0. (2)∵y ′=-2e-2x,曲线在点(0,2)处的切线斜率k =-2,∴切线方程为y =-2x +2,该直线与直线y =0和y =x 围成的三角形如图所示,其中直线y =-2x +2与y =x 的交点为A (23,23),∴三角形的面积S =12×1×23=13.命题点2 未知切点的切线方程问题例3 (1)与直线2x -y +4=0平行的抛物线y =x 2的切线方程是__________.(2)已知函数f (x )=x ln x ,若直线l 过点(0,-1),并且与曲线y =f (x )相切,则直线l 的方程为____________.答案 (1)2x -y -1=0 (2)x -y -1=0解析 (1)对y =x 2求导得y ′=2x .设切点坐标为(x 0,x 20),则切线斜率为k =2x 0. 由2x 0=2得x 0=1,故切线方程为y -1=2(x -1),即2x -y -1=0. (2)∵点(0,-1)不在曲线f (x )=x ln x 上,∴设切点为(x 0,y 0).又∵f ′(x )=1+ln x ,∴⎩⎪⎨⎪⎧y 0=x 0ln x 0,y 0+1=1+ln x 0x 0,解得x 0=1,y 0=0.∴切点为(1,0),∴f ′(1)=1+ln 1=1. ∴直线l 的方程为y =x -1,即x -y -1=0. 命题点3 和切线有关的参数问题例4 已知f (x )=ln x ,g (x )=12x 2+mx +72(m <0),直线l 与函数f (x ),g (x )的图象都相切,且与f (x )图象的切点为(1,f (1)),则m =________. 答案 -2解析 ∵f ′(x )=1x,∴直线l 的斜率为k =f ′(1)=1. 又f (1)=0,∴切线l 的方程为y =x -1.g ′(x )=x +m ,设直线l 与g (x )的图象的切点为(x 0,y 0), 则有x 0+m =1,y 0=x 0-1,y 0=12x 20+mx 0+72,m <0,于是解得m =-2.命题点4 导数与函数图象的关系例5 如图,点A (2,1),B (3,0),E (x,0)(x ≥0),过点E 作OB 的垂线l .记△AOB 在直线l 左侧部分的面积为S ,则函数S =f (x )的图象为下图中的________(填序号).答案 ④解析 函数的定义域为[0,+∞),当x ∈[0,2]时,在单位长度变化量Δx 内面积变化量ΔS 大于0且越来越大,即斜率f ′(x )在[0,2]内大于0且越来越大,因此,函数S =f (x )的图象是上升的,且图象是下凸的;当x ∈(2,3)时,在单位长度变化量Δx 内面积变化量ΔS 大于0且越来越小,即斜率f ′(x )在(2,3)内大于0且越来越小,因此,函数S =f (x )的图象是上升的,且图象是上凸的; 当x ∈[3,+∞)时,在单位长度变化量Δx 内面积变化量ΔS 为0,即斜率f ′(x )在[3,+∞)内为常数0,此时,函数图象为平行于x 轴的射线.思维升华 导数的几何意义是切点处切线的斜率,应用时主要体现在以下几个方面: (1)已知切点A (x 0,f (x 0))求斜率k ,即求该点处的导数值:k =f ′(x 0). (2)已知斜率k ,求切点A (x 1,f (x 1)),即解方程f ′(x 1)=k .(3)若求过点P (x 0,y 0)的切线方程,可设切点为(x 1,y 1),由⎩⎪⎨⎪⎧y 1=f x 1,y 0-y 1=f ′x 1x 0-x 1求解即可.(4)函数图象在每一点处的切线斜率的变化情况反映函数图象在相应点处的变化情况,由切线的倾斜程度可以判断出函数图象升降的快慢.(1)已知函数f (x )=3x +cos 2x +sin 2x ,a =f ′(π4),f ′(x )是f (x )的导函数,则过曲线y =x 3上一点P (a ,b )的切线方程为__________________. (2)若直线y =2x +m 是曲线y =x ln x 的切线,则实数m 的值为________. 答案 (1)3x -y -2=0或3x -4y +1=0 (2)-e 解析 (1)由f (x )=3x +cos 2x +sin 2x 得f ′(x )=3-2sin 2x +2cos 2x , 则a =f ′(π4)=3-2sin π2+2cos π2=1.由y =x 3得y ′=3x 2,当P 点为切点时,切线的斜率k =3a 2=3×12=3. 又b =a 3,则b =1,所以切点P 的坐标为(1,1). 故过曲线y =x 3上的点P 的切线方程为y -1=3(x -1), 即3x -y -2=0.当P 点不是切点时,设切点为(x 0,x 30), ∴切线方程为y -x 30=3x 20(x -x 0),∵P (a ,b )在曲线y =x 3上,且a =1,∴b =1. ∴1-x 30=3x 20(1-x 0), ∴2x 30-3x 20+1=0, ∴2x 30-2x 20-x 20+1=0, ∴(x 0-1)2(2x 0+1)=0, ∴切点为⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-18,∴此时的切线方程为y +18=34⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12,综上,满足题意的切线方程为3x -y -2=0或3x -4y +1=0. (2)设切点为(x 0,x 0ln x 0),由y ′=(x ln x )′=ln x +x ·1x=ln x +1,得切线的斜率k =ln x 0+1,故切线方程为y -x 0ln x 0=(ln x 0+1)(x -x 0), 整理得y =(ln x 0+1)x -x 0,与y =2x +m 比较得⎩⎪⎨⎪⎧ln x 0+1=2,-x 0=m ,解得x 0=e ,故m =-e.4.求曲线的切线方程条件审视不准致误典例 (14分)若存在过点O (0,0)的直线l 与曲线y =x 3-3x 2+2x 和y =x 2+a 都相切,求a 的值.易错分析 由于题目中没有指明点O (0,0)的位置情况,容易忽略点O 在曲线y =x 3-3x 2+2x 上这个隐含条件,进而不考虑O 点为切点的情况. 规X 解答解 易知点O (0,0)在曲线y =x 3-3x 2+2x 上. (1)当O (0,0)是切点时,由y ′=3x 2-6x +2,得在原点处的切线斜率k =2, 即直线l 的斜率为2,故直线l 的方程为y =2x . 由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x ,y =x 2+a ,得x 2-2x +a =0,依题意Δ=4-4a =0,得a =1.[5分](2)当O (0,0)不是切点时,设直线l 与曲线y =x 3-3x 2+2x 相切于点P (x 0,y 0),则y 0=x 30-3x 20+2x 0,且k =3x 20-6x 0+2,① 又k =y 0x 0=x 20-3x 0+2,②联立①②,得x 0=32(x 0=0舍去),所以k =-14,故直线l 的方程为y =-14x .[9分]由⎩⎪⎨⎪⎧y =-14x ,y =x 2+a ,得x 2+14x +a =0,依题意,Δ=116-4a =0,得a =164.[12分]综上,a =1或a =164.[14分]温馨提醒 对于求曲线的切线方程没有明确切点的情况,要先判断切线所过点是否在曲线上;若所过点在曲线上,要对该点是否为切点进行讨论.[方法与技巧]1.f ′(x 0)代表函数f (x )在x =x 0处的导数值;(f (x 0))′是函数值f (x 0)的导数,而函数值f (x 0)是一个常数,其导数一定为0,即(f (x 0))′=0.2.对于函数求导,一般要遵循先化简再求导的基本原则.在实施化简时,首先必须注意变换的等价性,避免不必要的运算失误.3.未知切点的曲线切线问题,一定要先设切点,利用导数的几何意义表示切线的斜率建立方程. [失误与防X]1.利用公式求导时要特别注意除法公式中分子的符号,防止与乘法公式混淆.复合函数的导数要正确分解函数的结构,由外向内逐层求导.2.求曲线切线时,要分清在点P 处的切线与过P 点的切线的区别,前者只有一条,而后者包括了前者.3.曲线的切线与曲线的交点个数不一定只有一个,这和研究直线与二次曲线相切时有差别.A 组 专项基础训练 (时间:40分钟)1.已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且满足f (x )=2xf ′(1)+ln x ,则f ′(1)=________. 答案 -1解析 由f (x )=2xf ′(1)+ln x ,得f ′(x )=2f ′(1)+1x.∴f ′(1)=2f ′(1)+1,则f ′(1)=-1.2.已知曲线y =ln x 的切线过原点,则此切线的斜率为________.答案 1e解析 y =ln x 的定义域为(0,+∞),且y ′=1x,设切点为(x 0,ln x 0),则曲线在x =x 0处的切线斜率k =1x 0,切线方程为y -ln x 0=1x 0(x -x 0),因为切线过点(0,0),所以-ln x 0=-1, 解得x 0=e ,故此切线的斜率为1e.3.已知f 1(x )=sin x +cos x ,f n +1(x )是f n (x )的导函数,即f 2(x )=f 1′(x ),f 3(x )=f 2′(x ),…,f n +1(x )=f n ′(x ),n ∈N *,则f 2 016(x )=____________.答案 sin x -cos x解析 ∵f 1(x )=sin x +cos x , ∴f 2(x )=f 1′(x )=cos x -sin x , ∴f 3(x )=f 2′(x )=-sin x -cos x , ∴f 4(x )=f 3′(x )=-cos x +sin x , ∴f 5(x )=f 4′(x )=sin x +cos x =f 1(x ), ∴f n (x )是以4为周期的函数, ∴f 2 016(x )=f 4(x )=sin x -cos x .4.设曲线y =ax -ln x 在点(1,1)处的切线方程为y =2x ,则a =________. 答案 3解析 令f (x )=ax -ln x ,则f ′(x )=a -1x.由导数的几何意义可得在点(1,1)处的切线的斜率为f ′(1)=a -1.又切线方程为y =2x ,则有a -1=2,∴a =3.5.已知y =f (x )是可导函数,如图,直线y =kx +2是曲线y =f (x )在x =3处的切线,令g (x )=xf (x ),g ′(x )是g (x )的导函数,则g ′(3)=______________.答案 0解析 由题图可知曲线y =f (x )在x =3处切线的斜率等于-13,∴f ′(3)=-13.∵g (x )=xf (x ),∴g ′(x )=f (x )+xf ′(x ), ∴g ′(3)=f (3)+3f ′(3),又由题图可知f (3)=1, ∴g ′(3)=1+3×(-13)=0. 6.在平面直角坐标系xOy 中,若曲线y =ax 2+b x (a ,b 为常数)过点P (2,-5),且该曲线在点P 处的切线与直线7x +2y +3=0平行,则a +b 的值是______.答案 -3解析 y =ax 2+b x 的导数为y ′=2ax -b x2,直线7x +2y +3=0的斜率为-72. 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 4a +b 2=-5,4a -b 4=-72,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =-1,b =-2,则a +b =-3. 7.已知函数f (x )=x 3-3x ,若过点A (0,16)且与曲线y =f (x )相切的直线方程为y =ax +16,则实数a 的值是________.答案 9解析 先设切点为M (x 0,y 0),则切点在曲线上有y 0=x 30-3x 0,①求导数得到切线的斜率k =f ′(x 0)=3x 20-3,又切线l 过A 、M 两点,所以k =y 0-16x 0, 则3x 20-3=y 0-16x 0,② 联立①②可解得x 0=-2,y 0=-2,从而实数a 的值为a =k =-2-16-2=9. 8.已知曲线y =1e x +1,则曲线的切线斜率取得最小值时的直线方程为______________. 答案 x +4y -2=0解析 y ′=-e x e x +12=-1e x +1ex +2, 因为e x >0,所以e x +1ex ≥2e x ×1e x =2(当且仅当e x =1e x ,即x =0时取等号), 则e x +1ex +2≥4,故y ′=-1e x +1e x +2≥-14当(x =0时取等号). 当x =0时,曲线的切线斜率取得最小值,此时切点的坐标为(0,12), 切线的方程为y -12=-14(x -0), 即x +4y -2=0.9.已知曲线y =x 3+x -2在点P 0处的切线l 1平行于直线4x -y -1=0,且点P 0在第三象限.(1)求P 0的坐标;(2)若直线l ⊥l 1,且l 也过切点P 0,求直线l 的方程.解 (1)由y =x 3+x -2,得y ′=3x 2+1,由已知令3x 2+1=4,解之得x =±1.当x =1时,y =0;当x =-1时,y =-4.又∵点P 0在第三象限,∴切点P 0的坐标为(-1,-4).(2)∵直线l ⊥l 1,l 1的斜率为4,∴直线l 的斜率为-14. ∵l 过切点P 0,点P 0的坐标为(-1,-4),∴直线l 的方程为y +4=-14(x +1), 即x +4y +17=0.10.设函数f (x )=ax -b x,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为7x -4y -12=0.(1)求f (x )的解析式;(2)证明:曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 所围成的三角形的面积为定值,并求此定值.解 (1)方程7x -4y -12=0可化为y =74x -3. 当x =2时,y =12.又f ′(x )=a +b x 2, 于是⎩⎪⎨⎪⎧ 2a -b 2=12,a +b 4=74, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =1,b =3.故f (x )=x -3x.(2)设P (x 0,y 0)为曲线上任一点,由y ′=1+3x 2知曲线在点P (x 0,y 0)处的切线方程为 00203()()-=1+y y x x x - 即0020033()()=(1+)-.y x x x x x -- 令x =0,得y =-6x 0,从而得切线与直线x =0的交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-6x 0. 令y =x ,得y =x =2x 0,从而得切线与直线y =x 的交点坐标为(2x 0,2x 0).所以点P (x 0,y 0)处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形的面积为S =12⎪⎪⎪⎪⎪⎪-6x 0|2x 0|=6. 故曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形的面积为定值,且此定值为6.B 组 专项能力提升(时间:20分钟)11.已知函数f (x )=x +1,g (x )=a ln x ,若在x =14处函数f (x )与g (x )的图象的切线平行,则实数a 的值为________.答案 14解析 由题意可知()1212,f x x -'=g ′(x )=a x , 由f ′(14)=g ′(14),得1211()1244=,a -⨯ 可得a =14,经检验,a =14满足题意. 12.曲边梯形由曲线y =x 2+1,y =0,x =1,x =2所围成,过曲线y =x 2+1 (x ∈[1,2])上一点P 作切线,使得此切线从曲边梯形上切出一个面积最大的普通梯形,则这一点的坐标为____________. 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,134 解析 设P (x 0,x 20+1),x 0∈[1,2],则易知曲线y =x 2+1在点P 处的切线方程为y -(x 20+1)=2x 0(x -x 0),∴y =2x 0(x -x 0)+x 20+1,设g (x )=2x 0(x -x 0)+x 20+1,则g (1)+g (2)=2(x 20+1)+2x 0(1-x 0+2-x 0),∴S 普通梯形=g 1+g 22×1=-x 20+3x 0+1=-⎝⎛⎭⎪⎫x 0-322+134,∴P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,134时,S 普通梯形最大. 13.若函数f (x )=12x 2-ax +ln x 存在垂直于y 轴的切线,则实数a 的取值X 围是________. 答案 [2,+∞)解析 ∵f (x )=12x 2-ax +ln x ,∴f ′(x )=x -a +1x. ∵f (x )存在垂直于y 轴的切线,∴f ′(x )存在零点,即x +1x -a =0有解,∴a =x +1x≥2. 14.已知曲线f (x )=x n +1(n ∈N *)与直线x =1交于点P ,设曲线y =f (x )在点P 处的切线与x 轴交点的横坐标为x n ,则log 2 016x 1+log 2 016x 2+…+log 2 016x 2 015的值为________. 答案 -1解析 f ′(x )=(n +1)x n,k =f ′(1)=n +1,点P (1,1)处的切线方程为y -1=(n +1)(x -1),令y =0,得x =1-1n +1=n n +1,即x n =n n +1, ∴x 1·x 2·…·x 2 015=12×23×34×…×2 0142 015×2 0152 016=12 016,则log 2 016x 1+log 2 016x 2+…+log 2 016x 2 015=log 2 016(x 1x 2…x 2 015)=-1.15.已知函数f (x )=ax 3+3x 2-6ax -11,g (x )=3x 2+6x +12和直线m :y =kx +9,且f ′(-1)=0.(1)求a 的值;(2)是否存在k ,使直线m 既是曲线y =f (x )的切线,又是曲线y =g (x )的切线?如果存在,求出k 的值;如果不存在,请说明理由.解 (1)由已知得f ′(x )=3ax 2+6x -6a ,∵f ′(-1)=0,∴3a -6-6a =0,∴a =-2.(2)存在.由已知得,直线m 恒过定点(0,9),若直线m 是曲线y =g (x )的切线,则设切点为(x 0,3x 20+6x 0+12).∵g ′(x 0)=6x 0+6,∴切线方程为y -(3x 20+6x 0+12)=(6x 0+6)(x -x 0),将(0,9)代入切线方程,解得x0=±1.当x0=-1时,切线方程为y=9;当x0=1时,切线方程为y=12x+9.由(1)知f(x)=-2x3+3x2+12x-11,①由f′(x)=0得-6x2+6x+12=0,解得x=-1或x=2.在x=-1处,y=f(x)的切线方程为y=-18;在x=2处,y=f(x)的切线方程为y=9,∴y=f(x)与y=g(x)的公切线是y=9.②由f′(x)=12得-6x2+6x+12=12,解得x=0或x=1.在x=0处,y=f(x)的切线方程为y=12x-11;在x=1处,y=f(x)的切线方程为y=12x-10;∴y=f(x)与y=g(x)的公切线不是y=12x+9.综上所述,y=f(x)与y=g(x)的公切线是y=9,此时k=0.。

2015高考数学一轮复习单元检测: 导数及其应用(新人教A版选修1-1)

2015高考数学一轮复习单元检测: 导数及其应用(新人教A版选修1-1)

2015高考数学一轮复习单元检测: 导数及其应用一、选择题:(本大题共10小题,每小题5分, 共50分)1.设函数f(x)在0x 处可导,则xx f x x f x ∆-∆-→∆)()(lim000等于 ( )A .)('0x fB .)('0x f -C .-)('0x fD .-)('0x f -2.(2014·荆州质检)设函数f (x )在R 上可导,其导函数是f ′(x ),且函数f (x )在x =-2处取得极小值,则函数y =xf ′(x )的图像可能是()3.函数y=x 3-3x 在[-1,2]上的最小值为( ) A 、2 B 、-2 C 、0 D 、-44.设函数()f x 的导函数为()f x ',且()()221f x x x f '=+⋅,则()0f '等于 ( )A 、0 B 、4- C 、2- D 、25.已知f(x)=x 3+ax 2+(a +6)x +1有极大值和极小值,则a 的取值范围为( ) A 、-1<a<2 B 、-3<a<6 C 、a<-1或a>2 D 、a<-3或a>66、设函数f(x)=kx 3+3(k -1)x 22k -+1在区间(0,4)上是减函数,则k 的取值范围是 ( )A 、13k <B 、103k <≤C 、103k ≤≤ D 、13k ≤7、设函数f(x)在定义域内可导,y=f(x)的图象如下图所示,则导函数y=f '(x) 可能为( )有 ( )A 、f (0)+f (2)<2f (1)B 、f (0)+f (2)≥2f (1)C 、f (0)+f (2)>2f (1)D 、f (0)+f (2)≥2f (1)9、已知二次函数2()f x ax bx c =++的导数为()f x ',(0)0f '>,对于任意实数x ,有()0f x ≥,则(1)(0)f f '的最小值为() A.3B.52C.2D.3210、f (x )是定义在区间[-c,c]上的奇函数,其图象如图所示:令g (x )=af (x )+b ,则下 列关于函数g (x )的叙述正确的是( ) A .若a <0,则函数g (x )的图象关于原点对称.B .若a =-1,-2<b<0,则方程g (x )=0有大于2的实根.ABCDC .若a ≠0,b=2,则方程g (x )=0有两个实根.D .若a ≥1,b<2,则方程g (x )=0有三个实根.二、填空题(共5小题,每小题5分,共25分)11. (2014·河南省三市调研)若函数f (x )=13x 3-32x 2+ax +4恰在[-1,4]上单调递减,则实数a的值为12.曲线S :y=3x-x 3的过点A (2,-2)的切线的方程是 。

