2019-2020高考数学二轮复习专题检测十导数的简单应用理
2019-2020年高三数学二轮复习第一部分重点保分专题检测(九)导数的简单应用

数的简单应用
一、选择题
1.函数 f ( x) =1x2- ln x 的最小值为 (
)
2
1 A. 2 B . 1 C . 0 D .不存在
2.(xx ·四川高考 ) 已知 a 为函数 f ( x) = x3- 12x 的极小值点,则 a= (
x> 2 时,f ′ ( x) > 0;当- 2< x<2 时,f ′ ( x) < 0,∴f ( x) 在 ( -∞,- 2) 上为增函数, 在 ( -
2, 2) 上为减函数,在 (2 ,+∞ ) 上为增函数.∴ f ( x) 在 x= 2 处取得极小值,∴ a= 2.
3.解析:选 B 依题意,设直线 y= ax 与曲线 y= 2ln x+ 1 的切点的横坐标为 x0,则
=2,则下列结论正确的是 ( ) A. xf ( x) 在 (0 ,6) 上单调递减
B. xf ( x) 在 (0 ,6) 上单调递增
C. xf ( x) 在 (0 ,6) 上有极小值 2π
D. xf ( x) 在 (0 ,6) 上有极大值 2π
二、填空题
7.设函数 f ( x) = x(e x- 1) - 1x2,则函数 f ( x) 的单调增区间为 ________. 2
a 的取值范围;
2 12.已知函数 f ( x) = ax-x- 3ln x,其中 a 为常数.
22
3
(1) 当函数 f ( x) 的图象在点 3, f 3 处的切线的斜率为 1 时,求函数 f ( x) 在 2, 3 上
的最小值;
(2) 若函数 f ( x) 在区间 (0 ,+∞ ) 上既有极大值又有极小值,求 a 的取值范围.
新版精编2019高考数学《导数及其应用》专题测试版题(含参考答案)

2019年高中数学单元测试卷导数及其应用学校:__________ 姓名:__________ 班级:__________ 考号:__________一、选择题1.已知函数)(()(x f x f x y ''=其中的图象如右图所示))(的导函数是函数x f ,下面四个图象中)(x f y =的图象大致是( )(2005江西理)2.已知函数2f (x )x cos x =-,则06005f (.),f (),f (.)-的大小关系是( ) (A )00605f ()f (.)f (.)<<- (B) 00506f ()f (.)f (.)<-< (C) 06050f (.)f (.)f ()<-< (D) 05006f (.)f ()f (.)-<<二、填空题3.已知A 是曲线C 1:y =ax -2 (a >0)与曲线C 2:x 2+y 2=5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 ▲ .4.定义在R 上的函数y =f (x )的图像经过坐标原点O ,且它的导函数y =f '(x ) 的图像是如图所示的一条直线,则y =f (x )的图像一定不经过第 ▲ 象限.5.设定义在R 上的函数x x x f sin 5)(+=, 则 不等式f (x −1)+f (1−x 2)<0的解集为 _ ▲____(第14题6. 若存在实常数k 和b ,使函数()f x 和()g x 对其定义域上的任意实数x 恒有:()f x kx b ≥+和()g x kx b ≤+,则称直线:l y kx b =+为()f x 和()g x 的“隔离直线”.已知2(),()2ln h x x x e x ϕ==,则可推知(),()h x x ϕ的“隔离直线”方程为 ▲ . 7.已知a ,b 为正实数,函数xbx ax x f 2)(3++=在[]1,0上的最大值为4,则)(x f 在[]0,1-上的最小值为 .8.曲线9y x=在点(3,3)M 处的切线方程为 . 9. 曲线y=2lnx 在点(e,2)处的切线与y 轴交点的坐标为_________.10.已知函数3221()(21)13f x x x a x a a =++-+-+,若()0f x '=在(1,3]上有解,则实数a 的取值范围为 ▲ .11.直线b x y +=21是曲线)0(ln >=x x y 的一条切线,则实数b= ▲12.函数]32,32[sin 2ππ--=在区间x x y 上的最大值为 ▲ . 关键字:求导;求最值13.函数sin xy e x =⋅在[0,]π上的单调递增区间是 .14.已知函数y = f (x ),x ∈[0,2π]的导函数y = f ' (x )的图象, 如图所示,则y = f (x ) 的单调增区间为 ▲ .15.曲线x x y ln 2-=在点)2,1(处的切线方程为 .16.已知函数qx px x x f --=23)(的图象与x 轴切于点)0,1(,则)(x f 的极大值和极小值分别为 和 。
高考数学文(二轮复习)课件《导数的简单应用

b 又y′=2ax-x2, b 7 所以在点P处的切线斜率4a- =- .② 4 2 由①②解得a=-1,b=-2,所以a+b=-3.
(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,进而和导数关联起来求解.
2.(2014· 湖南高考)若0<x1<x2<1,则( A.e -e >ln x2-ln x1 B.e -e <ln x2-ln x1 C.x2e >x1e D.x2e <x1e
x1 x1 x2 x2 x2 x1 x2 x1
)
答案:C
1 解析:构造函数f(x)=e -ln x,则f′(x)=e - ,故f(x)=ex x
2.应对策略 首先要理解导数的工具性作用;其次要弄清函数单调性与 导数符号之间的关系,掌握求函数极值、最值的方法步骤,对 于已知函数单调性或单调区间,求参数的取值范围问题,一般 先利用导数将其转化为不等式在某个区间上的恒成立问题,再 利用分离参数法求解.
基础记忆
试做真题
ห้องสมุดไป่ตู้
基础要记牢,真题须做熟
基础知识不“背死”,就不能“用活”! 1.导数的几何意义 (1)函数y=f(x)在x=x0处的导数f′(x0)就是曲线y=f(x)在点 (x0,f(x0))处的切线的斜率,即k=f′(x0). (2)曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线方程为y-f(x0)= f′(x0)(x-x0). (3)导数的物理意义:s′(t)=v(t),v′(t)=a(t).
压轴题10 导数的简单应用(解析版)--2023年高考数学压轴题专项训练(全国通用)

压轴题10导数的简单应用题型/考向一:导数的计算及几何意义题型/考向二:利用导数研究函数的单调性题型/考向三:利用导数研究函数的极值、最值○热○点○题○型一导数的计算及几何意义1.复合函数的导数复合函数y =f (g (x ))的导数和函数y =f (u ),u =g (x )的导数间的关系为y x ′=y u ′·u x ′.2.导数的几何意义(1)函数在某点的导数即曲线在该点处的切线的斜率.(2)曲线在某点的切线与曲线过某点的切线不同.(3)切点既在切线上,又在曲线上.3.导数中的公切线问题,重点是导数的几何意义,通过双变量的处理,从而转化为零点问题,主要考查消元、转化、构造函数、数形结合能力以及数学运算素养.一、单选题1.函数()()ln 322f x x x =--的图象在点()()1,1f 处的切线方程是()A .10x y ++=B .230x y ++=C .230x y --=D .30x y --=2.若函数的图象在点处的切线方程为,则=a ()A .1B .0C .-1D .e.已知直线l为曲线A B.10C.5D与函数()的图象都相切,则a b+=()A.1-B.0C.1D.35.曲线22e24xy x-=⋅+在1x=处的切线与坐标轴围成的面积为()A.32B.3C.4916D.4986.已知函数()()21220232023ln 22f x x xf x '=-++-,则()2023f '=()A .2022B .2021C .2020D .20197.若对m ∀∈R ,,a b ∃∈R ,使得()f m a b=-成立,则称函数()f x 满足性质Ω,下列函数不满足...性质Ω的是()A .()23f x x x=+B .()()211f x x =+C .()1ex f x -+=D .()()cos 12f x x =-对于C ,1x -+∈R ,()1e xf x -+∴=的值域为()0,∞+;()1e x f x -+'=- ,()f x '∴的值域为(),0∞-;则()f x 的值域不是()f x '值域的子集,C 不满足性质Ω;对于D ,12x -∈R ,()()cos 12f x x ∴=-的值域为[]1,1-;()()2sin 12f x x '=- ,()f x '∴的值域为[]22-,,则[][]1,12,2-⊆-,D 满足性质Ω.故选:C.8.已知函数()f x 的定义域是()(),00,∞-+∞U ,()f x '为()f x 的导函数,若()()()121f f x f x x'=+-,则()f x 在()0,∞+上的最小值为()A 1-B .15-C 1D .15-二、多选题9.已知函数()332f x x ax =+-的极值点分别为()1212,x x x x <,则下列选项正确的是()A .0a >B .()()122f x f x +=C .若()20f x <,则1a >D .过()0,2仅能做曲线()=y f x 的一条切线10.若函数()()ln 12f x x -=++的图象上,不存在互相垂直的切线,则a 的值可以是()A .-1B .3C .1D .2因为函数()f x 的图象上,不存在互相垂直的切线,所以()min 0f x '≥,即10a -≥,解得1a ≤,故选:AC11.给出定义:若函数()f x 在D 上可导,即()f x '存在,且导函数()f x '在D 上也可导,则称()f x 在D 上存在二阶导函数,记()()()f x f x ''''=,若()0f x ''<在D 上恒成立,则称()f x 在D 上为凸函数,以下四个函数在π0,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上是凸函数的是()A .()sin cos f x x x=-B .()ln 3f x x x=-C .()331f x x x =-+-D .()exf x x -=12.设函数在区间,a b 上的导函数为f x ,f x 在区间,a b 上的导函数为f x ,若区间(),a b 上()0f x ''<,则称函数()f x 在区间(),a b 上为“凸函数”.已知()5421122012f x x mx x =--在()1,2上为“凸函数”则实数m 的取值范围的一个必要不充分条件为()A .1m >-B .m 1≥C .1m >D .0m >○热○点○题○型二利用导数研究函数的单调性利用导数研究函数单调性的关键(1)在利用导数讨论函数的单调区间时,首先要确定函数的定义域.(2)单调区间的划分要注意对导数等于零的点的确认.(3)已知函数单调性求参数范围,要注意导数等于零的情况.一、单选题1.函数()2e =-xf x x 的单调递增区间为()A .(),0∞-B .()ln2,+∞C .(],ln2∞-D .[)0,∞+【答案】C【详解】()2e xf x x =- ,()2e x f x ∴-'=,令()0f x ¢>,得ln 2x <,所以函数()2e =-xf x x 的单调递增区间为(],ln2∞-.故选:C2.已知函数()2,0,ln ,,x a xf x x x a x⎧<<⎪⎪=⎨⎪≥⎪⎩若()f x 在()0,∞+上单调递减,则实数a 的取值范围是()A .21,e ⎡⎤⎣⎦B .[]e,2eC .2,e e ⎡⎤⎣⎦D .[)e,+∞=A .c b a <<B .c a b<<C .b a c<<D .b c a<<【答案】A【详解】设()e 1xf x x =--,因为()e 1x f x '=-,所以当0x <时,()0f x '<,()f x 在(),0∞-上单调递减,4.若函数满足xf x f x >-在R 上恒成立,且a b >,则()A .()()af b bf a >B .()()af a bf b >C .()()af a bf b <D .()()af b bf a <【答案】B【详解】由()()xf x f x '>-,设()()g x xf x =,则()()()0g x xf x f x ''=+>,所以()g x 在R 上是增函数,又a b >,所以()()g a g b >,即()()af a bf b >,故选:B.5.已知()f x 是定义在R 上的偶函数,当0x ≥时,()e sin xf x x =+,则不等式()π21e f x -<的解集是()A .1π,2+⎛⎫+∞⎪⎝⎭B .1π0,2+⎛⎫⎪⎝⎭C .π1e 0,2⎛⎫+ ⎪⎝⎭D .1π1π,22-+⎛⎫⎪⎝⎭6.已知函数()f x 与()g x 定义域都为R ,满足()()()1e xx g x f x +=,且有()()()0g x xg x xg x ''+-<,()12e g =,则不等式()4f x <的解集为()A .()1,4B .()0,2C .(),2-∞D .()1,+∞7.已知函数(),若存在0使得00恒成立,则0的取值范围()A .10,1e ⎡⎤+⎢⎥⎣⎦B .211,e 2e⎡⎤+-⎢⎥⎣⎦C .11,1e ⎡⎤+⎢⎥⎣⎦D .21,e 2⎡⎤-⎣⎦【答案】D 【详解】由00()()f t x f x t =+-,可得00()()f t t x f x +=+,设函数()()e x h x f x x x =+=+,则()e 10xh x '=+>在R 上恒成立,所以()e xh x x =+单调递增,所以0t x =,则0()b f x t =-()e tf t t t =-=-,[]1,2t ∈-,令()e t g t t =-,[]1,2t ∈-,则()e 1tg t '=-,当0=t 时,()0g t '=,令()0g t '>得:(]0,2t ∈,令()0g t '<得:[)1,0t ∈-,所以()()0min 0=e 01g t g =-=,又()11e 1g --=+,()22e 2g =-,其中21e 2e 1-->+,所以实数b 的取值范围是21,e 2⎡⎤-⎣⎦.故选:D.8.已知函数()312x f x x +=+,()()42e xg x x =-,若[)12,0,x x ∀∈+∞,不等式()()()()2221e e t g x t f x +≤+恒成立,则正数t 的取值范围是()A .21,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .22,e ⎤-⎦C .)2⎡++∞⎣D .()2e,⎡+∞⎣二、多选题9.已知函数()(1)e x f x x =+的导函数为()f x ',则()A .函数()f x 的极小值点为21e -B .(2)0f '-=C .函数()f x 的单调递减区间为(,2)-∞-D .若函数()()g x f x a =-有两个不同的零点,则21(,0)e a ∈-【答案】BCD【详解】由()(1)e x f x x =+,得()(2)e x f x x '=+,当2x =-时,(2)0f '-=,B 正确;当<2x -时,()0f x '<,函数()f x 单调递减,当2x >-时,()0f x ¢>,函数()f x 单调递增,观察图象知,当210e a -<<时,直线所以函数()()g x f x a =-有两个不同的零点时,故选:BCD10.对于三次函数()3ax bx f x =+,给出定义:设f x 是函数的导数,()f x ''是函数()f x '的导数,若方程()0f x ''=有实数解0x ,则称()()00,x f x 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.若函数()()3211R 32f x x x x b b =-++∈,则()A .()f x 一定有两个极值点B .函数()y f x =在R 上单调递增C .过点()0,b 可以作曲线()y f x =的2条切线D .当712b =时,123202220222023202320232023f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭三、解答题11.已知函数()321132f x x ax =-,a ∈R .(1)当2a =时,求曲线()y f x =在点()()3,3f 处的切线方程;(2)讨论()f x 的单调性.当0a =时,()20f x x '=≥,()f x \在R 上单调递增;当a<0时,若()(),0,x a ∈-∞⋃+∞,则()0f x ¢>;若(),0x a ∈,则()0f x '<;()f x \在()(),,0,a ∞∞-+上单调递增,在(),0a 上单调递减;当0a >时,若()(),0,x a ∈-∞⋃+∞,则()0f x ¢>;若()0,x a ∈,则()0f x '<;()f x \在()(),0,,a -∞+∞上单调递增,在()0,a 上单调递减;综上所述:当0a =时,()f x 在R 上单调递增;当a<0时,()f x 在()(),,0,a ∞∞-+上单调递增,在(),0a 上单调递减;当0a >时,()f x 在()(),0,,a -∞+∞上单调递增,在()0,a 上单调递减.12.已知函数()222ln 12x x f x x -+=.求函数()f x 的单调区间;○热○点○题○型三利用导数研究函数的极值、最值1.由导函数的图象判断函数y =f (x )的极值,要抓住两点(1)由y =f ′(x )的图象与x 轴的交点,可得函数y =f (x )的可能极值点.(2)由y =f ′(x )的图象可以看出y =f ′(x )的函数值的正负,从而可得到函数y =f (x )的单调性,可得极值点.2.求函数f (x )在[a ,b ]上的最大值和最小值的步骤(1)求函数在(a ,b )内的极值.(2)求函数在区间端点处的函数值f (a ),f (b ).(3)将函数f (x )的各极值与f (a ),f (b )比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值.一、单选题1.函数()32142f x x x x =+-的极小值为()A .43-B .1C .52-D .10427.函数的定义域为R ,导函数f x 的图象如图所示,则函数f x ()A .无极大值点、有四个极小值点B .有三个极大值点、一个极小值点C .有两个极大值点、两个极小值点D .有四个极大值点、无极小值点【答案】C【详解】解:设()f x '的图象与x 轴的4个交点的横坐标从左至右依次为1234,,,x x x x ,当1x x <或23x x x <<或4x x >时,()0f x ¢>,当12x x x <<或34x x x <<时,()0f x '<,所以函数()f x 在()1,x -∞,()23,x x 和()4,x +∞上递增,在()12,x x 和()34,x x 上递减,所以函数()f x 的极小值点为24,x x ,极大值点为13,x x ,所以函数()f x 有两个极大值点、两个极小值点.故选:C .3.已知函数()π2sin 3f x x ω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭()0ω>在()0,π上有3个极值点,则ω的取值范围为()A .13,6⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭B .1319,66⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .1319,66⎛⎤ ⎥⎝⎦D .713,66⎛⎤ ⎥⎝⎦4.已知函数()e ln 2xx f x x =+-的极值点为1x ,函数()2h x x =的最大值为2x ,则()A .12x x >B .21x x >C .12x x ≥D .21x x ≥.若函数在1x =处有极大值,则实数的值为()A .1B .1-或3-C .1-D .3-6.已知函数()()2ln 11f x x x =+++,则()A .0x =是()f x 的极小值点B .1x =是()f x 的极大值点C .()f x 的最小值为1ln 2+D .()f x 的最大值为37.若函数()3ln f x a x x x ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭只有一个极值点,则a 的取值范围是()A .2e ,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦B .(,0]-∞C .(]3e ,09⎧⎫-∞⎨⎬⎩⎭ D .32e e ,49 纟禳镲çú-¥睚çú镲棼铪8.已知定义域为()0,∞+的函数()f x 满足()()1f x xf x x'+=+,()10f '=,()1122g x a ax x=+--,若01a <<,则()()f x g x -的极值情况是()A .有极大值,无极小值B .有极小值,无极大值C .既有极大值,又有极小值D .既无极小值,也无极大值二、多选题9.已知函数()2211e e x x f x -+=+,则()A .()f x 为奇函数B .()f x 在区间()0,2上单调递减C .()f x 的极小值为22e D .()f x 的最大值为411e +10.设函数()ln x f x ax x =-,若函数()f x 有两个极值点,则实数a 的值可以是()A .12B .18C .2D .14-观察图象知,当a<0或10a 4<<时,直线y a =与函数于是当a<0或10a 4<<时,2ln 1(ln )x a x -=在(0,1)(1,⋃+∞所以实数a 的取值范围是a<0或10a 4<<,即a 的值可以是三、解答题11.已知函数()()322113f x x ax a x b =-+-+(a ,b ∈R ),其图象在点()()1,1f 处的切线方程为30x y +-=.(1)求a ,b 的值;(2)求函数()f x 的单调区间和极值;(3)求函数()f x 在区间[]2,5-上的最大值.12.已知函数()ln f x x a=+,其中a 为常数,e 为自然对数的底数.(1)当1a =-时,求()f x 的单调区间;(2)若()f x 在区间(]0,e 上的最大值为2,求a 的值.∴max ,∴,∴3e a =-③若e a -≥,即e a -≤时,在(0,e)上()0f x ¢>,∴()f x 在(0,e)上是增函数,故()f x 在(0,e]上的最大值为()()max e e 12f x f a ==+=,∴e a =不符合题意,舍去,综合以上可得e a =.。
第2讲 导数的简单应用与定积分

=(n-1)- n 1 = 2n2 2 n 1 = n 12n 1 .