【步步高】2015届高考数学第一轮复习(典型题+详解)专题一 高考中的导数应用问题文档强练 文 新人

【步步高】2015届高考数学第一轮复习(典型题+详解)专题一 高考中的导数应用问题文档强练 文 新人

专题一 高考中的导数应用问题1.函数f (x )=(x -3)e x 的单调递增区间是( )A .(-∞,2)B .(0,3)C .(1,4)D .(2,+∞) 答案 D解析 函数f (x )=(x -3)e x 的导数为f ′(x )=[(x -3)·e x ]′=1·e x +(x -3)·e x =(x -2)e x . 由函数导数与函数单调性的关系,得当f ′(x )>0时,函数f (x )单调递增,此时由不等式f ′(x )=(x -2)e x >0,解得x >2.2.若函数f (x )=x 3-6bx +3b 在(0,1)内有最小值,则实数b 的取值X 围是( ) A .(0,1) B .(-∞,1)C .(0,+∞) D.⎝⎛⎭⎫0,12 答案 D解析 f (x )在(0,1)内有最小值,即f (x )在(0,1)内有极小值,f ′(x )=3x 2-6b , 由题意,得函数f ′(x )的草图如图,∴⎩⎪⎨⎪⎧ f ′(0)<0,f ′(1)>0, 即⎩⎪⎨⎪⎧-6b <0,3-6b >0,解得0<b <12.故选D.3.函数f (x )=x 3-3x -1,若对于区间[-3,2]上的任意x 1,x 2,都有|f (x 1)-f (x 2)|≤t ,则实数t的最小值是( )A .20B .18C .3D .0 答案 A解析 因为f ′(x )=3x 2-3=3(x -1)(x +1),令f ′(x )=0,得x =±1,可知-1,1为函数的极值点.又f (-3)=-19,f (-1)=1,f (1)=-3,f (2)=1,所以在区间[-3,2]上f (x )max =1,f (x )min =-19.由题设知在区间[-3,2]上f (x )max -f (x )min ≤t ,从而t ≥20, 所以t 的最小值是20.4.已知函数f (x )=ln a +ln xx在[1,+∞)上为减函数,则实数a 的取值X 围为__________.答案 [e ,+∞)解析 f ′(x )=1x·x -(ln a +ln x )x 2=1-(ln a +ln x )x 2,因为f (x )在[1,+∞)上为减函数,故f ′(x )≤0在[1,+∞)上恒成立,即ln a ≥1-ln x 在[1,+∞)上恒成立.设φ(x )=1-ln x ,φ(x )max =1,故ln a ≥1,a ≥e.5.已知函数f (x )=mx 3+nx 2的图象在点(-1,2)处的切线恰好与直线3x +y =0平行,若f (x )在区间[t ,t +1]上单调递减,则实数t 的取值X 围是__________. 答案 [-2,-1]解析 由题意知,点(-1,2)在函数f (x )的图象上, 故-m +n =2.①又f ′(x )=3mx 2+2nx ,则f ′(-1)=-3, 故3m -2n =-3.②联立①②解得:m =1,n =3,即f (x )=x 3+3x 2, 令f ′(x )=3x 2+6x ≤0,解得-2≤x ≤0, 则[t ,t +1]⊆[-2,0],故t ≥-2且t +1≤0, 所以t ∈[-2,-1].题型一 利用导数研究函数的单调性 例1设函数f (x )=x (e x -1)-ax 2.(1)若a =12,求f (x )的单调区间;(2)若当x ≥0时,f (x )≥0,求a 的取值X 围.思维启迪 求出f ′(x ),分析函数的单调性,得出结论.解 (1)a =12时,f (x )=x (e x -1)-12x 2,f ′(x )=e x -1+x e x -x =(e x -1)(x +1).当x ∈(-∞,-1)时,f ′(x )>0;当x ∈(-1,0)时,f ′(x )<0;当x ∈(0,+∞)时,f ′(x )>0. 故f (x )的单调递增区间为(-∞,-1),(0,+∞),单调递减区间为(-1,0).(2)f (x )=x (e x -1-ax ),令g (x )=e x -1-ax ,g ′(x )=e x -a .若a ≤1,则当x ∈(0,+∞)时,g ′(x )>0,g (x )为增函数,而g (0)=0,从而当x ≥0时,g (x )≥0,即f (x )≥0. 若a >1,则当x ∈(0,ln a )时,g ′(x )<0,g (x )为减函数, 而g (0)=0,从而当x ∈(0,ln a )时,g (x )<0,即f (x )<0. 综合得a 的取值X 围为(-∞,1].思维升华 (1)判断函数的单调性,求函数的单调区间、极值等问题,最终归结到判断f ′(x )的符号问题上,而f ′(x )>0或f ′(x )<0,最终可转化为一个一元一次或一元二次不等式问题.(2)若已知f (x )的单调性,则转化为不等式f ′(x )≥0或f ′(x )≤0在单调区间上恒成立问题求解.已知函数f (x )=x 3+ax 2-x +c ,且a =f ′⎝⎛⎭⎫23.(1)求a 的值;(2)求函数f (x )的单调区间;(3)设函数g (x )=(f (x )-x 3)·e x ,若函数g (x )在x ∈[-3,2]上单调递增,某某数c 的取值X 围.解 (1)由f (x )=x 3+ax 2-x +c , 得f ′(x )=3x 2+2ax -1.当x =23时,得a =f ′⎝⎛⎭⎫23=3×⎝⎛⎭⎫232+2a ×23-1, 解之,得a =-1.(2)由(1)可知f (x )=x 3-x 2-x +c .则f ′(x )=3x 2-2x -1=3⎝⎛⎭⎫x +13(x -1),列表如下: x (-∞,-13)-13 (-13,1) 1 (1,+∞)f ′(x ) +0 -0 + f (x )↗ 极大值↘极小值↗所以f (x )的单调递增区间是(-∞,-13)和(1,+∞);f (x )的单调递减区间是⎝⎛⎭⎫-13,1. (3)函数g (x )=(f (x )-x 3)·e x =(-x 2-x +c )·e x ,有g ′(x )=(-2x -1)e x +(-x 2-x +c )e x =(-x 2-3x +c -1)e x ,因为函数g (x )在x ∈[-3,2]上单调递增,所以h (x )=-x 2-3x +c -1≥0在x ∈[-3,2]上恒成立. 只要h (2)≥0,解得c ≥11,所以c 的取值X 围是[11,+∞). 题型二 利用导数研究与不等式有关的问题 例2 已知f (x )=x ln x ,g (x )=-x 2+ax -3.(1)求函数f (x )在[t ,t +2](t >0)上的最小值;(2)对一切x ∈(0,+∞),2f (x )≥g (x )恒成立,某某数a 的取值X 围; (3)证明:对一切x ∈(0,+∞),都有ln x >1e x -2e x 成立.思维启迪 (1)求f ′(x ),讨论参数t 求最小值; (2)分离a ,利用求最值得a 的X 围;(3)寻求所证不等式和题中函数f (x )的联系,充分利用(1)中所求最值. 解 (1)由f (x )=x ln x ,x >0,得f ′(x )=ln x +1, 令f ′(x )=0,得x =1e.当x ∈(0,1e )时,f ′(x )<0,f (x )单调递减;当x ∈(1e ,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )单调递增.①当0<t <1e <t +2,即0<t <1e 时,f (x )min =f (1e )=-1e;②当1e ≤t <t +2,即t ≥1e时,f (x )在[t ,t +2]上单调递增,f (x )min =f (t )=t ln t .所以f (x )min=⎩⎨⎧-1e ,0<t <1et ln t ,t ≥1e.(2)2x ln x ≥-x 2+ax -3,则a ≤2ln x +x +3x ,设h (x )=2ln x +x +3x (x >0),则h ′(x )=(x +3)(x -1)x 2,①当x ∈(0,1)时,h ′(x )<0,h (x )单调递减, ②当x ∈(1,+∞)时,h ′(x )>0,h (x )单调递增,所以h (x )min =h (1)=4,对一切x ∈(0,+∞),2f (x )≥g (x )恒成立, 所以a ≤h (x )min =4.(3)问题等价于证明x ln x >x e x -2e (x ∈(0,+∞)).由(1)可知f (x )=x ln x (x ∈(0,+∞))的最小值是-1e,当且仅当x =1e 时取到,设m (x )=x e x -2e (x ∈(0,+∞)),则m ′(x )=1-x e x ,易知m (x )max =m (1)=-1e,当且仅当x =1时取到.从而对一切x ∈(0,+∞),都有ln x >1e x -2e x成立.思维升华 (1)恒成立问题可以转化为我们较为熟悉的求最值的问题进行求解,若不能分离参数,可以将参数看成常数直接求解. (2)证明不等式,可以转化为求函数的最值问题.已知函数f (x )=sin x (x ≥0),g (x )=ax (x ≥0).(1)若f (x )≤g (x )恒成立,某某数a 的取值X 围; (2)当a 取(1)中的最小值时,求证:g (x )-f (x )≤16x 3.(1)解 令h (x )=sin x -ax (x ≥0),则h ′(x )=cos x -a .若a ≥1,h ′(x )=cos x -a ≤0,h (x )=sin x -ax (x ≥0)单调递减,h (x )≤h (0)=0,则sin x ≤ax (x ≥0)成立.若0<a <1,存在x 0∈(0,π2),使得cos x 0=a ,当x ∈(0,x 0),h ′(x )=cos x -a >0,h (x )=sin x -ax (x ∈(0,x 0))单调递增,h (x )>h (0)=0,不合题意, 结合f (x )与g (x )的图象可知a ≤0显然不合题意, 综上可知,a ≥1.(2)证明 当a 取(1)中的最小值1时,g (x )-f (x )=x -sin x .设H (x )=x -sin x -16x 3(x ≥0),则H ′(x )=1-cos x -12x 2.令G (x )=1-cos x -12x 2,则G ′(x )=sin x -x ≤0(x ≥0),所以G (x )=1-cos x -12x 2在[0,+∞)上单调递减,此时G (x )=1-cos x -12x 2≤G (0)=0,即H ′(x )=1-cos x -12x 2≤0,所以H (x )=x -sin x -16x 3(x ≥0)单调递减.所以H (x )=x -sin x -16x 3≤H (0)=0,即x -sin x -16x 3≤0(x ≥0),即x -sin x ≤16x 3(x ≥0).所以,当a 取(1)中的最小值时,g (x )-f (x )≤16x 3.题型三 利用导数研究方程解或图象交点问题 例3已知f (x )=ax 2 (a ∈R ),g (x )=2ln x .(1)讨论函数F (x )=f (x )-g (x )的单调性;(2)若方程f (x )=g (x )在区间[2,e]上有两个不等解,求a 的取值X 围. 思维启迪 (1)通过讨论a 确定F (x )的符号;(2)将方程f (x )=g (x )变形为a =2ln x x 2,研究φ(x )=2ln xx 2图象的大致形状.解 (1)F (x )=ax 2-2ln x ,其定义域为(0,+∞),∴F ′(x )=2ax -2x =2(ax 2-1)x(x >0).①当a >0时,由ax 2-1>0,得x >1a. 由ax 2-1<0,得0<x <1a. 故当a >0时,F (x )在区间⎝⎛⎭⎫1a ,+∞上单调递增, 在区间⎝⎛⎭⎫0,1a 上单调递减.②当a ≤0时,F ′(x )<0 (x >0)恒成立. 故当a ≤0时,F (x )在(0,+∞)上单调递减.(2)原式等价于方程a =2ln xx 2=φ(x )在区间[2,e]上有两个不等解.∵φ′(x )=2x (1-2ln x )x 4在(2,e)上为增函数,在(e ,e)上为减函数,则φ(x )max =φ(e)=1e ,而φ(e)=2e 2<φ(2)=2ln 24=ln 22=φ(2). ∴φ(x )min =φ(e), 如图当f (x )=g (x )在[2,e]上有两个不等解时有 φ(x )min =ln 22, 故a 的取值X 围为ln 22≤a <1e.思维升华 对于可转化为a =f (x )解的个数确定参数a 的X 围问题,都可以通过f (x )的单调性、极值确定f (x )的大致形状,进而求a 的X 围.已知函数f (x )=|ax -2|+b ln x (x >0).(1)若a =1,f (x )在(0,+∞)上是单调增函数,求b 的取值X 围; (2)若a ≥2,b =1,求方程f (x )=1x 在(0,1]上解的个数.解 (1)f (x )=|x -2|+b ln x=⎩⎪⎨⎪⎧-x +2+b ln x (0<x <2),x -2+b ln x (x ≥2).①当0<x <2时,f (x )=-x +2+b ln x ,f ′(x )=-1+b x .由条件,得-1+bx ≥0恒成立,即b ≥x 恒成立.∴b ≥2.②当x ≥2时,f (x )=x -2+b ln x ,f ′(x )=1+bx,由条件,得1+bx ≥0恒成立,即b ≥-x 恒成立.∴b ≥-2.综合①,②得b 的取值X 围是{b |b ≥2}. (2)令g (x )=|ax -2|+ln x -1x,即g (x )=⎩⎨⎧-ax +2+ln x -1x (0<x <2a),ax -2+ln x -1x (x ≥2a).当0<x <2a 时,g (x )=-ax +2+ln x -1x ,g ′(x )=-a +1x +1x 2.∵0<x <2a ,∴1x >a2.则g ′(x )>-a +a 2+a 24=a (a -2)4≥0.即g ′(x )>0,∴g (x )在(0,2a )上是递增函数.当x ≥2a 时,g (x )=ax -2+ln x -1x ,g ′(x )=a +1x +1x2>0.∴g (x )在(2a ,+∞)上是递增函数.又因为函数g (x )在x =2a 有意义,∴g (x )在(0,+∞)上是递增函数. ∵g (2a )=ln 2a -a2,而a ≥2,∴ln 2a ≤0,则g (2a )<0.∵a ≥2,∴g (1)=a -3. 当a ≥3时,g (1)=a -3≥0, ∴g (x )=0在(0,1]上解的个数为1. 当2≤a ≤3时,g (1)=a -3<0,∴g (x )=0在(0,1]上无解,即解的个数为0.1.已知函数f (x )=ax 3+x 2+bx (其中常数a ,b ∈R ),g (x )=f (x )+f ′(x )是奇函数.(1)求f (x )的表达式;(2)讨论g (x )的单调性,并求g (x )在区间[1,2]上的最大值与最小值. 解 (1)由题意得f ′(x )=3ax 2+2x +b ,因此g (x )=f (x )+f ′(x )=ax 3+(3a +1)x 2+(b +2)x +b . 因为函数g (x )是奇函数,所以g (-x )=-g (x ), 即对任意实数x ,有a (-x )3+(3a +1)(-x )2+ (b +2)(-x )+b =-[ax 3+(3a +1)x 2+(b +2)x +b ], 从而3a +1=0,b =0,解得a =-13,b =0,因此f (x )的表达式为f (x )=-13x 3+x 2.(2)由(1)知g (x )=-13x 3+2x ,所以g ′(x )=-x 2+2.令g ′(x )=0,解得x 1=-2,x 2=2, 则当x <-2或x >2时,g ′(x )<0,从而g (x )在区间(-∞,- 2 ),(2,+∞)上是减函数; 当-2<x <2时,g ′(x )>0,从而g (x )在区间(-2,2)上是增函数.由上述讨论知,g (x )在区间[1,2]上的最大值与最小值只能在x =1,2,2时取得, 而g (1)=53,g (2)=423,g (2)=43,因此g (x )在区间[1,2]上的最大值为g (2)=423,最小值g (2)=43.2.已知函数f (x )=ax +x ln x 的图象在点x =e(e 为自然对数的底数)处的切线斜率为3.(1)某某数a 的值;(2)若k ∈Z ,且k <f (x )x -1对任意x >1恒成立,求k 的最大值.解 (1)因为f (x )=ax +x ln x ,所以f ′(x )=a +ln x +1. 因为函数f (x )=ax +x ln x 的图象在点x =e 处的切线斜率为3, 所以f ′(e)=3,即a +ln e +1=3,所以a =1.(2)由(1)知,f (x )=x +x ln x ,又k <f (x )x -1对任意x >1恒成立,即k <x +x ln x x -1对任意x >1恒成立.令g (x )=x +x ln x x -1,则g ′(x )=x -ln x -2(x -1)2,令h (x )=x -ln x -2(x >1),则h ′(x )=1-1x =x -1x >0,所以函数h (x )在(1,+∞)上单调递增. 因为h (3)=1-ln 3<0,h (4)=2-2ln 2>0,所以方程h (x )=0在(1,+∞)上存在唯一实根x 0,且满足x 0∈(3,4). 当1<x <x 0时,h (x )<0,即g ′(x )<0,当x >x 0时,h (x )>0,即g ′(x )>0,所以函数g (x )=x +x ln xx -1在(1,x 0)上单调递减,在(x 0,+∞)上单调递增,所以[g (x )]min =g (x 0)=x 0(1+ln x 0)x 0-1=x 0(1+x 0-2)x 0-1=x 0∈(3,4),所以k <[g (x )]min =x 0∈(3,4),故整数k 的最大值为3. 3.设函数f (x )=e x -1-x -ax 2.(1)若a =0,求f (x )的单调区间;(2)若当x ≥0时f (x )≥0,求a 的取值X 围. 解 (1)若a =0,f (x )=e x -1-x ,f ′(x )=e x -1.当x ∈(-∞,0)时,f ′(x )<0;当x ∈(0,+∞)时,f ′(x )>0. 故f (x )在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增. (2)f ′(x )=e x -1-2ax .由(1)知e x ≥1+x ,当且仅当x =0时等号成立,故f ′(x )≥x -2ax =(1-2a )x ,从而当1-2a ≥0,即a ≤12时,f ′(x )≥0(x ≥0). ∴f (x )在[0,+∞)上单调递增.而f (0)=0,于是当x ≥0时,f (x )≥0.由e x >1+x (x ≠0)可得e -x >1-x (x ≠0).从而当a >12时,f ′(x )<e x -1+2a (e -x -1)=e -x (e x -1)(e x -2a ),令e -x (e x -1)(e x -2a )<0得1<e x <2a ,∴0<x <ln 2a .故当x ∈(0,ln 2a )时,f ′(x )<0,∴f (x )在(0,ln 2a )上单调递减.而f (0)=0,于是当x ∈(0,ln 2a )时,f (x )<0.不符合要求.综上可得a 的取值X 围为(-∞,12]. 4.已知f (x )=x 2+3x +1,g (x )=a -1x -1+x . (1)a =2时,求y =f (x )和y =g (x )的公共点个数;(2)a 为何值时,y =f (x )和y =g (x )的公共点个数恰为两个.解 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧y =f (x ),y =g (x ),得x 2+3x +1=1x -1+x , 整理得x 3+x 2-x -2=0(x ≠1).令y =x 3+x 2-x -2,求导得y ′=3x 2+2x -1,令y ′=0,得x 1=-1,x 2=13, 故得极值点分别在-1和13处取得,且极大值、极小值都是负值. 故公共点只有一个. (2)由⎩⎪⎨⎪⎧y =f (x ),y =g (x ),得x 2+3x +1=a -1x -1+x , 整理得a =x 3+x 2-x (x ≠1),令h (x )=x 3+x 2-x ,联立⎩⎪⎨⎪⎧y =a ,y =h (x )=x 3+x 2-x (x ≠1), 如图,求导h (x )可以得到极值点分别在-1和13处,画出草图, h (-1)=1,h (13)=-527, 当a =h (-1)=1时,y =a 与y =h (x )仅有一个公共点(因为(1,1)点不在y =h (x )曲线上),故a =-527时恰有两个公共点. 5.定义在R 上的函数f (x )=ax 3+bx 2+cx +3同时满足以下条件:①f (x )在(0,1)上是减函数,在(1,+∞)上是增函数;②f ′(x )是偶函数;③f (x )的图象在x =0处的切线与直线y =x +2垂直.(1)求函数y =f (x )的解析式;(2)设g (x )=4ln x -m ,若存在x ∈[1,e],使g (x )<f ′(x ),某某数m 的取值X 围. 解 (1)f ′(x )=3ax 2+2bx +c .∵f (x )在(0,1)上是减函数,在(1,+∞)上是增函数,∴f ′(1)=3a +2b +c =0,(*)由f ′(x )是偶函数得b =0,①又f (x )的图象在x =0处的切线与直线y =x +2垂直,∴f ′(0)=c =-1,②将①②代入(*)得a =13, ∴f (x )=13x 3-x +3. (2)由已知得,若存在x ∈[1,e],使4ln x -m <x 2-1,即存在x ∈[1,e],使m >(4ln x -x 2+1)min .设M (x )=4ln x -x 2+1,x ∈[1,e],则M ′(x )=4x -2x =4-2x 2x, 令M ′(x )=0,∵x ∈[1,e],∴x = 2. 当2<x ≤e 时,M ′(x )<0,∴M (x )在(2,e)上为减函数;当1≤x ≤2时,M ′(x )>0,∴M (x )在[1,2]上为增函数,∴M (x )在[1,e]上有最大值且在x =2处取到.又M (1)=0,M (e)=5-e 2<0,∴M (x )的最小值为5-e 2.∴m >5-e 2.6.(2013·某某)已知a >0,函数f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪x -a x +2a . (1)记f (x )在区间[0,4]上的最大值为g (a ),求g (a )的表达式;(2)是否存在a ,使函数y =f (x )在区间(0,4)内的图象上存在两点,在该两点处的切线相互垂直?若存在,求a 的取值X 围;若不存在,请说明理由.解 (1)当0≤x ≤a 时,f (x )=a -xx +2a ; 当x >a 时,f (x )=x -a x +2a. 因此,当x ∈(0,a )时,f ′(x )=-3a (x +2a )2<0, f (x )在(0,a )上单调递减;当x ∈(a ,+∞)时,f ′(x )=3a (x +2a )2>0, f (x )在(a ,+∞)上单调递增.①若a ≥4,则f (x )在(0,4)上单调递减,g (a )=f (0)=12. ②若0<a <4,则f (x )在(0,a )上单调递减,在(a,4)上单调递增.所以g (a )=max{f (0),f (4)}.而f (0)-f (4)=12-4-a 4+2a =a -12+a,故当0<a ≤1时,g (a )=f (4)=4-a4+2a ; 当1<a <4时,g (a )=f (0)=12. 综上所述,g (a )=⎩⎪⎨⎪⎧ 4-a 4+2a ,0<a ≤1,12,a >1.(2)由(1)知,当a ≥4时,f (x )在(0,4)上单调递减,故不满足要求.当0<a <4时,f (x )在(0,a )上单调递减,在(a,4)上单调递增.若存在x 1,x 2∈(0,4)(x 1<x 2),使曲线y =f (x )在(x 1,f (x 1)),(x 2,f (x 2))两点处的切线互相垂直.则x 1∈(0,a ),x 2∈(a,4),且f ′(x 1)·f ′(x 2)=-1.即-3a(x 1+2a )2·3a (x 2+2a )2=-1. 亦即x 1+2a =3a x 2+2a.(*) 由x 1∈(0,a ),x 2∈(a,4)得x 1+2a ∈(2a,3a ),3a x 2+2a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫3a 4+2a ,1. 故(*)成立等价于集合A ={x |2a <x <3a }与集合B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x |3a 4+2a <x <1的交集非空. 因为3a 4+2a<3a ,所以当且仅当0<2a <1, 即0<a <12时,A ∩B ≠∅. 综上所述,存在a 使函数f (x )在区间(0,4)内的图象上存在两点,在该两点处的切线互相垂直,且a 的取值X 围是⎝⎛⎭⎫0,12.。