2n 1 2n 1
2n 1
︱高中总复习︱二轮·理数
方法技巧 (1)研究函数的单调性即研究函数导数大于零、小于零的不等式的解,对 含有参数的函数需要分类讨论,注意函数定义域;(2)如果函数f(x)在区间 D单调递增(减),则f′(x)≥0(≤0)在D上恒成立;(3)关于正整数的不等式, 可以通过对实数区间上的不等式进行赋值得出.
︱高中总复习︱二轮·理数
则原问题等价于方程 ax-ex=k,k∈[-1,e2]至少有两个实数根, 即 ex=ax-k,k∈[-1,e2]至少有两个实数根, 考查临界情况,当 k=e2 时,直线 y=ax-e2 与指数函数 y=ex 相切,
由 y=ex 可得 y′=ex,则切点坐标为(x0, ex0 ),切线斜率为 y′| xx0 = ex0 ,
2
2
2
所以 g(x)在(0, 2 )上为减函数,在( 2 ,+∞)上为增函数,
2
2
︱高中总复习︱二轮·理数
所以 g(x)≥g( 2 )= 3 + 1 ln 2>0, 2 22
所以 f′(x)>0 恒成立, 所以 f(x)在(0,+∞)上单调递增.
︱高中总复习︱二轮·理数
(2)若f(x)存在极值点,求a的取值范围.
解析:(1)y′=aex+ln x+1, k=y′|x=1=ae+1=2, 所以a=e-1, 将(1,1)代入y=2x+b得2+b=1,b=-1,故选D.
︱高中总复习︱二轮·理数
(2)(2019·甘青宁 3 月联考)若直线 y=kx-2 与曲线 y=1+3ln x 相切,则 k 等于 ()
最新版精编2019高考数学《导数及其应用》专题测试版题(含答案)

2019年高中数学单元测试卷导数及其应用学校:__________ 姓名:__________ 班级:__________ 考号:__________一、选择题1.函数xe x xf )3()(-=的单调递增区间是 ( )A. )2,(-∞B.(0,3)C.(1,4)D. ),2(+∞ w.w.w.k.s.5.u.c.o.m (2009广东文)二、填空题2.函数2sin y x x =-在(0,2π)内的单调增区间为 △ .3. 设 3.2()21f x x ax bx =+++的导数为()f x ',若函数()y f x '=的图像关于直线12x =-对称,且(1)0f '=.(1)求实数,a b 的值; (2)求函数()f x 的极值.4. 若存在实常数k 和b ,使函数()f x 和()g x 对其定义域上的任意实数x 恒有:()f x kx b ≥+和()g x kx b ≤+,则称直线:l y kx b =+为()f x 和()g x 的“隔离直线”.已知2(),()2ln h x x x e x ϕ==,则可推知(),()h x x ϕ的“隔离直线”方程为 ▲ . 5.已知函数(1)()ln 1a x f x x x -=-+在区间[1,]e 上的最小值为0,则max a = . 6.已知函数)(x f 是定义在R 上的奇函数,0)1(=f ,0)()(2>-'x x f x f x )(0>x ,则不等式()0f x >的解集是 7.已知函数2331(),()21f x x a g x x a a x =++=-++,若存在121,,(1)a a a ξξ⎡⎤∈>⎢⎥⎣⎦,使得 12|()()|9f g ξξ-≤,则a 的取值范围是 .8.设P 是函数)1y x =+图象上异于原点的动点,且该图象在点P 处的切线的倾斜角为θ,则θ的取值范围是 ▲ .9.设m R ∈,已知函数22()2(12)32f x x mx m x m =--+-+-,若曲线()y f x =在0x =处的切线恒过定点P ,则点P 的坐标为 。
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2019年高中数学单元测试卷导数及其应用学校:__________ 姓名:__________ 班级:__________ 考号:__________一、选择题1.设0a >且1a ≠,则“函数()xf x a =在R 上是减函数 ”,是“函数3()(2)g x a x =-在R 上是增函数”的(A )充分不必要条件 (B )必要不充分条件 (C )充分必要条件 (D )既不充分也不必要条件2.若()ln f x x x x 2=-2-4,则'()f x >0的解集为A. (,)0+∞B. -+10⋃2∞(,)(,)C. (,)2+∞D. (,)-10二、填空题3.若函数()2xf x e x k =--在R 上有两个零点,则实数k 的取值范围为_____________4.若32)1(+=+x x g ,则)(x g 等于5.已知函数f(x),g(x)满足,f(5)=5,f ﹐(5)=3,g(5)=4,g ﹐(5)=1,则函数y=f(x)+2g(x)的图象在x=5处的切线方程为▲ . 6.1-⎰(x 2+2 x +1)dx =_________________.137.对正整数n ,设曲线)1(x x y n -=在x =2处的切线与y 轴交点的纵坐标为n a ,则数列}1{+n a n的前n 项和的公式是 .8.曲线xe y =在x=1处的切线的斜率为 ;9.函数f (x )=x 3–3bx +3b 在(0,1)内有极小值,则b 的取值范围是___________________0<b <110. 若函数f(x)= x3+ax-2在区间(-∞,+∞)上是增函数,则实数a的取值范围为__________11.(文)已知函数13)(23++-=ax ax x x f 在区间),(+∞-∞内既有极大值,又有极小值,则实数a 的取值范围是12.如图,已知矩形ABCD 的一边在x 轴上,另两个顶点C ,D 落在二次函数2()4f x x x =- 上.求这个矩形面积的最大值。
22第一部分 板块二 专题六 函数与导数 第3讲 导数的简单应用(小题)

第3讲 导数的简单应用(小题)热点一 导数的几何意义应用导数的几何意义解题时应注意:(1)f ′(x )与f ′(x 0)的区别与联系,f ′(x 0)表示函数f (x )在x =x 0处的导数值,是一个常数; (2)函数在某点处的导数值就是对应曲线在该点处切线的斜率; (3)切点既在原函数的图象上也在切线上.例1 (1)已知函数f (x )=x +1,g (x )=a ln x ,若函数f (x )与g (x )的图象在x =14处的切线平行,则实数a 的值为( ) A.14 B.12C .1D .4 (2)(2019·东莞调研)设函数f (x )=2x 3+(a +3)x sin x +ax ,若f (x )为奇函数,则曲线y =f (x )在点(0,0)处的切线方程为( ) A .y =x B .y =2x C .y =-3xD .y =4x跟踪演练1 (1)(2019·六安联考)曲线f (x )=a ln x 在点P (e ,f (e))处的切线经过点(-1,-1),则a 的值为( )A .1B .2C .eD .2e(2)若直线y =kx +b 是曲线y =ln x +1的切线,也是曲线y =ln(x +2)的切线,则实数b =________.热点二 利用导数研究函数的单调性 利用导数研究函数单调性的关键:(1)在利用导数讨论函数的单调区间时,首先要确定函数的定义域; (2)单调区间的划分要注意对导数等于零的点的确认; (3)已知函数单调性求参数范围,要注意导数等于零的情况.例2 (1)(2019·郑州质检)函数f (x )是定义在[0,+∞)上的函数,f (0)=0,且在(0,+∞)上可导,f ′(x )为其导函数,若xf ′(x )+f (x )=e x (x -2)且f (3)=0,则不等式f (x )<0的解集为( ) A .(0,2) B .(0,3) C .(2,3)D .(3,+∞)(2)(2019·江西红色七校联考)若函数f (x )=2x 3-3mx 2+6x 在区间(1,+∞)上为增函数,则实数m 的取值范围是( ) A .(-∞,1] B .(-∞,1) C .(-∞,2]D .(-∞,2)跟踪演练2 (1)(2019·上饶模拟)对任意x ∈R ,函数y =f (x )的导数都存在,若f (x )+f ′(x )>0恒成立,且a >0,则下列说法正确的是( ) A .f (a )<f (0) B .f (a )>f (0) C .e a ·f (a )<f (0)D .e a ·f (a )>f (0)(2)(2019·临沂质检)函数f (x )=12ax 2-2ax +ln x 在(1,3)上不单调的一个充分不必要条件是( )A .a ∈⎝⎛⎭⎫-∞,-12 B .a ∈⎝⎛⎭⎫-12,16 C .a ∈⎝⎛⎭⎫16,12D .a ∈⎝⎛⎭⎫12,+∞热点三 利用导数研究函数的极值、最值 利用导数研究函数的极值、最值应注意的问题: (1)不能忽略函数f (x )的定义域;(2)f ′(x 0)=0是可导函数在x =x 0处取得极值的必要不充分条件; (3)函数的极小值不一定比极大值小;(4)函数在区间(a ,b )上有唯一极值点,则这个极值点也是最大(小)值点,此结论在导数的实际应用中经常用到.例3 (1)(2019·东北三省三校模拟)若函数f (x )=e x -ax 2在区间(0,+∞)上有两个极值点x 1,x 2(0<x 1<x 2),则实数a 的取值范围是( ) A .a ≤e 2 B .a >e C .a ≤e D .a >e2(2)(2019·丹东质检)直线y =m 与直线y =2x +3和曲线y =ln 2x 分别相交于A ,B 两点,则|AB |的最小值为________.跟踪演练3 (1)(2019·天津市和平区质检)已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +c ,若f (1)=0,f ′(1)=0,但x =1不是函数的极值点,则abc 的值为________. (2)已知a >0,f (x )=x e xe x +a ,若f (x )的最小值为-1,则a 等于( )A.1e 2B.1eC .eD .e 2真题体验1.(2017·山东,文,10)若函数e x f (x )(e =2.718 28…是自然对数的底数)在f (x )的定义域上单调递增,则称函数f (x )具有M 性质,下列函数中具有M 性质的是( ) A .f (x )=2-x B .f (x )=x 2 C .f (x )=3-xD .f (x )=cos x2.(2019·全国Ⅱ,文,10)曲线y =2sin x +cos x 在点(π,-1)处的切线方程为( ) A .x -y -π-1=0 B .2x -y -2π-1=0 C .2x +y -2π+1=0 D .x +y -π+1=0押题预测1.曲线y =2x ln x 在x =e 处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为( ) A.e 24 B.e 22C .e 2D .2e 2 2.已知定义在R 上的函数f (x )的导函数为f ′(x ),若f (x )+f ′(x )<0,f (0)=1,则不等式e x f (x )<1的解集为( ) A .(-∞,0) B .(0,+∞) C .(-∞,1)D .(1,+∞) 3.已知函数f (x )=(x -3)e x +a (2ln x -x +1)在(1,+∞)上有两个极值点,且f (x )在(1,2)上单调递增,则实数a 的取值范围是( ) A .(e ,+∞) B .(e,2e 2)C .(2e 2,+∞)D .(e,2e 2)∪(2e 2,+∞)A 组 专题通关1.设函数y =x sin x +cos x 的图象在点()t ,f (t )处切线的斜率为g (t ),则函数y =g (t )的图象一部分可以是( )2.(2019·甘青宁联考)若直线y =kx -2与曲线y =1+3ln x 相切,则k 等于( ) A .3 B.13 C .2 D.123.(2019·沈阳模拟)已知函数f (x )=2e f ′(e)ln x -xe,则f (x )的极大值点为( )A.1eB .1C .eD .2e 4.(2019·全国Ⅲ)已知曲线y =a e x +x ln x 在点(1,a e)处的切线方程为y =2x +b ,则( ) A .a =e ,b =-1 B .a =e ,b =1 C .a =e -1,b =1D .a =e -1,b =-15.已知定义在R 上的可导函数f (x )的导函数为f ′(x ),满足f ′(x )<f (x ),且f (0)=12,则不等式f (x )-12e x <0的解集为( )A.⎝⎛⎭⎫-∞,12 B .(0,+∞) C.⎝⎛⎭⎫12,+∞ D .(-∞,0)6.已知函数f (x )=e xx 2+2k ln x -kx ,若x =2是函数f (x )的唯一极值点,则实数k 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎦⎤-∞,e24 B.⎝⎛⎦⎤-∞,e2 C .(0,2]D.[)2,+∞7.若函数f (x )=e x -x 2-ax (其中e 是自然对数的底数)的图象在x =0处的切线方程为y =2x +b ,则函数g (x )=f ′(x )-bx 在(0,+∞)上的最小值为( )A .-1B .eC .e -2D .e 28.若曲线y =x -ln x 与曲线y =ax 3+x +1在公共点处有相同的切线,则实数a 等于( ) A.e 23 B .-e 23C .-e 3D.e 39.(2019·岳阳模拟)已知M ={α|f (α)=0},N ={β|g (β)=0},若存在α∈M ,β∈N ,使|α-β|<n ,则称函数f (x )与g (x )互为“n 度零点函数”.若f (x )=32-x -1与g (x )=x 2-a e x 互为“1度零点函数”,则实数a 的取值范围为( ) A.⎝⎛⎦⎤1e 2,4e B.⎝⎛⎦⎤1e ,4e 2 C.⎣⎡⎭⎫4e 2,2eD.⎣⎡⎭⎫1e 3,2e 210.设直线x =t 与函数f (x )=x 2,g (x )=ln x 的图象分别交于点M ,N ,则当|MN |达到最小时t 的值为( )A .1 B.12 C.52 D.2211.(2019·吉林调研)设函数f (x )在R 上存在导函数f ′(x ),对任意实数x ,都有f (x )=f (-x )+2x ,当x <0时,f ′(x )<2x +1,若f (1-a )≤f (-a )+2-2a ,则实数a 的最小值为( ) A .-1 B .-12 C.12D .112.(2019·江淮联考)若对∀x 1,x 2∈(m ,+∞),且x 1<x 2,都有x 1ln x 2-x 2ln x 1x 2-x 1<1,则m 的最小值是( )注:(e 为自然对数的底数,即e =2.718 28…) A.1e B .e C .1 D.3e13.(2018·齐鲁名校教科研协作体模拟)已知函数f (x )=sin x -x cos x ,现有下列结论: ①当x ∈[0,π]时,f (x )≥0; ②当0<α<β<π时,α·sin β>β·sin α;③若n <sin x x <m 对∀x ∈⎝⎛⎭⎫0,π2恒成立,则m -n 的最小值等于1-2π; ④已知k ∈[]0,1,当x i ∈()0,2π时,满足|sin x i |x i =k 的x i 的个数记为n ,则n 的所有可能取值构成的集合为{0,1,2,3}. 其中正确的序号为________.14.已知函数f (x )=2ln x 和直线l :2x -y +6=0,若点P 是函数f (x )图象上的一点,则点 P 到直线l 的距离的最小值为________.15.(2019·衡水调研)已知函数f (x )=12x 2+tan θx +3⎝⎛⎭⎫θ≠π2,在区间⎣⎡⎦⎤-33,1上是单调函数,其中θ是直线l 的倾斜角,则θ的所有可能取值区间为________.16.(2019·厦门模拟)若实数a ,b ,c 满足(a -2b -1)2+(a -c -ln c )2=0,则|b -c |的最小值是________.B 组 能力提高17.已知a ∈Z ,若∀m ∈(0,e),∃x 1,x 2∈(0,e)且x 1≠x 2,使得(m -2)2+3=ax 1-ln x 1=ax 2-ln x 2,则满足条件的a 的取值个数为( ) A .5 B .4 C .3 D .218.(2019·洛阳统考)若函数f (x )=e x -(m +1)ln x +2(m +1)x -1恰有两个极值点,则实数m 的取值范围为( ) A .(-e 2,-e) B.⎝⎛⎭⎫-∞,-e2 C.⎝⎛⎭⎫-∞,-12 D.()-∞,-e -1。
高考数学二轮复习考点知识与题型专题解析20---导数的简单应用

高考数学二轮复习考点知识与题型专题解析导数的简单应用微专题1导数的几何意义及其应用导数的几何意义函数f(x)在x0处的导数是曲线f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的斜率,曲线f(x)在点P 处的切线的斜率k=f′(x0),相应的切线方程为y-f(x0)=f′(x0)·(x-x0).『典型题训练』1.若过函数f(x)=ln x-2x图象上一点的切线与直线y=2x+1平行,则该切线方程为()A.2x-y-1=0B.2x-y-2ln2+1=0C.2x-y-2ln2-1=0D.2x+y-2ln2-1=02.已知a∈R,设函数f(x)=ax-ln x+1的图象在点(1,f(1))处的切线为l,则l过定点()A.(0,2) B.(1,0)C.(1,a+1) D.(e,1)),则曲线y=f(x)在x=0 3.已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足f(x)=cos x-xf′(π2处的切线方程是()A.2x-y-1=0 B.2x+y+1=0C.x-2y+2=0 D.x+2y+1=04.已知函数f(x)=a e x+x2的图象在点M(1,f(1))处的切线方程是y=(2e+2)x+b,那么ab=()A.2 B.1 C.-1 D.-25.[2021·重庆三模]已知曲线C1:f(x)=e x+a和曲线C2:g(x)=ln (x+b)+a2(a,b∈R),若存在斜率为1的直线与C1,C2同时相切,则b的取值范围是(),+∞)B.[0,+∞)A.[−94]C.(−∞,1]D.(−∞,94在点(-1,-3)处的切线方程为________________.6.[2021·全国甲卷(理)]曲线y=2x−1x+2微专题2利用导数研究函数的单调性『常考常用结论』导数与单调性的关系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.『提分题组训练』1.[2021·山东烟台模拟]已知a=ln12 020+2 0192 020,b=ln12 021+2 0202 021,c=ln12 022+2 0212 022,则a,b,c的大小关系是()A.a>b>c B.a>c>bC.c>b>a D.c>a>b2.函数f(x)=x2-a ln x在[1,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围是()A.(0,2] B.(2,+∞)C.(-∞,2] D.(-∞,2)3.已知函数f(x)=23x3-ax2+4x在区间(-2,-1)内存在单调递减区间,则实数a的取值范围是()A.(2√2,+∞) B.[2√2,+∞)C.(-∞,-2√2) D.(-∞,-2√2]4.若函数f(x)的导函数为f′(x),对任意x∈(-π,0),f′(x)sin x<f(x)cos x恒成立,则()A.√2f(−5π6)>f(−3π4)B.f(−5π6)>√2f(−3π4)C.√2f(−5π6)<f(−3π4)D.f(−5π6)<√2f(−3π4)5.定义在R上的函数f(x)满足f(x)>1-f′(x),f(0)=6,则不等式f(x)>1+5e x(e为自然对数的底数)的解集为()A.(0,+∞) B.(5,+∞)C.(-∞,0)∪(5,+∞) D.(−∞,0)6.[2021·山东济南一模]设a=2022ln2020,b=2021ln2021,c=2020ln2022,则() A.a>c>b B.c>b>aC.b>a>c D.a>b>c微专题3利用导数研究函数的极值、最值『常考常用结论』导数与极值、最值(1)函数f(x)在x0处的导数f′(x0)=0且f′(x)在x0附近“左正右负”⇔f(x)在x0处取极大值;函数f(x)在x0处的导数f′(x0)=0且f′(x)在x0附近“左负右正”⇔f(x)在x0处取极小值.(2)函数f(x)在一闭区间上的最大值是此函数在该区间上的极值与该区间端点处函数值中的“最大者”;函数f(x)在一闭区间上的最小值是此函数在该区间上的极值与该区间端点处函数值中的“最小者”.『提分题组训练』1.已知函数f(x)=12sin2x+sin x,则f(x)的最小值是()A.-3√32B.3√32C.-3√34D.3√342.[2021·全国乙卷(理)]设a≠0,若x=a为函数f(x)=a(x-a)2(x-b)的极大值点,则()A .a <bB .a >bC .ab <a 2D .ab >a 23.函数f (x )=x 3-ax 2-bx +a 2在x =1处有极值10,则点(a ,b )为() A .(3,-3) B .(-4,11) C .(3,-3)或(-4,11) D .(4,11)4.若函数f (x )=x 3-3x 在区间(2a ,3-a 2)上有最大值,则实数a 的取值范围是() A .(-3,1) B .(-2,1) C .(−3,−12) D .(-2,-1]5.若函数f (x )=12e 2x -m e x -m2x 2有两个极值点,则实数m 的取值范围是() A .(12,+∞) B .(1,+∞) C .(e 2,+∞) D .(e ,+∞) 6.[2021·山东模拟]若函数f (x )={2x−2−2m ,x <12x 3−6x 2,x ≥1有最小值,则m 的一个正整数取值可以为________.参考答案导数的简单应用微专题1导数的几何意义及其应用典型题训练1.解析:由题意,求导函数可得y ′=1x -2, ∵切线与直线y =2x +1平行, ∴1x -2=2, ∴x =14,∴切点P 坐标为(14,−2ln 2−12),∴过点P 且与直线y =2x +1平行的切线方程为y +2ln2+12=2(x −14),即2x -y -2ln2-1=0.故选C.答案:C2.