高三一轮复习效果评测题《导数及其应用》

高三一轮复习效果评测题《导数及其应用》

高三一轮复习效果评测题《导数的概念》1、已知2310)(23++=ax x x f ,若4)1(/=-f ,则a 的值等于( ) A .316B .4C .3D .12、曲线2)(3-+=x x x f ,在点P处的切线平行于直线14-=x y ,则点P的坐标为( )A .(1,0)B .(2,8)C .(1,0)和(1,4)--D .(2,8)和(1,4)--3、垂直于直线0162=+-y x 且与直线5323-+=x x y 相切的直线方程是( )A .063=+-y xB .063=++y xC .063=--y xD .063=-+y x4、对任意x ,有1)1(,4)(3/-==f x x f ,则此函数为( )A .4)(x x f =B .2)(4-=x x fC .1)(4+=x x fD .2)(4+=x x f5、已知在函数a ax x y 3423-+=中,0)(0/=x f 且0)(0=x f ,则a 的值不可能为( ) A .0B .-1C .-3D .36、设x x f sin )(0=,)()(/01x f x f =,)()(/12x f x f =,…,N n x f x f n n ∈=+),()(/1, 则=)(2014x f ( ) A .x sinB .x sin -C .x cosD .x cos -7、点P在曲线323+-=x x y 上移动时,曲线在P点的切线的倾斜角的取值范围是( ) A .],0[πB .),43[)2,0(πππ⋃C .]43,2[]2,0[πππ⋃ D .),43[)2,0[πππ⋃8、若x x f cos sin )(-=α,则)(/αf 等于( )A .sin αB .cos αC .sin cos αα+D .2sin α9、曲线2+=x xy 在点)1,1(--处的切线方程为( ) A .12+=x yB .12-=x yC .32--=x yD .22--=x y10、在函数x x y 83-=的图象上,其切线的倾斜角小于4π的点中,坐标为整数的点的个数是( ) A .3 B .2 C .1D .0二、填空题 (本大题共6小题,每小题5分,共30分) 11、x x y cos =在3π=x 处的导数值是12、函数x x y ln cos =的导数为13、曲线x y ln =在点(,1)M e 处的切线的方程为______ ____ 14、函数12+=ax y 的图象与直线x y =相切,则a 的值是15、函数3)2()1(2131)(/2/3+-+=x f x f x x f 在点))0(,0(f 处切线的的倾斜角为 16、设函数2)()(x x g x f +=,曲线)(x g y =在点))1(,1(g 处的切线方程为12+=x y , 则曲线)(x f y =在点))1(,1(f 处切线的斜率为三、解答题 (本大题共1小题,共10分)17、(10分)已知函数x x x f 3)(3-=,过点)6,2(-P 作曲线)(x f y =的切线,求此切线的方程.高三一轮复习效果评测题《导数的应用》一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分) 1、函数xx y 142+=单调递增区间是( ) A .),0(+∞B .)1,(-∞C .),21(+∞D .),1(+∞2、关于函数762)(23+-=x x x f ,下列说法不正确的是( )A .在区间)0,(-∞内,)(x f 为增函数 B.在区间)2,0(内,)(x f 为减函数C .在区间),2(+∞内,)(x f 为增函数D .在区间)0,(-∞),2(+∞⋃内,)(x f 为增函数3、函数344+-=x x y 在区间]3,2[-上的最小值为( )A .72B .36C .12D .04、函数x x f x 32)(+=的零点所在的一个区间是( )A .)1,2(--B .)0,1(-C .)1,0(D .)2,1(5、函数xxy ln =的最大值为( ) A .1-eB .eC .2eD .310 6、函数)(x f 的定义域为开区间),(b a ,导函数)(x f '在),(b a 内的图象如图所示,则函数)(x f 在开区间),(b a 内有极小值点( )A .1个B .2个C .3个D .4个7、已知函数1)(23--+-=x ax x x f 在),(+∞-∞上是单调函数,则实数a 的取值范围是( )A .),3[]3,(+∞--∞B .]3,3[-C .),3()3,(+∞--∞D .)3,3(- 8、已知,1)(,2)1()(22-=+-=x x g x x f 则)]([x g f ( )A .在)0,2(-上递增B .在)2,0(上递增C .在)0,2(-上递增D .在)2,0(上递增二、填空题 (本大题共4小题,每小题5分,共20分) 9、函数x x y sin 2+=的单调增区间为10、函数x x x f cos 2)(+=在区间]2,0[π上的最大值为11、函数,93)(23-++=x ax x x f 已知)(x f 在3-=x 时取得极值,则a =12、函数322(),f x x ax bx a =+++在1=x 时有极值10,则a =+b a三、解答题 (本大题共3小题,共40分)13、(10分)已知0x >,证明不等式ln(1)x x >+.14、(15分)已知函数c bx ax x x f +++=23)(在32-=x 与1=x 时都取得极值. (1) 求b a ,的值与函数)(x f 的单调区间;(2) 若对]2,1[∈x ,不等式2)(c x f <恒成立,求实数c 的取值范围.15、(15分)已知函数x a ax x x f ln 223)(22-+=,二次函数12)(2+-=x ax x g . (1)讨论函数)(x f 的单调性;(2)若)(x f 与)(x g 在区间)2,(+a a 内具有同样的单调性,求实数a 的取值范围.。

高考数学( 文科)一轮复习练习:第三章 导数及其应用 第3讲 含答案

 高考数学(  文科)一轮复习练习:第三章 导数及其应用 第3讲 含答案

基础巩固题组 (建议用时:40分钟)一、填空题1.函数f (x )=2x 3-6x 2-18x -7在[1,4]上的最小值为________. 解析 f ′(x )=6x 2-12x -18=6(x 2-2x -3) =6(x -3)(x +1),由f ′(x )>0,得x >3或x <-1; 由f ′(x )<0,得-1<x <3,故函数f (x )在[1,3]上单调递减,在[3,4]上单调递增, ∴f (x )min =f (3)=2×27-6×9-18×3-7=-61. 答案 -612.函数f (x )=x 3+3x 2+3x -a 的极值点的个数是________.解析 ∵f ′(x )=3x 2+6x +3=3(x 2+2x +1)=3(x +1)2≥0,∴函数f (x )在R 上单调递增,故f (x )无极值点. 答案 03.(2015·泰州调研)函数f (x )=x 3-3bx +3b 在(0,1)内有极小值,则b 的取值范围是________.解析 由f (x )=x 3-3bx +3b ,得f ′(x )=3x 2-3b .由已知可得f ′(x )=3x 2-3b 在(0,1)上与x 轴有交点,且满足⎩⎨⎧f ′(0)<0,f ′(1)>0,即⎩⎨⎧b >0,3-3b >0.∴0<b <1.∴b 的取值范围是(0,1). 答案 (0,1)4.(2015·扬州模拟)已知f (x )=x 3+3ax 2+bx +a 2在x =-1时有极值0,则a -b =________.解析 由题意得f ′(x )=3x 2+6ax +b ,则 ⎩⎨⎧a 2+3a -b -1=0,b -6a +3=0,解得⎩⎨⎧a =1,b =3或⎩⎨⎧a =2,b =9,经检验当a =1,b =3时,函数f (x )在x =-1处无法取得极值,而a =2,b =9满足题意,故a -b =-7. 答案 -75.(2016·长沙模拟)已知函数f (x )=x 3+ax 2+(a +6)x +1有极大值和极小值,则实数a 的取值范围是________. 解析 ∵f ′(x )=3x 2+2ax +(a +6), 由已知可得f ′(x )=0有两个不相等的实根, ∴Δ=4a 2-4×3×(a +6)>0,即a 2-3a -18>0. ∴a >6或a <-3.答案 (-∞,-3)∪(6,+∞)6.设a ∈R ,若函数y =e x +ax ,x ∈R 有大于零的极值点,则a 的取值范围是________.解析 ∵y =e x +ax ,∴y ′=e x +a . ∵函数y =e x +ax 有大于零的极值点, 则方程y ′=e x +a =0有大于零的解, ∵x >0时,-e x <-1,∴a =-e x <-1. 答案 (-∞,-1)7.已知函数f (x )=x 3-12x +8在区间[-3,3]上的最大值与最小值分别为M ,m ,则M -m =________.解析 由题意,得f ′(x )=3x 2-12,令f ′(x )=0,得x =±2,又f (-3)=17,f (-2)=24,f (2)=-8,f (3)=-1,所以M =24,m =-8,M -m =32. 答案 328.(2015·苏、锡、常、镇模拟)函数f (x )=ax 3+bx 2+cx +d 在x =0处有极大值1,在x =2处有极小值0,则常数a ,b ,c ,d 分别为________,________,________,________.解析 f ′(x )=3ax 2+2bx +c ,则⎩⎨⎧f (2)=0,f ′(2)=0,f (0)=1,f ′(0)=0,即⎩⎨⎧8a +4b +2c +d =0,12a +4b +c =0,d =1,c =0,解得a =14,b =-34,c =0,d =1.答案 14 34 0 1 二、解答题9.(2016·徐州一检)当a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-1e 时,函数f (x )=ax -1+ln x 在区间(0,e)上的最大值为-4,求a 的值.解 由题意f ′(x )=a +1x ,令f ′(x )=0,解得x =-1a .∵a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-1e ,∴0<-1a <e ,由f ′(x )>0,解得0<x <-1a,由f ′(x )<0,解得-1a <x <e.从而f (x )的单调增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-1a ,减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a ,e .∴f (x )max =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a =-1-1+ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a =-4,解得a =-e 2.10.(2015·安徽卷)已知函数f (x )=ax(x +r )2(a >0,r >0).(1)求f (x )的定义域,并讨论f (x )的单调性; (2)若ar =400,求f (x )在(0,+∞)内的极值.解 (1)由题意知x ≠-r ,所求的定义域为(-∞,-r )∪(-r ,+∞). f (x )=ax (x +r )2=axx 2+2rx +r 2,f ′(x )=a (x 2+2rx +r 2)-ax (2x +2r )(x 2+2rx +r 2)2=a (r -x )(x +r )(x +r )4.所以当x <-r 或x >r 时,f ′(x )<0, 当-r <x <r 时,f ′(x )>0.因此,f (x )的单调递减区间为(-∞,-r ),(r ,+∞); f (x )的单调递增区间为(-r ,r ).(2)由(1)的解答可知f ′(r )=0,f (x )在(0,r )上单调递增,在(r ,+∞)上单调递减.因此,x =r 是f (x )的极大值点,所以f (x )在(0,+∞)内的极大值为f (r )=ar (2r )2=a 4r =4004=100.能力提升题组 (建议用时:25分钟)11.已知函数f (x )=-x 3+ax 2-4在x =2处取得极值,若m ,n ∈[-1,1],则f (m )+f ′(n )的最小值是________.解析 对函数f (x )求导得f ′(x )=-3x 2+2ax , 由函数f (x )在x =2处取得极值知f ′(2)=0, 即-3×4+2a ×2=0,∴a =3.由此可得f (x )=-x 3+3x 2-4,f ′(x )=-3x 2+6x , 易知f (x )在(-1,0)上单调递减,在(0,1)上单调递增, ∴当m ∈[-1,1]时,f (m )min =f (0)=-4. 又∵f ′(x )=-3x 2+6x 的图象开口向下, 且对称轴为x =1,∴当n ∈[-1,1]时, f ′(n )min =f ′(-1)=-9. 故f (m )+f ′(n )的最小值为-13. 答案 -1312.(2016·南通调研)若函数f (x )=x 33-a 2x 2+x +1在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫12,3上有极值点,则实数a 的取值范围是________.解析 若函数f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫12,3上无极值,则当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,3时,f ′(x )=x 2-ax +1≥0恒成立或当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,3时,f ′(x )=x 2-ax +1≤0恒成立.当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,3时,y =x +1x 的值域是⎣⎢⎡⎭⎪⎫2,103;当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,3时,f ′(x )=x 2-ax +1≥0,即a ≤x +1x 恒成立,a ≤2;当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,3,f ′(x )=x 2-ax +1≤0,即a ≥x +1x 恒成立,a ≥103.因此要使函数f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫12,3上有极值点,实数 a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫2,103.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,10313.(2015·太原二模)已知f ′(x )=a (x +1)(x -a )是函数f (x )的导函数,若f (x )在x =a 处取得极大值,则实数a 的取值范围是________.解析 ∵f ′(-1)=f ′(a )=0,∴当a <-1时,x <a 时,f ′(x )<0,f (x )单调递减;a <x <-1时,f ′(x )>0,f (x )单调递增;x >-1时,f ′(x )<0,f (x )单调递减,此时f (x )在x =a 处取得极小值,不符合题意.当-1<a <0时,x <-1时,f ′(x )<0,f (x )单调递减;-1<x <a 时,f ′(x )>0,f (x )单调递增;x >a 时,f ′(x )<0,f (x )单调递减,此时f (x )在x =a 处取得极大值,符合题意.当a >0时,x <-1时,f ′(x )>0,f (x )单调递增;-1<x <a 时,f ′(x )<0,f (x )单调递减;x >a 时,f ′(x )>0,f (x )单调递增,此时f (x )在x =a 处取得极小值,不符合题意.∴实数a 的取值范围是(-1,0). 答案 (-1,0)14.(2015·南京、盐城调研)已知a ∈R ,函数f (x )=a x +ln x -1. (1)当a =1时,求曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程; (2)求f (x )在区间(0,e]上的最小值.解 (1)当a =1时,f (x )=1x +ln x -1,x ∈(0,+∞), 所以f ′(x )=-1x 2+1x =x -1x 2,x ∈(0,+∞).因此f ′(2)=14,即曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线斜率为14. 又f (2)=ln 2-12,所以曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为 y -⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 2-12=14(x -2),即x -4y +4ln 2-4=0. (2)因为f (x )=ax +ln x -1,所以f ′(x )=-a x 2+1x =x -ax 2,x ∈(0,+∞). 令f ′(x )=0,得x =a .①若a ≤0,则f ′(x )>0,f (x )在区间(0,e]上单调递增,此时函数f (x )无最小值. ②若0<a <e ,当x ∈(0,a )时,f ′(x )<0, 函数f (x )在区间(0,a )上单调递减,当x ∈(a ,e]时, f ′(x )>0,函数f (x )在区间(a ,e]上单调递增,所以当x=a时,函数f(x)取得最小值ln a.③若a≥e,则当x∈(0,e]时,f′(x)≤0,函数f(x)在区间(0,e]上单调递减,所以当x=e时,函数f(x)取得最小值a e.综上可知,当a≤0时,函数f(x)在区间(0,e]上无最小值;当0<a<e时,函数f(x)在区间(0,e]上的最小值为ln a;当a≥e时,函数f(x)在区间(0,e]上的最小值为a e.。

【最新】江苏省高三数学一轮典型专题训练:《导数及其应用》(含解析)

【最新】江苏省高三数学一轮典型专题训练:《导数及其应用》(含解析)

江苏省高三数学一轮复习典型题专题训练专题一、导数及其应用一、填空题1、(盐城上期中)若函数x x a x x f ln )3()(2+++=在区间(1,2)上存在唯一的极值点,则实数a 的取值范围为 ▲ .2、(南京市高三学情调研)若函数f (x )=12ax 2-e x +1在x =x 1和x =x 2两处取到极值, 且 x 2x 1≥2,则实数a 的取值范围是___3、(南京市六校联合体高三上学期12月联考)设直线l 是曲线x x y ln +=22的切线,则直线l 的斜率的最小值是 ▲ .4、(江苏省常州一中、泰兴中学、南菁高中高三10月月考)函数在点A (2,1)处切线的斜率为 ▲ .5、(江苏省常州一中、泰兴中学、南菁高中高三月考)若函数f(x)=kx-cosx 在区间()单调递增,则 k 的取值范围是 ▲ .6、(南师附中高三年级5月模拟)在平面直角坐标系xOy 中,点P 在曲线C :3103y x x =-+上,且在第四象限内.已知曲线C 在点P 处的切线为2y x b =+,则实数b 的值为 .7、(徐州市高三上期中考试)已知函数32()2f x x x a =--,若存在(]0,x a ∈-∞,使0()0f x ,则实数a 的取值范围为 ▲8、(常州上期末)已知函数()ln f x bx x =+,其中b ∈R .若过原点且斜率为k 的直线与曲线()y f x =相切,则k b -的值为 ▲ .9、(盐城市高三上学期期中)已知()f x 为奇函数,当0x <时,()2xf x e x =+,则曲线()y f x =在1x =处的切线斜率为 ▲ .10、(苏州市高三上学期期末)曲线2xy x e =+在0x =处的切线与两坐标轴围成的三角形面积为 .11、(盐城市高三上学期期中)在平面直角坐标系中,曲线21xy e x =++在x =0处的切线方程是 .12、(盐城市高三上学期期中)已知函数21()()(1)2xf x x m e x m x =+--+在R 上单调递增,则实数m 的取值集合为 .13、(南京市、镇江市高三上学期期中)已知e 为自然对数的底数,函数y =e x -lnx 在[1,e ]的最小值为__14、(苏锡常镇四市高三教学情况调查(二))已知点P 在曲线C :212y x =上,曲线C 在点P 处的切线为l ,过点P 且与直线l 垂直的直线与曲线C 的另一交点为Q ,O 为坐标原点,若OP ⊥OQ ,则点P 的纵坐标为 .15、(苏锡常镇四市高三教学情况调查(二))已已知e 为自然对数的底数,函数2()xf x e ax =-的图像恒在直线32y ax =上方,则实数a 的取值范围为 .二、解答题1、(南京市高三9月学情调研)已知函数f (x )=2x 3-3(a +1)x 2+6ax ,a ∈R . (1)曲线y =f (x )在x =0处的切线的斜率为3,求a 的值;(2)若对于任意x ∈(0,+∞),f (x )+f (-x )≥12ln x 恒成立,求a 的取值范围; (3)若a >1,设函数f (x )在区间[1,2]上的最大值、最小值分别为M (a )、m (a ), 记h (a )=M (a )-m (a ),求h (a )的最小值. 2、(南京市高三9月学情调研) 已知函数f (x )=ln x ,g (x )=x 2.(1)求过原点(0,0),且与函数f (x )的图象相切的直线l 的方程;(2)若a >0,求函数φ(x )=|g (x )-2a 2f (x )|在区间[1,+∞) 上的最小值. 3、(南京市六校联合体高三上学期12月联考)已知函数ln (),()xx xf xg x e x==. (1)求()f x 的极大值;(2)当0a >时,不等式()xg x ax b ≤+恒成立,求ba的最小值; (3)是否存在实数k N ∈,使得方程()(1)()f x x g x =+在(,1)k k +上有唯一的根,若存在,求出所有k 的值,若不存在,说明理由.4、(江苏省常州一中、泰兴中学、南菁高中高三10月月考)已知函数,a ∈R.⑴函数y= f(x)在点(2,f(2))处的切线与直线x-2y+1=0垂直,求a 的值; ⑵讨论函数f(x)的单调性; ⑶当a=1时,证明:不等式成立.(其中n!=1×2×3×…×n ,n ∈N*,n ≥2)5、(南京市高三12月联合调研)已知函数21()ln 2f x ax x =+,()g x bx =-,设()()()h x f x g x =-.(1)若()f x 在x 处取得极值,且(1)(1)2f g '=--,求函数()h x 的单调区间; (2)若0a =时函数()h x 有两个不同的零点12,x x .①求b 的取值范围;②求证:1221x x e >. 6、(南京市、盐城市高三上学期期末)若函数y =f (x )在x =x 0处取得极大值或极小值,则称x 0为函数y =f (x )的极值点.设函数f (x )=x 3-tx 2+1(t ∈R ). (1)若函数f (x )在(0,1)上无极值点,求t 的取值范围;(2)求证:对任意实数t ,在函数f (x )的图象上总存在两条切线相互平行;(3)当t =3时,若函数f (x )的图象上存在的两条平行切线之间的距离为4,问:这样的平行切线共有几组?请说明理由.7、(如皋市高三上学期期末)已知函数()ln 2f x x ax a =-+,其中a ∈R .(I )若函数()f x 的图象在1x =处的切线与直线20x ay --=垂直,求实数a 的值; (II )设函数()()22g x f x ax a =++. (1).求函数()g x 的单调区间;(2)若不等式()0g x >对任意的实数()1x ∈+∞,恒成立,求实数a 的取值范围. 8、(苏北三市(徐州、连云港、淮安)2019届高三期末)已知函数()()ln f x x a x =-()a ∈R . (1)若1a =,求()f x 在1x =处的切线方程;(2)若对于任意的正数x ,()0f x ≥恒成立,求实数a 的值; (3)若函数()f x 存在两个极值点,求实数a 的取值范围.9、(苏州市高三上学期期中)设函数()1ln f x ax x =--,a 为常数. (1)当2a =时,求()f x 在点(1,(1))f 处的切线方程; (2)若12,x x 为函数()f x 的两个零点,12x x >. ①求实数a 的取值范围; ②比较12x x +与2a的大小关系,并说明理由.10、(南京市高三第三次模拟)已知函数f (x )=ln x +a x +1,a ∈R .(1)若函数f (x )在x =1处的切线为y =2x +b ,求a ,b 的值;(2)记g (x )=f (x )+ax ,若函数g (x )在区间(0,12)上有最小值,求实数a 的取值范围;(3)当a =0时,关于x 的方程f (x )=bx 2有两个不相等的实数根,求实数b 的取值范围. 11、(七市(南通、泰州、扬州、徐州、淮安、宿迁、连云港)高三第一次模拟(2月)) 已知函数()()ln a f x x a x =+∈R .(1)讨论()f x 的单调性;(2)设()f x 的导函数为()f x ',若()f x 有两个不相同的零点12x x ,. ① 求实数a 的取值范围;② 证明:1122()()2ln 2x f x x f x a ''+>+.12、(七市(南通、泰州、扬州、徐州、淮安、宿迁、连云港)2019届高三第二次模拟) 已知函数21()2ln 2f x x x ax a =+-∈,R .(1)当3a =时,求函数()f x 的极值;(2)设函数()f x 在0x x =处的切线方程为()y g x =,若函数()()y f x g x =-是()0+∞,上 的单调增函数,求0x 的值;(3)是否存在一条直线与函数()y f x =的图象相切于两个不同的点?并说明理由.13、(七市(南通、泰州、扬州、徐州、淮安、宿迁、连云港)2019届高三第二次模拟(5月))已知函数2()1ln ax f x x =+(0a ≠),e 是自然对数的底数.(1)当0a >时,求()f x 的单调增区间;(2)若对任意的12x ≥,1()2e b f x -≥(b ∈R ),求b a 的最大值;(3)若()f x 的极大值为2-,求不等式()e 0x f x +<的解集.14、(苏锡常镇四市高三教学情况调查(一))已知函数()(1)ln (R)f x x x ax a =++∈. (1)若()y f x =在(1,(1)f )处的切线方程为0x y b ++=,求实数a ,b 的值; (2)设函数()()f x g x x=,x ∈[1,e](其中e 为自然对数的底数).①当a =﹣1时,求()g x 的最大值;②若()()exg x h x =是单调递减函数,求实数a 的取值范围.15、(盐城市2019届高三第三次模拟) 设函数x ae x x f -=)((e 为自然对数的底数,R a ∈). (1)当1=a 时,求函数)(x f 的图象在1=x 处的切线方程; (2)若函数)(x f 在区间(0,1)上具有单调性,求a 的取值范围;(3)若函数)()()(x f e e x g x -=有且仅有3个不同的零点321,,x x x ,且321x x x <<,113≤-x x ,求证: 1131-+≤+e e x x16、(南师附中高三年级5月模拟)设a 为实数,已知函数()xf x axe =,()lng x x x =+.(1)当a <0时,求函数()f x 的单调区间;(2)设b 为实数,若不等式2()2f x x bx ≥+对任意的a ≥1及任意的x >0恒成立,求b 的取值范围;(3)若函数()()()h x f x g x =+(x >0,x ∈R)有两个相异的零点,求a 的取值范围.参考答案一、填空题 1、 15(,6)2-- 2、[ 2ln2,+∞) 3、44、122㏑ 5、[-12∞,+) 6、-13 7、[1,0][2,)-+∞ 8、1e 9、12e-10、2311、32y x =+ 12、{}1- 13、e14、1 15、二、解答题1、解:(1)因为f (x )=2x 3-3(a +1)x 2+6ax ,所以f ′(x )=6x 2-6(a +1)x +6a ,所以曲线y =f (x )在x =0处的切线斜率k =f ′(0)=6a ,所以6a =3,所以a =12. ………………………2分(2)f (x )+f (-x )=-6(a +1)x 2≥12ln x 对任意x ∈(0,+∞)恒成立,所以-(a +1)≥2ln xx 2. ………………………4分令g (x )=2ln xx 2,x >0,则g '(x )=2(1-2ln x )x 3.令g '(x )=0,解得x =e .当x ∈(0,e)时,g '(x )>0,所以g (x )在(0,e)上单调递增;当x ∈(e ,+∞)时,g '(x )<0,所以g (x )在(e ,+∞)上单调递减.所以g (x )max =g (e)=1e , ………………………6分所以-(a +1)≥1e ,即a ≤-1-1e,所以a 的取值范围为(-∞,-1-1e ]. ………………………8分(3)因为f (x )=2x 3-3(a +1)x 2+6ax ,所以f ′(x )=6x 2-6(a +1)x +6a =6(x -1)(x -a ),f (1)=3a -1,f (2)=4.令f ′(x )=0,则x =1或a . ………………………10分 f (1)=3a -1,f (2)=4.①当1<a ≤53时,当x ∈(1,a )时,f '(x )<0,所以f (x )在(1,a )上单调递减; 当x ∈(a ,2)时,f '(x )>0,所以f (x )在(a ,2)上单调递增.又因为f (1)≤f (2),所以M (a )=f (2)=4,m (a )=f (a )=-a 3+3a 2, 所以h (a )=M (a )-m (a )=4-(-a 3+3a 2)=a 3-3a 2+4. 因为h ' (a )=3a 2-6a =3a (a -2)<0, 所以h (a )在(1,53]上单调递减,所以当a ∈(1,53]时,h (a )最小值为h (53)=827.………………………12分②当53<a <2时,当x ∈(1,a )时,f '(x )<0,所以f (x )在(1,a )上单调递减; 当x ∈(a ,2)时,f '(x )>0,所以f (x )在(a ,2)上单调递增.又因为f (1)>f (2),所以M (a )=f (1)=3a -1,m (a )=f (a )=-a 3+3a 2, 所以h (a )=M (a )-m (a )=3a -1-(-a 3+3a 2)=a 3-3a 2+3a -1. 因为h ' (a )=3a 2-6a +3=3(a -1)2≥0. 所以h (a )在(53,2)上单调递增,所以当a ∈(53,2)时,h (a )>h (53)=827. ………………………14分③当a ≥2时,当x ∈(1,2)时,f '(x )<0,所以f (x )在(1,2)上单调递减, 所以M (a )=f (1)=3a -1,m (a )=f (2)=4, 所以h (a )=M (a )-m (a )=3a -1-4=3a -5, 所以h (a )在[2,+∞)上的最小值为h (2)=1.综上,h (a )的最小值为827. ………………………16分2、解:(1)因为f (x )=ln x ,所以f ′(x )=1x (x >0).设直线l 与函数f (x )的图象相切于点(x 0,y 0),则直线l 的方程为 y -y 0=1x 0(x -x 0),即 y -ln x 0=1x 0(x -x 0).…………………… 3分因为直线l 经过点(0,0),所以0-ln x 0=1x 0(0-x 0),即ln x 0=1,解得x 0=e .因此直线l 的方程为 y =1e x ,即x -e y =0. …………………… 6分 (2)考察函数H (x )=g (x )-2a 2f (x )=x 2-2a 2ln x .H ′(x )=2x -2a 2x =2(x -a )( x +a )x(x >0). 因为a >0,故由H ′(x )=0,解得x =a . …………………… 8分 ① 当0<a ≤1时,H ′(x )≥0在[1,+∞)上恒成立,H (x )在区间[1,+∞)上递增,所以 H (x )min =H (1)=1>0,所以φ(x )min =1. …………………… 11分 ② 当a >1时,H (x )在区间[1,a ]上递减,在区间[a ,+∞)上递增, 所以 H (x )min =H (a )=a 2(1-2ln a ) .(ⅰ) 当1-2ln a ≤0,即a ∈[e ,+∞) 时,H (x )min =a 2(1-2ln a )≤0, 又H (1)=1>0,所以φ(x )min =0.(ⅱ) 当1-2ln a >0,a ∈(1,e) 时,H (x )min =a 2(1-2ln a )>0, 所以φ(x )min =a 2(1-2ln a ) .综上 φ(x )min =⎩⎪⎨⎪⎧1, 0<a ≤1,a 2(1-2ln a ),1<a <e ,0, a ≥e . …………………… 16分3、(1)1()x xf x e-'=,令()0f x '=,得1x =. …………………………………2分当1x <时,()0f x '>,则()f x 在(,1)-∞上单调递增,当1x >时,()0f x '>,则()f x 在(1,)+∞上单调递减,故当1x =时,()f x 的极大值为1e.………………………4分 (2)不等式()xg x ax b ≤+恒成立,即ln 0x ax b --≤恒成立,记()ln (0)m x x ax b x =-->,则1()(0)axm x x x -'=>,当0a >时,令()0m x '=,得1x a=,………………………………………………6分 当1(0,)x a ∈时,()0m x '>,此时()m x 单调递增,当1(,)x a∈+∞时,()0m x '<,此时()m x 单调递减,则max 1()()ln 10m x m a b a==---≤,即ln 1b a ≥--,…8分则ln 1b a a a +≥-, 记ln 1()a n a a+=-,则2ln ()(0)a n a a a '=>,令()0n a '=,得1a =当(0,1)a ∈时,()0n a '<,此时()n a 单调递减,当(1,)a ∈+∞时,()0n a '>,此时()n a 单调递增,min ()(1)1n a n ==-,故ba的最小值为1-. ………………………10分 (3)记(1)ln ()x x x x s x e x +=-,由2123ln 2(1)0,(2)1102s s e e =>=-<-=,……12分故存在1k =,使()(1)()f x x g x =+在(1,2)上有零点,下面证明唯一性:① 当01x <≤时,()0,(x 1)()0f x g x >+<,故()0s x >,0=)(x s 在(0,1]上无解…………………………………………………………………14分②当1x >时,211ln ()x x x x s x e x -+-'=-,而2110,1ln 0,0x x x x e x -<+->>,此时()0s x '<,()s x 单调递减,所以当1k=符合题意.……………………………16分4、5、解:(1)因为1()f x axx'=+,所以(1)1f a'=+,由(1)(1)2f g'=--可得a=b-3.又因为()f x在2x=处取得极值,所以22(20f'=,所以a= -2,b=1 . …………………………………2分所以2()lnh x x x x=-++,其定义域为(0,+∞)2121(21)(1)()21=x x x x h x x x x x-++-+-'=-++=令()0h x '=得121,12x x =-=,当x ∈(0,1)时,()>0h x ',当x ∈(1,+∞)()<0h x ',所以函数h (x )在区间(0,1)上单调增;在区间(1,+∞)上单调减. …………………………4分 (2)当0a =时,()ln h x x bx =+,其定义域为(0,+∞).①'1()h x b x=+,当0b ≥,则'()0h x >,()h x 在(0,)+∞上单调递增,不合题意。