解析:由f (x )=ax -ln x +1⇒f ′(x )=a -1x ,f ′(1)=a -1,f (1)=a +1,故过(1,f (1))处的切线方程为:y =(a -1)(x -1)+a +1=(a -1)x +2,故l 过定点(0,2).故选A.答案:A3.解析:∵f (x )=cos x -xf ′(π2), ∴f ′(x )=-sin x -f ′(π2),∴f ′(π2)=-sin π2-f ′(π2)=-1-f ′(π2), 解得:f ′(π2)=-12,∴f (x )=cos x +12x ,f ′(x )=-sin x +12,∴f (0)=1,f ′(0)=12,∴y =f (x )在x =0处的切线方程为y -1=12x ,即x -2y +2=0.故选C.4.解析:因为f (x )=a e x +x 2,所以f ′(x )=a e x +2x ,因此切线方程的斜率k =f ′(1)=a e +2,所以有a e +2=2e +2,得a =2,又切点在切线上,可得切点坐标为(1,2e +2+b ), 将切点代入f (x )中,有f (1)=2e +1=2e +2+b ,得b =-1, 所以ab =-2.故选D. 答案:D5.解析:f ′(x )=e x ,g ′(x )=1x+b ,设斜率为1的切线在C 1,C 2上的切点横坐标分别为x 1,x 2,由题知e x 1=1x2+b=1,∴x 1=0,x 2=1-b ,两点处的切线方程分别为y -(1+a )=x 和y -a 2=x -(1-b ), 故a +1=a 2-1+b ,即b =2+a -a 2=-(a −12)2+94≤94.故选D. 答案:D6.解析:y ′=(2x−1x+2)′=2(x+2)−(2x−1)(x+2)2=5(x+2)2,所以y ′|x =-1=5(−1+2)2=5,所以切线方程为y +3=5(x +1),即y =5x +2.答案:y =5x +2微专题2利用导数研究函数的单调性提分题组训练1.解析:构造函数f (x )=ln x +1-x ,f ′(x )=1x-1=1−x x,当0<x <1时,f ′(x )>0,f (x )单调递增,所以f (12 020)>f (12 021)>f (12 022),a >b >c .故选A.2.解析:由题意得,f ′(x )=2x -ax ≥0在x ∈[1,+∞)上恒成立, 所以a ≤2x 2在x ∈[1,+∞)上恒成立, 因为2x 2在x ∈[1,+∞)的最小值为2, 所以m ≤2.故选C. 答案:C3.解析:f ′(x )=2x 2-2ax +4,由题意得∃x ∈(-2,-1),使得不等式f ′(x )=2(x 2-ax +2)<0成立, 即x ∈(-2,-1)时,a <(x +2x )max ,令g (x )=x +2x ,x ∈(-2,-1), 则g ′(x )=1-2x 2=x 2−2x 2,令g ′(x )>0,解得-2<x <-√2, 令g ′(x )<0,解得-√2<x <-1,故g (x )在(-2,-√2)上单调递增,在(-√2,-1)上单调递减, 故g (x )max =g (-√2)=-2√2,故满足条件的a 的范围是(-∞,-2√2), 故选C. 答案:C4.解析:因为任意x ∈(-π,0),f ′(x )sin x <f (x )cos x 恒成立, 即任意x ∈(-π,0),f ′(x )sin x -f (x )cos x <0恒成立, 又x ∈(-π,0)时,sin x <0,所以[f (x )sin x ]′=f ′(x )sin x−f (x )cos x(sin x )2<0,所以f (x )sin x 在(-π,0)上单调递减, 因为-5π6<-3π4,所以f(−5π6)sin(−5π6)>f(−3π4)sin(−3π4),即f(−5π6)−12>f(−3π4)−√22,所以√2f (−5π6)<f (−3π4),故选C.答案:C5.解析:设g (x )=e x f (x )-e x ,因为f (x )>1-f ′(x ),所以g ′(x )=e x [f (x )+f ′(x )]-e x =e x [f (x )+f ′(x )-1]>0,所以g (x )是R 上的增函数, 又g (0)=e 0f (0)-e 0=5,所以不等式f (x )>1+5e x 可化为e xf (x )-e x >5,即g (x )>g (0),所以x >0.故选A.答案:A6.解析:令f (x )=ln xx+1且x ∈(0,+∞),则f ′(x )=1+1x−ln x (x+1)2,若g (x )=1+1x -ln x ,则在x ∈(0,+∞)上g ′(x )=-1x 2−1x <0,即g (x )单调递减, 又g (e)=1e >0,g (e 2)=1e 2-1<0,即∃x 0∈(1e ,e 2)使g (x 0)=0, ∴在(x 0,+∞)上g (x )<0,即f ′(x )<0,f (x )单调递减; ∴f (2021)<f (2020),有ln 20212 022<ln 20202 021,即a >b ,令m (x )=ln xx−1且x ∈(0,1)∪(1,+∞),则m ′(x )=1−1x−ln x (x−1)2,若n (x )=1-1x -ln x ,则n ′(x )=1x (1x -1),即在x ∈(0,1)上n (x )单调递增,在x ∈(1,+∞)上n (x )单调递减,∴n (x )<n (1)=0,即m ′(x )<0,m (x )在x ∈(1,+∞)上递减, ∴m (2022)<m (2021),有ln 20222 021<ln 20212 020,即b >c ,故选D.答案:D微专题3利用导数研究函数的极值、最值提分题组训练1.解析:由题得f ′(x )=cos2x +cos x =2cos 2x +cos x -1=(2cos x -1)(cos x +1), 所以当cos x >12时,f ′(x )>0,f (x )单调递增;当-1≤cos x <12时,f ′(x )<0,f (x )单调递减.所以f (x )取得最小值时,cos x =12,此时sin x =±√32, 当sin x =-√32时,f (x )=sin x cos x +sin x =-3√34; 当sin x =√32时,f (x )=sin x cos x +sin x =3√34; 所以f (x )的最小值是-3√34.故选C.答案:C 2.解析:当a >0时,根据题意画出函数f (x )的大致图象,如图1所示,观察可知b >a .当a <0时,根据题意画出函数f (x )的大致图象,如图2所示,观察可知a >b .综上,可知必有ab >a 2成立.故选D.答案:D3.解析:由f (x )=x 3-ax 2-bx +a 2,求导f ′(x )=3x 2-2ax -b ,由函数f(x)=x3-ax2-bx+a2在x=1处有极值10,则{f(1)=10f′(1)=0,即{1−a−b+a2=103−2a−b=0,解得{a=−4b=11或{a=3b=−3,当a=3,b=-3时,f′(x)=3x2-6x+3=3(x-1)2≥0,此时f(x)在定义域R上为增函数,无极值,舍去.当a=-4,b=11,f′(x)=3x2+8x-11,x=1为极小值点,符合题意,故选B.答案:B4.解析:因为函数f(x)=x3-3x,所以f′(x)=3x2-3,当x<-1或x>1时,f′(x)>0,当-1<x<1时,f′(x)<0,所以当x=-1时,f(x)取得最大值,又f(-1)=f(2)=2,且f(x)在区间(2a,3-a2)上有最大值,所以2a<-1<3-a2≤2,解得-2<a≤-1,所以实数a的取值范围是(-2,-1]故选D.答案:D5.解析:依题意,f′(x)=e2x-m e x-mx有两个变号零点,令f′(x)=0,即e2x-m e x-mx=0,则e2x=m(e x+x),显然m≠0,则1m =e x+xe2x,设g(x)=e x+xe2x,则g′(x)=(e x+1)·e2x−(e x+x)·2e2xe4x =1−e x−2xe2x,设h(x)=1-e x-2x,则h′(x)=-e x-2<0,∴h(x)在R上单调递减,又h(0)=0,∴当x∈(-∞,0)时,h(x)>0,g′(x)>0,g(x)单调递增,当x∈(0,+∞)时,h(x)<0,g′(x)<0,g(x)单调递减,∴g(x)max=g(0)=1,且x→-∞时,g(x)→-∞,x→+∞时,g(x)→0,<1,解得m>1.∴0<1m故选B.答案:B6.解析:y=2x-2-2m在(-∞,1)上单调递增,∴y=2x-2-2m>-2m;当x≥1时,y=2x3-6x2,此时,y′=6x2-12x=6x(x-2).∴y=2x3-6x2在(1,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,∴y=2x3-6x2在[1,+∞)上的最小值为-8,函数f(x)有最小值,则-2m≥-8,即m≤4,故m的一个正整数取值可以为4.答案:4。
精选最新版2019高考数学《导数及其应用》专题完整题(含答案)

2019年高中数学单元测试卷导数及其应用学校:__________ 姓名:__________ 班级:__________ 考号:__________一、选择题1.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 都有()0f x ≥,则(1)'(0)f f 的最小值为( )(2007江苏9) A .3B .52 C .2 D .322.若()ln f x x x x 2=-2-4,则'()f x >0的解集为A. (,)0+∞B. -+10⋃2∞(,)(,)C. (,)2+∞D. (,)-10(2011年高考江西卷理科4)二、填空题3.若3()3f x ax x =-在R 上是单调函数,则a 的取值范围为______.4.当h 无限趋近于0时,22(2)2h h+-无限趋近于常数A ,则常数A 的值为 。
15. 函数()ln f x x x =+的导数是'()f x = ▲ .6.]2,2[)(62)(23-+-=在是常数已知a a x x x f 上有最大值3,那么在]2,2[-上)(x f 的最小值是_7.在某条件下的汽车测试中,驾驶员在一次加满油后的连续行驶过程中从汽车仪表盘得到如下信息:注:油耗=加满油后已行驶距离加满油后已用油量,可继续行驶距离=当前油耗汽车剩余油量,平均油耗指定时间内的行驶距离指定时间内的用油量=.从上述信息可以推断在10∶00—11∶00这1小时内__②③__ (填上所有正确判断的序号) .①行使了80公里; ②行使不足80公里;③平均油耗超过9.6升/100公里; ④平均油耗恰为9.6升/100公里; ⑤平均车速超过80公里/小时. 解题过程:实际用油为7.38.行驶距离为875.761006.938.7=⨯<,所以①错误,②正确. 设L 为已用油量,△L 为一个小时内的用油量,S 为已行驶距离,△S 为一个小时内已行的距离⎪⎩⎪⎨⎧=∆+∆+=6.95.9SS LL S L得S S V V ∆+=∆+6.96.9, S S V S ∆+=∆+6.96.95.9,S S V ∆+=∆6.91.0,6.96.91.0>+∆=∆∆SSS V . 所以③正确,④错误.⑤由②知错误.8. 函数231()23f x x x =-在区间[]1,5-上的最大值是 3239.若32)1(+=+x x g ,则)(x g 等于 三、解答题 10.设()ln af x x x x=+,32()3g x x x =--. (1)当2a =时,求曲线()y f x =在1x =处的切线方程;(2)如果存在12,[0,2]x x ∈,使得12()()g x g x M -≥成立,求满足上述条件的最大整数M ;(3)如果对任意的1,[,2]2s t ∈,都有()()f s g t ≥成立,求实数a 的取值范围.(2010杭州学军中学模拟)关键字:两函数;求切线方程;恒成立问题;求最值;11.设3=x是函数()()()R x e b ax x x f x ∈++=-32的一个极值点.(Ⅰ)求a 与b 的关系式(用a 表示b ),并求()x f 的单调区间; (Ⅱ)设0>a ,()xe a x g ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=4252.若存在[]4,0,21∈εε使得()()121<-εεg f 成立,求a 的取值范围.[考查目的]本小题主要考查函数、不等式和导数的应用等知识,考查综合运用数学知识解决问题的能力.[解答过程](Ⅰ)f `(x)=-[x 2+(a -2)x +b -a ]e 3-x ,由f `(3)=0,得 -[32+(a -2)3+b -a ]e 3-3=0,即得b =-3-2a ,则 f `(x)=[x 2+(a -2)x -3-2a -a ]e 3-x=-[x 2+(a -2)x -3-3a ]e 3-x =-(x -3)(x +a+1)e 3-x .令f `(x)=0,得x 1=3或x 2=-a -1,由于x =3是极值点, 所以x+a+1≠0,那么a ≠-4. 当a <-4时,x 2>3=x 1,则在区间(-∞,3)上,f `(x)<0, f (x)为减函数; 在区间(3,―a ―1)上,f `(x)>0,f (x)为增函数; 在区间(―a ―1,+∞)上,f `(x)<0,f (x)为减函数. 当a >-4时,x 2<3=x 1,则在区间(-∞,―a ―1)上,f `(x)<0, f (x)为减函数; 在区间(―a ―1,3)上,f `(x)>0,f (x)为增函数; 在区间(3,+∞)上,f `(x)<0,f (x)为减函数.(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当a >0时,f (x)在区间(0,3)上的单调递增,在区间(3,4)上单调递减,那么f (x)在区间[0,4]上的值域是[min(f (0),f (4) ),f (3)], 而f (0)=-(2a +3)e 3<0,f (4)=(2a +13)e -1>0,f (3)=a +6,那么f (x)在区间[0,4]上的值域是[-(2a +3)e 3,a +6]. 又225()()4x g x a e =+在区间[0,4]上是增函数,且它在区间[0,4]上的值域是[a 2+425,(a 2+425)e 4],由于(a 2+425)-(a +6)=a 2-a +41=(21-a )2≥0,所以只须仅须(a 2+425)-(a +6)<1且a >0,解得0<a <23.故a 的取值范围是(0,23).12.已知函数321()33f x x x x a =-+++.(1)求()f x 的单调减区间;(2)若()f x 在区间[]3,4-上的最小值为73,求a 的值.13.某种产品每件成本为6元,每件售价为x 元(x >6),年销量为u 万件,若已知u-8585与2)421(-x 成正比,且售价为10元时,年销量为28万件.(1)求年销售利润y 关于x 的函数关系式;(2)求售价为多少时,年利润最大,并求出最大年利润.14.已知函数x ax x f ln )(+=,),1(e x ∈,且)(x f 有极值. (1)求实数a 的取值范围;(2)求函数)(x f 的值域;(3)函数2)(3--=x x x g ,证明:),1(1e x ∈∀,),1(0e x ∈∃,使得)()(10x f x g =成立.15.已知函数f(x)=21x 2-ax+(a -1)ln x ,1a >。
2020版高三数学二轮复习(全国理)讲义:专题二 第三讲导数的简单应用

=x 的坐标为(1,1).=12{-cos1-[-cos(-1)]} =12(-cos1+cos1)=0. 故①为一组正交函数;对于②.⎠⎛-1 1 [(x +1)(x -1)]d x =⎠⎛-11 (x 2-1)d x =(13x 3-x )|1-1=13-1-(-13+1)=23-2=-43≠0.故②不是一组正交函数;对于③.⎠⎛-1 1 (x ·x 2)d x =⎠⎛-1 1x 3d x =(14x 4)|1-1=0.故③为一组正交函数. 故选C. 『规律总结』1.求曲线y =f (x )的切线方程的三种类型及方法(1)已知切点P (x 0.y 0).求y =f (x )在点P 处的切线方程:求出切线的斜率f ′(x 0).由点斜式写出方程.(2)已知切线的斜率为k .求y =f (x )的切线方程.设切点P (x 0.y 0).通过方程k =f ′(x 0)解得x 0.再由点斜式写出方程. (3)已知切线上一点(非切点).求y =f (x )的切线方程:设切点P (x 0.y 0).利用导数求得切线斜率f ′(x 0).然后由斜率公式求得切线斜率.列方程(组)解得x 0.再由点斜式或两点式写出方程.2.根据过某点切线方程(斜率)或其与某线平行、垂直等求参数问题的解法:利用导数的几何意义、切点坐标、切线斜率之间的关系构建方程(组)或函数求解.3.(理)利用定积分求平面图形的面积的两个关键点关键点一:正确画出几何图形.结合图形位置.准确确定积分区间以及被积函数.从而得到面积的积分表达式.再利用微积分基本定理求出积分值.关键点二:根据图形的特征.选择合适的积分变量.在以y 为积分变量时.应注意将曲线方程变为x =(y )的形式.同时.积分上、下限必须对应y 的取值.易错提醒:求曲线的切线方程时.务必分清点P 处的切线还是过点P 的切线.前者点P 为切点.后者点P 不一定为切点.求解时应先求出切点坐标.=-3x+2x2.(文)如图.函数y =f (x )的图象在点P 处的切线方程为x -y +2=0.则f (1)+f ′(1)=( D ) A .1 B .2 C .3D .4[解析] 由条件知(1.f (1))在直线x -y +2=0上.且f ′(1)=1.∴f (1)+f ′(1)=3+1=4. (理)(20xx·烟台质检)在等比数列{a n }中.首项a 1=23.a 4=⎠⎛14(1+2x )d x .则该数列的前5项和S 5为( C )A .18B .3C .2423D .2425[解析] a 4=⎠⎛14(1+2x )d x =(x +x 2)|41=18.因为数列{a n }是等比数列. 故18=23q 3.解得q =3.所以S 5=23(1-35)1-3=2423.故选C.3.已知常数a 、b 、c 都是实数.f (x )=ax 3+bx 2+cx -34的导函数为f ′(x ).f ′(x )≤0的解集为{x |-2≤x ≤3}.若f (x )的极小值等于-115.则a 的值是( C )A .-8122B .13C .2D .5[解析] 依题意得f ′(x )=3ax 2+2bx +c ≤0的解集是[-2,3].于是有3a >0.-2+3=-2b3a .-2×3=c3a.∴b =-3a2.c =-18a .函数f (x )在x =3处取得极小值.于是有f (3)=27a +9b +3c -34=-115.-812a =-81.a =2.故选C.6.已知函数f (x )=12x 2+3ax -ln x .若f (x )在区间[13.2]上是增函数.则实数a 的取值范围为[89.+∞).[解析] 由题意知f ′(x )=x +3a -1x ≥0在[13.2]上恒成立.即3a ≥-x +1x 在[13.2]上恒成立.又y =-x +1x 在[13.2]上单调递减.∴(-x +1x )max =83.∴3a ≥83.即a ≥89.7.(文)若函数y =-13x 3+ax 有三个单调区间.则a 的取值范围是a >0.[解析] y ′=-x 2+a .若y =-13x 3+ax 有三个单调区间.则方程-x 2+a =0应有两个不等实根.故a >0.(理)(20xx·临沂模拟)如图.已知A (0.14).点P (x 0.y 0)(x 0>0)在曲线y =x 2上.若阴影部分面积与△OAP 面积相等.则x 0=64. [解析] 因为点P (x 0.y 0)(x 0>0)在曲线y =x 2上. 所以y 0=x 20.则△OAP 的面积S =12|OA ||x 0|=12×14x 0=18x 0.阴影部分的面积为∫x 00x 2d x =13x 3|x 00=13x 30.因为阴影部分面积与△OAP 的面积相等. 所以13x 30=18x 0.即x 20=38.所以x 0=38=64. 8.已知函数f (x )=(x +1)ln x -a (x -1).。
高考数学二轮复习导数及其应用多选题复习题及解析