2015届高考数学一轮总复习 3-3导数的实际应用

2015届高考数学一轮总复习 3-3导数的实际应用

2015届高考数学一轮总复习 3-3导数的实际应用基础巩固强化一、选择题1.(文)正三棱柱体积为V ,则其表面积最小时,底面边长为( ) A.3V B.32V C.34V D .23V [答案] C[解析] 设正三棱柱底面边长为a ,高为h ,则体积V =34a 2h ,∴h =4V 3a2,表面积S =32a 2+3ah =32a 2+43V a, 由S ′=3a -43V a2=0,得a =34V ,故选C.(理)在内接于半径为R 的半圆的矩形中,周长最大的矩形的边长为( ) A.R 2和32R B.55R 和455R C.45R 和75R D .以上都不对[答案] B[解析] 设矩形垂直于半圆直径的边长为x ,则另一边长为2R 2-x 2,则l =2x +4R 2-x 2 (0<x <R ),l ′=2-4x R 2-x 2,令l ′=0,解得x =55R .当0<x <55R 时,l ′>0;当55R <x <R 时,l ′<0. 所以当x =55R 时,l 取最大值,即周长最大的矩形的边长为55R ,455R . 2.(文)已知某生产厂家的年利润y (单位:万元)与年产量x (单位:万件)的函数关系式为y =-13x 3+81x -234,则使该生产厂家获取最大年利润的年产量为( )A .13万件B .11万件C .9万件D .7万件[答案] C[解析] ∵y =-13x 3+81x -234,∴y ′=-x 2+81(x >0).令y ′=0得x =9,令y ′<0得x >9,令y ′>0得0<x <9, ∴函数在(0,9)上单调递增,在(9,+∞)上单调递减, ∴当x =9时,函数取得最大值.故选C.[点评] 利用导数求函数最值时,令y ′=0得到x 的值,此x 的值不一定是极大(小)值时,还要判定x 值左、右两边的导数的符号才能确定.(理)某公司生产某种产品,固定成本为20000元,每生产一单位产品,成本增加100元,已知总收益R 与产量x 的关系是R =⎩⎪⎨⎪⎧400x -12x 2,0≤x ≤400,80000, x >400.则总利润最大时,每年生产的产品产量是( )A .100B .150C .200D .300[答案] D[解析] 由题意,总成本为C =20000+100x .所以总利润为P =R -C =⎩⎪⎨⎪⎧300x -x 22-20000,0≤x ≤400,60000-100x ,x >400,P ′=⎩⎪⎨⎪⎧300-x ,0≤x ≤400,-100,x >400.令P ′=0,得x =300,易知当x =300时,总利润最大.3.(文)做一个圆柱形锅炉,容积为V ,两个底面的材料每单位面积的价格为a 元,侧面的材料每单位面积的价格为b 元,当造价最低时,锅炉的底面直径与高的比为( )A.a bB.a 2bC.b aD.b 2a [答案] C [解析]如图,设圆柱的底面半径为R ,高为h ,则V =πR 2h .设造价为y ,则y =2πR 2a +2πRhb =2πaR 2+2πRb ·V πR 2=2πaR 2+2bV R ,∴y ′=4πaR -2bVR2.令y ′=0并将V =πR 2h 代入解得,2R h =ba.(理)圆柱的表面积为S ,当圆柱体积最大时,圆柱的底面半径为( )A.S 3πB.3πSC.6πS6πD .3π·6πS[答案] C[解析] 设圆柱底面半径为r ,高为h , ∴S =2πr 2+2πrh ,∴h =S -2πr 22πr,又V =πr 2h =rS -2πr 32,则V ′=S -6πr 22,令V ′=0,得S =6πr 2,∴h =2r ,r =6πS6π. 4.(文)内接于半径为R 的球并且体积最大的圆锥的高为( ) A .R B .2R C.43R D.34R [答案] C[解析] 设圆锥的高为h ,底面半径为r ,则R 2=(h -R )2+r 2,∴r 2=2Rh -h 2, ∴V =13πr 2h =π3h (2Rh -h 2)=23πRh 2-π3h 3,V ′=43πRh -πh 2,令V ′=0得h =43R .(理)要制作一个圆锥形的漏斗,其母线长为20cm ,要使其体积最大,则高为( ) A.33cm B.1033cmC.1633cmD.2033cm[答案] D[解析] 设圆锥的高为x ,则底面半径为202-x 2, 其体积为V =13πx (400-x 2) (0<x <20),V ′=13π(400-3x 2),令V ′=0,解得x =2033.当0<x <2033时,V ′>0;当2033<x <20时,V ′<0,所以当x =2033时,V 取最大值.5.(2013·荆州市质检)设函数f (x )在R 上可导,其导函数为f ′(x ),且函数f (x )在x =-2处取得极小值,则函数y =xf ′(x )的图象可能是( )[答案] C[解析] 由f (x )在x =-2处取极小值知f ′(-2)=0且在x =-2的左侧f ′(x )<0,在x =-2的右侧f ′(x )>0,因此,x <-2时,y =xf ′(x )>0,x =-2时,y =xf ′(x )=0,-2<x <0时,y =xf ′(x )<0,x =0时,y =xf ′(x )=0,x >0时,y =xf ′(x )>0,故选C.6.(2013·沈阳二中月考)已知函数f (x )的定义域为[-3,+∞),且f (6)=2.f ′(x )为f (x )的导函数,f ′(x )的图象如图所示.若正数a ,b 满足f (2a +b )<2,则b +3a -2的取值范围是( )A .(-∞,-32)∪(3,+∞)B .(-92,3)C .(-∞,-92)∪(3,+∞)D .(-32,3)[答案] A[解析] 由导函数的图象可以看出f (x )在(-3,0)上为减函数,在[0,+∞)上为增函数,由f (2a +b )<2可得f (2a +b )<f (6),又a ,b 为正数,故⎩⎪⎨⎪⎧a >0,b >0,2a +3b >6,将此不等式组看作关于a ,b 的约束条件,画出可行域如图所示,结合图形,b +3a -2表示连接点(2,-3)和可行域内一点(a ,b )的直线的斜率,结合图形可得其取值范围是(-∞,-32)∪(3,+∞).二、填空题7.(2013·开封第一次模拟)已知函数f (x )=x 3-ax 2+bx +3(a ,b ∈R ),若函数f (x )在[0,1]上单调递减,则a 2+b 2的最小值为________.[答案] 95[解析]依题意,当x ∈[0,1]时, f ′(x )=3x 2-2ax +b ≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧f ′(0)=b ≤0f ′(1)=3-2a +b ≤0,在坐标平面内画出该不等式组表示的平面区域,如图所示,结合图形不难得知,该平面区域内的点(a ,b )与原点的距离的平方即为a 2+b 2,其最小值等于原点到直线3-2a +b =0的距离的平方,即等于95.8.(文)用长为18m 的钢条围成一个长方体形状的框架,要求长方体的长与宽之比为2:1,该长方体的最大体积是________.[答案] 3m 3[解析] 设长方体的宽为x ,则长为2x ,高为92-3x (0<x <32),故体积为V =2x 2⎝⎛⎭⎫92-3x =-6x 3+9x 2,V ′=-18x 2+18x ,令V ′=0得,x =0或1, ∵0<x <32,∴x =1.∴该长方体的长、宽、高各为2m 、1m 、1.5m 时,体积最大,最大体积V max =3m 3.(理)用总长为14.8m 的钢条制作一个长方体容器的框架,如果所制作容器的底面的一边比另一边长0.5m ,那么容器的容积最大时,容器的高为________.[答案] 1.2m[解析] 设容器的短边长为x m , 则另一边长为(x +0.5)m , 高为14.8-4x -4(x +0.5)4=3.2-2x .由3.2-2x >0和x >0,得0<x <1.6, 设容器的容积为y m 3,则有y =x (x +0.5)(3.2-2x )(0<x <1.6), 整理得y =-2x 3+2.2x 2+1.6x , ∴y ′=-6x 2+4.4x +1.6,令y ′=0,有-6x 2+4.4x +1.6=0,即15x 2-11x -4=0, 解得x 1=1,x 2=-415(不合题意,舍去),∴高为3.2-2=1.2,容积V =1×1.5×1.2=1.8, ∴高为1.2m 时容积最大.9.(文)若函数f (x )=ln x -12ax 2-2x 存在单调递减区间,则实数a 的取值范围是________.[答案] (-1,+∞)[分析] 函数f (x )存在单调减区间,就是不等式f ′(x )<0有实数解,考虑到函数的定义域为(0,+∞),所以本题就是求f ′(x )<0在(0,+∞)上有实数解时a 的取值范围.[解析] 解法1:f ′(x )=1x -ax -2=1-ax 2-2x x ,由题意知f ′(x )<0有实数解,∵x >0,∴ax 2+2x -1>0有实数解.当a ≥0时,显然满足;当a <0时,只要Δ=4+4a >0,∴-1<a <0,综上知a >-1.解法2:f ′(x )=1x -ax -2=1-ax 2-2x x ,由题意可知f ′(x )<0在(0,+∞)内有实数解. 即1-ax 2-2x <0在(0,+∞)内有实数解. 即a >1x 2-2x在(0,+∞)内有实数解.∵x ∈(0,+∞)时,1x 2-2x =(1x-1)2-1≥-1,∴a >-1.(理)(2012·黄冈市期末)对于三次函数y =ax 3+bx 2+cx +d (a ≠0),给出定义:设f ′(x )是函数y =f (x )的导数,f ″(x )是f ′(x )的导数,若方程f ″(x )=0有实数解x 0,则称点(x 0,f (x 0))为函数y =f (x )的“拐点”.某同学经过探究发现: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.若f (x )=13x 3-12x 2+3x -512,根据这一发现可得:(1)函数f (x )=13x 3-12x 2+3x -512的对称中心为________;(2)计算f (12014)+f (22014)+f (32014)+f (42014)+…+f (20132014)=________.[答案] (1)(12,1) (2)2013[解析] (1)f ′(x )=x 2-x +3,f ″(x )=2x -1,由2x -1=0得x =12,f (12)=13×(12)3-12×(12)2+3×12-512=1,由拐点的定义知f (x )的拐点即对称中心为(12,1). (2)f (k 2014)+f (1-k 2014)=f (k 2014)+f (2014-k 2014)=2(k =1,2,…,1007),∴f (12014)+f (22014)+…+f (20132014)=[f (12014)+f (20132014)]+[f (22014)+f (20122014)]+…+[f (10062014)+f (10082014)]+f (10072014)=2×1006+1=2013.三、解答题10.(2013·湖南雅礼中学一模)某工厂生产某种儿童玩具,每件玩具的成本价为30元,并且每件玩具的加工费为t 元(其中t 为常数,且2≤t ≤5),设该工厂每件玩具的出厂价为x 元(35≤x ≤41),根据市场调查,日销售量与e x (e 为自然对数的底数)成反比例,当每件玩具的出厂价为40元时,日销售量为10件.(1)求该工厂的日利润y (元)与每件玩具的出厂价x 元的函数关系式;(2)当每件玩具的日售价为多少元时,该工厂的利润y 最大,并求y 的最大值.[解析] (1)设日销售量为k e x ,则ke 40=10,∴k =10e 40,则日销售量为10e 40e x 件,∴日利润y =(x -30-t )·10e 40e x .∴y =10e 40(x -30-t )e x(35≤x ≤41).(2)y ′=10e 40(31+t -x )e x ,令y ′=0得x =31+t .①当2≤t ≤4时,33≤31+t ≤35, ∴当35≤x ≤41时,y ′≤0.∴当x =35时,y 取最大值,最大值为10(5-t )e 5.②当4<t ≤5时,35<t +31≤36,函数y 在[35,t +31]上单调递增,在[t +31,41]上单调递减. ∴当x =t +31时,y 取最大值10e 9-t .∴当2≤t ≤4,x =35时,日利润最大值为10(5-t )e 5元; 当4<t ≤5,x =31+t 时,日利润最大值为10e 9-t 元.能力拓展提升一、解答题11.(2012·山东苍山县模拟)某食品厂进行蘑菇的深加工,每公斤蘑菇的成本20元,并且每公斤蘑菇的加工费为t 元(t 为常数,且2≤t ≤5),设该食品厂每公斤蘑菇的出厂价为x 元(25≤x ≤40),根据市场调查,日销售量q 与e x 成反比,当每公斤蘑菇的出厂价为30元时,销售量为100kg.(每日利润=日销售量×(每公斤出厂价-成本价-加工费)).(1)求该工厂的每日利润y 元与每公斤蘑菇的出厂价x 元的函数关系式;(2)若t =5,当每公斤蘑菇的出厂价x 为多少元时,该工厂的利润y 最大,并求最大值. [解析] (1)设日销售量q =k e x ,则ke 30=100,∴k =100e 30,∴日销售量q =100e 30ex ,∴y =100e 30(x -20-t )e x(25≤x ≤40).(2)当t =5时,y =100e 30(x -25)e x ,y ′=100e 30(26-x )e x .由y ′≥0得x ≤26,由y ′≤0得x ≥26, ∴y 在[25,26]上单调递增,在[26,40]上单调递减, ∴当x =26时,y max =100e 4.当每公斤蘑菇的出厂价为26元时,该工厂的利润最大,最大值为100e 4元.12.(文)(2014·希望高中月考)设函数y =x 2-2x +2的图象为C 1,函数y =-x 2+ax +b 的图象为C 2,已知过C 1与C 2的一个交点的两切线互相垂直.(1)求a ,b 之间的关系; (2)求ab 的最大值.[解析] (1)对于C 1:y =x 2-2x +2,有y ′=2x -2, 对于C 2:y =-x 2+ax +b ,有y ′=-2x +a , 设C 1与C 2的一个交点为(x 0,y 0),由题意知过交点(x 0,y 0)的两切线互相垂直. ∴(2x 0-2)(-2x 0+a )=-1, 即4x 20-2(a +2)x 0+2a -1=0① 又点(x 0,y 0)在C 1与C 2上,故有⎩⎪⎨⎪⎧y 0=x 20-2x 0+2y 0=-x 20+ax 0+b⇒2x 20-(a +2)x 0+2-b =0② 由①②消去x 0,可得a +b =52.(2)由(1)知:b =52-a ,∴ab =a (52-a )=-(a -54)2+2516.∴当a =54时,(ab )最大值=2516.(理)(2013·洛阳统考)已知函数f (x )=a2x+x ln x ,g (x )=x 3-x 2-x -1.(1)如果存在x 1,x 2∈[0,2],使得g (x 1)-g (x 2)≥M ,求满足该不等式的最大整数M ; (2)如果对任意的s ,t ∈[13,2],都有f (s )≥g (t )成立,求实数a 的取值范围.[解析] (1)存在x 1,x 2∈[0,2],使得g (x 1)-g (x 2)≥M ⇔x 1,x 2∈[0,2],[g (x 1)-g (x 2)]max ≥M . ∵g ′(x )=3x 2-2x -1=(3x +1)(x -1),∴当0<x <1时,g ′(x )<0,g (x )单调递减,当1<x <2时,g ′(x )>0,g (x )单调递增, ∴g (x )max =max{g (0),g (2)}=g (2)=1,g (x )min =g (1)=-2,∴[g (x 1)-g (x 2)]max =g (x )max -g (x )min =3,满足不等式的最大整数M =3.(2)由(1)知,当x ∈[13,2]时,g (x )max =g (2)=1,依题意,对任意的s ,t ∈[13,2]都有f (s )≥g (t )成立⇔当x ∈[13,2]时,f (x )=a2x+x ln x ≥1恒成立.则有f (1)=a2≥1,∴a ≥2.当a ≥2且x ∈[13,2]时,f (x )=a 2x +x ln x ≥1x +x ln x .记h (x )=1x +x ln x ,∴h ′(x )=-1x 2+ln x +1,且h ′(1)=0.当x ∈(13,1)时,h ′(x )=-1x2+ln x +1<0,当x ∈(1,2)时,h ′(x )=-1x2+ln x +1>0,∴h (x )=1x +x ln x 在(13,1)上单调递减,在(1,2)上单调递增,∴h (x )min =h (1)=1,即h (x )≥1, ∴当a ≥2时原不等式成立. ∴a 的取值范围是[2,+∞).13.(文)甲乙两地相距400km ,汽车从甲地匀速行驶到乙地,速度不得超过100km/h ,已知该汽车每小时的运输成本P (元)关于速度v (km/h)的函数关系是P =119200v 4-1160v 3+15v .(1)求全程运输成本Q (元)关于速度v 的函数关系式;(2)为使全程运输成本最少,汽车应以多大速度行驶?并求此时运输成本的最小值.[解析] (1)汽车从甲地到乙地需用400v h ,故全程运输成本为Q =400P v =v348-5v 22+6000(0<v ≤100).(2)Q ′=v 216-5v ,令Q ′=0得,v =80,∴当v =80km/h 时,全程运输成本取得最小值,最小值为20003元.(理)为了在夏季降温和冬季供暖时减少能源损耗,房屋的屋顶和外墙需要建造隔热层.某幢建筑物要建造可使用20年的隔热层,每厘米厚的隔热层建造成本为6万元.该建筑物每年的能源消耗费用C (单位:万元)与隔热层厚度x (单位:cm)满足关系:C (x )=k 3x +5(0≤x ≤10),若不建隔热层,每年能源消耗费用为8万元.设f (x )为隔热层建造费用与20年的能源消耗费用之和.(1)求k 的值及f (x )的表达式;(2)隔热层修建多厚时,总费用f (x )达到最小,并求最小值. [解析] (1)设隔热层厚度为x cm ,由题设知, 每年能源消耗费用为C (x )=k 3x +5. 再由C (0)=8,得k =40,因此C (x )=403x +5. 又建造费用为C 1(x )=6x .最后得隔热层建造费用与20年的能源消耗费用之和为, f (x )=20C (x )+C 1(x )=20×403x +5+6x =8003x +5+6x (0≤x ≤10). (2)f ′(x )=6-2400(3x +5)2,令f ′(x )=0,即2400(3x +5)2=6.解得x =5,或x =-253(舍去). 当0<x <5时,f ′(x )<0,当5<x <10时,f ′(x )>0,故x =5是f (x )的最小值点,对应的最小值为f (5)=6×5+80015+5=70.当隔热层修建5 cm 厚时,总费用达到最小值70万元. 14.某单位用木料制作如图所示的框架,框架的下部是边长分别为x 、y (单位:m)的矩形,上部是等腰直角三角形,要求框架围成的总面积为8m 2,问x 、y 分别为多少时用料最省?(精确到0.001m)[解析] 依题意,有xy +12x ·x2=8,∴y =8-x 24x =8x -x4(0<x <42),于是框架用料长度为l =2x +2y +2×2x 2=⎝⎛⎭⎫32+2x +16x ,l ′=32+2-16x 2, 令l ′=0,即32+2-16x 2=0,解得x 1=8-42,x 2=42-8(舍去),当0<x <8-42时,l ′<0;当8-42<x <42时,l ′>0;所以当x =8-42时,l 取得最小值,此时,x =8-42≈2.343m ,y ≈2.828m. 即当x 约为2.343m ,y 约为2.828m 时,用料最省.考纲要求1.能利用导数研究函数的单调性、极值或最值,并会解决与之有关的不等式问题. 2.会利用导数解决某些简单的实际问题. 补充说明1.利用导数解决含参数函数的单调性问题一般转化为不等式恒成立问题. 2.不等式的证明、方程根的个数的判定可转化为函数的单调性与极值问题.3.实际问题转化为函数问题后,要注意定义域的限制,结果要符合实际情况,若实际问题目标函数只有一个极值点,该点就是最值点.备选习题1.一艘渔艇停泊在距岸9km 处,今需派人送信给距渔艇334km 处的海岸渔站,如果送信人步行速度每小时5km ,船行速度每小时4km ,问应在何处登岸再步行可以使抵达渔站的时间最省?[分析] 如图,设BC 为海岸线,A 为渔艇停泊处,设D 为海岸线上一点,CD =x ,只需将时间T 表示为x 的函数,即可确定登岸的位置.[解析] ∵AB =9,AC =334,BC =AC 2-AB 2=15,设CD =x ,由A 到C 所需时间为T ,则T =15x +14(15-x )2+81 (0≤x ≤15),T ′=15-15-x 4(15-x )2+81.令T ′=0,解得x =3.在x =3附近,T ′由负到正,因此在x =3处取得极小值. 又T (0)=3344,T (15)=214,T (3)=8720,比较可知T (3)最小.答:在距渔站3km 处登岸可使抵达渔站的时间最省.2.已知球的直径为d ,求当其内接正四棱柱体积最大时,正四棱柱的高为多少? [解析] 如图所示,设正四棱柱的底面边长为x ,高为h ,由于x 2+x 2+h 2=d 2, ∴x 2=12(d 2-h 2).∴球内接正四棱柱的体积为V =x 2·h =12(d 2h -h 3),0<h <d .V ′=12(d 2-3h 2)=0,∴h =33d .在(0,d )上,函数变化情况如下表:↗3.(2013·湖南长郡中学测试)学习曲线是1936年美国康乃尔大学T.P.Wright 博士在飞机制造过程中,通过对大量有关资料、案例的观察、分析、研究,首次发现并提出来的.已知某类学习任务的学习曲线为:f (t )=34+a ·2-t ·100%(其中f (t )为掌握该任务的程度,t 为学习时间),且这类学习任务中的某项任务满足f (2)=60%.(1)求f (t )的表达式,计算f (0)并说明f (0)的含义;(2)已知2x >x ln2对任意x >0恒成立,现定义f (t )t 为该类学习任务在t 时刻的学习效率指数,研究表明,当学习时间t ∈(1,2)时,学习效率最佳,当学习效率最佳时,求学习效率指数相应的取值范围.[解析] (1)∵f (t )=34+a ·2-t·100%(t 为学习时间),且f (2)=60%, 则34+a ·2-2·100%=60%,解得a =4. ∴f (t )=34(1+2-t )·100%(t ≥0), ∴f (0)=34(1+2-0)·100%=37.5%, f (0)表示某项学习任务在开始学习时已掌握的程度为37.5%. (2)令学习效率指数f (t )t =y ,则y =f (t )t =34t (1+2-t )=34(t +t 2t )(t >0), 现研究函数g (t )=t +t2t 的单调性,由于g ′(t )=1+2t -t ·2t ln2(2t )2=2t -t ln2+12t (t >0),又已知2x >x ln2对任意x >0恒成立,即2t -t ln2>0,则g ′(t )>0恒成立, ∴g (t )在(0,+∞)上为增函数,且g (t )为正数.∴y =f (t )t =34(t +t2t )(t >0)在(0,+∞)上为减函数,而y |t =1=f (1)1=12,y |t =2=f (2)2=310,即y =f (t )t ∈(310,12),故所求学习效率指数的取值范围是(310,12).。

2015高考数学(苏教版,理)一轮学案15 导数的综合应用

2015高考数学(苏教版,理)一轮学案15   导数的综合应用

学案15导数的综合应用导学目标:1。

应用导数讨论函数的单调性,并会根据函数的性质求参数范围。

2。

会利用导数解决某些实际问题.自主梳理1.已知函数单调性求参数值范围时,实质为恒成立问题.2.求函数单调区间,实质为解不等式问题,但解集一定为定义域的子集.3.实际应用问题:首先要充分理解题意,列出适当的函数关系式,再利用导数求出该函数的最大值或最小值,最后回到实际问题中,得出最优解.自我检测1.函数f(x)=x3-3ax-a在(0,1)内有最小值,则a的取值范围为________.2.(2011·扬州模拟)已知f(x),g(x)都是定义在R上的函数,g(x)≠0,f′(x)g(x)<f(x)g′(x),f(x)=a x·g(x)(a>0,且a≠1),错误!+错误!=错误!,则a的值为____________.3.(2011·厦门质检)已知函数f(x)=(m-2)x2+(m2-4)x+m是偶函数,函数g(x)=-x3+2x2+mx+5在(-∞,+∞)内单调递减,则实数m为________.4.函数f(x)=错误!e x(sin x+cos x)在区间错误!上的值域为______________.5.f(x)=x(x-c)2在x=2处有极大值,则常数c的值为________.探究点一讨论函数的单调性例1 已知函数f(x)=x2e-ax(a>0),求函数在[1,2]上的最大值.变式迁移1 设a〉0,函数f(x)=错误!。

(1)讨论f(x)的单调性;(2)求f(x)在区间[a,2a]上的最小值.探究点二用导数证明不等式例2 已知f(x)=错误!x2-a ln x(a∈R),(1)求函数f(x)的单调区间;(2)求证:当x〉1时,错误!x2+ln x〈错误!x3.变式迁移2 (2010·安徽)设a为实数,函数f(x)=e x-2x+2a,x∈R.(1)求f(x)的单调区间与极值;(2)求证:当a>ln 2-1且x〉0时,e x〉x2-2ax+1。

2015江苏高考导数的综合应用

2015江苏高考导数的综合应用

大方向教育个性化辅导教案教师:徐琨学生:学科:数学时间:课题(课型)导数的综合应用教学方法:知识梳理、例题讲解、归纳总结、巩固训练【高考考情解读】导数的概念及其运算是导数应用的基础,这是高考重点考查的内容.考查方式以客观题为主,主要考查:一是导数的基本公式和运算法则,以及导数的几何意义;二是导数的应用,特别是利用导数来解决函数的单调性与最值问题、证明不等式以及讨论方程的根等,已成为高考热点问题;三是应用导数解决实际问题.1.导数的几何意义函数y=f(x)在点x=x0处的导数值就是曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线的斜率,其切线方程是y-f(x0)=f′(x0)(x-x0).2.导数与函数单调性的关系(1)f′(x)>0是f(x)为增函数的充分不必要条件,如函数f(x)=x3在(-∞,+∞)上单调递增,但f′(x)≥0.(2)f′(x)≥0是f(x)为增函数的必要不充分条件,当函数在某个区间内恒有f′(x)=0时,则f(x)为常数,函数不具有单调性.3.函数的极值与最值(1)函数的极值是局部范围内讨论的问题,函数的最值是对整个定义域而言的,是在整个范围内讨论的问题.(2)函数在其定义区间的最大值、最小值最多有一个,而函数的极值可能不止一个,也可能没有.(3)闭区间上连续的函数一定有最值,开区间内的函数不一定有最值,若有唯一的极值,则此极值一定是函数的最值.4.四个易误导数公式及两个常用的运算法则(1)(sin x)′=cos x.(2)(cos x)′=-sin x.(3)(a x)′=a x ln a(a>0,且a≠1).(4)(log a x)′=1x ln a(a>0,且a≠1).(5)[f(x)·g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x).(6)⎣⎡⎦⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2(g (x )≠0).考点一 导数几何意义的应用例1 (1)过点(1,0)作曲线y =e x 的切线,则切线方程为________.(2)(2013·南京模拟)在平面直角坐标系xOy 中,设A 是曲线C 1:y =ax 3+1(a >0)与曲线C 2:x 2+y 2=52的一个公共点,若C 1在A 处的切线与C 2在A 处的切线互相垂直,则实数a 的值是________. (1)求曲线的切线要注意“过点P 的切线”与“在点P 处的切线”的差异,过点P 的切线中,点P 不一定是切点,点P 也不一定在已知曲线上,而在点P 处的切线,必以点P 为切点.(2)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.(1)直线y =kx +b 与曲线y =ax 2+2+ln x 相切于点P (1,4),则b 的值为________.(2)若曲线f (x )=x sin x +1在x =π2处的切线与直线ax +2y +1=0互相垂直,则实数a =________考点二 利用导数研究函数的性质例2 (2013·广东)设函数f (x )=x 3-kx 2+x (k ∈R ).(1)当k =1时,求函数f (x )的单调区间;(2)当k <0时,求函数f (x )在[k ,-k ]上的最小值m 和最大值M .(2013·浙江)已知a ∈R ,函数f (x )=2x 3-3(a +1)x 2+6ax .(1)若a =1,求曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程; (2)若|a |>1,求f (x )在闭区间[0,2|a |]上的最小值.考点三 利用导数解决与方程、不等式有关的问题 例3 (2013·陕西)已知函数f (x )=e x ,x ∈R .(1)求f (x )的反函数的图象上点(1,0)处的切线方程; (2)证明:曲线y =f (x )与曲线y =12x 2+x +1有唯一公共点;研究方程及不等式问题,都要运用函数性质,而导数是研究函数性质的一种重要工具.基本思路是构造函数,通过导数的方法研究这个函数的单调性、极值和特殊点的函数值,根据函数的性质推断不等式成立的情况以及方程实根的个数,必要时画出函数的草图辅助思考.已知f (x )=2x ln x ,g (x )=-x 2+ax -3.(1)求函数f (x )的最小值;(2)若存在x ∈(0,+∞),使f (x )≤g (x )成立,求实数a 的取值范围;(3)证明对一切x ∈(0,+∞),都有f (x )>2⎝ ⎛⎭⎪⎫x e x -2e 成立.1. 函数单调性的应用(1)若可导函数f (x )在(a ,b )上单调递增,则f ′(x )≥0在区间(a ,b )上恒成立; (2)若可导函数f (x )在(a ,b )上单调递减,则f ′(x )≤0在区间(a ,b )上恒成立; (3)可导函数f (x )在区间(a ,b )上为增函数是f ′(x )>0的必要不充分条件. 2. 可导函数极值的理解(1)函数在定义域上的极大值与极小值的大小关系不确定,也有可能极小值大于极大值; (2)对于可导函数f (x ),“f (x )在x =x 0处的导数f ′(x )=0”是“f (x )在x =x 0处取得极值”的必要不充分条件;(3)注意导函数的图象与原函数图象的关系,导函数由正变负的零点是原函数的极大值点,导函数由负变正的零点是原函数的极小值点. 3. 导数在综合应用中转化与化归思想的常见类型(1)把不等式恒成立问题转化为求函数的最值问题;(2)把证明不等式问题转化为函数的单调性问题; (3)把方程解的问题转化为函数的零点问题.1.已知函数()()323,f x ax bx x a b R =+-∈在点()()1,1f 处的切线方程为20y +=. ⑴求函数()f x 的解析式;⑵若对于区间[]2,2-上任意两个自变量的值12,x x 都有()()12f x f x c -≤,求实数c 的最小值; ⑶若过点()()2,2M m m ≠可作曲线()y f x =的三条切线,求实数m 的取值范围.2.已知函数3211()33f x x mx x m =--+,其中m ∈R .(1)求函数y =f (x )的单调区间;(2)若对任意的x 1,x 2∈[-1,1],都有12|()()|4f x f x ''-≤,求实数m 的取值范围; (3)求函数()f x 的零点个数.3.己知函数21()ln ,2f x x ax x a R =-+∈ (1)若(1)0f =,求函数 ()f x 的单调递减区间;(2)若关于x 的不等式()1f x ax ≤-恒成立,求整数 a 的最小值:4.(扬州市2015届高三上期末)已知函数2(),()xf x eg x ax bx c ==++。