高考数学二轮复习导数及其应用多选题复习题及解析一、导数及其应用多选题1.已知偶函数()y f x =对于任意的0,2x π⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭满足()()cos sin 0f x x f x x '+>(其中()f x '是函数()f x 的导函数),则下列不等式中不成立的是( )A34f ππ⎛⎫⎛⎫-< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭B34f ππ⎛⎫⎛⎫-<- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C .()04f π⎛⎫>- ⎪⎝⎭ D.63f ππ⎛⎫⎛⎫<⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】ABC 【分析】 构造函数()()cos f x g x x =,结合导数和对称性可知()g x 为偶函数且在0,2x π⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭上单调递2643f f πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,从而可判断ABD 选项,由()04g g π⎛⎫< ⎪⎝⎭可判断C 选项.【详解】因为偶函数()y f x =对于任意的0,2x π⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭满足()()cos sin 0f x x f x x '+>, 所以构造函数()()cos f x g x x =,则()()2cos sin ()0cos f x x f x x g x x'+'=>, ∴()g x 为偶函数且在0,2x π⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭上单调递增,32333cos 3f g g f πππππ⎛⎫⎪⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎝⎭∴-=== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,4444cos 4f g g πππππ⎛⎫ ⎪⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎝⎭-=== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,666cos 6f g f ππππ⎛⎫ ⎪⎛⎫⎛⎫⎝⎭== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由函数单调性可知643g g g πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭2643f f πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 对于AB,4343f f ππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫<=- ⎪ ⎪⎛⎫-= ⎪⎝⎭⎝⎭⎝ ⎪⎭⎭⎝,故AB 错误; 对于C ,()04g g π⎛⎫<⎪⎝⎭,()044f ππ⎛⎫⎛⎫<=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故C 错误;对于D 263f fππ⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即63f ππ⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故D 正确; 故选:ABC. 【点睛】关键点点睛:本题考查了利用导数研究函数的单调性,解题的关键是利用已知条件构造对应的新函数()()cos f x g x x=,利用导数研究函数的单调性,从而比较大小,考查学生的逻辑推理能力与转化思想,属于较难题.2.关于函数()2ln f x x x=+,下列判断正确的是( ) A .2x =是()f x 的极大值点 B .函数yf xx 有且只有1个零点C .存在正实数k ,使得()f x kx >恒成立D .对任意两个正实数1x ,2x ,且21x x >,若()()12f x f x =,则124x x +> 【答案】BD 【分析】对于A ,利用导数研究函数()f x 的极值点即可; 对于B ,利用导数判断函数y f xx 的单调性,再利用零点存在性定理即得结论;对于C ,参变分离得到22ln xk x x <+,构造函数()22ln x g x x x=+,利用导数判断函数()g x 的最小值的情况;对于D ,利用()f x 的单调性,由()()12f x f x =得到1202x x <<<,令()211x t t x =>,由()()12f x f x =得21222ln t x x t t-+=,所以要证124x x +>,即证2224ln 0t t t -->,构造函数即得. 【详解】A :函数()f x 的定义域为0,,()22212x f x x x x-'=-+=,当()0,2x ∈时,0f x,()f x 单调递减,当()2,x ∈+∞时,0fx,()f x 单调递增,所以2x =是()f x 的极小值点,故A 错误.B :()2ln y f x x x x x=-=+-,22221210x x y x x x -+'=-+-=-<,所以函数在0,上单调递减.又()112ln1110f -=+-=>,()221ln 22ln 210f -=+-=-<,所以函数y f xx 有且只有1个零点,故B 正确.C :若()f x kx >,即2ln x kx x +>,则22ln x k x x <+.令()22ln x g x x x=+,则()34ln x x xg x x-+-'=.令()4ln h x x x x =-+-,则()ln h x x '=-,当()0,1∈x 时,()0h x '>,()h x 单调递增,当()1,∈+∞x 时,()0h x '<,()h x 单调递减,所以()()130h x h ≤=-<,所以0g x,所以()22ln x g x x x=+在0,上单调递减,函数无最小值,所以不存在正实数k ,使得()f x kx >恒成立,故C 错误. D :因为()f x 在()0,2上单调递减,在2,上单调递增,∴2x =是()f x 的极小值点.∵对任意两个正实数1x ,2x ,且21x x >,若()()12f x f x =,则1202x x <<<. 令()211x t t x =>,则21x tx =,由()()12f x f x =,得121222ln ln x x x x +=+, ∴211222ln ln x x x x -=-,即()2121212ln x x x x x x -=,即()11121ln t x t x tx -=⋅,解得()121ln t x t t-=,()2121ln t t x tx t t-==,所以21222ln t x x t t-+=.故要证124x x +>,需证1240x x +->,需证22240ln t t t -->,需证2224ln 0ln t t tt t-->. ∵211x t x =>,则ln 0t t >, ∴证2224ln 0t t t -->.令()()2224ln 1H t t t t t =-->,()()44ln 41H t t t t '=-->,()()()414401t H t t t t-''=-=>>,所以()H t '在1,上是增函数.因为1t →时,()0H t '→,则()0H t '>,所以()H t 在1,上是增函数.因为1t →时,()0H t →,则()0H t >,所以2224ln 0ln t t tt t-->,∴124x x +>,故D 正确. 故选:BD . 【点睛】关键点点睛:利用导数研究函数的单调性、极值点,结合零点存在性定理判断A 、B 的正误;应用参变分离,构造函数,并结合导数判断函数的最值;由函数单调性,应用换元法并构造函数,结合分析法、导数证明D 选项结论.3.对于函数2ln ()xf x x =,下列说法正确的有( ) A .()f x在x =12eB .()f x 有两个不同的零点 C.(2)f f f <<D .若21()f x k x >-在(0,)+∞上有解,则2e k <【答案】ACD 【分析】利用导数求出函数的单调区间,进一步求出函数的极值可判断A ;利用函数的单调性和函数值的范围判断B ;利用函数的单调性比较出函数值的大小关系判断C ;利用不等式有解问题的应用判断D . 【详解】函数2ln ()x f x x =,所以2431ln 212ln ()(0)x x xx x f x x x x ⨯-⨯-'==>, 令()0f x '=,即2ln 1x =,解得x =当0x <<()0f x '>,故()f x在上为单调递增函数.当x >()0f x '<,故()f x在)+∞上为单调递减函数.所以()f x在x =12f e=,故A 正确;当0x <<()0f x '>,()f x在上为单调递增函数,因为()10f =,所以函数()f x在上有唯一零点,当x ≥2ln ()0xf x x=>恒成立,即函数()f x在)+∞上没有零点, 综上,()f x 有唯一零点,故B 错误.由于当x >()0f x '<,()f x在)+∞上为单调递减函数,因为2>>>(2)f f f <<,故C 正确;由于21()f x k x>-在(0,)+∞上有解,故221ln 1()x k f x x x +<+=有解, 所以2ln 1()max x k x +<,设2ln 1()x g x x +=,则32ln 1()x g x x --'=,令()0g x '=,解得x =当x >()0f x '<,故()f x在)+∞上为单调递减函数.当0x<<时,()0f x '>,故()f x 在上为单调递增函数. 所以()22max e eg x g e ==-=. 故2ek <,故D 正确. 故选:ACD . 【点睛】方法点睛:本题通过对多个命题真假的判断,综合考查导数的应用,这种题型综合性较强,也是高考的命题热点,同学们往往因为某一处知识点掌握不好而导致“全盘皆输”,因此做这类题目更要细心、多读题,尽量挖掘出题目中的隐含条件,另外,要注意从简单的自己已经掌握的知识点入手,然后集中精力突破较难的命题.4.已知:()f x 是奇函数,当0x >时,()'()1f x f x ->,(1)3f =,则( )A .(4)(3)f ef >B .2(4)(2)f e f ->-C .3(4)41f e >-D .2(4)41f e -<--【答案】ACD 【分析】由已知构造得'()+10x x e f ⎡⎤>⎢⎥⎣⎦,令()()+1x f x g x e =,判断出函数()g x 在0x >时单调递增,由此得()()4>3g g ,化简可判断A ;()()4>2g g ,化简并利用()f x 是奇函数,可判断B ;()()4>1g g ,化简可判断C ;由C 选项的分析得32(4)41>4+1f e e >-,可判断D.【详解】 因为当0x >时,()'()1fx f x ->,所以()'()10f x f x -->,即()[]'()+10xf x f e x ->,所以'()+10x x e f ⎡⎤>⎢⎥⎣⎦, 令()()+1xf xg x e =,则当0x >时,()'>0g x ,函数()g x 单调递增, 所以()()4>3g g ,即43(4)+1(3)+1>f f e e,化简得(4)(3)1>(3)f f e e ef >+-,故A 正确;()()4>2g g ,即42(4)+1(2)+1>f f e e,化简得222(4)(2)1>(2)f f e e e f >+-, 所以2(4)(2)e f f -<-,又()f x 是奇函数,所以2(4)(2)e f f -<-,故B 不正确;()()4>1g g ,即4(4)+1(1)+1>f f e e,又(1)3f =,化简得3(4)41f e >-,故C 正确; 由C 选项的分析得32(4)41>4+1f e e >-,所以2(4)41f e -<--,又()f x 是奇函数,所以2(4)41f e -<--,故D 正确, 故选:ACD. 【点睛】关键点点睛:解决本题中令有导函数的不等式,关键在于构造出某个函数的导函数,得出所构造的函数的单调性,从而可比较函数值的大小关系.5.下列说法正确的是( ) A .函数()23sin 0,42f x x x x π⎛⎫⎡⎤=+-∈ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭的最大值是1 B .函数()cos sin tan 0,tan 2x f x x x x x π⎛⎫⎛⎫=⋅+∈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的值域为(C .函数()1sin 2cos 2f x x a x =+⋅在()0,π上单调递增,则a 的取值范围是(],1-∞- D .函数()222sin 42cos tx x xf x x xπ⎛⎫+++ ⎪⎝⎭=+的最大值为a ,最小值为b ,若2a b +=,则1t = 【答案】ACD 【分析】化简函数解析式为()2cos 1f x x ⎛=--+ ⎝⎭,利用二次函数的基本性质可判断A 选项的正误;令sin cos t x x =+,可得()()3231t t f x g t t -==-,利用导数法可判断B 选项的正误;利用导数与函数单调性的关系可判断C 选项的正误;计算出()()2f x f x t +-=,利用函数的对称性可判断D 选项的正误. 【详解】 A 选项,()222311cos cos cos 1442f x x x x x x ⎛=--=-+=--+ ⎝⎭, 又0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦可得:[]cos 0,1x ∈,则当cos x =时函数()f x 取得最大值1,A 对; B 选项,()2233sin cos sin cos cos sin sin cos x x x xf x x x x x+∴=+=⋅()()22sin cos sin cos sin cos sin cos x x x x x x x x++-⋅=⋅()()2sin cos sin cos 3sin cos sin cos x x x x x x x x⎡⎤++-⋅⎣⎦=⋅,设sin cos 4t x x x π⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭,则()22sin cos 12sin cos t x x x x =+=+,则21sin cos 2t x x -⋅=, 0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,3,444x πππ⎛⎫∴+∈ ⎪⎝⎭,sin 42x π⎛⎤⎛⎫∴+∈ ⎥⎪ ⎝⎭⎝⎦,(t ∴∈, 令()223221323112t t t t t g t t t ⎛⎫--⨯ ⎪-⎝⎭==--,(t ∈,()()422301t g t t --'=<-, ()g t ∴在区间(上单调递减,()()32min 1g t g===-所以,函数()f x 的值域为)+∞,B 错; C 选项,()1sin 2cos 2f x x a x =+⋅在区间()0,π上是增函数,()cos2sin 0f x x a x ∴=-⋅≥',即212sin sin 0x a x --⋅≥,令sin t x =,(]0,1t ∈,即2210t at --+≥,12a t t ∴≤-+,令()12g t t t =-+,则()2120g t t'=--<,()g t ∴在(]0,1t ∈递减,()11a g ∴≤=-,C 对;D 选项,()222cos 222cos tx x x xf x x x⎛⎫+++ ⎪⎝⎭=+ ()()2222cos sin sin 2cos 2cos t x x t x x t x x t x xx x++⋅+⋅+==+++, 所以,()()()()22sin sin 2cos 2cos t x x t x xf x t t x xx x --+-=+=-+⋅-+-,()()2f x f x t ∴+-=,所以,函数()f x 的图象关于点()0,t 对称,所以,22a b t +==,可得1t =,D 对. 故选:ACD.【点睛】结论点睛:利用函数的单调性求参数,可按照以下原则进行:(1)函数()f x 在区间D 上单调递增()0f x '⇔≥在区间D 上恒成立; (2)函数()f x 在区间D 上单调递减()0f x '⇔≤在区间D 上恒成立; (3)函数()f x 在区间D 上不单调()f x '⇔在区间D 上存在异号零点; (4)函数()f x 在区间D 上存在单调递增区间x D ⇔∃∈,使得()0f x '>成立; (5)函数()f x 在区间D 上存在单调递减区间x D ⇔∃∈,使得()0f x '<成立.6.经研究发现:任意一个三次多项式函数32()(0)f x ax bx cx d a =+++≠的图象都只有一个对称中心点()()00,x f x ,其中0x 是()0f x ''=的根,()'f x 是()f x 的导数,()f x ''是()'f x 的导数.若函数32()f x x ax x b =+++图象的对称点为(1,2)-,且不等式(ln 1)x e e mx x -+32()3ef x x x e x ⎡⎤≥--+⎣⎦对任意(1,)x ∈+∞恒成立,则( )A .3a =B .1b =C .m 的值可能是e -D .m 的值可能是1e-【答案】ABC 【分析】求导得()62f x x a ''=+,故由题意得()1620f a ''=-+=-,()1112f a b -=-+-+=,即3,1a b ==,故()3231f x x x x =+++.进而将问题转化为()1ln 1e x x e x e m x --++<+,由于1x e x >+,故ln ln 1ee x x x x e e x e x --+=≥-+,进而得()1ln ln 1ln 1e x x e x e e x ee x x --++--≥=-++,即m e ≤-,进而得ABC 满足条件.【详解】由题意可得()1112f a b -=-+-+=,因为()2321x ax f x =++',所以()62f x x a ''=+,所以()1620f a ''=-+=-,解得3,1a b ==,故()3231f x x x x =+++.因为1x >,所以()()32ln []13xeee mx xf x x x e x -+≥--+等价于()1ln 1e x x e x e m x --++≤+. 设()()10xg x e x x =-->,则()10xg x e '=->,从而()g x 在()0,∞+上单调递增.因为()00g =,所以()0g x >,即1x e x >+, 则ln ln 1ee x xxx e e x e x --+=≥-+(当且仅当x e =时,等号成立),从而()1ln ln 1ln 1e x x e x e e x e e x x --++--≥=-++,故m e ≤-.故选:ABC. 【点睛】本题解题的关键在于根据题意得()3231f x x x x =+++,进而将不等式恒成立问题转化为()1ln 1e x x e x e m x --++≤+恒成立问题,再结合1x e x >+得ln ln 1ee x xxx e e x e x --+=≥-+,进而得m e ≤-.考查运算求解能力与化归转化思想,是难题.7.定义在(0,)+∞上的函数()f x 的导函数为()'f x ,且()()f x f x x'<,则对任意1x 、2(0,)x ∈+∞,其中12x x ≠,则下列不等式中一定成立的有( )A .()()()1212f x x f x f x +<+B .()()()()21121212x xf x f x f x f x x x +<+ C .()1122(1)x x f f <D .()()()1212f x x f x f x <【答案】ABC 【分析】构造()()f x g x x=,由()()f x f x x '<有()0g x '<,即()g x 在(0,)+∞上单调递减,根据各选项的不等式,结合()g x 的单调性即可判断正误.【详解】 由()()f x f x x '<知:()()0xf x f x x'-<, 令()()f x g x x =,则()()()20xf x f x g x x '-='<, ∴()g x 在(0,)+∞上单调递减,即122112121212()()()()0()g x g x x f x x f x x x x x x x --=<--当120x x ->时,2112()()x f x x f x <;当120x x -<时,2112()()x f x x f x >; A :121()()g x x g x +<,122()()g x x g x +<有112112()()x f x x f x x x +<+,212212()()x f x x f x x x +<+,所以()()()1212f x x f x f x +<+; B:由上得21121212()()()()x f x x x x f x x x -<-成立,整理有()()()()21121212x xf x f x f x f x x x +<+; C :由121x >,所以111(2)(1)(2)(1)21x x x f f g g =<=,整理得()1122(1)x x f f <; D :令121=x x 且121x x >>时,211x x =,12111()()()()g x g x f x f x =,12()(1)(1)g x x g f ==,有121()()g x x g x >,122()()g x x g x <,所以无法确定1212(),()()g x x g x g x 的大小. 故选:ABC 【点睛】思路点睛:由()()f x f x x '<形式得到()()0xf x f x x'-<, 1、构造函数:()()f x g x x =,即()()()xf x f x g x x'-'=. 2、确定单调性:由已知()0g x '<,即可知()g x 在(0,)+∞上单调递减.3、结合()g x 单调性,转化变形选项中的函数不等式,证明是否成立.8.对于函数2ln ()xf x x=,下列说法正确的是( ) A .()f x在x =12eB .()f x 有两个不同的零点 C.ff f <<D .若()21f x k x<-在()0,∞+上恒成立,则2e k >【答案】ACD 【分析】求得函数的导数312ln ()-'=xf x x ,根据导数的符号,求得函数的单调区间和极值,可判定A 正确;根据函数的单调性和()10f =,且x >()0f x >,可判定B 不正确;由函数的单调性,得到f f >,再结合作差比较,得到f f >,可判定C 正确;分离参数得到()221ln 1x k f x x x +>+=在()0,∞+上恒成立,令()2ln 1x g x x+=,利用导数求得函数()g x 的单调性与最值,可判定D 正确. 【详解】由题意,函数2ln ()x f x x=,可得312ln ()(0)xf x x x -'=>,令()0f x '=,即312ln 0xx -=,解得x =当0x <<()0f x '>,函数()f x 在上单调递增;当x >()0f x '<,函数()f x 在)+∞上单调递减,所以当x =()f x 取得极大值,极大值为12f e=,所以A 正确; 由当1x =时,()10f =,因为()f x 在上单调递增,所以函数()f x 在上只有一个零点,当x >()0f x >,所以函数在)+∞上没有零点,综上可得函数在(0,)+∞只有一个零点,所以B 不正确;由函数()f x 在)+∞上单调递减,可得f f >,由于ln ln 2ln ,242f f πππ====,则2ln ln 2ln ln 22444f f ππππππ-=-=-,因为22ππ>,所以0f f ->,即f f >,所以ff f <<,所以C 正确;由()21f x k x <-在()0,∞+上恒成立,即()221ln 1x k f x x x +>+=在()0,∞+上恒成立, 设()2ln 1x g x x +=,则()32ln 1x g x x --'=, 令()0g x '=,即32ln 10x x --=,解得x =所以当0x<<()0g x '>,函数()g x 在上单调递增; 当x>()0g x '<,函数()g x 在)+∞上单调递减, 所以当x=()g x 取得最大值,最大值为22e eg e =-=, 所以2ek >,所以D 正确. 故选:ACD. 【点睛】本题主要考查导数在函数中的综合应用,以及恒成立问题的求解,着重考查了转化与化归思想、逻辑推理能力与计算能力,对于恒成立问题,通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;也可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.9.已知函数()e sin xf x a x =+,则下列说法正确的是( )A .当1a =-时,()f x 在0,单调递增B .当1a =-时,()f x 在()()0,0f 处的切线为x 轴C .当1a =时,()f x 在()π,0-存在唯一极小值点0x ,且()010f x -<<D .对任意0a >,()f x 在()π,-+∞一定存在零点 【答案】AC 【分析】结合函数的单调性、极值、最值及零点,分别对四个选项逐个分析,可选出答案. 【详解】对于A ,当1a =-时,()e sin xf x x =-,()e cos xf x x '=-,因为()0,x ∈+∞时,e 1,cos 1xx >≤,即0fx,所以()f x 在0,上单调递增,故A 正确;对于B ,当1a =-时,()e sin xf x x =-,()e cos xf x x '=-,则()00e sin01f =-=,()00e cos00f '=-=,即切点为0,1,切线斜率为0,故切线方程为1y =,故B 错误;对于C ,当1a =时,()e sin xf x x =+,()e cos xf x x '+=,()e sin xf x x '=-',当()π,0x ∈-时,sin 0x <,e 0x >,则()e sin 0xx f x -'=>'恒成立,即()e cos x f x x '+=在()π,0-上单调递增,又ππ22ππe cos e 220f --⎛⎫⎛⎫'-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭+>,3π3π443π3πe cos e 442f --⎛⎫⎛⎫'-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝-⎭+,因为123π3π421e e 2e ---⎛⎫=<⎪⎭< ⎝,所以3π43πe 024f -⎛⎫'-= ⎪-⎭<⎝,所以存在唯一03ππ,42x ⎛⎫∈-- ⎪⎝⎭,使得()00f x '=成立,所以()f x 在()0π,x -上单调递减,在()0,0x 上单调递增,即()f x 在()π,0-存在唯一极小值点0x ,由()000e cos 0xf x x +'==,可得()000000πe sin cos sin 4x f x x x x x ⎛⎫=+=-+=- ⎪⎝⎭,因为03ππ,42x ⎛⎫∈-- ⎪⎝⎭,所以0π3ππ,44x ⎛⎫-∈-- ⎪⎝⎭,则()00π4f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭()1,0∈-,故C 正确;对于选项D ,()e sin xf x a x =+,()π,x ∈-+∞,令()e sin 0xf x a x =+=,得1sin ex xa -=, ()sin ex xg x =,()π,x ∈-+∞,则()πcos sin 4e e x xx x x g x ⎛⎫- ⎪-⎝⎭'==, 令0g x ,得πsin 04x ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,则ππ4x k =+()1,k k ≥-∈Z ,令0g x,得πsin 04x ⎛⎫-> ⎪⎝⎭,则π5π2π,2π44x k k ⎛⎫∈++ ⎪⎝⎭()1,k k ≥-∈Z ,此时函数()g x 单调递减, 令0g x,得πsin 04x ⎛⎫-< ⎪⎝⎭,则5π9π2π,2π44x k k ⎛⎫∈++ ⎪⎝⎭()1,k k ≥-∈Z ,此时函数()g x 单调递增, 所以5π2π4x k =+()1,k k ≥-∈Z 时,()g x 取得极小值,极小值为5π5π2π2π445π5π2π5π4s 42in si πe e 4n k k g k k ++⎛⎫ ⎪⎛⎫⎝⎭== ⎪⎝⎭++()1,k k ≥-∈Z , 在()g x 的极小值中,3π4sin 3π45π5π42π4eg g -⎛⎫⎛⎫=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝+⎭-最小,当3ππ,4x ⎛⎫∈--⎪⎝⎭时,()g x 单调递减,所以函数()g x的最小值为3π3π445πsin 3π144eg --⎛⎫-==- ⎪⎝⎭,当3π411a--<-时,即3π40a -<<时,函数()g x 与1=-y a无交点,即()f x 在()π,-+∞不存在零点,故D 错误.故选:AC. 【点睛】本题考查利用导数研究函数的极值、零点、最值,及切线方程的求法,考查学生的推理能力与计算求解能力,属于难题.10.当1x >时,()41ln ln 3k x x x x --<-+恒成立,则整数k 的取值可以是( ). A .2- B .1-C .0D .1【答案】ABC 【分析】将()41ln ln 3k x x x x --<-+,当1x >时,恒成立,转化为13ln ln 4x k x x x ⎛⎫<++ ⎪⎝⎭,.当1x >时,恒成立,令()()3ln ln 1xF x x x x x=++>,利用导数法研究其最小值即可. 【详解】因为当1x >时,()41ln ln 3k x x x x --<-+恒成立, 所以13ln ln 4x k x x x ⎛⎫<++ ⎪⎝⎭,当1x >时,恒成立, 令()()3ln ln 1xF x x x x x=++>, 则()222131ln 2ln x x x F x x x x x ---'=-+=. 令()ln 2x x x ϕ=--, 因为()10x x xϕ-'=>,所以()x ϕ在()1,+∞上单调递增. 因为()10ϕ<,所以()0F x '=在()1,+∞上有且仅有一个实数根0x , 于是()F x 在()01,x 上单调递减,在()0,x +∞上单调递增, 所以()()000min 00ln 3ln x F x F x x x x ==++.(*) 因为()1ln 3309F -'=<,()()21ln 22ln 4401616F --'==>,所以()03,4x ∈,且002ln 0x x --=, 将00ln 2x x =-代入(*)式, 得()()0000min 00023121x F x F x x x x x x -==-++=+-,()03,4x ∈. 因为0011t x x =+-在()3,4上为增函数, 所以713,34t ⎛⎫∈⎪⎝⎭,即()min 1713,41216F x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭.因为k 为整数,所以0k ≤. 故选:ABC【点睛】本题主要考查函数与不等式恒成立问题,还考查了转化化归的思想和运算求解的能力,属于较难题.。
高考数学二轮复习导数及其应用多选题知识归纳总结含答案

高考数学二轮复习导数及其应用多选题知识归纳总结含答案一、导数及其应用多选题1.已知函数1(),()122x x f x e g x n ==+的图象与直线y =m 分别交于A 、B 两点,则( )A .f (x )图像上任一点与曲线g (x )上任一点连线线段的最小值为2+ln 2B .∃m 使得曲线g (x )在B 处的切线平行于曲线f (x )在A 处的切线C .函数f (x )-g (x )+m 不存在零点D .∃m 使得曲线g (x )在点B 处的切线也是曲线f (x )的切线 【答案】BCD 【分析】利用特值法,在f (x )与g (x )取两点求距离,即可判断出A 选项的正误;解方程12()(2)m f lnm g e-''=,可判断出B 选项的正误;利用导数判断函数()()y f x g x m =-+的单调性,结合极值的符号可判断出C 选项的正误;设切线与曲线()y g x =相切于点(C n ,())g n ,求出两切线的方程,得出方程组,判断方程组是否有公共解,即可判断出D 选项的正误.进而得出结论. 【详解】在函数1(),()122xx f x e g x n ==+上分别取点1(0,1),(2,)2P Q,则||2PQ =,而2ln 2<+(注ln 20.7≈),故A 选项不正确; ()x f x e =,1()22x g x ln =+,则()x f x e '=,1()g x x'=,曲线()y f x =在点A 处的切线斜率为()f lnm m '=, 曲线()y g x =在点B 处的切线斜率为12121(2)2m m g ee--'=,令12()(2)m f lnm g e-''=,即1212m m e-=,即1221m me -=,则12m =满足方程1221m me -=,m ∴∃使得曲线()y f x =在A 处的切线平行于曲线()y g x =在B 处的切线,B 选项正确;构造函数1()()()22xx F x f x g x m e ln m =-+=-+-,可得1()x F x e x'=-,函数1()xF x e x'=-在(0,)+∞上为增函数,由于1()20F e '<,F '(1)10e =->,则存在1(,1)2t ∈,使得1()0tF t e t'=-=,可得t lnt =-,当0x t <<时,()0F x '<;当x t >时,()0F x '>.∴11()()2222t t min t F x F t e ln m e lnt m ln ==-+-=-++-11132220222t m ln m ln ln m t =+++->+-=++>, ∴函数()()()F x f x g x m =-+没有零点,C 选项正确;设曲线()y f x =在点A 处的切线与曲线()y g x =相切于点(C n ,())g n ,则曲线()y f x =在点A 处的切线方程为()lnm y m e x lnm -=-,即(1)y mx m lnm =+-, 同理可得曲线()y g x =在点C 处的切线方程为1122n y x ln n =+-, ∴11(1)22m n n m lnm ln ⎧=⎪⎪⎨⎪-=-⎪⎩,消去n 得1(1)202m m lnm ln --++=,令1()(1)22G x x x lnx ln =--++,则11()1x G x lnx lnx x x-'=--=-, 函数()y G x '=在(0,)+∞上为减函数,G '(1)10=>,1(2)202G ln '=-<, 则存在(1,2)s ∈,使得1()0G s lns s'=-=,且1s s e =.当0x s <<时,()0G x '>,当x s >时,()0G x '<.∴函数()y G x =在(2,)+∞上为减函数,5(2)02G =>,17(8)20202G ln =-<, 由零点存 定理知,函数()y G x =在(2,)+∞上有零点, 即方程1(1)202m m lnm ln --++=有解. m ∴∃使得曲线()y f x =在点A 处的切线也是曲线()y g x =的切线.故选:BCD . 【点睛】本题考查导数的综合应用,涉及函数的最值、零点以及切线问题,计算量较大,考查了转化思想和数形结合思想,属难题.2.若直线l 与曲线C 满足下列两个条件: (i )直线l 在点()00,P x y 处与曲线C 相切;(ii )曲线C 在P 附近位于直线l 的两侧,则称直线l 在点P 处“切过”曲线C . 下列命题正确的是( )A .直线:0l y =在点()0,0P 处“切过”曲线3:C y x =B .直线:1l x =-在点()1,0P -处“切过”曲线()2:1C y x =+C .直线:l y x =在点()0,0P 处“切过”曲线:sin C y x =D .直线:l y x =在点()0,0P 处“切过”曲线:tan C y x =【答案】ACD 【分析】分别求出每个选项中命题中曲线C 对应函数的导数,求出曲线C 在点P 处的切线方程,再由曲线C 在点P 处两侧的函数值对应直线上的点的值的大小关系是否满足(ii ),由此可得出合适的选项. 【详解】对于A 选项,由3y x =,可得23y x '=,则00x y ='=,所以,曲线C 在点()0,0P 处的切线方程为0y =,当0x >时,0y >;当0x <时,0y <,满足曲线C 在点()0,0P 附近位于直线0y =两侧, A 选项正确;对于B 选项,由()21y x =+,可得()21y x '=+,则10x y =-'=,而直线:1l x =-的斜率不存在,所以,直线l 在点()1,0P -处不与曲线C 相切,B 选项错误;对于C 选项,由sin y x =,可得cos y x '=,则01x y ='=,所以,曲线C 在点()0,0P 处的切线方程为y x =,设()sin x x x f -=,则()1cos 0f x x '=-≥,所以,函数()f x 为R 上的增函数, 当0x <时,()()00f x f <=,即sin x x <; 当0x >时,()()00f x f >=,即sin x x >.满足曲线C 在点()0,0P 附近位于直线y x =两侧,C 选项正确; 对于D 选项,由sin tan cos xy x x ==,可得21cos y x'=,01x y ='=,所以,曲线C 在点()0,0P 处的切线方程为y x =,当,22x ππ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭时,设()tan g x x x =-,则()2221sin 10cos cos xg x x x=-=-≤', 所以,函数()g x 在,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递减.当02x π-<<时,()()00g x g >=,即tan x x >;当02x π<<时,()()00g x g <=,即tan x x <.满足曲线C 在点()0,0P 附近位于直线y x =两侧,D 选项正确. 故选:ACD. 【点睛】关键点点睛:本题考查导数新定义,解题的关键就是理解新定义,并把新定义进行转化,一是求切线方程,二是判断在切点两侧函数值与切线对应的函数值的大小关系,从而得出结论.3.对于定义域为R 的函数()f x ,()'f x 为()f x 的导函数,若同时满足:①()00f =;②当x ∈R 且0x ≠时,都有()0xf x '>;③当120x x <<且12x x =时,都有()()12f x f x <,则称()f x 为“偏对称函数”.下列函数是“偏对称函数”的是( )A .21()xx f x ee x =--B .2()1xf x e x =+-C .31,0(),0x e x f x x x ⎧-≥=⎨-<⎩D .42,0()ln(1),0x x f x x x >⎧=⎨-≤⎩【答案】ACD 【分析】结合“偏对称函数”的性质,利用导数的方法,分别讨论四个函数是否满足三个条件,即可得到所求结论. 【详解】条件①()00f =;由选项可得:001(0)00f e e =--=,02(0)010f e =+-=,03(0)10f e =-=,4()ln(10)0f x =-=,即ABCD 都符合;条件②0()0()0x xf x f x >⎧'>⇔⎨'>⎩,或0()0x f x <⎧⎨'<⎩;即条件②等价于函数()f x 在区间(,0)-∞上单调递减,在区间(0,)+∞上单调递增;对于21()xx f x ee x =--,则()()21()11212x x x xf x e e e e =-+-=-',由0x >可得,()()120(1)1x xf x e e '-=+>,即函数1()f x 单调递增;由0x <可得,()()120(1)1xxf x ee '-=+<,即函数1()f x 单调递减;满足条件②;对于2()1xf x e x =+-,则2()10x f x e =+>'显然恒成立,所以2()1xf x e x =+-在定义域上单调递增,不满足条件②;对于31,0(),0x e x f x x x ⎧-≥=⎨-<⎩,当0x <时,3()f x x =-显然单调递减;当0x ≥时,3()1x f x e =-显然单调递增;满足条件②;对于42,0()ln(1),0x x f x x x >⎧=⎨-≤⎩,当0x ≤时,4()ln(1)f x x =-显然单调递减;当0x >时,4()2f x x =显然单调递增,满足条件②; 因此ACD 满足条件②;条件③当120x x <<且12x x =时,12x x -=,都有()()12f x f x <,即()()()()21220f x f x f x f x -=-->,对于21()xx f x ee x =--,()()212122211211x x x x f x f x e e e e x x -=-+--+()()()()22222222222222x x x x x x x x x e e e e e e e x e ----=----=-+-,因为222x x e e -+≥=,当且仅当22x x e e -=,即20x =时,等号成立, 又20x >,所以222x x e e -+>, 则()()()()2222122211222xx x x f x f x e ee e xx ----=--->令()xxg x e ex -=--,0x >,所以()1110x x e e g x -'=+->=>在0x >上显然恒成立, 因此()xxg x e ex -=--在0x >上单调递增,所以()()00g x g >=,即()()()222121120xx f x f x e ex -->-->,所以()()1211f x f x >满足条件③;对于31,0(),0x e x f x x x ⎧-≥=⎨-<⎩,()()2232311211x xf x f x e x x e -=--=-+,令()1xh x e x =--,0x >,则()10xh x e '=->在0x >上显然恒成立,所以()()00h x h >=,则()()23231210xf x f x e x --=>-,即()()3231f x f x >满足条件③; 对于42,0()ln(1),0x x f x x x >⎧=⎨-≤⎩,()()()()212122442ln 12ln 1f x f x x x x x -=--=-+,令()()2ln 1u x x x =-+,0x >, 则()1221101u x x'=->-=>+在0x >上显然恒成立,所以()()00u x u >=, 则()()()1422422ln 10f x f x x x -=-+>,即()()1442f x f x >满足条件③; 综上,ACD 选项是“偏对称函数”, 故选:ACD. 【点睛】 思路点睛:求解此类函数新定义问题时,需要结合函数新定义的概念及性质,结合函数基本性质,利用导数的方法,通过研究函数单调性,值域等,逐项判断,即可求解.(有时也需要构造新的函数,进行求解.)4.(多选)已知函数()ln ()f x ax x a =-∈R ,则下列说法正确的是( )A .若0a ≤,则函数()f x 没有极值B .若0a >,则函数()f x 有极值C .若函数()f x 有且只有两个零点,则实数a 的取值范围是1,e ⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭D .若函数()f x 有且只有一个零点,则实数a 的取值范围是1(,0]e ⎧⎫-∞⋃⎨⎬⎩⎭【答案】ABD 【分析】先对()f x 进行求导,再对a 进行分类讨论,根据极值的定义以及零点的定义即可判断. 【详解】解:由题意得,函数()f x 的定义域为(0,)+∞,且11()ax f x a x x'-=-=, 当0a ≤时,()0f x '<恒成立,此时()f x 单调递减,没有极值, 又当x 趋近于0时,()f x 趋近于+∞,当x 趋近于+∞时,()f x 趋近于-∞, ∴()f x 有且只有一个零点,当0a >时,在10,a ⎛⎫⎪⎝⎭上,()0f x '<,()f x 单调递减,在1,a ⎛⎫+∞⎪⎝⎭上,()0f x '>,()f x 单调递增, ∴当1x a=时,()f x 取得极小值,同时也是最小值, ∴min 1()1ln f x f a a ⎛⎫==+⎪⎝⎭, 当x 趋近于0时,ln x 趋近于-∞,()f x 趋近于+∞,当x 趋近于+∞时,()f x 趋近于+∞, 当1ln 0a +=,即1a e=时,()f x 有且只有一个零点; 当1ln 0a +<,即10a e<<时,()f x 有且仅有两个零点, 综上可知ABD 正确,C 错误. 故选:ABD . 【点睛】方法点睛:函数零点的求解与判断方法:(1)直接求零点:令()0f x =,如果能求出解,则有几个解就有几个零点; (2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间[]a b ,上是连续不断的曲线,且()()·0f a f b <,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点;(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.5.已知函数()21,0log ,0kx x f x x x +≤⎧=⎨>⎩,下列是关于函数()1y f f x =+⎡⎤⎣⎦的零点个数的判断,其中正确的是( ) A .当0k >时,有3个零点 B .当0k <时,有2个零点 C .当0k >时,有4个零点 D .