高考数学一轮复习 第二章 函数、导数及其应用 2.11 导数在研究函数中的应用练习 理-人教版高三全

高考数学一轮复习 第二章 函数、导数及其应用 2.11 导数在研究函数中的应用练习 理-人教版高三全

第二章 函数、导数及其应用 2.11 导数在研究函数中的应用练习 理[A 组·基础达标练]1.函数f (x )=x 4-4x 3+4x 2的极值点是( ) A .x =0 B .x =1C .x =2D .x =0,x =1和x =2 答案 D解析 f ′(x )=4x 3-12x 2+8x =4x (x 2-3x +2)=4x (x -1)(x -2),则结合列表可得f (x )的极值点为x =0,x =1和x =2.2.[2015·某某一检]已知定义在R 上的函数f (x )满足f (-3)=f (5)=1,f ′(x )为f (x )的导函数,且导函数y =f ′(x )的图象如图所示.则不等式f (x )<1的解集是( )A .(-3,0)B .(-3,5)C .(0,5)D .(-∞,-3)∪(5,+∞) 答案 B解析 依题意得,当x >0时,f ′(x )>0,f (x )是增函数;当x <0时,f ′(x )<0,f (x )是减函数.又f (-3)=f (5)=1,因此不等式f (x )<1的解集是(-3,5),选B.3.[2016·某某师大附中月考]若函数f (x )=x 3-tx 2+3x 在区间[1,4]上单调递减,则实数t 的取值X 围是( )A.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,518B .(-∞,3]C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫518,+∞D .[3,+∞) 答案 C解析 f ′(x )=3x 2-2tx +3,由于f (x )在区间[1,4]上单调递减,则有f ′(x )≤0在[1,4]上恒成立,即3x 2-2tx +3≤0,即t ≥32⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x 在[1,4]上恒成立,因为y =32⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x 在[1,4]上单调递增,所以t ≥32⎝ ⎛⎭⎪⎫4+14=518,故选C.4.[2013·某某高考]已知a 为常数,函数f (x )=x (ln x -ax )有两个极值点x 1,x 2(x 1<x 2),则( )A .f (x 1)>0,f (x 2)>-12B .f (x 1)<0,f (x 2)<-12C .f (x 1)>0,f (x 2)<-12D .f (x 1)<0,f (x 2)>-12答案 D解析 f ′(x )=ln x -2ax +1,依题意知f ′(x )=0有两个不等实根x 1,x 2. 即曲线y 1=1+ln x 与y 2=2ax 有两个不同交点,如图.由直线y =x 是曲线y =1+ln x 的切线,可知:0<2a <1,且0<x 1<1<x 2.∴a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12. 由0<x 1<1,得f (x 1)=x 1(ln x 1-ax 1)<0, 当x 1<x <x 2时,f ′(x )>0, 当x >x 2时,f ′(x )<0,∴f (x 2)>f (1)=-a >-12,故选D.5.[2015·某某一模]若定义在R 上的函数f (x )满足f (x )+f ′(x )>1,f (0)=4,则不等式f (x )>3ex +1(e 为自然对数的底数)的解集为( )A .(0,+∞) B.(-∞,0)∪(3,+∞) C .(-∞,0)∪(0,+∞) D.(3,+∞) 答案 A解析 由f (x )>3ex +1得,e x f (x )>3+e x ,构造函数F (x )=e x f (x )-e x-3,对F (x )求导得F ′(x )=e x f (x )+e x f ′(x )-e x =e x [f (x )+f ′(x )-1].由f (x )+f ′(x )>1,e x >0,可知F ′(x )>0,即F (x )在R 上单调递增,又因为F (0)=e 0f (0)-e 0-3=f (0)-4=0,所以F (x )>0的解集为(0,+∞),所以选A.6.[2013·某某高考]已知e 为自然对数的底数,设函数f (x )=(e x-1)(x -1)k(k =1,2),则( )A .当k =1时,f (x )在x =1处取到极小值B .当k =1时,f (x )在x =1处取到极大值C .当k =2时,f (x )在x =1处取到极小值D .当k =2时,f (x )在x =1处取到极大值 答案 C解析 当k =1时,f (x )=(e x -1)(x -1),f ′(x )=x e x-1,f ′(1)≠0,故A ,B 错;当k =2时,f (x )=(e x-1)(x -1)2,f ′(x )=(x 2-1)e x -2x +2=(x -1)[(x +1)e x-2],故f ′(x )=0有一根为x 1=1,另一根x 2∈(0,1).当x ∈(x 2,1)时,f ′(x )<0,f (x )递减;当x∈(1,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )递增,∴f (x )在x =1处取得极小值,故选C.7.[2016·东北八校月考]已知函数y =f (x )=x 3+3ax 2+3bx +c 在x =2处有极值,其图象在x =1处的切线平行于直线6x +2y +5=0,则f (x )的极大值与极小值之差为________.答案 4解析 ∵f ′(x )=3x 2+6ax +3b ,∴⎩⎪⎨⎪⎧f ′2=3×22+6a ×2+3b =0,f ′1=3×12+6a ×1+3b =-3,⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =0,∴f ′(x )=3x 2-6x ,令3x 2-6x =0,得x =0或x =2, ∴f (x )极大值-f (x )极小值=f (0)-f (2)=4.8.已知函数f (x )=-12x 2+4x -3ln x 在[t ,t +1]上不单调,则t 的取值X 围是________.答案 (0,1)∪(2,3)解析 由题意知f ′(x )=-x +4-3x =-x 2+4x -3x=-x -1x -3x,由f ′(x )=0得函数f (x )的两个极值点为1,3, 则只要这两个极值点有一个在区间(t ,t +1)内, 函数f (x )在区间[t ,t +1]上就不单调, 由t <1<t +1或t <3<t +1,得0<t <1或2<t <3.9.已知函数f (x )=-x 3+ax 2-4在x =2处取得极值,若m ,n ∈[-1,1],则f (m )+f ′(n )的最小值是________.答案 -13解析 f ′(x )=-3x 2+2ax , 根据已知2a3=2,得a =3,即f (x )=-x 3+3x 2-4.根据函数f (x )的极值点,可得函数f (m )在[-1,1]上的最小值为f (0)=-4,f ′(n )=-3n 2+6n 在[-1,1]上单调递增,所以f ′(n )的最小值为f ′(-1)=-9.[f (m )+f ′(n )]min =f (m )min +f ′(n )min =-4-9=-13. 10.[2015·某某一检]已知函数f (x )=ln x -x1+2x .(1)求证:f (x )在区间(0,+∞)上单调递增; (2)若f [x (3x -2)]<-13,某某数x 的取值X 围.解 (1)证明:由已知得f (x )的定义域为(0,+∞). ∵f (x )=ln x -x1+2x, ∴f ′(x )=1x -1+2x -2x 1+2x 2=4x 2+3x +1x 1+2x 2. ∵x >0,∴4x 2+3x +1>0,x (1+2x )2>0. ∴当x >0时,f ′(x )>0. ∴f (x )在(0,+∞)上单调递增.(2)∵f (x )=ln x -x 1+2x ,∴f (1)=ln 1-11+2×1=-13.由f [x (3x -2)]<-13得f [x (3x -2)]<f (1).由(1)得⎩⎪⎨⎪⎧x 3x -2>0x3x -2<1,解得-13<x <0或23<x <1.综上所述,x 的取值X 围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,0∪⎝ ⎛⎭⎪⎫23,1.11.[2015·某某一检]已知函数f (x )=x ·ln x ,g (x )=ax 3-12x -23e .(1)求f (x )的单调递增区间和最小值;(2)若函数y =f (x )与函数y =g (x )的图象在交点处存在公共切线,某某数a 的值. 解 (1)∵f ′(x )=ln x +1,由f ′(x )>0,得x >1e,∴f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,+∞. 又当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e 时,f ′(x )<0,则f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e 上单调递减,当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,+∞时,f ′(x )>0,则f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,+∞上单调递增, ∴f (x )的最小值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1e =-1e .(2)∵f ′(x )=ln x +1,g ′(x )=3ax 2-12,设公切点的横坐标为x 0,则与f (x )的图象相切的直线方程为:y =(ln x 0+1)x -x 0, 与g (x )的图象相切的直线方程为:y =⎝⎛⎭⎪⎫3ax 20-12x -2ax 30-23e ,∴⎩⎪⎨⎪⎧ln x 0+1=3ax 2-12,-x 0=-2ax 30-23e解之得x 0ln x 0=-1e ,由(1)知x 0=1e ,∴a =e26.12.[2016·某某检测]已知f (x )=e x(x 3+mx 2-2x +2). (1)假设m =-2,求f (x )的极大值与极小值;(2)是否存在实数m ,使f (x )在[-2,-1]上单调递增?如果存在,求m 的取值X 围;如果不存在,请说明理由.解 (1)当m =-2时,f (x )=e x (x 3-2x 2-2x +2),其定义域为(-∞,+∞).则f ′(x )=e x(x 3-2x 2-2x +2)+e x (3x 2-4x -2)=x e x (x 2+x -6)=(x +3)x (x -2)e x, ∴当x ∈(-∞,-3)或x ∈(0,2)时,f ′(x )<0; 当x ∈(-3,0)或x ∈(2,+∞)时,f ′(x )>0;f ′(-3)=f ′(0)=f ′(2)=0,∴f (x )在(-∞,-3)上单调递减,在(-3,0)上单调递增; 在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增, ∴当x =-3或x =2时,f (x )取得极小值; 当x =0时,f (x )取得极大值, ∴f (x )极小值=f (-3)=-37e -3,f (x )极小值=f (2)=-2e 2, f (x )极大值=f (0)=2.(2)f ′(x )=e x(x 3+mx 2-2x +2)+e x (3x 2+2mx -2)=x e x [x 2+(m +3)x +2m -2]. ∵f (x )在[-2,-1]上单调递增, ∴当x ∈[-2,-1]时,f ′(x )≥0. 又∵当x ∈[-2,-1]时,x e x<0, ∴当x ∈[-2,-1]时,x 2+(m +3)x +2m -2≤0,∴⎩⎪⎨⎪⎧f ′-2=-22-2m +3+2m -2≤0,f ′-1=-12-m +3+2m -2≤0,解得m ≤4,∴当m ∈(-∞,4]时,f (x )在[-2,-1]上单调递增.[B 组·能力提升练]1.若函数f (x )=x 3-3x 在(a,6-a 2)上有最小值,则实数a 的取值X 围是( )A .(-5,1)B .[-5,1)C .[-2,1)D .(-5,-2] 答案 C解析 f ′(x )=3x 2-3=0,得x =±1,且x =1为函数的极小值点,x =-1为函数的极大值点.函数f (x )在区间(a,6-a 2)上有最小值, 则函数f (x )极小值点必在区间(a,6-a 2)内, 即实数a 满足a <1<6-a 2且f (a )=a 3-3a ≥f (1)=-2. 解a <1<6-a 2,得-5<a <1, 不等式a 3-3a ≥f (1)=-2,即a 3-3a +2≥0,即a 3-1-3(a -1)≥0, 即(a -1)(a 2+a -2)≥0, 即(a -1)2(a +2)≥0, 即a ≥-2.故实数a 的取值X 围是[-2,1). 故选C.2.[2016·某某调研]已知函数f (x )=ln x +1ln x ,则下列结论中正确的是( )A .若x 1,x 2(x 1<x 2)是f (x )的极值点,则f (x )在区间(x 1,x 2)内是增函数B .若x 1,x 2(x 1<x 2)是f (x )的极值点,则f (x )在区间(x 1,x 2)内是减函数C .∀x >0,且x ≠1,f (x )≥2D .∃x 0>0,f (x )在(x 0,+∞)内是增函数 答案 D解析 由已知得,f ′(x )=1x ·ln 2x -1ln 2x(x >0且x ≠1),令f ′(x )=0,得ln x =±1,得x =e 或x =1e.当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,1e 时,f ′(x )>0;当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫1e,1,x ∈(1,e)时,f ′(x )<0;当x ∈(e ,+∞)时,f ′(x )>0.故x =1e和x =e 分别是函数f (x )的极大值点和极小值点,但是由函数的定义域可知x ≠1,故函数f (x )在x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,e 内不是单调的,所以A ,B 错;当0<x <1时,ln x <0,此时f (x )<0,C 错;只要x 0≥e,则f (x )在(x 0,+∞)内是增函数,D 正确.3.[2015·某某高考]已知函数f (x )=2x,g (x )=x 2+ax (其中a ∈R ).对于不相等的实数x 1,x 2,设m =f x 1-f x 2x 1-x 2,n =g x 1-g x 2x 1-x 2.现有如下命题:①对于任意不相等的实数x 1,x 2,都有m >0;②对于任意的a 及任意不相等的实数x 1,x 2,都有n >0;③对于任意的a ,存在不相等的实数x 1,x 2,使得m =n ; ④对于任意的a ,存在不相等的实数x 1,x 2,使得m =-n . 其中的真命题有________(写出所有真命题的序号). 答案 ①④解析 ①f (x )=2x是增函数,∴对任意不相等的实数x 1,x 2,都有f x 1-f x 2x 1-x 2>0,即m >0,∴①成立.②由g (x )=x 2+ax 图象可知,当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-a 2时,g (x )是减函数,∴当不相等的实数x 1、x 2∈⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-a 2时,g x 1-g x 2x 1-x 2<0,即n <0,∴②不成立. ③若m =n ,则有f x 1-f x 2x 1-x 2=g x 1-g x 2x 1-x 2,即f (x 1)-f (x 2)=g (x 1)-g (x 2),f (x 1)-g (x 1)=f (x 2)-g (x 2),令h (x )=f (x )-g (x ), 则h (x )=2x-x 2-ax ,h ′(x )=2x ln 2-2x -a ,令h ′(x )=2xln 2-2x -a =0, 得2xln 2=2x +a .由y =2x ln 2与y =2x +a 的图象知, 存在a 使对任意x ∈R 恒有2xln 2>2x +a , 此时h (x )在R 上是增函数. 若h (x 1)=h (x 2),则x 1=x 2, ∴③不成立. ④若m =-n ,则有f x 1-f x 2x 1-x 2=-g x 1-g x 2x 1-x 2,f (x 1)+g (x 1)=f (x 2)+g (x 2),令φ(x )=f (x )+g (x ), 则φ(x )=2x+x 2+ax ,φ′(x )=2x ln 2+2x +a .令φ′(x )=0,得2xln 2+2x +a =0, 即2xln 2=-2x -a .由y 1=2xln 2与y 2=-2x -a 的图象可知,对任意的a ,存在x 0,使x >x 0时y 1>y 2,x <x 0时y 1<y 2,故对任意的a ,存在x 0,使x >x 0时,φ′(x )>0,x <x 0时φ′(x )<0, 故对任意的a ,φ(x )在R 上不是单调函数.故对任意的a ,存在不相等的实数x 1,x 2,使m =-n , ∴④成立. 综上,①④正确.4.已知函数f (x )=e x-ln (x +m ).(1)设x =0是f (x )的极值点,求m ,并讨论f (x )的单调性; (2)当m ≤2时,证明f (x )>0. 解 (1)f ′(x )=e x-1x +m. 由x =0是f (x )的极值点得f ′(0)=0,所以m =1. 于是f (x )=e x-ln (x +1),x ∈(-1,+∞). 函数f ′(x )=e x -1x +1在(-1,+∞)单调递增,且f ′(0)=0. 因此当x ∈(-1,0)时,f ′(x )<0; 当x ∈(0,+∞)时,f ′(x )>0.所以f (x )在(-1,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增.(2)证明:当m ≤2,x ∈(-m ,+∞)时,ln (x +m )≤ln (x +2),故只需证当m =2时f (x )>0. 当m =2时,f ′(x )=e x-1x +2在(-2,+∞)上单调递增. 又f ′(-1)<0,f ′(0)>0,故f ′(x )=0在(-2,+∞)上有唯一的解x 0,且x 0∈(-1,0). 当x ∈(-2,x 0)时,f ′(x )<0; 当x ∈(x 0,+∞)时,f ′(x )>0. 故当x =x 0时,f (x )取极小值. 故f ′(x )=0得e x 0=1x 0+2,ln (x 0+2)=-x 0. 故f (x )≥f (x 0)=1x 0+2+x 0=x 0+12x 0+2>0.综上所述,当m ≤2时,f (x )>0.。

高考数学一轮复习 第二章 函数、导数及其应用 2.5 指数与指数函数练习 理-人教版高三全册数学试题

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第二章 函数、导数及其应用 2.5 指数与指数函数练习 理[A 组·基础达标练]1.化简[(-2)6] 12 -(-1)0的结果为( ) A .-9 B .7 C .-10 D .9 答案 B解析 原式=(26) 12 -1=7. 2.[2015·某某期中]函数y =4x +2x +1+1的值域为( )A .(0,+∞) B.(1,+∞) C .[1,+∞) D.(-∞,+∞) 答案B 解析 令2x=t , 则函数y =4x+2x +1+1可化为y =t 2+2t +1=(t +1)2(t >0).∵函数y =(t +1)2在(0,+∞)上递增,∴y >1. ∴所求值域为(1,+∞).故选B.3.[2016·某某八校联考]已知0<m <n <1,且1<a <b ,下列各式中一定成立的是( ) A .b m >a n B .b m <a n C .m b>n aD .m b<n a答案 D解析 ∵f (x )=x a (a >1)在(0,+∞)上为单调递增函数,且0<m <n <1,∴m a <n a,又g (x )=m x (0<m <1)在R 上为单调递减函数,且1<a <b ,∴m b <m a .综上,m b <n a,故选D.4.[2015·某某模拟]函数f (x )=e 2x+1e x 的图象( )A .关于原点对称B .关于直线y =x 对称C .关于x 轴对称D .关于y 轴对称 答案 D解析 f (x )=e 2x+1e x =e x +1e x ,∵f (-x )=e -x +1e -x =e x+1e x =f (x ),∴f (x )是偶函数,∴函数f (x )的图象关于y 轴对称.5.当x ∈(-∞,-1]时,不等式(m 2-m )·4x -2x<0恒成立,则实数m 的取值X 围是( ) A .(-2,1) B .(-4,3) C .(-1,2) D .(-3,4) 答案 C解析 原不等式变形为m 2-m <⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ,∵函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x在(-∞,-1]上是减函数,∴当x ∈(-∞,-1]时,⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ≥⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=2,∴当x ∈(-∞,-1]时,m 2-m <⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 恒成立等价于m 2-m <2,解得-1<m <2.6.已知函数f (x )=|2x-1|,a <b <c 且f (a )>f (c )>f (b ),则下列结论中,一定成立的是( )A .a <0,b <0,c <0B .a <0,b ≥0,c >0C .2-a<2c D .2a +2c<2 答案 D解析 作出函数f (x )=|2x-1|的图象,如图,∵a <b <c ,且f (a )>f (c )>f (b ),∴结合图象知a <0,c >0,∴0<2a<1. ∴f (a )=|2a-1|=1-2a<1, ∴f (c )<1,∴0<c <1.∴1<2c<2,∴f (c )=|2c-1|=2c-1, 又∵f (a )>f (c ),∴1-2a>2c-1, ∴2a+2c<2,故选D. 7.已知函数f (x )=x -4+9x +1,x ∈(0,4),当x =a 时,f (x )取得最小值b ,则在直角坐标系中函数g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫1a|x +b |的图象为( )答案 B解析 f (x )=x -4+9x +1=x +1+9x +1-5≥29-5=1,取等号时x +1=9x +1,此时x =2.所以a =2,b =1,则g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x +1|.g (x )的图象可以看作是y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x |的图象向左平移一个单位得到的,选项B 符合要求.8.[2015·某某二模]已知函数y =f (x )是周期为2的周期函数,且当x ∈[-1,1]时,f (x )=2|x|-1,则函数F(x)=f(x)-|lg x|的零点个数是( )A.9 B.10C.11 D.18答案 B解析依题意,在坐标平面内画出函数y=f(x)与y=|lg x|的大致图象(如图),由图象可知,它们共有10个不同的交点,因此函数F(x)=f(x)-|lg x|的零点个数是10,故选B.9.[2015·某某一模]函数f(x)=2-x-2的定义域是________.答案(-∞ ,-1]解析由题意可得:2-x-2≥0,∴2-x≥2,∴-x≥1,∴x≤-1,即函数的定义域为(-∞,-1].10.若曲线|y|=2x+1与直线y=b没有公共点,则b的取值X围是________.答案[-1,1]解析(数形结合法)曲线|y|=2x+1即为y=2x+1或y=-(2x+1),作出曲线的图象(如右图),要使该曲线与直线y=b没有公共点,则要求-1≤b≤1.11.[2016·皖南八校联考]对于给定的函数f(x)=a x-a-x(x∈R,a>0,a≠1),下面给出五个命题,其中真命题是________.(只需写出所有真命题的编号)①函数f(x)的图象关于原点对称;②函数f(x)在R上不具有单调性;③函数f(|x|)的图象关于y轴对称;④当0<a<1时,函数f(|x|)的最大值是0;⑤当a>1时,函数f(|x|)的最大值是0.答案①③④解析∵f(-x)=-f(x),∴f(x)为奇函数,f(x)的图象关于原点对称,①真;当a>1时,f(x)在R上为增函数,当0<a<1时,f(x)在R上为减函数,②假;y=f(|x|)是偶函数,其图象关于y 轴对称,③真;当0<a <1时,y =f (|x |)在(-∞,0)上为增函数,在[0,+∞)上为减函数,∴当x =0时,y =f (|x |)的最大值为0,④真;当a >1时,f (x )在(-∞,0)上为减函数,在[0,+∞)上为增函数,∴当x =0时,y =f (x )的最小值为0,⑤假,综上,真命题是①③④.12.已知函数y =b +a x 2+2x (a ,b 是常数且a >0,a ≠1)在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,0上有y max =3,y min =52,试求a ,b 的值. 解 ∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,0,∴t =x 2+2x =(x +1)2-1,值域为[-1,0],即t ∈[-1,0].(1)若a >1,函数y =a t在[-1,0]上为增函数,∴a t∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤1a ,1,则b +a x 2+2x∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤b +1a ,b +1,依题意得⎩⎪⎨⎪⎧b +1a =52,b +1=3,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =2.(2)若0<a <1,函数y =a t在[-1,0]上为减函数,∴a t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,1a ,则b +a x 2+2x∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤b +1,b +1a ,依题意得⎩⎪⎨⎪⎧b +1a=3,b +1=52,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =23,b =32.综上,所求a ,b 的值为⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =2或⎩⎪⎨⎪⎧a =23,b =32.[B 组·能力提升练]1. [2016·某某月考]如图,面积为8的平行四边形OABC ,对角线AC ⊥CO ,AC 与BO 交于点E ,某指数函数y =a x(a >0,且a ≠1)的图象经过点E ,B ,则a =( )A.2B. 3C .2D .3 答案 A解析 设点E (t ,a t ),则点B 的坐标为(2t,2a t). ∵B 点在函数y =a x的图象上,∴2a t=a 2t, ∴a t=2.∴平行四边形OABC 的面积=OC ·AC =a t·2t =4t . 又平行四边形OABC 的面积为8, ∴t =2,∴a = 2.故选A.2.[2015·某某模拟]已知g (x )=ax +1,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x-1, 0≤x ≤2,-x 2, -2≤x <0,对任意x 1∈[-2,2],存在x 2∈[-2,2],使g (x 1)=f (x 2)成立,则a 的取值X 围是( )A .[-1,+∞) B.[-1,1] C .(0,1] D .(-∞,1] 答案 B解析 由题意可得g (x ),x ∈[-2,2]的值域⊆f (x ),x ∈[-2,2]的值域.由函数图象可得f (x ),x ∈[-2,2]的值域是[-4,3],当a =0时,g (x )=1,符合题意;当a >0时,g (x ),x ∈[-2,2]的值域是[-2a +1,2a +1],所以[-2a +1,2a +1]⊆[-4,3],所以⎩⎪⎨⎪⎧-2a +1≥-42a +1≤3,则0<a ≤1;当a <0时,g (x ),x ∈[-2,2]的值域是[2a +1,-2a +1],所以[2a +1,-2a +1]⊆[-4,3],所以⎩⎪⎨⎪⎧2a +1≥-4,-2a +1≤3,则-1≤a <0,综上可得-1≤a ≤1,故选B.3.设函数y =f (x )在(-∞,+∞)内有定义.对于给定的正数K ,定义函数f K (x )=⎩⎪⎨⎪⎧f x,f x ≥K ,K ,f x <K ,取函数f (x )=2-x +e x,若对任意的x ∈(-∞,+∞),恒有f K (x )=f (x ),则K 的最大值为________.答案 3解析 由题意,得f (x )≥K 对任意的x ∈R 恒成立, 所以f (x )min ≥K ,所以令f ′(x )=-1+e x=0,得到x =0. 且x <0时,f ′(x )<0;x >0时,f ′(x )>0,所以f (x )在(-∞,0)上为减函数,在(0,+∞)上为增函数, 所以f (x )min =f (0)=3, 所以K ≤3,K 的最大值为3.4.已知函数f (x )=e x -e -x(x ∈R 且e 为自然对数的底数). (1)判断函数f (x )的单调性与奇偶性;(2)是否存在实数t ,使不等式f (x -t )+f (x 2-t 2)≥0对一切x 都成立?若存在,求出t ;若不存在,请说明理由.解 (1)∵f (x )=e x-⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x ,且y =e x 是增函数,y =-⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x 是增函数,所以f (x )是增函数.由于f (x )的定义域为R ,且f (-x )=e -x-e x=-f (x ),所以f (x )是奇函数.(2)存在满足题意的t .由(1)知f (x )是增函数和奇函数, 所以f (x -t )+f (x 2-t 2)≥0对一切x ∈R 恒成立 ⇔f (x 2-t 2)≥f (t -x )对一切x ∈R 恒成立⇔x 2-t 2≥t -x 对一切x ∈R 恒成立⇔t 2+t ≤x 2+x 对一切x ∈R 恒成立⇔⎝ ⎛⎭⎪⎫t +122≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫x +122min 对一切x ∈R 恒成立⇔⎝ ⎛⎭⎪⎫t +122≤0⇔t =-12.即存在实数t =-12,使不等式f (x -t )+f (x 2-t 2)≥0对一切x 都成立.。