当0k <时,有1个零点【答案】CD 【分析】令y =0得()1f f x =-⎡⎤⎣⎦,利用换元法将函数分解为f (x )=t 和f (t )=﹣1,作出函数f (x )的图象,利用数形结合即可得到结论. 【详解】令()10y f f x =+=⎡⎤⎣⎦,得()1f f x =-⎡⎤⎣⎦,设f (x )=t ,则方程()1f f x =-⎡⎤⎣⎦等价为f (t )=﹣1,①若k >0,作出函数f (x )的图象如图:∵f (t )=﹣1,∴此时方程f (t )=﹣1有两个根其中t 2<0,0<t 1<1,由f (x )=t 2<0,此时x 有两解,由f (x )=t 1∈(0,1)知此时x 有两解,此时共有4个解, 即函数y =f [f (x )]+1有4个零点.②若k <0,作出函数f (x )的图象如图:∵f (t )=﹣1,∴此时方程f (t )=﹣1有一个根t 1,其中0<t 1<1,由f (x )=t 1∈(0,1),此时x 只有1个解,即函数y =f [f (x )]+1有1个零点. 故选:CD .【点睛】本题考查分段函数的应用,考查复合函数的零点的判断,利用换元法和数形结合是解决本题的关键,属于难题.6.已知0a >,0b >,下列说法错误的是( )A .若1a b a b ⋅=,则2a b +≥B .若23a b e a e b +=+,则a b >C .()ln ln a a b a b -≥-恒成立D .2ln a a bb e e-<恒成立 【答案】AD 【分析】对A 式化简,通过构造函数的方法,结合函数图象,说明A 错误;对B 不等式放缩22a b e a e b +>+,通过构造函数的方法,由函数的单调性,即可证明B 正确;对C 不等式等价变型()ln ln ln1-≥-⇔≥-a b a a b a b b a ,通过10,ln 1∀>>-x x x恒成立,可得C 正确;D 求出ln -a a b b e 的最大值,当且仅当11a b e =⎧⎪⎨=⎪⎩时取等号,故D 错误.【详解】A. 1ln ln 0⋅=⇔+=a b a b a a b b 设()ln f x x x =,()()0∴+=f a f b由图可知,当1+→b 时,存在0+→a ,使()()0f a f b += 此时1+→a b ,故A 错误. B. 232+=+>+a b b e a e b e b设()2xf x e x =+单调递增,a b ∴>,B 正确C. ()ln ln ln 1-≥-⇔≥-a ba ab a b b a又10,ln 1∀>>-x x x ,ln 1∴≥-a bb a,C 正确D. max 1=⇒=x x y y e e当且仅当1x =; min 1ln =⇒=-y x x y e 当且仅当1=x e;所以2ln -≤a a b b e e ,当且仅当11a b e =⎧⎪⎨=⎪⎩时取等号,D 错误.故选:AD 【点睛】本题考查了导数的综合应用,考查了运算求解能力和逻辑推理能力,转化的数学思想和数形结合的数学思想,属于难题.7.设函数()ln xf x x=,()ln g x x x =,下列命题,正确的是( ) A .函数()f x 在()0,e 上单调递增,在(),e +∞单调递减 B .不等关系33e e ππππ<<<成立C .若120x x <<时,总有()()()22212122a x x g x g x ->-恒成立,则1a ≥D .若函数()()2h x g x mx =-有两个极值点,则实数()0,1m ∈【答案】AC 【分析】利用函数的单调性与导数的关系可判断A 选项的正误;由函数()f x 在区间(),e +∞上的单调性比较3π、e π的大小关系,可判断B 选项的正误;分析得出函数()()22s x g x ax=-在()0,∞+上为减函数,利用导数与函数单调性的关系求出a 的取值范围,可判断C 选项的正误;分析出方程1ln 2xm x+=在()0,∞+上有两个根,数形结合求出m 的取值范围,可判断D 选项的正误. 【详解】对于A 选项,函数()ln x f x x =的定义域为()0,∞+,则()21ln xf x x-'=. 由()0f x '>,可得0x e <<,由()0f x '>,可得x e >.所以,函数()f x 在()0,e 上单调递增,在(),e +∞单调递减,A 选项正确; 对于B 选项,由于函数()ln xf x x=在区间(),e +∞上单调递减,且4e π>>, 所以,()()4f f π>,即ln ln 44ππ>,又ln 41ln 213ln 22043236--=-=>, 所以,ln ln 4143ππ>>,整理可得3e ππ>,B 选项错误; 对于C 选项,若120x x <<时,总有()()()22212122a x x g x g x ->-恒成立,可得()()22112222g x ax g x ax ->-,构造函数()()2222ln s x g x ax x x ax =-=-,则()()12s x s x >,即函数()s x 为()0,∞+上的减函数,()()21ln 20s x x ax '=+-≤对任意的()0,x ∈+∞恒成立,即1ln xa x+≥对任意的()0,x ∈+∞恒成立, 令()1ln x t x x +=,其中0x >,()2ln xt x x'=-. 当01x <<时,()0t x '>,此时函数()t x 单调递增; 当1x >时,()0t x '<,此时函数()t x 单调递减.所以,()()max 11t x t ==,1a ∴≥,C 选项正确;对于D 选项,()()22ln h x g x mx x x mx =-=-,则()1ln 2h x x mx '=+-,由于函数()h x 有两个极值点,令()0h x '=,可得1ln 2xm x+=, 则函数2y m =与函数()t x 在区间()0,∞+上的图象有两个交点, 当1x e>时,()0t x >,如下图所示:当021m <<时,即当102m <<时,函数2y m =与函数()t x 在区间()0,∞+上的图象有两个交点.所以,实数m 的取值范围是10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭,D 选项错误. 故选:AC. 【点睛】方法点睛:利用导数解决函数零点问题的方法:(1)直接法:先对函数求导,根据导数的方法求出函数的单调区间与极值,根据函数的基本性质作出图象,然后将问题转化为函数图象与x 轴的交点问题,突出导数的工具作用,体现了转化与化归思想、数形结合思想和分类讨论思想的应用; (2)构造新函数法:将问题转化为研究两函数图象的交点问题;(3)参变量分离法:由()0f x =分离变量得出()a g x =,将问题等价转化为直线y a =与函数()y g x =的图象的交点问题.8.下列命题正确的有( )A .已知0,0a b >>且1a b +=,则1222a b -<<B .34a b ==a b ab+= C .323y x x x =--的极大值和极小值的和为6-D .过(1,0)A -的直线与函数3y x x =-有三个交点,则该直线斜率的取值范围是1(,2)(2,)4-+∞ 【答案】ACD【分析】由等式关系、指数函数的性质可求2a b -的范围;利用指对数互化,结合对数的运算法求a b ab+;利用导数确定零点关系,结合原函数式计算极值之和即可;由直线与3y x x =-有三个交点,即可知2()h x x x k =--有两个零点且1x =-不是其零点即可求斜率范围.【详解】A 选项,由条件知1b a =-且01a <<,所以21(1,1)a b a -=-∈-,即1222a b -<<;B 选项,34a b ==log a =4log b =1212112(log 3log 4)2a b ab a b+=+=+=; C 选项,2361y x x '=--中>0∆且开口向上,所以存在两个零点12,x x 且122x x +=、1213x x =-,即12,x x 为y 两个极值点, 所以2212121212121212()[()3]3[()2]()6y y x x x x x x x x x x x x +=++--+--+=-; D 选项,令直线为(1)y k x =+与3y x x =-有三个交点,即2()()(1)g x x x k x =--+有三个零点,所以2()h x x x k =--有两个零点即可 ∴140(1)20k h k ∆=+>⎧⎨-=-≠⎩,解得1(,2)(2,)4k ∈-+∞ 故选:ACD【点睛】本题考查了指对数的运算及指数函数性质,利用导数研究极值,由函数交点情况求参数范围,属于难题.。
2019年高考数学二轮复习 导数及应用

2019年高考数学二轮复习 导数及应用1.(xx·全国新课标Ⅱ理高考)设曲线y =ax -ln(x +1)在点(0,0)处的切线方程为y =2x ,则a =( )A .0B .1C .2D .3【解析】 ∵f (x )=ax -ln (x +1),∴f ′(x )=a -1x +1,∴f (0)=0且f ′(0)=a -1=2,解得a =3,故选D. 【答案】 D (文)(xx·江西高考)若曲线y =x ln x 上点P 处的切线平行于直线2x -y +1=0,则点P 的坐标是________.【解析】 y ′=ln x +1,切线的斜率为2. ∴ln x +1=2,x =e y =eln e =e ∴p (e ,e).【答案】 (e ,e) 2.(理)(xx·陕西高考)定积分∫10(2x +e x )d x 的值为( ) A .e +2 B .e +1 C .e D .e -1【解析】⎪⎪⎠⎛012x +e x d x =x 2+e x 10=(1+e 1)-e 0=1+e -1=e ,故选C .【答案】 C (文)(xx·全国新课标Ⅱ文高考)函数f(x)在x =x 0处导数存在.若p :f′(x 0)=0;q :x =x 0是f(x)的极值点,则( )A .p 是q 的充分必要条件B .p 是q 的充分条件,但不是q 的必要条件C .p 是q 的必要条件,但不是q 的充分条件D .p 既不是q 的充分条件,也不是q 的必要条件【解析】 设f(x)=x 3,f′(0)=0,但是f(x)是单调增函数,在x =0处不存在极值,故若p 则q 是一个假命题,由极值的定义可得若q 则p 是一个真命题.故选C .【答案】 C3.(xx·全国大纲高考)若函数f(x)=x 2+ax +1x 在(12,+∞)是增函数,则a 的取值范围是( )A .[-1,0]B .[-1,+∞)C .[0,3]D .[3,+∞)【解析】 由题意知f′(x)≥0对任意的x ∈(12,+∞)恒成立,又f′(x)=2x +a -1x2,所以2x+a -1x 2≥0对任意的x ∈(12,+∞)恒成立,分离参数得a≥1x 2-2x ,若满足题意,需a≥(1x2-2x)max .令h(x)=1x 2-2x ,x ∈(12,+∞).因为h′(x)=-2x 3-2,所以当x ∈(12,+∞)时,h′(x)<0,即h(x)在(12,+∞)上单调递减,所以h(x)<h(12)=3,故a≥3. 【答案】 D4.(xx·重庆高考)已知函数f(x)=x 4+a x -ln x -32,其中a ∈R ,且曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线垂直于直线y =12x .(1)求a 的值;(2)求函数f (x )的单调区间与极值.【解】 (1)对f (x )求导得f ′(x )=14-a x 2-1x,由f (x )在点(1,f (1))处的切线垂直于直线y=12x 知f ′(1)=-34-a =-2,解得a =54. (2)由(1)知f (x )=x 4+54x -ln x -32,则f ′(x )=x 2-4x -54x 2,令f ′(x )=0,解得x =-1或x =5,因x =-1不在f (x )的定义域 (0,+∞)内,故舍去.当x ∈(0,5)时,f ′(x )<0,故f (x )在(0,5)内为减函数;当x ∈(5,+∞)时,f ′(x )>0,故f (x )在(5,+∞)内为增函数.由此知函数f (x )在x =5时取得极小值f (5)=-ln 5.从近三年高考来看,该部分高考命题的热点考向为: 1.(理)导数与积分的几何意义①该类试题,要么求曲线的切线方程,要么根据曲线切线的情况求参数的值或取值范围,常与直线、圆锥曲线等知识交汇命题,题目的设计大都不是单纯的数字系数问题,而是含有一个或两个参系数,考查数形结合、函数方程思想及运算求解能力.另外积分主要考查求值和有关面积问题.②试题多以选择题、填空题或解答题中第一步的形式出现,属中低档题. 1.(文)导数的几何意义①该类试题,要么求曲线的切线方程,要么根据曲线切线的情况求参数的值或取值范围,常与直线、圆锥曲线等知识交汇命题,题目的设计大都不是单纯的数字系数问题,而是含有一个或两个参系数,考查数形结合、函数方程思想及运算求解能力.②试题多以选择题、填空题或解答题中第一步的形式出现,属中低档题. 2.导数的简单应用①导数的简单应用主要指研究函数的单调性、极值、最值,此类问题的命题背景很宽泛,涉及的知识点多,综合性强,要么直接求函数的单调区间、极值、最值,要么利用单调性(极值、最值)求范围,突出考查学生的运算求解能力和综合运用导数相关知识解决问题的能力.②试题以解答题为主,属于中档题. 3.导数的综合应用①导数的综合应用主要体现在利用导数解决不等式恒成立问题、利用导数证明与函数相关的不等式问题以及利用导数研究方程的解等问题.主要考查学生函数与方程思想、转化与化归思想、推理论证能力和分析问题解决问题的能力.②试题以解答题的形式出现,难度较大,属中高档题.导数与积分的几何意义【例1】 (1)(xx·云南第一次检测)函数f (x )=ln2x +3-2x 2x的图象在点(-1,2)处的切线与坐标轴围成的三角形的面积等于( )A.23B.43C.12D.16(2)(xx·山东高考)直线y =4x 与曲线y =x 3在第一象限内围成的封闭图形的面积为( ) A .2 2 B .42 C .2 D .4【解析】 (1)f ′(x )=22x +3-4x x -[ln 2x +3-2x 2]x 2=2x 2x +3-ln 2x +3-2x 2x 2,则f ′(-1)=-4,故该切线方程为y =-4x -2,则该切线在x 轴,y 轴上的截距分别为-12,-2,故所求三角形的面积为12.(2)如图,y =4x 与y =x 3的交点A (2,8),图中阴景部分即为所求图形面积.S 阴=∫20(4x -x 3)d x =(2x 2-14x 4)20=8-14×24=4,故选D .【答案】 (1)12(2)D【规律感悟】 1.利用导数的几何意义的解题策略: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.2.利用定积分的几何意义求曲边梯形面积的步骤: 第一步:画出正确图形;第二步:结合图形,找到被积函数,积分上、下限; 第三步:计算定积分得面积.[创新预测]1.(1)(xx·温州十校联考)已知偶函数f(x)在R 上的任一取值都有导数,且f ′(1)=1,f (x +2)=f (x -2),则曲线y =f (x )在x =-5处的切线的斜率为( )A .-1B .-2C .1D .2【解析】 由于f (x )是R 上的偶函数,故其图象关于y 轴对称,∴f ′(-x )=-f ′(x ),又f (x +2)=f (x -2),∴f (x )是周期为4的周期函数,故f (x )在x =-5处的导数就是在x =-1处的导数,又f ′(-1)=-f ′(1)=-1,∴曲线y =f (x )在x =-5处的切线的斜率为-1,故选A.【答案】 A (2)(xx·江西高考)若f (x )=x 2+2∫10f (x )d x ,则∫10f (x )d x =( )A .-1B .-13 C.13D .1【解析】 由题意知f (x )=x 2+2∫10f (x )d x , 设m =∫10f (x )d x ∴f (x )=x 2+2m⎠⎛01f(x)d x =⎠⎛01(x 2+2m)d x =⎝⎛⎭⎫13x 3+2mx 10=13+2m =m ,∴m =-13. 【答案】 B导数的几何意义【例2】 (1)(xx·广东高考)曲线y =-5e x +3在点(0,-2)处的切线方程为________________________________________________________________________.(2)设函数f(x)=g(x)+x 2,曲线y =g(x)在点(1,g(1))处的切线方程为y =2x +1,则曲线y =f(x)在点(1,f(1))处切线的斜率为( )A .-14B .2C .4D .-12【解析】 (1)y′=-5e x ,k =-5,切线方程为y +2=-5x ,即5x +y +2=0. (2)∵曲线y =g(x)在点(1,g(1))处的切线方程为y =2x +1,∴g′(x)=k =2. 又f′(x)=g′(x)+2x ,∴f′(1)=g′(1)+2=4,故切线的斜率为4.故选C . 【答案】 (1)5x +y +2=0 (2)C【规律感悟】 利用导数的几何意义的解题策略: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.[创新预测]2.曲线y =x 3+11在P(1,12)处的切线与y 轴交点的纵坐标是( ) A .-9 B .-3 C .9 D .15【解析】 y′=3x 2,故曲线在点P(1,12)处的切线斜率是3,故切线方程是y -12=3(x -1),令x =0得y =9.故选C .【答案】 C导数的简单应用【例3】 (xx·山东高考)设函数f(x)=e x x2-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 的取值范围. 【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, 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,+∞). (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<e 22,综上所述,函数f(x)在(0,2)内存在两个极值点时,k 的取值范围为⎝⎛⎭⎫e ,e 22. 【规律感悟】 1.利用导数研究函数单调性的一般步骤:(1)确定函数的定义域; (2)求导数f′(x);(3)①若求单调区间(或证明单调性),只需在函数f(x)的定义域内解(或证明)不等式f′(x)>0或f′(x)<0.②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. 2.利用导数研究函数的极值的一般步骤: (1)确定定义域; (2)求导数f′(x);(3)①若求极值,则先求方程f′(x)=0的根,再检验f′(x)在方程根的左右值的符号,求出极值.(当根中有参数时要注意分类讨论根是否在定义域内)②若已知极值大小或存在情况,则转化为已知方程f′(x)=0根的大小或存在情况,从而求解.3.求函数y =f(x)在[a ,b]上的最大值与最小值的步骤: (1)求函数y =f(x)在(a ,b)内的极值;(2)将函数y =f(x)的各极值与端点处的函数f(a),f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.[创新预测]3.(xx·全国大纲高考)函数f(x)=ax 3+3x 2+3x(a≠0). (1)讨论f(x)的单调性;(2)若f(x)在区间(1,2)是增函数,求a 的取值范围.【解】 (1)f′(x)=3ax 2+6x +3,f′(x)=0的判别式Δ=36(1-a).①若a≥1,则f′(x)≥0,且f′(x)=0当且仅当a =1,x =-1.故此时f(x)在R 上是增函数. ②由于a ≠0,故当a <1时,f ′(x )=0有两个根:x 1=-1+1-a a ,x 2=-1-1-a a.若0<a <1,则当x ∈(-∞,x 2)或x ∈(x 1,+∞)时f ′(x )>0,故f (x )分别在(-∞,x 2),(x 1,+∞)是增函数;当x ∈(x 2,x 1)时f ′(x )<0,故f (x )在(x 2,x 1)是减函数.若a <0,则当x ∈(-∞,x 1)或x ∈(x 2,+∞)是f ′(x )<0,故f (x )分别在(-∞,x 1),(x 2,+∞)是减函数;当x ∈(x 1,x 2)时f ′(x )>0,故f (x )在(x 1,x 2)是增函数.(2)当a >0,x >0时,f ′(x )=3ax 2+6x +3>0,故当a >0时,f (x )在区间(1,2)是增函数. 当a <0时,f (x )在区间(1,2)是增函数当且仅当f ′(1)≥0且f ′(2)≥0,解得-54≤a <0.综上,a 的取值范围是[-54,0)∪(0,+∞).导数的综合应用【例4】 (预测题)函数f (x )=x ln x -ax 2-x (a ∈R ). (1)若函数f (x )在x =1处取得极值,求a 的值.(2)若函数f (x )的图象在直线y =-x 图象的下方,求a 的取值范围. (3)求证:xx>xx.【解】 (1)函数定义域为(0,+∞), f ′(x )=ln x -2ax ,因为f (x )在x =1处取得极值,所以f ′(1)=0,即-2a =0,所以a =0. 检验,a =0符合条件.(2)由题意,得x ln x -ax 2-x <-x , 所以x ln x -ax 2<0.因为x ∈(0,+∞),所以a >ln xx .设h (x )=ln xx ,则h ′(x )=1-ln x x 2.令h ′(x )>0,得0<x <e ,所以h (x )在(0,e)上单调递增; 令h ′(x )<0,得x >e ,所以h (x )在(e ,+∞)上单调递减.所以h (x )max =h (e)=1e,所以a >1e.(3)由(2)知h (x )=ln xx在(e ,+∞)上单调递减,所以当x >e 时,h (x )>h (x +1), 即ln x x >ln x +1x +1,所以(x +1)ln x >x ln(x +1),所以ln x x +1>ln(x +1)x ,所以x x +1>(x +1)x ,令x =2 014,得2 0142 015>2 0152 014.【规律方法】 1.