【学海导航】2015届高三数学(人教版理B)第一轮总复习同步训练:第3单元《导数及其应用》

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第三 导数及其应用第14讲 导数的概念及运算1.下列求导运算正确的是( )A .(x +1x )′=1+1x 2B .(log 2x )′=1x ln 2C .(3x )′=3x log 3eD .(x 2cos x )′=-2x sin x2.若f ′(x 0)=3,则lim h →0f (x 0+h )-f (x 0-h )h 等于( )A .3B .6C .9D .123.设函数f (x )=x 2-6x ,则f (x )在x =0处的切线斜率为( ) A .0 B .-1 C .3 D .-64.已知二次函数f (x )的图象如图所示,则其导函数f ′(x )的图象大致形状是( )5.曲线f (x )=sin x 的切线的倾斜角α的取值范围是 .6.如图,直线l 是曲线y =f (x )在x =4处的切线,则f ′(4)=________.7.设曲线y =ax 2在点(1,a )处的切线与直线2x -y -6=0平行,则a =______.8.设曲线y =x n +1(n ∈N *)在点(1,1)处的切线与x 轴的交点的横坐标为x n ,令a n =lg x n ,试求a 1+a 2+…+a 99的值.9.已知函数f (x )=x 3-3x 及y =f (x )上一点P (1,-2),过点P 作直线l . (1)求使直线l 和y =f (x )相切且以P 为切点的直线方程; (2)求使直线l 和y =f (x )相切且切点异于P 的直线方程.第15讲 导数在函数中的应用1.函数y =x e x 的最小值是( ) A .-1 B .-eC .-1eD .不存在2.已知定义在R 上的函数f (x ),其导函数f ′(x )的图象如图所示,则下列叙述正确的是( )A .f (b )>f (c )>f (d )B .f (b )>f (a )>f (e )C .f (c )>f (b )>f (a )D .f (c )>f (e )>f (d )3.函数f (x )=x 3+ax 2+3x -9,已知f (x )在x =-3时取得极值,则a =( ) A .2 B .3 C .4 D .54.函数f (x )=(x 2+x +1)e x (x ∈R )的单调减区间为 .5.函数y =f (x )在定义域(-32,3)内的图象如图所示.记y =f (x )的导函数为y =f ′(x ),则不等式f ′(x )≤0的解集为______________.6.已知定义在R 上的函数f (x ),g (x )满足f (x )g (x )=a x ,且f ′(x )g (x )<f (x )·g ′(x ),f (1)g (1)+f (-1)g (-1)=52,则a 的值是________. 7.下列图象中,有且只有一个是函数f (x )=13x 3+ax 2+(a 2-1)x +1(a ∈R ,a ≠0)的导数f ′(x )的图象,则f (-1)的值为________.8.设f (x )=ex1+ax 2,其中a 为正实数.(1)当a =43时,求f (x )的极值点;(2)若f (x )为[12,32]上的单调函数,求a 的取值范围.9.已知函数f(x)=x2-ax-a ln(x-1)(a∈R).(1)当a=1时,求函数f(x)的最值;(2)求函数f(x)的单调区间.第16讲 导数的综合应用1.在半径为R 的半球内有一内接圆柱,则这个圆柱的体积的最大值是( ) A.239πR 3 B.439πR 3C.233πR 3D.49πR 3 2.(2013·山东济南模拟)已知函数y =f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x ∈(-∞,0)时,都有不等式f (x )+xf ′(x )<0成立.若a =30.3·f (30.3),b =(log π3)·f (log π3),c =log 319·f (log 319),则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a >b >cB .c >b >aC .c >a >bD .a >c >b3.已知函数f (x )=13x 3+x ,则不等式f (2-x 2)+f (2x +1)>0的解集是( )A .(-∞,-2-1)∪(2-1,+∞)B .(-2-1,2-1)C .(-∞,-1)∪(3,+∞)D .(-1,3) 4.(2013·江西省考前适应性训练)已知正六棱柱的12个顶点都在一个半径为3的球面上,当正六棱柱的体积最大(柱体体积=底面积×高)时,其高的值为( )A .3 3B .2 3 C.233D. 3 5.若关于x 的方程kx +1=ln x 有解,则实数k 的取值范围是______.6.某企业现有甲、乙两个项目的投资计划,若投资甲项目资金p 万元,则获得利润110p 万元;若投资乙项目资金q 万元,则获得利润25ln q 万元.已知该企业投资甲、乙两项目资金共10万元,且甲、乙两项目投入资金都不低于1万元,则甲项目投入______万元,乙项目投入______万元,能使企业获得的最大利润为________万元(精确到0.1,参考数据ln 2=0.7).7.(2013·浙江台州市模拟)已知f (x )=x 3-3x +m 在区间[0,2]上任取三个数a ,b ,c ,均存在以f (a ),f (b ),f (c )为边长的三角形,则m 的取值范围是________.8.已知函数f (x )=a2x 2-ln x .(1)若a =1,证明f (x )没有零点;(2)若f (x )≥12恒成立,求a 的取值范围.9.某工厂生产某种产品,每日的成本C (单位:元)与日产量x (单位:吨)满足函数关系式C =10000+20x ,每日的销售额R (单位:元)与日产量x 的函数关系式R =⎩⎪⎨⎪⎧-130x 3+ax 2+290x (0<x <120)20400 (x ≥120),已知每日的利润y =R -C ,且当x =30时,y =-100. (1)求a 的值;(2)当日产量为多少吨时,每日的利润可以达到最大,并求出最大值.第17讲 定积分及简单应用1.(2013·宁德质检)⎠⎛01(x 2+2)d x =( ) A.72 B.73 C .2 D .12.一物体受到与它的运动方向相反的力F (x )=110e x +x 的作用,则它从x =0运动到x=1时,F (x )所做的功等于( )A.e 10+25B.e 10-25C .-e 10+25D .-e 10-253.设函数f (x )=ax 2+b (a ≠0),若f (x )d x =3f (m ),则m =( ) A .±1 B. 2 C .±3 D .24.如图所示,函数y =-x 2+2x +1与y =1相交形成一个闭合图形(图中的阴影部分),则该闭合图形的面积是 .5.计算-21-14x 2d x =________. 6.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2 (0≤x ≤1)2-x (1<x ≤2)的图象与x 轴所围成的封闭图形的面积为________.7.(2013·广州一模)已知2≤⎠⎛12(kx +1)d x ≤4,则实数k 的取值范围为__________.8.如图所示,直线y =kx 分抛物线y =x -x 2与x 轴所围成图形为面积相等的两部分,求k 的值.9.设f (a )=|x 2-a 2|d x .(1)当0≤a ≤1与a >1时,分别求f (a ); (2)当a ≥0时,求f (a )的最小值.第三 导数及其应用第14讲 导数的概念及运算1.B (x +1x )′=1-1x2;(3x )′=3x ·ln 3;(x 2cos x )′=(x 2)′·cos x +x 2·(cos x )′=2x cos x -x 2sin x ,所以A 、C 、D 错.故选B.2.B lim h →0f (x 0+h )-f (x 0-h )h=lim h →0f (x 0+h )-f (x 0)-[f (x 0-h )-f (x 0)]h=lim h →0 f (x 0+h )-f (x 0)h +lim h →0 f (x 0-h )-f (x 0)-h=f ′(x 0)+f ′(x 0)=6,选B.3.D f (x )在x =0处的切线斜率为 f ′(0)=(2x -6)|x =0=-6.4.B 设二次函数y =ax 2+b(a<0,b>0),则y ′=2ax ,又因为a<0,故选B .5.[0,π4]∪[3π4,π)解析:f ′(x)=cos x ,而cos x ∈[-1,1],即-1≤tan α≤1,又α∈[0,π),由正切函数图象得α∈[0,π4]∪[3π4,π).6.12 由图象知l 过点(0,3)、(4,5),因此可以求出切 线l 在点(4,5)处的斜率,f ′(4)=5-34-0=12. 7.1 由y ′=2ax ,又点(1,a)在曲线y =ax 2上, 依题意得k =y ′|x =1=2a =2,解得a =1.8.解析:因为y ′=(n +1)x n ,故y ′|x =1=n +1, 所以切线方程为y -1=(n +1)(x -1).令y =0,则x n =n n +1,所以a n =lg nn +1.所以a 1+a 2+…+a 99=lg 12+lg 23+…+lg 99100=lg 1100=-2.9.解析:(1)由f(x)=x 3-3x ,得f ′(x)=3x 2-3, 过点P 且以P(1,-2)为切点的直线的斜率f ′(1)=0, 所以所求直线方程为y =-2.(2)设过P(1,-2)的直线l 与y =f(x)切于另一点(x 0,y 0), 则f ′(x 0)=3x 20-3,又直线l 过(x 0,y 0),P(1,-2),故其斜率可表示为y 0-(-2)x 0-1=x 30-3x 0+2x 0-1,所以x 30-3x 0+2x 0-1=3x 20-3,即x 30-3x 0+2=3(x 20-1)·(x 0-1), 解得x 0=1(舍去)或x 0=-12,故所求直线的斜率为k =3×(14-1)=-94,所以直线方程为y -(-2)=-94(x -1),即9x +4y -1=0.第15讲 导数在函数中的应用1.C y ′=e x +x e x ,令y ′=0,则x =-1. 当x <-1时,y ′<0;当x >-1时,y ′>0,所以x =-1时,y min =-1e,故选C .2.C 观察函数f(x)的特征图象可知函数f(x)在区间(-∞,c]上单调递增,由于a <b <c ,所以f(c)>f(b)>f(a),故选C .3.D 因为f ′(x)=3x 2+2ax +3,且f(x)在x =-3时取得极值,所以f ′(-3)=3×9+2a ×(-3)+3=0,解得a =5,故选D .4.(-2,-1) f ′(x)=(2x +1)e x +(x 2+x +1)e x =(x 2+3x +2)e x (x ∈R ),令f ′(x )<0,则x 2+3x +2<0,解得-2<x <-1,即所求的单调减区间为(-2,-1).5.[-13,1]∪[2,3) 因为导函数f ′(x )≤0为函数f (x )的减区间,所以根据函数图象易知f ′(x )≤0的解集为[-13,1]∪[2,3).6.12 令F (x )=f (x )g (x ), 则F (x )=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2<0,所以函数F (x )在R 上是减函数,于是0<a <1.则由f (1)g (1)+f (-1)g (-1)=52,得a +1a =52,解得a =12.7.-13由f ′(x )=x 2+2ax +a 2-1=(x +a -1)(x +a +1),且a ≠0,所以导函数f ′(x )的图象开口向上,且对称轴不是y 轴,因此其图象就为第三个,所以由f ′(x )的图象与x 轴的交点为原点与y 轴右侧的点可得a =-1,所以f (-1)=-13-1+1=-13.8.解析:因为f ′(x )=(ax 2-2ax +1)ex (1+ax 2)2.(1)当a =43时,若f ′(x )=0,则4x 2-8x +3=0,解得x 1=12,x 2=32.当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情况如下表:x (-∞,12) 12 (12,32) 32 (32,+∞)f ′(x ) + 0 - 0 +f (x ) 递增 极大值 递减 极小值 递增由表可知,x 1=12是极大值点,x 2=32是极小值点.(2)记g (x )=ax 2-2ax +1,则g (x )=a (x -1)2+1-a .因为f (x )为[12,32]上的单调函数,则f ′(x )在[12,32]上不变号.因为ex (1+ax 2)2>0,所以g (x )≥0或g (x )≤0在x ∈[12,32]上恒成立,由g (1)≥0或g (12)≤0,得0<a ≤1或a ≥43,所以a 的取值范围是0<a ≤1或a ≥43.9.解析:(1)函数f (x )=x 2-ax -a ln(x -1)(a ∈R )的定义域是(1,+∞).当a =1时,f ′(x )=2x -1-1x -1=2x (x -32)x -1,所以f (x )在(1,32)上为减函数,在(32,+∞)上为增函数,所以函数f (x )的最小值为f (32)=34+ln 2. (2)f ′(x )=2x -a -ax -1=2x (x -a +22)x -1,若a ≤0时,则a +22≤1,f (x )=2x (x -a +22)x -1>0在(1,+∞)恒成立,所以f (x )的增区间为(1,+∞).若a >0,则a +22>1,故当x ∈(1,a +22],f ′(x )=2x (x -a +22)x -1≤0,当x ∈[a +22,+∞)时,f (x )=2x (x -a +22)x -1≥0,所以a >0时,f (x )的减区间为(1,a +22),f (x )的增区间为[a +22,+∞).第16讲 导数的综合应用 1.A 设圆柱的高为h ,则圆柱的底面半径为R 2-h 2,圆柱的体积为V =π(R 2-h 2)h =-πh 3+πR 2h (0<h <R ),V ′=-3πh 2+πR 2=0,当h =R 3时,V 有最大值为V =239πR 3,故选A.2.C 令F (x )=x ·f (x ),则F ′(x )=f (x )+x ·f ′(x ),又由x <0时,F ′(x )=f (x )+x ·f ′(x )<0,可知F (x )在(-∞,0)上为减函数.因为f (x )为R 上的奇函数,所以F (x )=x ·f (x )为R 上的偶函数,则F (x )在(-∞,0)上为减函数,在(0,+∞)上为增函数,图象关于y 轴对称.因为1<30.3<3<2,0<log π3<1,log 319=-2,因为F (x )=x ·f (x )为R 上的偶函数,所以F (-2)=F (2),因为log π3<30.3<2,而F (x )在(0,+∞)上为增函数,所以c >a >b ,故选C.3.D 因为f (-x )=-13x 3-x =-f (x ),所以函数f (x )为奇函数.又f ′(x )=x 2+1>0,所以函数f (x )为增函数,于是由f (2-x 2)+f (2x +1)>0得f (2x +1)>-f (2-x 2)=f (x 2-2),所以2x +1>x 2-2,解得-1<x <3.4.B 以正六棱柱的最大对角面作截面,如图.设球心为O ,正六棱柱的上下底面中心分别为O 1,O 2,则O 是O 1O 2的中点.设正六棱柱的底面边长为a ,高为2h ,则a 2+h 2=9.正六棱柱的体积为V =6×34a 2×2h ,即V =332(9-h 2)h ,则V ′=332(9-3h 2),令V ′=0得极值点h =3,不难知道这个极值点是极大值点,也是最大值点.故当正六棱柱的体积最大时,其高为2 3. 5.(-∞,1e ] 因为x >0,所以分离参数可得k =ln x -1x,故方程kx +1=ln x 有解,即k 的取值为函数f (x )=ln x -1x的值域. 又f ′(x )=1x ×x -(ln x -1)x 2=2-ln x x 2. 令f ′(x )=0,则x =e 2,当x ∈(0,e 2)时,f ′(x )>0,当x ∈(e 2,+∞)时,f ′(x )<0, 所以f (x )max =f (e 2)=1e2, 故实数k 的取值范围是(-∞,1e]. 6.6 4 1.6 设投入乙项目x 万元,则甲项目投入(10-x )万元,且1≤x ≤9,所获总利润y =110(10-x )+25ln x (1≤x ≤9), 所以y ′=-110+25x,由y ′=0,得x =4. 而当x ∈(1,4)时,y ′>0;当x ∈(4,9)时,y ′<0,所以当x =4时,y max =610+25×2×0.7=1.56≈1.6. 故甲项目投入资金6万元,乙项目投入资金4万元,企业获得最大总利润1.6万元.7.(6,+∞) 由f ′(x )=3x 2-3=0得x 1=1,x 2=-1(舍去),所以函数f (x )在区间(0,1)上单调递减,在区间(1,2)上单调递增,则f (x )min =f (1)=m -2,f (x )max =f (2)=m +2,由题意知,f (1)=m -2>0,①f (1)+f (1)>f (2),得到-4+2m >2+m ,②由①②得到m >6为所求.8.解析:(1)当a =1时,f (x )=12x 2-ln x , f ′(x )=x -1x. 由f ′(x )=0,得x =1,可得f (x )在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,故f (x )的最小值f (x )min =f (1)=12>0, 所以f (x )没有零点.(2)f ′(x )=ax -1x =ax 2-1x, (ⅰ)若a >0时,令f ′(x )≥0,则x ≥1a, 故f (x )在(0,1a )上单调递减,在(1a ,+∞)上单调递增, 故f (x )在(0,+∞)上的最小值为f (1a )=12+12ln a , 要使f (x )≥12恒成立,只需12+12ln a ≥12,得a ≥1. (ⅱ)若a ≤0,f ′(x )<0恒成立,f (x )在(0,+∞)上单调递减,f (1)=a 2≤0,故不可能f (x )≥12恒成立, 综上所述,实数a 的取值范围是a ≥1.9.解析:(1)由题意可得y =⎩⎪⎨⎪⎧-130x 3+ax 2+270x -10000 (0<x <120)10400-20x (x ≥120). 因为x =30时,y =-100,所以-100=-130×303+a ×302+270×30-10000, 所以a =3.(2)当0<x <120时,y =-130x 3+3x 2+270x -10000, y ′=-110x 2+6x +270. 由y ′=-110x 2+6x +270=0,可得x 1=90,x 2=-30(舍去). 所以当x ∈(0,90)时,原函数是增函数,当x ∈(90,120)时,原函数是减函数,所以当x =90时,y 取得最大值14300.当x ≥120时,y =10400-20x ≤8000,所以当日产量为90吨时,每日的利润可以达到最大值14300元.第17讲 定积分及简单应用1.B 10=73. 2.D W =-10=-e 10-25,故选D. 3.C f (x )d x =⎠⎛03(ax 2+b )d x =( ⎪⎪13ax 3+bx )30=9a +3b , 由f (x )d x =3f (m ),得9a +3b =3am 2+3b ,所以m 2=3,所以m =±3.4.43因为函数y =-x 2+2x +1与y =1的两个交点为(0,1)和(2,1),所以闭合图形的面积 S =(-x 2+2x +1-1)d x= ⎪⎪(-13x 3+x 2)20=43.5.π y =1-14x 2(-2≤x ≤2)表示椭圆x 24+y 2=1的x 轴上方部分,所以S =12πab =π. 6.56f (x )d x =x 2d x +(2-x )d x = ⎪⎪13x 310+ ⎪⎪(2x -12x 2)21 =56. 7.[23,2] 因为(kx +1)d x = ⎪⎪(12kx 2+x )21=32k +1, 于是由2≤32k +1≤4,解得23≤k ≤2. 8.解析:抛物线y =x -x 2与x 轴两交点为(0,0),(1,0),则它与x 轴围成的图形面积为S =10=16. 则直线y =kx 与y =x -x 2所围成的面积为112. 又y =kx 与y =x -x 2的交点坐标分别为(0,0),(1-k ,k -k 2),所以直线y =kx 与y =x -x 2所围成图形面积为⎪⎪∫1-k 0(x -x 2-kx )d x =(12x 2-13x 3-12kx 2)1-k 0=16(1-k )3=112,所以k =1-342. 9.解析:(1)0≤a ≤1时,f (a )=|x 2-a 2|d x=(a 2-x 2)d x +(x 2-a 2)d x= ⎪⎪(a 2x -13x 3)a 0+ ⎪⎪(13x 3-a 2x )1a =(a 3-13a 3)+(13-a 2-a 33+a 3) =43a 3-a 2+13. 当a >1时,f (a )= ⎪⎪⎪⎠⎛01(a 2-x 2)d x =(a 2x -13x 3)10=a 2-13, 所以f (a )=⎩⎨⎧ 43a 3-a 2+13 (0≤a ≤1)a 2-13 (a >1).(2)当a >1时,由于f (a )=a 2-13在[1,+∞)上是增函数, 故f (a )在[1,+∞)上的最小值是f (1)=1-13=23, 当a ∈[0,1]时,f ′(a )=4a 2-2a =2a (2a -1),由f ′(a )>0知,a >12或a <0, 故f (a )在[0,12]上递减,在[12,1]上递增, 因此在[0,1]上,f (a )的最小值为f (12)=14. 综上可知,f (a )在[0,+∞)上的最小值为14.。

【学海导航】2015届高三数学(文)(人教版B)第一轮总复习同步训练:第3单元《导数及其应用》

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第三单元 导数及其应用第15讲 导数的概念及其运算1.已知函数f (x )=-x 2+2x ,函数f (x )从2到2+Δx 的平均变化率为( ) A .2-Δx B .-2-Δx C .2+Δx D .(Δx )2-2·Δx2.下列函数求导运算正确的个数为( )①(3x )′=3x log 3e; ②(log 2x )′=1x ·ln 2;③(e x )′=e x; ④(x ·e x )′=e x +1. A .1 B .2 C .3 D .43.一质点沿直线运动,如果由始点起经过t s 后的位移为s =13t 3-32t 2+2t ,那么速度为零的时刻是( )A .0 s 末B .1 s 末C .2 s 末D .1 s 末和2 s 末4.曲线y =13x 3+12x 2在点T (1,56)处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积为( )A.4918B.4936C.4972D.491445.已知二次函数f (x )的图象如图所示,则其导函数f ′(x )的图象大致形状是( )6.曲线C :f (x )=sin x +e x+2在x =0处的切线方程为________.7.与直线2x -6y +1=0垂直,且与曲线f (x )=x 3+3x 2-1相切的直线方程是__________.8.求下列函数的导数:(1)y =3-4x 2+3x;(2)y =(x 2-1)sin x +x cos x ;(3)y =1+sin x 1-cos x;(4)y =x +15x2.9.设函数f (x )=ax -bx,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为7x -4y -12=0.(1)求f (x )的解析式;(2)证明:曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 所围成的三角形面积为定值,并求此定值.第16讲 导数在函数中的应用1.下列命题中的真命题是( )A .“f ′(x )≥0在[a ,b ]上恒成立”是“连续可导函数f (x )在[a ,b ]上为增函数”的充要条件B .若f ′(x 0)=0,则x 0一定是y =f (x )的极值点C .函数的极大值可能会小于这个函数的极小值D .函数在开区间内不存在最大值和最小值2.设函数f (x )在定义域内可导,y =f (x )的图象如图所示,则导函数y =f ′(x )的图象可能是( )3.函数f (x )=x 3+3x 2+4x -a 的极值点的个数是( ) A .2 B .1C .0D .由a 确定4.函数y =x e x 的最小值是( ) A .-1 B .-eC .-1eD .不存在5.设函数f (x )=x (e x +1)+12x 2,则函数f (x )的单调增区间为________.6.直线y =a 与函数f (x )=x 3-3x 的图象有三个相异的公共点,则a 的取值范围是__________.7.已知函数f (x )=x 3+mx 2+(m +6)x +1既存在极大值又存在极小值,则实数m 的取值范围是__________.8.设f (x )=2x 3+ax 2+bx +1的导数为f ′(x ),若函数y =f ′(x )的图象关于直线x =-12对称,且f ′(1)=0.(1)求实数a ,b 的值; (2)求函数f (x )的极值.9.已知函数f (x )=x 3-3x 2+ax +b 在x =-1处的切线与x 轴平行. (1)求a 的值和函数f (x )的单调区间;(2)若函数y =f (x )的图象与抛物线y =32x 2-15x +3恰有三个不同的交点,求b 的取值范围.第17讲 导数的综合应用(主要含优化问题)1.某箱子的容积与底面边长x 的关系为V (x )=x 2·60-x2(0<x <60),则当箱子的容积最大时,箱子底面边长是( )A .30B .40C .50D .其他2.f (x )是定义在(0,+∞)上的非负可导函数,且满足xf ′(x )+f (x )≤0,对任意正数a 、b ,若a <b ,则必有( )A .af (a )≤f (b )B .bf (b )≤f (a )C .bf (b )≤af (a )D .bf (a )≤af (b )3.欲制作一个容积为2π立方米的圆柱形储油罐(有盖),为能使所用的材料最省,它的底面半径和高分别为( )A .底面半径为0.5米,高为1米B .底面半径为1米,高为1米C .底面半径为1米,高为2米D .底面半径为2米,高为0.5米 4.某企业生产某种产品,固定成本为20000元,每生产一件产品,成本增加100元.已知总收益R (元)与年产量x (件)的关系式是R (x )=⎩⎪⎨⎪⎧400x -12x 2(0≤x ≤400)80000 (x >400),则总利润最大时,年产量是( )A .100件B .150件C .200件D .300件5.如图,水以常速(即单位时间内注入水的体积相同)注入下面四种底面积相同的容器中,请按顺序写出与容器(1)、(2)、(3)、(4)对应的水的高度h 与时间t 的函数关系图象______________.6.已知函数f (x )=x 3+3ax -1,g (x )=f ′(x )-ax -5.若对任意a ∈[-1,1]都有g (x )<0成立,则实数x 的取值范围是____________.7.设函数f (x )=x -x 2+3ln x ,证明:当x >0时,f (x )≤2x -2.8.某工厂生产某种产品,每日的成本C (单位:元)与日产量x (单位:吨)满足函数关系式C =10000+20x ,每日的销售额R (单位:元)与日产量x 的函数关系式R =⎩⎪⎨⎪⎧-130x 3+ax 2+290x (0<x <120)20400 (x ≥120),已知每日的利润y =R -C ,且当x =30时,y =-100. (1)求a 的值;(2)当日产量为多少吨时,每日的利润可以达到最大?并求出最大值.9.某水渠的横截面如图所示,它的曲边是抛物线形,口宽AB=2 m,渠深OC=1.5 m,水面EF距AB为0.5 m.(1)求截面图中水面的宽度;(2)如果把水渠改造为横截面是等腰梯形,并要求渠深不变,不准往回填土,只能挖土,试求当截面梯形的下底边长为多少时,才能使挖出的土最少?第三单元 导数及其应用第15讲 导数的概念及其运算1.B 2.B 3.D 4.D 5.B 6.y =2x +3 7.3x +y +2=08.解析:(1)y ′=(3-4x )′(2+3x )-(3-4x )(2+3x )′(2+3x )2=-4(2+3x )-3(3-4x )(2+3x )2=-17(2+3x )2.(2)y ′=[(x 2-1)sin x ]′+(x cos x )′=(x 2-1)′sin x +(x 2-1)cos x +cos x -x sin x =2x sin x +(x 2-1)cos x -x sin x +cos x =x sin x +x 2cos x .(3)y ′=cos x (1-cos x )-(1+sin x )sin x(1-cos x )2=cos x -sin x -1(1-cos x )2.(4)因为y =x +1x 25=x 35+x -25,所以y ′=(x 35)′+(x -25)′=35x -25-25x -75.9.解析:(1)方程7x -4y -12=0可化为y =74x -3.当x =2时,y =12.又f ′(x )=a +bx 2,于是⎩⎨⎧2a -b 2=12a +b 4=74,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1b =3.故f (x )=x -3x.(2)证明:设P (x 0,y 0)为曲线上任意一点.由y ′=1+3x 2知曲线在点P (x 0,y 0)处的切线方程为y -y 0=(1+3x 20)(x -x 0),即y -(x 0-3x 0)=(1+3x 20)(x -x 0).令x =0,得y =-6x 0,从而得切线与直线x =0的交点坐标为(0,-6x 0).令y =x ,得y =x =2x 0,从而得切线与直线y =x 的交点坐标为(2x 0,2x 0).所以曲线在点P (x 0,y 0)处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形的面积为12|-6x 0||2x 0|=6.故曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 所围成的三角形的面积为定值,此定值为6.第16讲 导数在函数中的应用1.C 2.D 3.C 4.C 5.(-1,+∞) 6.-2<a <2 7.(-∞,-3)∪(6,+∞)8.解析:(1)由f (x )=2x 3+ax 2+bx +1,得f ′(x )=6x 2+2ax +b .从而f ′(x )=6(x +a 6)2+b -a 26,即y =f ′(x )关于直线x =-a6对称,从而由题设条件知-a 6=-12,解得a =3.又由于f ′(1)=0,即6+2a +b =0,解得b =-12. (2)由(1)知f (x )=2x 3+3x 2-12x +1, f ′(x )=6x 2+6x -12=6(x -1)(x +2). 令f ′(x )=0,即6(x -1)(x +2)=0, 解得x 1=-2,x 2=1.当x ∈(-∞,-2)时,f ′(x )>0,故f (x )在(-∞,-2)上为增函数; 当x ∈(-2,1)时,f ′(x )<0,故f (x )在(-2,1)上为减函数;当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0,故f (x )在(1,+∞)上为增函数;从而函数f (x )在x 1=-2处取得极大值f (-2)=21,在x 2=1处取得极小值f (1)=-6. 9.解析:(1)f ′(x )=3x 2-6x +a . 由f ′(-1)=0,解得a =-9.则f ′(x )=3x 2-6x -9=3(x -3)(x +1),故f (x )的单调递增区间为(-∞,-1),(3,+∞),单调递减区间为(-1,3).(2)令g (x )=f (x )-(32x 2-15x +3)=x 3-92x 2+6x +b -3.则原题等价于g (x )=0有三个不同的根. 因为g ′(x )=3x 2-9x +6=3(x -2)(x -1),所以g (x )在(-∞,1),(2,+∞)上单调递增,在(1,2)上单调递减.则g (x )的极小值为g (2)=b -1<0,且g (x )的极大值为g (1)=b -12>0,解得12<b <1.所以b 的取值范围为(12,1).第17讲 导数的综合应用(主要含优化问题)1.B 2.C 3.C 4.D 5.B 、A 、D 、C 6.(-23,1)7.解析:设g (x )=f (x )-(2x -2)=2-x -x 2+3ln x ,则g ′(x )=-1-2x +3x =-(x -1)(2x +3)x.当0<x <1时,g ′(x )>0;当x >1时,g ′(x )<0.所以g (x )在(0,1)上单调增加,在(1,+∞)上单调减少. 而g (1)=0,故当x >0时,g (x )≤0,即f (x )≤2x -2. 8.解析:(1)由题意可得y =⎩⎪⎨⎪⎧-130x 3+ax 2+270x -10000 (0<x <120)10400-20x (x ≥120).因为x =30时,y =-100,所以-100=-130×303+a ×302+270×30-10000,所以a =3.(2)当0<x <120时,y =-130x 3+3x 2+270x -10000,y ′=-110x 2+6x +270.由y ′=-110x 2+6x +270=0,可得x 1=90,x 2=-30(舍去).所以当x ∈(0,90)时,原函数是增函数, 当x ∈(90,120)时,原函数是减函数, 所以当x =90时,y 取得最大值14300.当x =120时,y =10400-20×120=8000,所以当日产量为90吨时,每日的利润可以达到最大值14300元.9.解析:建立坐标系,设抛物线方程为x 2=2p (y +32),以B 点坐标(1,0)代入抛物线方程得p =13,所以抛物线的方程为x 2=23(y +32).(1)把F 点的坐标(a ,-12)代入抛物线的方程得a =63,所以水面宽EF =263m.(2)设抛物线上的一点M (t ,32t 2-32)(t >0),因改造水渠不能填土只能挖土,还要求挖的土最少,所以只能沿过M 点与抛物线相切的切线挖土,由y =32x 2-32.得y ′=3x ,所以过点M 的切线的斜率为3t ,所以切线的方程为y =3t (x -t )+(32t 2-32),当y =0时,x 1=12(t +1t );当y =-32时,x 2=t2.所以截面的面积S =34(2t +1t )≥322.当且仅当2t =1t ,且t >0,即t =22时,截面的面积最小,此时下底的边长为22m.。