利用导数解决不等式恒成立问题的“两种”常用方法: (1)分离参数法:第一步:将原不等式分离参数,转化为不含参数的函数的最值问题; 第二步:利用导数求该函数的最值; 第三步:根据要求得所求范围. (2)函数思想法:第一步:将不等式转化为某含待求参数的函数的最值问题; 第二步:利用导数求该函数的极值(最值); 第三步:构建不等式求解.2.利用导数证明不等式的步骤:(1)依据待证不等式的特征、变量的取值范围及不等式的性质,将待证不等式化简. (2)依据不等式构造函数.(3)利用导数研究函数的单调性,求其最值. (4)依据单调性及最值,得到待证不等式.[创新预测]4.(xx·山东济宁一模)已知f (x )=x ln x ,g (x )=-x 2+ax -3. (1)求函数f (x )的最小值;(2)对一切x ∈(0,+∞),2f (x )≥g (x )恒成立,求实数a 的取值范围.(3)证明:对一切x ∈(0,+∞),都有ln x >1e x -2e x成立.【解】 (1)f ′(x )=ln x +1,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.所以f (x )的最小值为f ⎝⎛⎭⎫1e =-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 +3x -1x2, 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.因为对一切x ∈(0,+∞),2f (x )≥g (x )恒成立, 所以a ≤h (x )min =4,即a 的取值范围为(-∞,4].(3)证明: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-xex ,易知m (x )max =m (1)=-1e,从而对一切x ∈(0,+∞),都有ln x >1e x -2e x成立.[总结提升] 通过本节课的学习,需掌握如下三点: 失分盲点(1)记错导数公式或用错求导法则.(2)求切线方程时忽视“在某点处的切线”与“过某点的切线”的不同.(3)忽视函数的定义域:尤其是函数式子有对数符号时,最容易忘掉对数的真数大于零这个隐含条件.(4)忽视边界值:由f (x )单调递增(减),应该推出f ′(x )≥0(≤0).也就是导数大于零(小于零)是函数为增(减)函数的充分不必要条件.(5)“存在一个使…成立”与“对一切使…成立”完全不同.(6)分离参数时要注意不等号的方向,必要时要进行分类讨论. 答题指导(1)看到函数的导数,想到常见函数的导数公式和求导法则.(2)看到曲线在某点处的导数,想到可用导数的几何意义求切线的斜率.(3)在利用导数研究函数综合问题时,首先要注意函数的定义域,其次要注意函数的单调性与导函数值间的关系,若含有参数,一定要注意参数的取值范围.方法规律(1)利用导数判断单调性的方法,利用导数求极值、最值的方法.(2)利用函数的最值法求不等式中的参数问题;利用分离参数法解决不等式中的参数问题;利用构造函数法证明不等式;利用数形结合法解决函数零点个数问题.构造中的“顺其自然”构造新的函数与被证明不等式相吻合,是推理论证能力的较高要求,如何使新的函数与不等式“自然接轨”,决定了推理论证的简捷程度.构造函数比较大小是较为常见的问题,体现了推理论证能力与运算能力的结合.【例1】 (xx·湖南高考)若0<x 1<x 2<1,则( )A .e x 2-e x 1>ln x 2-ln x 1B .e x 2-e x 1<ln x 2-ln x 1C .x 2e x 1>x 1e x 2D .x 2e x 1<x 1e x 2 【解析】 A ,B 中构造函数f (x )=e x -ln x ,∴f (x )′=e x -1x,在(0,1)上有零点,故A ,B 错;C ,D 中令g (x )=e xx,∴g ′(x )=e x x -e x x 2=e x x -1x 2<0,∴g (x )在(0,1)单调递减, 又∵x 2>x 1 ∴e x 1x 1>e x 2x 2,故选C. 【答案】 C 【例2】 (xx·山东济南一模)已知f (x )定义域为(0,+∞),f ′(x )为f (x )的导函数,且满足f (x )<-xf ′(x ),则不等式f (x +1)>(x -1)·f (x 2-1)的解集是 ( )A .(0,1)B .(1,+∞)C .(1,2)D .(2,+∞)【解析】 因为f (x )+xf ′(x )<0,所以(xf (x ))′<0,xf (x )在(0,+∞)上为减函数,又因为(x +1)f (x +1)>(x 2-1)·f (x 2-1),所以x +1<x 2-1,得x >2.故选D.【答案】 D【规律感悟】 构造可导函数比较大小体现了推理论证能力与运算技巧的结合,对构造的新函数求导后能够很简单地利用已知条件进行单调性判断,从而使问题的解决“顺流而下”.①求导法则要熟记;②几个活跃函数要“信手拈来”,如ln x ,e x ,x ln x ,x e x 等;③必要的“试探运算”也是解题时需要注意的,很大程度上是确定新函数的“必经之路”.建议用时 实际用时错题档案45分钟一、选择题1.(xx·东北三校第一次联考)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( )A.14B.12 C .1 D .4【解析】 由题意可知f ′(14)=12x -12|x =14=g ′(14)=a 14,可得a =14,经检验,a =14满足题意.【答案】 A 2.(理)(xx·大庆质检)一列火车在平直的铁轨上行驶,由于遇到紧急情况,火车以速度v (t )=5-t +551+t(t 的单位:s ,v 的单位:m/s)紧急刹车至停止.在此期间火车继续行驶的距离是( )A .55 ln 10 mB .55 ln 11 mC .(12+55 ln 7)mD .(12+55 ln 6)m【解析】 令5-t +551+t=0,注意到t >0,得t =10,即经过的时间为10 s ;行驶的距离s =∫100(5-t +55t +1)d t =[5t -12t 2+55ln (t +1)]100=55ln 11,即紧急刹车后火车运行的路程为55 ln 11 m .故选B .【答案】 B(文)(预测题)函数y =12x 2-ln x 的单调递减区间为( )A .(-1,1)B .(0,1)C .(1,+∞)D .(0,+∞)【解析】 根据函数的导数小于0的解集就是函数的单调减区间求解.由题意知,函数的定义域为(0,+∞),又由y′=x -1x<0,解得0<x <1,所以函数的单调递减区间为(0,1).故选B .【答案】 B 3.(xx·大连双基测试)已知函数f(x)=x 3+ax 2-x +c(x ∈R ),下列结论错误的是( ) A .函数f (x )一定存在极大值和极小值B .若函数f (x )在(-∞,x 1),(x 2,+∞)上是增函数,则x 2-x 1≥233C .函数f (x )的图象是中心对称图形D .函数f (x )在点(x 0,f (x 0))(x 0∈R )处的切线与f (x )的图象必有两个不同的公共点【解析】 对于A ,f ′(x )=3x 2+2ax -1,Δ=4a 2+12>0,因此函数f ′(x )=3x 2+2ax -1恒有两个相异零点x 3,x 4(其中x 3<x 4),易知函数f (x )的增区间是(-∞,x 3)与(x 4,+∞),减区间是(x 3,x 4),函数f (x )一定存在极大值与极小值,选项A 正确.对于B ,x 3+x 4=-2a3,x 3x 4=-13,x 4-x 3=x 3+x 42-4x 3x 4= -2a 32+43≥233,又x 1≤x 3,x 4≤x 2,因此x 2-x 1≥x 4-x 3≥233,x 2-x 1的最小值是233,选项B 正确.对于C ,注意到f (x )的图象关于点(-a 3,f (-a 3))成中心对称,因此选项C 正确(注:函数f (x )=ax 3+bx 2+cx +d (a ≠0)的图象关于点(-b 3a ,f (-b3a))成中心对称.对于D ,取a =c =0得f (x )=x 3-x ,f (0)=0,f ′(0)=-1,此时f (x )=x 3-x 的图象在点(0,0)处的切线方程是y =-x ,注意到方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =-xy =x 3-x 有唯一实数解,即此时f (x )=x 3-x 的图象在点(0,0)处的切线与f (x )的图象有唯一公共点,因此选项D 不正确.综上所述,选D.【答案】 D4.(xx·江西高考)在同一直角坐标系中,函数y =ax 2-x +a2与y =a 2x 3-2ax 2+x +a (a ∈R )的图象不可能的是 ( )【解析】 当a =0时,D 符合题意,对函数y =a 2x 3-2ax 2+x +a ,y ′=(3ax -1)(ax -1)令y ′=0,x 1=13a ,x 2=1a ,y =ax 2-x +a 2的对称轴为12a,12a 介于13a 与1a 之间,故B 错. 【答案】 B 5.(xx·全国新课标Ⅱ高考)若函数f (x )=kx -ln x 在区间(1,+∞)单调递增,则k的取值范围是 ( )A .(-∞,-2]B .(-∞,-1]C .[2,+∞)D .[1,+∞)【解析】 f ′(x )=k -1x,由题意知f ′(x )≥0在(1,+∞)上恒成立, 即k -1x ≥0,∴k ≥1x 恒成立,∴而1x<1,∴k ≥1. 故选D.【答案】 D二、填空题6.(文)(xx·江西高考)设函数f (x )在(0,+∞)内可导,且f (e x )=x +e x ,则f ′(1)=________.【解析】 令e x =t ,则x =ln t ,所以f (x )=ln x +x ,即f ′(x )=1+1x,则f ′(1)=1+1=2. 【答案】 2(理)(xx·皖南八校联考)⎠⎛0-a a 2-x 2d x =________. 【解析】 ⎠⎛0-a a 2-x 2d x 表示圆x 2+y 2=a 2在第二象限的面积为πa 24. 【答案】 πa 247.(xx·安徽高考)若直线l 与曲线C 满足下列两个条件:(i )直线l 在点P(x 0,y 0)处与曲线C 相切;(ii )曲线C 在点P 附近位于直线l 的两侧,则称直线l 在点P 处“切过”曲线C.下列命题正确的是________(写出所有正确命题的编号).①直线l :y =0在点P(0,0)处“切过”曲线C :y =x 3②直线l :x =-1在点P(-1,0)处“切过”曲线C :y =(x +1)2③直线l :y =x 在点P(0,0)处“切过”曲线C :y =sin x④直线l :y =x 在点P(0,0)处“切过”曲线C :y =tan x⑤直线l :y =x -1在点P(1,0)处“切过”曲线C :y =ln x【解析】 对于①,y′=3x 2,y′|x =0=0,所以l :y =0是曲线C :y =x 3在点P(0,0)处的切线,画图可知曲线C :y =x 3在点P(0,0)附近位于直线l 的两侧,①正确;对于②,因为y′=2(x +1),y′|x =-1=0,所以l :x =-1不是曲线C :y =(x +1)2在点P(-1,0)处的切线,②错误;对于③,y′=cos x ,y′|x =0=1,在点P(0,0)处的切线为l :y =x ,画图可知曲线C :y =sin x 在点P(0,0)附近位于直线l 的两侧,③正确;对于④,y′=1cos 2 x ,y′|x =0=1cos 2 0=1,在点P(0,0)处的切线为l :y =x ,画图可知曲线C :y =tan x 在点P(0,0)附近位于直线l 的两侧,④正确;对于⑤,y′=1x,y′|x =1=1,在点P(1,0)处的切线为l :y =x -1,令h(x)=x -1-ln x(x >0),可得h′(x)=1-1x =x -1x,所以h(x)min =h(1)=0,故x -1≥ln x ,可知曲线C :y =ln x 在点P(1,0)附近位于直线l 的下侧,⑤错误.【答案】 ①③④8.(xx·辽宁高考)当x ∈[-2,1]时,不等式ax 3-x 2+4x +3≥0恒成立,则实数a 的取值范围是________.【解析】 当x =0时,ax 3-x 2+4x +3≥0变为3≥0恒成立,即a ∈R .当x ∈(0,1]时,ax 3≥x 2-4x -3,a ≥x 2-4x -3x 3,∴a ≥⎣⎡⎦⎤x 2-4x -3x 3max .设φ(x )=x 2-4x -3x 3, φ′(x )=2x -4x 3-x 2-4x -33x 2x 6=-x 2-8x -9x 4=-x -9x +1x 4>0, ∴φ(x )在(0,1]上递增,φ(x )max =φ(1)=-6.∴a ≥-6.当x ∈[-2,0)时,a ≤x 2-4x -3x 3, ∴a ≤⎣⎡⎦⎤x 2-4x -3x 3min .仍设φ(x )=x 2-4x -3x 3, φ′(x )=-x -9x +1x 4. 当x ∈[-2,-1)时,φ′(x )<0,当x ∈(-1,0)时,φ′(x )>0.∴当x =-1时,φ(x )有极小值,即为最小值.而φ(x )min =φ(-1)=1+4-3-1=-2, ∴a ≤-2.综上知-6≤a ≤-2.【答案】 [-6,-2]三、解答题9.(xx·重庆高考)某村庄拟修建一个无盖的圆柱形蓄水池(不计厚度).设该蓄水池的底面半径为r 米,高为h 米,体积为V 立方米.假设建造成本仅与表面积有关,侧面的建造成本为100元/平方米,底面的建造成本为160元/平方米,该蓄水池的总建造成本为12 000π元(π为圆周率).(1)将V 表示成r 的函数V (r ),并求该函数的定义域;(2)讨论函数V (r )的单调性,并确定r 和h 为何值时该蓄水池的体积最大.【解】 (1)因为蓄水池侧面的总成本为100·2πrh =200πrh 元,底面的总成本为160πr 2元,所以蓄水池的总成本为(200πrh +160πr 2)元.又据题意200πrh +160πr 2=12 000π,所以h =15r(300-4r 2),从而V (r )=πr 2h =π5(300r -4r 3). 因为r >0,又由h >0可得r <53,故函数V (r )的定义域为(0,53).(2)因为V (r )=π5(300r -4r 3),故V ′(r )=π5(300-12r 2).令V ′(r )=0,解得r 1=5,r 2=-5(因为r 2=-5不在定义域内,舍去).当r ∈(0,5)时,V ′(r )>0,故V (r )在(0,5)上为增函数;当r ∈(5,53)时,V ′(r )<0,故V (r )在(5,53)上为减函数.由此可知,V (r )在r =5处取得最大值,此时h =8.即当r =5,h =8时,该蓄水池的体积最大.10.(xx·陕西高考)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 )-x 3零点的个数; (3)若对任意b >a >0,f b -f a b -a<1恒成立,求m 的取值范围. 【解】 (1)由题设,当m =e 时,f (x )=ln x +e x ,则f ′(x )=x -e x2, ∴当x ∈(0,e),f ′(x )<0,f (x )在(0,e)上单调递减,当x ∈(e ,+∞),f ′(x )>0,f (x )在(e ,+∞)上单调递增,∴x =e 时,f (x )取得极小值f (e)=ln e +e e =2, ∴f (x )的极小值为2. (2)由题设g (x )=f ′(x )-x 3=1x -m x 2-x 3(x >0), 令g (x )=0,得m =-13x 3+x (x >0). 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 )的唯一极值点,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. 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. (3)对任意的b >a >0,f b -f a b -a<1恒成立, 等价于f (b )-b <f (a )-a 恒成立.(*)设h (x )=f (x )-x =ln x +m x-x (x >0), ∴(*)等价于h (x )在(0,+∞)上单调递减.由h ′(x )=1x -m x2-1≤0在(0,+∞)上恒成立, 得m ≥-x 2+x =-(x -12)2+14(x >0)恒成立, ∴m ≥14(对m =14,h ′(x )=0仅在x =12时成立),∴m 的取值范围是[14,+∞). .。
新高考2020高考数学二轮复习小题考法专训十导数的简单应用

小题考法专训(十) 导数的简单应用A 级——保分小题落实练一、选择题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)等于( ) A .-e B .-1 C .1D .e解析:选B 因为f (x )=2xf ′(1)+ln x ,所以f ′(x )=2f ′(1)+1x,令x =1,得f ′(1)=2f ′(1)+1,解得f ′(1)=-1.2.已知直线2x -y +1=0与曲线y =a e x+x 相切(其中e 为自然对数的底数),则实数a 的值是( )A .eB .2eC .1D .2解析:选C 设切点为(x 0,a e x 0+x 0),由曲线y =a e x+x ,可得y ′=a e x+1,则切线的斜率k =y ′|x =x 0=a e x 0+1.令a e x 0+1=2可得x 0=ln 1a,则曲线在点(x 0,a e x 0+x 0),即⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1a ,1+ln 1a 处的切线方程为y -1-ln 1a =2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -ln 1a ,整理可得2x -y -ln 1a +1=0.结合题中所给的切线2x -y +1=0,得-ln 1a+1=1,∴a =1.3.已知直线y =kx +1与曲线y =x 3+ax +b 相切于点A (1,3),则b 的值为( ) A .3 B .-3 C .5D .-5解析:选A 由题意知,3=k +1,∴k =2.又(x 3+ax +b )′|x =1=(3x 2+a )|x =1=3+a ,∴3+a =2,∴a =-1,∴3=1-1+b ,即b =3.4.(2019·河北九校第二次联考)函数y =x +3x+2ln x 的单调递减区间是( )A .(-3,1)B .(0,1)C .(-1,3)D .(0,3)解析:选B 令y ′=1-3x 2+2x<0,得-3<x <1,又x >0,故所求函数的单调递减区间为(0,1),故选B.5.已知函数y =xf ′(x )的图象如图所示(其中f ′(x )是函数f (x )的导函数),下面四个图象中大致为y =f (x )的图象的是( )解析:选C 当0<x <1时,xf ′(x )<0,∴f ′(x )<0,故y =f (x )在(0,1)上为减函数;当x >1时,xf ′(x )>0,∴f ′(x )>0,故y =f (x )在(1,+∞)上为增函数,因此排除A 、B 、D ,故选C.6.若函数f (x )=kx -2ln x 在区间(1,+∞)上单调递增,则k 的取值范围是( ) A .(-∞,-2] B .(-∞,-1] C .[1,+∞)D .[2,+∞)解析:选D 因为f (x )=kx -2ln x ,所以f ′(x )=k -2x.因为f (x )在区间(1,+∞)上单调递增,所以在区间(1,+∞)上f ′(x )=k -2x ≥0恒成立,即k ≥2x恒成立,当x ∈(1,+∞)时,0<2x<2,所以k ≥2,故选D.7.若函数f (x )=12x 2+(a -1)x -a ln x 存在唯一的极值,且此极值不小于1,则a 的取值范围为( )A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,2 B .⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞ C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,32 D .(-1,0)∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞解析:选B 对函数求导得f ′(x )=x +a -1-a x =(x +a )(x -1)x,因为函数存在唯一的极值,所以导函数存在唯一的零点,且零点大于0,故x =1是唯一的极值点,此时-a ≤0且f (1)=-12+a ≥1⇒a ≥32.故选B.8.(2020届高三·武汉调研)设曲线C :y =3x 4-2x 3-9x 2+4,在曲线C 上一点M (1,-4)处的切线记为l ,则切线l 与曲线C 的公共点个数为( )A .1B .2C .3D .4解析:选C y ′=12x 3-6x 2-18x ,所以切线l 的斜率k =y ′|x =1=-12,所以切线l 的方程为12x +y -8=0.联立方程⎩⎪⎨⎪⎧12x +y -8=0,y =3x 4-2x 3-9x 2+4,消去y ,得3x 4-2x 3-9x 2+12x -4=0,所以(x +2)(3x -2)(x -1)2=0,所以x 1=-2,x 2=23,x 3=1,所以切线l 与曲线C 有3个公共点,故选C.9.已知函数f (x )=x ln x -a e x(e 为自然对数的底数)有两个极值点,则实数a 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e B .(0,e) C.⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,e D .(-∞,e)解析:选A f ′(x )=ln x -a e x+1,令f ′(x )=0,得a =ln x +1ex.若函数f (x )=x ln x -a e x有两个极值点,则y =a 和g (x )=ln x +1ex在(0,+∞)上有2个交点,g ′(x )=1x -ln x -1ex(x >0).令h (x )=1x-ln x -1,则h ′(x )=-1x2-1x<0,h (x )在(0,+∞)上单调递减,而h (1)=0,故x ∈(0,1)时,h (x )>0,即g ′(x )>0,g (x )单调递增,x ∈(1,+∞)时,h (x )<0,即g ′(x )<0,g (x )单调递减,故g (x )max =g (1)=1e ,而x →0时,g (x )→-∞,x →+∞时,g (x )→0.若y =a 和g (x )=ln x +1e x在(0,+∞)上有2个交点,只需0<a <1e. 10.已知函数f (x +1)是偶函数,当x ∈(1,+∞)时,函数f (x )=sin x -x ,设a =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,b =f (3),c =f (0),则a ,b ,c 的大小关系为( )A .b <a <cB .c <a <bC .b <c <aD .a <b <c解析:选A ∵函数f (x +1)是偶函数,∴函数f (x )的图象关于直线x =1对称,∴a =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52,b =f (3),c =f (0)=f (2).又∵当x ∈(1,+∞)时,函数f (x )=sin x -x ,∴当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )=cos x -1≤0,即f (x )=sin x -x 在(1,+∞)上为减函数,∴b <a <c .11.设函数f (x )在R 上存在导函数f ′(x ),对任意的实数x 都有f (x )=4x 2-f (-x ),当x ∈(-∞,0]时,f ′(x )+12<4x ,若f (m +1)≤f (-m )+4m +2,则实数m 的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-12,+∞ B .⎣⎢⎡⎭⎪⎫-32,+∞C .[-1,+∞)D .[-2,+∞)解析:选A 令F (x )=f (x )-2x 2,因为F (-x )+F (x )=f (-x )+f (x )-4x 2=0,所以F (-x )=-F (x ),故F (x )=f (x )-2x 2是奇函数.则当x ∈(-∞,0]时,F ′(x )=f ′(x )-4x <-12<0,所以函数F (x )=f (x )-2x 2在(-∞,0]上单调递减,故函数F (x )在R 上单调递减.不等式f (m +1)≤f (-m )+4m +2等价于f (m +1)-2(m +1)2≤f (-m )-2m 2,即F (m +1)≤F (-m ),由函数的单调性可得m +1≥-m ,即m ≥-12.故选A.12.(2019·福州模拟)已知函数f (x )=x 3-2e x 2+mx -ln x ,若f (x )>x 恒成立,则实数m 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫e 2+1e +1,+∞B .⎝ ⎛⎦⎥⎤0,e 2+1e +1C.⎝⎛⎦⎥⎤-∞,e 2+1e +1D .⎝⎛⎦⎥⎤-∞,e 2+1e 解析:选A 由f (x )>x 恒成立,得x 3-2e x 2+mx -ln x >x 恒成立,即x 3-2e x 2+(m -1)x -ln x >0恒成立,因为x >0,所以两边同时除以x ,得x 2-2e x +(m -1)-ln x x>0,则m -1>ln x x -x 2+2e x 恒成立.令g (x )=ln x x -x 2+2e x ,则g ′(x )=1-ln xx2-2x +2e ,当0<x <e 时,1-ln x x 2>0,2e -2x >0,所以g ′(x )>0;当x >e 时,1-ln xx2<0,2e -2x <0,所以g ′(x )<0.所以当x =e 时,g (x )max =1e +e 2,则m -1>1e +e 2,所以m >e 2+1e +1,故选A.二、填空题13.若曲线f (x )=x sin x +1在x =π2处的切线与直线ax +2y +1=0相互垂直,则实数a =________.解析:因为f ′(x )=sin x +x cos x ,所以f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=sin π2+π2·cos π2=1.又直线ax +2y +1=0的斜率为-a2,所以1×⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2=-1,解得a =2.答案:214.已知函数f (x )=sin x -13x ,x ∈[0,π],cos x 0=13,x 0∈[0,π].①f (x )的最大值为f (x 0); ②f (x )的最小值为f (x 0); ③f (x )在[0,x 0]上是减函数; ④f (x )在[x 0,π]上是减函数.那么上面命题中真命题的序号是________.解析:f ′(x )=cos x -13,由f ′(x )=0,得cos x =13,即x =x 0.因为x ∈[0,π],当0<x <x 0时,f ′(x )>0;当x 0<x <π时,f ′(x )<0,所以f (x )的最大值为f (x 0),f (x )在[x 0,π]上是减函数.答案:①④15.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________.解析:f ′(x )=1x -ax -2=-ax 2+2x -1x.因为函数f (x )存在单调递减区间, 所以f ′(x )≤0有解.又因为函数f (x )的定义域为(0,+∞), 所以ax 2+2x -1≥0在(0,+∞)上有解.①当a >0时,y =ax 2+2x -1为开口向上的抛物线,Δ=4+4a >0恒成立,所以ax 2+2x -1≥0在(0,+∞)上有解恒成立;②当a <0时,y =ax 2+2x -1为开口向下的抛物线,ax 2+2x -1≥0在(0,+∞)上恒有解,则⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4+4a >0,x =-1a >0,解得-1<a <0;③当a =0时,显然符合题意.综上所述,实数a 的取值范围是(-1,+∞). 答案:(-1,+∞)16.(2019·江西七校第一次联考)定义:如果函数f (x )在[a ,b ]上存在x 1,x 2(a <x 1<x 2<b )满足f ′(x 1)=f ′(x 2)=f (b )-f (a )b -a,则称函数f (x )是[a ,b ]上的“中值函数”.已知函数f (x )=13x 3-12x 2+m 是[0,m ]上的“中值函数”,则实数m 的取值范围是________.解析:由题意,知f ′(x )=x 2-x 在区间[0,m ]上存在x 1,x 2(0<x 1<x 2<m ),满足f ′(x 1)=f ′(x 2)=f (m )-f (0)m =13m 2-12m ,所以方程x 2-x =13m 2-12m 在区间(0,m )上有两个不相等的解. 令g (x )=x 2-x -13m 2+12m (0<x <m ),则⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧Δ=1+43m 2-2m >0,g (0)=-13m 2+12m >0,g (m )=23m 2-12m >0,m >12,解得34<m <32.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫34,32B 级——拔高小题提能练1.[多选题]已知函数y =f (x )的导函数f ′(x )的图象如图所示,则下列判断正确的是( )A .函数y =f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,-12内单调递增B .当x =-2时,函数y =f (x )取得极小值C .函数y =f (x )在区间(-2,2)内单调递增D .当x =3时,函数y =f (x )有极小值解析:选BC 对于A ,函数y =f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,-12内有增有减,故A 不正确;对于B ,当x =-2时,函数y =f (x )取得极小值,故B 正确;对于C ,当x ∈(-2,2)时,恒有f ′(x )>0,则函数y =f (x )在区间(-2,2)内单调递增,故C 正确;对于D ,当x =3时,f ′(x )≠0,故D 不正确.2.[多选题]已知函数y =f (x )在R 上可导且f (0)=1,其导函数f ′(x )满足f ′(x )-f (x )x -1>0,对于函数g (x )=f (x )ex,下列结论正确的是( )A .函数g (x )在(1,+∞)上为单调递增函数B .x =1是函数g (x )的极小值点C .函数g (x )至多有两个零点D .当x ≤0时,不等式f (x )≤e x恒成立 解析:选ABC g (x )=f (x )ex,则g ′(x )=f ′(x )-f (x )ex.当x >1时,由f ′(x )-f (x )x -1>0可得f ′(x )-f (x )>0,则g ′(x )>0,故y =g (x )在(1,+∞)上单调递增,故A 正确;当x <1时,由f ′(x )-f (x )x -1>0可得f ′(x )-f (x )<0,则g ′(x )<0,故y =g (x )在(-∞,1)上单调递减,故x =1是函数y =g (x )的极小值点,故B 正确;若g (1)<0,则函数y =g (x )有2个零点,若g (1)=0,则函数y =g (x )有1个零点,若g (1)>0,则函数y =g (x )没有零点,故C 正确;因为y =g (x )在(-∞,1)上单调递减,所以y =g (x )在(-∞,0)上单调递减,由g (0)=f (0)e=1,得当x ≤0时,g (x )≥g (0),即f (x )ex≥1,故f (x )≥e x,故D 错误.3.已知函数f (x )=a ln x -bx 2,a ,b ∈R.若不等式f (x )≥x 对所有的b ∈(-∞,0],x ∈(e ,e 2]都成立,则实数a 的取值范围是( )A .[e ,+∞)B .⎣⎢⎡⎭⎪⎫e 22,+∞C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫e22,e 2 D .[e 2,+∞)解析:选B f (x )≥x 对所有的b ∈(-∞,0],x ∈(e ,e 2]都成立,即a ln x -x ≥bx 2对所有的b ∈(-∞,0],x ∈(e ,e 2]都成立,因为b ∈(-∞,0],x ∈(e ,e 2],所以bx 2的最大值为0,所以a ln x -x ≥0在x ∈(e ,e 2]时恒成立,所以a ≥xln x在x ∈(e ,e 2]时恒成立,令g (x )=xln x ,x ∈(e ,e 2],则g ′(x )=ln x -1ln 2x >0恒成立,所以g (x )=x ln x在(e ,e 2]上单调递增,所以当x =e 2时,g (x )取得最大值e 22,所以a ≥e22,故选B.4.(2019·石家庄模拟)已知函数f (x )=23ax 3+⎝ ⎛⎭⎪⎫a -12x 2,a ∈R ,当x ∈[0,1]时,函数f (x )仅在x =1处取得最大值,则a 的取值范围为________.解析:∵f (x )=23ax 3+⎝ ⎛⎭⎪⎫a -12x 2,∴f ′(x )=2ax 2+(2a -1)x , ∵0≤x ≤1,∴a ≤0时,f ′(x )≤0, ∴函数f (x )在区间[0,1]上单调递减,∴x =1时,f (x )取得最小值,与题意不符,∴a >0. 由f ′(x )=2ax 2+(2a -1)x =0,得x =0或x =12a-1.①当12a -1≤0,即a ≥12时,f ′(x )≥0(x ∈[0,1]),f (x )在区间[0,1]上单调递增,f (x )仅在x =1处取得最大值,符合题意.②当0<12a -1<1,即14<a <12时,令f ′(x )<0,得0<x <12a -1,令f ′(x )>0,得12a -1<x ≤1,∴f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12a -1上单调递减,在⎝ ⎛⎦⎥⎤12a -1,1上单调递增,要使f (x )仅在x =1处取得最大值,则f (1)>f (0),即53a -12>0,所以310<a <12.③当12a -1≥1,即0<a ≤14时,f ′(x )≤0(x ∈[0,1]),f (x )在区间[0,1]上单调递减,∴x =1时,f (x )取得最小值,与题意不符.综上,a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫310,+∞.答案:⎝⎛⎭⎪⎫310,+∞ 5.已知函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫k +4k ln x +4-x 2x ,k ∈[4,+∞),曲线y =f (x )上总存在两点M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),使曲线y =f (x )在M ,N 两点处的切线互相平行,则x 1+x 2的取值范围为________.解析:f ′(x )=k +4k x -4x2-1(x >0,k ≥4),由题意知f ′(x 1)=f ′(x 2)(x 1,x 2>0且x 1≠x 2),即k +4k x 1-4x 21-1=k +4k x 2-4x 22-1,化简得4(x 1+x 2)=⎝⎛⎭⎪⎫k +4k x 1x 2,而x 1x 2<⎝⎛⎭⎪⎫x 1+x 222,所以4(x 1+x 2)<⎝ ⎛⎭⎪⎫k +4k ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 222,即x 1+x 2>16k +4k对k ∈[4,+∞)恒成立. 令g (k )=k +4k ,则g ′(k )=1-4k 2=(k +2)(k -2)k2>0对k ∈[4,+∞)恒成立, 故g (k )在[4,+∞)上单调递增, 所以g (k )≥g (4)=5,所以16k +4k≤165, 所以x 1+x 2>165,故x 1+x 2的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫165,+∞. 答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫165,+∞。
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所以 ≥-1-2a+4且 ≥-4-4a+4,
解得a≥ .
二、填空题
7.(20xx·长春质检) dx=________.
解析: dx= = +1- = .
答案:
8.已知函数f(x)= x2+2ax-lnx,若f(x)在区间 上是增函数,则实数a的取值范围为________.
D.当x=-1时,取极大值-2;当x=1时,取极小值2
解析:选Df′(x)=1- ,令f′(x)=0,得x=±1,
函数f(x)在区间(-∞,-1)和(1,+∞)上单调递增,在(-1,0)和(0,1)上单调递减,
所以当x=-1时,取极大值-2,当x=1时,取极小值2.
3.若直线y=ax是曲线y=2lnx+1的一条切线,则实数a的值为( )
所以f′(3)= =0,解得a=9,
所以f′(x)= = ,
所以当0<x< 或x>3时,f′(x)>0;
当 <x<3时,f′(x)<0.
所以f(x)的单调递增区间为 ,(3,+∞),单调递减区间为 .
(2)g(x)=alnx+x2-ax-2x,
则g′(x)= -2= .
令g′(x)=0,得x= 或x=1.
所以f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,2]上单调递增,
故f(x)min=f(1)= .
对于二次函数g(x)=-x2-2ax+4,易知该函数开口向下,
所以其在区间[1,2]上的最小值在端点处取得,
即g(x)min=min{g(1),g(2)}.
要使对任意的x1∈(0,2],存在x2∈[1,2],使得f(x1)≥g(x2)成立,只需f(x1)min≥g(x2)min,
2019-2020高考数学二轮复习专题检测十导数的简单应用理
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专题检测(十) 导数的简单应用
一、选择题
1.函数f(x)= x2-lnx的最小值为( )
A. B.1
C.0D.不存在
解析:选A∵f′(x)=x- = ,且x>0.
①当 ≤1,即a≤2时,g(x)在[1,e]上为增函数,
h(a)=g(1)=-a-1;
②当1< <e,即2<a<2e时,g(x)在 上为减函数,在 上为增函数,
h(a)=g =aln - a2-a;
③当 ≥e,即a≥2e时,g(x)在[1,e]上为减函数,
h(a)=g(e)=(1-e)a+e2-2e.
令f′(x)>0,得x>1;令f′(x)<0,得0<x<1.
∴f(x)在x=1处取得极小值也是最小值,且f(1)= -ln 1= .
2.函数f(x)=x+ 无极大值
B.当x=-1时,取极大值-2,但无极小值
C.当x=-1时,取极小值-2;当x=1时,取极大值2
设g(x)=lnx-x+1,则g′(x)= -1.
当x∈(0,1)时,g′(x)>0;当x∈(1,+∞)时,g′(x)<0.所以g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.
故当x=1时,g(x)取得最大值,最大值为g(1)=0.
所以当x>0时,g(x)≤0.
从而当a<0时,ln + +1≤0,
∴f(x)的极小值为f(e )= +2e =4e .
11.(20xx·全国卷Ⅲ)已知函数f(x)=lnx+ax2+(2a+1)x.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)当a<0时,证明f(x)≤- -2.
解:(1)f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)= +2ax+2a+1= .
若a≥0,则当x∈(0,+∞)时,f′(x)>0,
6.已知f(x)=lnx- + ,g(x)=-x2-2ax+4,若对任意的x1∈(0,2],存在x2∈[1,2],使得f(x1)≥g(x2)成立,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析:选A 因为f′(x)= - - = =- ,
易知,当x∈(0,1)时,f′(x)<0,当x∈(1,2]时,f′(x)>0,
答案:2+ln2
三、解答题
10.已知函数f(x)= +ax,x>1.
(1)若f(x)在(1,+∞)上单调递减,求实数a的取值范围;
(2)若a=2,求函数f(x)的极小值.
解:(1)f′(x)= +a,
由题意可得f′(x)≤0在(1,+∞)上恒成立,
∴a≤ - = 2- .
∵x∈(1,+∞),
∴lnx∈(0,+∞),
故f(x)在(0,+∞)上单调递增.
若a<0,则当x∈ 时,f′(x)>0;
当x∈ 时,f′(x)<0.
故f(x)在 上单调递增,在 上单调递减.
(2)证明:由(1)知,当a<0时,f(x)在x=- 处取得最大值,最大值为f =ln -1- .
所以f(x)≤- -2等价于ln -1- ≤- -2,即ln + +1≤0.
综上,h(a)=
又∵g′(x)=2x- ,依题意g′(x)≥0在x∈(1,2)上恒成立,得2x2≥a在x∈(1,2)上恒成立,有a≤2,∴a=2.
5.若函数f(x)=x+ (b∈R)的导函数在区间(1,2)上有零点,则f(x)在下列区间上单调递增的是( )
A.(-2,0)B.(0,1)
C.(1,+∞)D.(-∞,-2)
解析:由题意知f′(x)=x+2a- ≥0在区间 上恒成立,即2a≥-x+ 在区间 上恒成立.
又∵y=-x+ 在区间 上单调递减,
∴ max= ,
∴2a≥ ,即a≥ .
答案:
9.已知函数f(x)=ex,g(x)=ln + 的图象分别与直线y=m交于A,B两点,则|AB|的最小值为________.
解析:显然m>0,由ex=m得x=lnm,由ln + =m得x=2e ,则|AB|=2e -lnm.令h(m)=2e -lnm,由h′(m)=2em- - =0,求得m= .当0<m< 时,h′(m)<0,函数h(m)在 上单调递减;当m> 时,h′(m)>0,函数h(m)在 上单调递增.所以h(m)min=h =2+ln2,因此|AB|的最小值为2+ln2.
解析:选D 由题意知,f′(x)=1- ,
∵函数f(x)=x+ (b∈R)的导函数在区间(1,2)上有零点,
令当1- =0,得b=x2,
又x∈(1,2),∴b∈(1,4).
令f′(x)>0,解得x<- 或x> ,
即f(x)的单调递增区间为(-∞,- ),( ,+∞).
∵b∈(1,4),∴(-∞,-2)符合题意.
A.e B.2e
C.e D.2e
解析:选B 依题意,设直线y=ax与曲线y=2lnx+1的切点的横坐标为x0,则有y′| = ,于是有 解得
4.已知函数f(x)=x2-ax+3在(0,1)上为减函数,函数g(x)=x2-alnx在(1,2)上为增函数,则a的值为( )
A.1B.2
C.0D.
解析:选B∵函数f(x)=x2-ax+3在(0,1)上为减函数,∴ ≥1,得a≥2.
即f(x)≤- -2.
12.(20xx·福州质检)已知函数f(x)=alnx+x2-ax(a∈R).
(1)若x=3是f(x)的极值点,求f(x)的单调区间;
(2)求g(x)=f(x)-2x在区间[1,e]上的最小值h(a).
解:(1)f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)= +2x-a= ,
因为x=3是f(x)的极值点,
∴当 - =0时,函数t= 2- 的最小值为- ,
∴a≤- ,即实数a的取值范围为 .
(2)当a=2时,f(x)= +2x(x>1),
f′(x)= ,
令f′(x)=0得2ln2x+lnx-1=0,
解得lnx= 或lnx=-1(舍去),即x=e .
当1<x< e 时,f′(x)<0,当x>e 时,f′(x)>0,