【课堂新坐标】2015届高考数学(文、理)新一轮专题复习:专题二 基本初等函数、导数及其应用

【课堂新坐标】2015届高考数学(文、理)新一轮专题复习:专题二 基本初等函数、导数及其应用

专题二 基本初等函数、导数及其应用1. 某棵果树前n 年的总产量S n 与n 之间的关系如图所示,从目前记录的结果看,前m 年的年平均产量最高,m 的值为( )A .5B .7C .9D .112.已知a =21.2,b =⎝⎛⎭⎫12-0.8,c =2log 52,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .c <b <aB .c <a <bC .b <a <cD .b <c <a3.函数y =cos 6x2x -2-x的图象大致为( )4.已知f (x )=x 3-6x 2+9x -abc ,a <b <c ,且f (a )=f (b )=f (c )=0.现给出如下结论:①f (0)f (1)>0;②f (0)f (1)<0;③f (0)f (3)>0;④f (0)f (3)<0.其中正确结论的序号是( ) A .①③ B .①④ C .②③ D .②④5.设定义在R 上的函数f (x )是最小正周期为2π的偶函数,f ′(x )是f (x )的导函数,当x ∈[0,π] 时,0<f (x )<1;当x ∈(0,π) 且x ≠π2时,(x -π2)f ′(x )>0,则函数y =f (x )-sin x 在[-2π,2π]上的零点个数为( )A .2B .4C .5D .86.如右图,|OA |=2(单位:m),|OB |=1(单位:m),OA 与OB 的夹角为π6,以A 为圆心,AB 为半径作圆弧与线段OA 延长线交于点C .甲、乙两质点同时从点O 出发,甲先以速率1(单位:m/s)沿线段OB 行至点B ,再以速率3(单位:m/s)沿圆弧行至点C 后停止;乙以速率2(单位:m/s)沿线段OA 行至点A 后停止.设t 时刻甲、乙所到达的两点连线与它们经过的路径所围成图形的面积为S (t )(S (0)=0),则函数y =S (t )的图像大致是( )7.已知定义在区间[0,2]上的函数y =f (x )的图象如图所示,则y =-f (2-x )的图象为( )8.设函数f (x )=(x +1)2+sin x x 2+1的最大值为M ,最小值为m ,则M +m =________.9.设f (x )是定义在R 上且周期为2的函数,在区间[-1,1]上,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax +1,-1≤x <0,bx +2x +1,0≤x ≤1,其中a ,b ∈R .若f ⎝⎛⎭⎫12=f ⎝⎛⎭⎫32,则a +3b 的值为________.10.已知函数y =f (x )的图像是折线段ABC ,其中A (0,0)、B ⎝⎛⎭⎫12,1、C (1,0).函数y =xf (x )(0≤x ≤1)的图像与x 轴围成的图形的面积为__________.11.设0<a <1,集合A ={x ∈R |x >0},B ={x ∈R |2x 2-3(1+a )x +6a >0},D =A ∩B . (1)求集合D (用区间表示);(2)求函数f (x )=2x 3-3(1+a )x 2+6ax 在D 内的极值点.12.设定义在(0,+∞)上的函数f (x )=ax +1ax+b (a >0).(Ⅰ)求f (x )的最小值;(Ⅱ)若曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程为y =32x ,求a ,b 的值.13.设f (x )=ln x +x -1,证明:(Ⅰ)当x >1时,f (x )<32(x -1);(Ⅱ)当1<x <3时,f (x )<9(x -1)x +5.14.已知f (x )=lg(x +1).(1)若0<f (1-2x )-f (x )<1,求x 的取值范围; (2)若g (x )是以2为周期的偶函数,且当0≤x ≤1时,有g (x )=f (x ),求函数y =g (x )(x ∈[1,2])的反函数.专题二 基本初等函数、导数及其应用1.C 前m 年的年平均产量最高,而Sm m最大,由图可知,前9年(含第9年)直线递增,当m >9(m ∈N +)时,总产量S n 递增放慢,故m =9.2.A ∵b =⎝⎛⎭⎫12-0.8=20.8<21.2=a ,且b >1, 又c =2log 52=log 54<1, ∴c <b <a .3.D y =cos6x 2x -2-x 为奇函数,排除A 项.y =cos6x 有无穷多个零点,排除C 项.当x →0+时,2x-2-x >0,cos6x →1,∴y >0,故选D.4.C ∵f ′(x )=3(x -1)(x -3),∴f (x )在(-∞,1),(3+∞)上单调递增, f (x ) 在(1,3)上单调递减. 又f (a )=f (b )=f (c )=0, ∴f (x )的草图如下.由图象可知f (1)>0,f (3)<0且a <1<b <3<c , 即⎩⎪⎨⎪⎧4-abc >0abc >0, 故0<abc <4. ∴a >0.即0<a <1<b <3<c . ∴f (0)·f (1)<0,f (0)·f (3)>0. 故选C.5.B 由已知可得f (x )的图象(如图), 由图可得零点个数为4.6.A 当0<t <1时,S (t )=12×t ×2t ×sin π6=12t 2;当t ≥1时,S (t )=S △OAB +S 扇形 =12×1×2×12+12·3(t -1)·AB =12-3·AB 2+32AB ·t . 而AB 2=1+4-2×2×cos π6=5-2 3.∴32AB >1,即直线的倾斜角大于45°.∴选A.7.B 由f (x )――→关于y 轴对称f (-x )――→右移2个单位f [-(x -2)]――→沿x 轴翻折-f (2-x ). 8.2 f (x )=1+2x +sin x x 2+1,令g (x )=2x +sin x x 2+1,则g (x )为奇函数,对于一个奇函数,其最大值与最小值之和为0,即g (x )max +g (x )min =0,而f (x )max =1+g (x )max ,f (x )min =1+g (x )min ,∴f (x )max +f (x )min =M +m =2.9.-10 ∵f (32)=f (-12),∴f (12)=f (-12),∴12b +232=-12a +1,易求得3a +2b =-2, 又f (1)=f (-1),∴-a +1=b +22,即2a +b =0, ∴a =2,b =-4, ∴a +3b =-10. 10.14由题意易得 f (x )=⎩⎨⎧2x (0≤x ≤12)-2x +2(12<x ≤1),∴y =xf (x )=⎩⎨⎧2x 2(0≤x ≤12)-2x 2+2x (12<x ≤1),∴所围成的图形的面积为S =∫1202x 2d x +∫112(-2x 2+2x ) d x=23x 3⎪⎪⎪⎪⎪⎪12+(-23x 3+x 2)112=23×(12)3+(-23)×1+1+23×(12)3-(12)2 =112-23+1+112-14 =14. 11.解:令g (x )=2x 2-3(1+a )x +6a , Δ=9(1+a )2-48a =9a 2-30a +9 =3(3a -1)(a -3).(1)①当0<a ≤13时,Δ≥0.方程g (x )=0的两个根分别为x 1=3a +3-9a 2-30a +94,x 2=3a +3+9a 2-30a +94.所以g (x )>0的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,3a +3-9a 2-30a +94∪⎝ ⎛⎭⎪⎫3a +3+9a 2-30a +94,+∞.因为x 1,x 2>0,所以D =A ∩B =⎝ ⎛⎭⎪⎫0,3a +3-9a 2-30a +94∪ ⎝ ⎛⎭⎪⎫3a +3+9a 2-30a +94,+∞.②当13<a <1时,Δ<0,则g (x )>0恒成立,所以D =A ∩B =(0,+∞).综上所述,当0<a ≤13时,D =⎝ ⎛⎭⎪⎫0,3a +3-9a 2-30a +94∪⎝ ⎛⎭⎪⎫3a +3+9a 2-30a +94,+∞;当13<a <1时,D =(0,+∞). (2)f ′(x )=6x 2-6(1+a )x +6a =6(x -a )(x -1),令f ′(x )=0,得x =a 或x =1.①当0<a ≤13时,由(1)知D =(0,x 1)∪ (x 2,+∞).因为g (a )=2a 2-3(1+a )a +6a =a (3-a )>0, g (1)=2-3(1+a )+6a =3a -1≤0, 所以0<a <x 1<1≤x 2,所以f ′(x ),f (x )随x 的变化情况如下表:x (0,a ) a (a ,x 1) (x 2,+∞)f ′(x ) + 0 - +f (x ) ↗ 极大值 ↘ ↗所以f (x )的极大值点为x =a ,没有极小值点.②当13<a <1时,由(1)知D =(0,+∞),所以f ′(x ),f (x )随x 的变化情况如下表:x (0,a ) a (a ,1) 1 (1,+∞)f ′(x ) + 0 - 0 +f (x ) ↗ 极大值 ↘ 极小值 ↗ 所以f (x )的极大值点为x =a ,极小值点为x =1.综上所述,当0<a ≤13时,f (x )有一个极大值点x =a ,没有极小值点;当13<a <1时,f (x )有一个极大值点x =a ,一个极小值点x =1. 12.解:(Ⅰ)法一:由题设和均值不等式可知,f (x )=ax +1ax+b ≥2+b ,其中等号成立当且仅当ax =1,即当x =1a时,f (x )取最小值为2+b .法二:f (x )的导数f ′(x )=a -1ax 2=a 2x 2-1ax 2,当x >1a 时,f ′(x )>0,f (x )在(1a ,+∞)上递增;当0<x <1a 时,f ′(x )<0,f (x )在(0,1a )上递减.所以当x =1a 时,f (x )取最小值为2+b .(Ⅱ)f ′(x )=a -1ax2,由题设知,f ′(1)=a -1a =32,解得a =2或a =-12(不合题意,舍去),将a =2代入f (1)=a +1a +b =32,解得b =-1.所以a =2,b =-1.13.证明:(Ⅰ)法一:记g (x )=ln x +x -1-32(x -1),则当x >1时,g ′(x )=1x +12x -32<0.又g (1)=0,有g (x )<0,即f (x )<32(x -1).法二:由均值不等式,当x >1时,2x <x +1,故x <x 2+12.① 令k (x )=ln x -x +1,则k (1)=0,k ′(x )=1x-1<0,故k (x )<0, 即ln x <x -1.②由①②得,当x >1时,f (x )<32(x -1).(Ⅱ)法一:记h (x )=f (x )-9(x -1)x +5,由(Ⅰ)得h ′(x )=1x +12x -54(x +5)2=2+x 2x -54(x +5)2<x +54x -54(x +5)2=(x +5)3-216x 4x (x +5)2.令g (x )=(x +5)3-216x ,则当1<x <3时, g ′(x )=3(x +5)2-216<0.因此g (x )在(1,3)内是递减函数.又由g (1)=0,得g (x )<0,所以h ′(x )<0. 因此h (x )在(1,3)内是递减函数, 又h (1)=0,得h (x )<0.于是当1<x <3时,f (x )<9(x -1)x +5.法二:记h (x )=(x +5)f (x )-9(x -1), 则当1<x <3时,由(Ⅰ)得 h ′(x )=f (x )+(x +5)f ′(x )-9<32(x -1)+(x +5)⎝⎛⎭⎫1x +12x -9 =12x [3x (x -1)+(x +5)(2+x )-18x ] <12x ⎣⎡⎦⎤3x (x -1)+(x +5)⎝⎛⎭⎫2+x 2+12-18x =14x(7x 2-32x +25)<0. 因此h (x )在(1,3)内单调递减, 又h (1)=0,所以h (x )<0,即f (x )<9(x -1)x +5.14.解:(1)由⎩⎪⎨⎪⎧2-2x >0x +1>0,得-1<x <1.由0<lg(2-2x )-lg(x +1)=lg 2-2xx +1<1得1<2-2x x +1<10.因为x +1>0,所以x +1<2-2x <10x +10, -23<x <13. 由⎩⎪⎨⎪⎧-1<x <1-23<x <13,得-23<x <13. (2)当x ∈[1,2]时,2-x ∈[0,1],因此y =g (x )=g (x -2)=g (2-x )=f (2-x )=lg(3-x ). 由单调性可得y ∈[0,lg 2].因为x =3-10y ,所以所求反函数是y =3-10x ,x ∈[0,lg 2].。

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江苏省2015年高考一轮复习备考试题
导数及其应用
一、填空题
1、(2014年江苏高考)在平面直角坐标系xOy 中,若曲线),(y 2为常数b a x
b ax +=过点)5,2(P -,且该曲线在点P 处的切线与直线0327x =++y 平行,则b a +的值是 ▲ .
2、(2013年江苏高考)抛物线2x y =在1=x 处的切线与两坐标轴围成三角形区域为D (包含三角形内部与边界)。

若点),(y x P 是区域D 内的任意一点,则y x 2+的取值范围是 。

3、(2015届江苏苏州高三9月调研)函数()321122132
f x ax ax ax a =+-++的图象经过四个象限的充要条件是 ▲
4、(南京市2014届高三第三次模拟)设二次函数f (x )=ax 2+bx +c (a ,b ,c 为常数)的导函数为f′(x ).对
任意x ∈R ,不等式f (x )≥f′(x )恒成立,则b 2
a 2+c 2的最大值为 ▲ 5、(苏锡常镇四市2014届高三5月调研(二))直线y = kx 与曲线2e x y =相切,则实数k = ▲
6、(南京、盐城市2014届高三第二次模拟(淮安三模))设函数f (x )=ax +sin x +cos x .若函数f (x )的图象上存在不同的两点A ,B ,使得曲线y =f (x )在点A ,B 处的切线互相垂直,则实数a 的取值范围为 ▲
7、(江苏省南京市第一中学2014届高三12月月考)已知R 上的可导函数)(x f 的导函数)(x f '满足:)(x f '+)(x f 0>,且1)1(=f 则不等式>)(x f 11
-x e 的解是 .
8、(江苏省阜宁中学2014届高三第三次调研)若函数()32f x x ax bx c =+++有极值点12,x x ,且
()11f x x =,则关于x 的方程()()()2320f x af x b ++=的不同实根个数是 ▲ .
9、(江苏省如东县掘港高级中学2014届高三第三次调研考试)函数12ln y x x
=+的单调减区间为__________
10、(江苏省睢宁县菁华高级中学2014届高三12月学情调研)已知函数()f x ,()g x 满足(1)2f =,(1)1f '=,(1)1g =,(1)1g '=,则函数()(()1)()F x f x g x =-⋅的图象在1x =处的切线方程为 ▲ .
11、曲线2(1)1()e (0)e 2
x f f x f x x '=-+在点(1,f (1))处的切线方程为 ▲ .
12、过坐标原点作函数ln y x =图像的切线,则切线斜率为 .
二、解答题
1、(2014年江苏高考)已知函数()f x =+ ,其中e 是自然对数的底数。

(1)证明:()f x 是R 上的偶函数;
(2)若关于x 的不等式m ()f x +m 1在(0,+)上恒成立,求实数m 的取值范围;
(3)已知正数a 满足:存在x 0 [1,+),使得0(x )f (x 0 3 +3x 0)成立,试比较 与
的大小,并证明你的结论。

2、(2013年江苏高考)设函数ax x x f -=ln )(,ax e x g x -=)(,其中a 为实数。

(1)若)(x f 在),1(+∞上是单调减函数,且)(x g 在),1(+∞上有最小值,求a 的取值范围;
(2)若)(x g 在),1(+∞-上是单调增函数,试求)(x f 的零点个数,并证明你的结论。

3、(2012年江苏高考)若函数)(x f y =在0x x =处取得极大值或极小值,则称0x 为函数)(x f y =的极值点。

已知a b ,是实数,1和1-是函数32()f x x ax bx =++的两个极值点.
(1)求a 和b 的值;
(2)设函数()g x 的导函数()()2g x f x '=+,求()g x 的极值点;
(3)设()(())h x f f x c =-,其中[22]c ∈-,
,求函数()y h x =的零点个数.
4、(2015届江苏南京高三9月调研)已知函数f (x )=ax 3+|x -a |,a ∈R .
(1)若a =-1,求函数y =f (x ) (x ∈[0,+∞))的图象在x =1处的切线方程;
(2)若g (x )=x 4,试讨论方程f (x )=g (x )的实数解的个数;
(3)当a >0时,若对于任意的x 1∈[a ,a +2],都存在x 2∈[a +2,+∞),使得f (x 1)f (x 2)=1024,求满足条件的正整数a 的取值的集合.
5、(2015届江苏南通市直中学高三9月调研)已知函数()e x f x c =-,
3211()(,,).32
g x ax bx cx a b c =++∈R (1)若0ac <,求证:函数()y g x =有极值;
(2)若0a b ==,且函数()y f x =与()y g x =的图象有两个相异交点,求证: 1.c >
6、(南京市2014届高三第三次模拟)已知函数f (x )=ln x -mx (m ∈R ).
(1)若曲线y =f (x )过点P (1,-1),求曲线y =f (x )在点P 处的切线方程;
(2)求函数f (x )在区间[1,e]上的最大值;
(3)若函数f (x )有两个不同的零点x 1,x 2,求证:x 1x 2>e 2.
7、(南通市2014届高三第三次调研)已知函数2()()e x f x x a =-在2x =时取得极小值.
(1)求实数a 的值;
(2)是否存在区间[],m n ,使得()f x 在该区间上的值域为44[e ,e ]m n ?若存在,求出m ,n 的值;
若不存在,说明理由.
8、(徐州市2014届高三第三次模拟)已知函数2()(12)ln ()f x ax a x x a =+--∈R .
(1)当0a >时,求函数()f x 的单调增区间;
(2)当0a <时,求函数()f x 在区间1[,1]2
上的最小值;
(3)记函数()y f x =图象为曲线C ,设点11(,)A x y ,22(,)B x y 是曲线C 上不同的两点,点M 为
线段AB 的中点,过点M 作x 轴的垂线交曲线C 于点N .试问:曲线C 在点N 处的切线是否平行于直线AB ?并说明理由.
9、(南京、盐城市2014届高三第二次模拟(淮安三模))已知函数f (x )=ax +b x
e x ,a ,b ∈R ,且a >0. (1)若a =2,b =1,求函数
f (x )的极值;
(2)设g (x )=a (x -1)e x -f (x ).
① 当a =1时,对任意x ∈(0,+∞),都有g (x )≥1成立,求b 的最大值;
② 设g′(x )为g (x )的导函数.若存在x >1,使g (x )+g′(x )=0成立,求b a
的取值范围.
10、(2014江苏百校联考一)已知函数()ln f x a b x =-(,a b R ∈),其图像在x e =处的切线方程为0x ey e -+=.函数()(0)k g x k x =
>,()()1
f x h x x =-. (Ⅰ)求实数a 、b 的值; (Ⅱ)以函数()
g x 图像上一点为圆心,2为半径作圆C ,若圆C 上存在两个不同的点到原点O 的距离为1,求k 的取值范围;
(Ⅲ)求最大的正整数k ,对于任意的(1,)p ∈+∞,存在实数m 、n 满足0m n p <<<,使得()()()h p h m g n ==.。

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