高中文科经典导数练习题及答案
高中数学 文科 导数 第1课时 导数与函数的单调性文科(含答案)
第2节导数在研究函数中的应用一、选择题1.函数f(x)=x-ln x的单调递减区间为()A.(0,1)B.(0,+∞)C.(1,+∞)D.(-∞,0)∪(1,+∞)解析函数的定义域是(0,+∞),且f′(x)=1-1x=x-1x,令f′(x)<0,解得0<x<1,所以单调递减区间是(0,1).答案 A2.已知f(x)=1+x-sin x,则f(2),f(3),f(π)的大小关系正确的是()A.f(2)>f(3)>f(π)B.f(3)>f(2)>f(π)C.f(2)>f(π)>f(3)D.f(π)>f(3)>f(2)解析因为f(x)=1+x-sin x,所以f′(x)=1-cos x,当x∈(0,π]时,f′(x)>0,所以f(x)在(0,π]上是增函数,所以f(π)>f(3)>f(2).答案 D3.(2014·课标全国Ⅱ卷)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-1 x,依题意f′(x)≥0在(1,+∞)上恒成立,∴k≥1x在x∈(1,+∞)上恒成立,由x>1,得0<1x<1,所以k≥1.答案 D4.(2017·山东卷)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-xB.f (x )=x 2C.f (x )=3-xD.f (x )=cos x 解析 设函数g (x )=e x ·f (x ),对于A ,g (x )=e x ·2-x =⎝ ⎛⎭⎪⎫e 2x ,在定义域R 上为增函数,A 正确;对于B ,g (x )=e x ·x 2,则g ′(x )=x (x +2)e x ,由g ′(x )>0得x <-2或x >0,∴g (x )在定义域R 上不是增函数,B 不正确;对于C ,g (x )=e x ·3-x=⎝ ⎛⎭⎪⎫e 3x 在定义域R 上是减函数,C 不正确;对于D ,g (x )=e x ·cos x ,则g ′(x )=2e xcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4,g ′(x )>0在定义域R 上不恒成立,D 不正确.答案 A5.(2018·保定一中模拟)函数f (x )的定义域为R ,f (-1)=2,对任意x ∈R ,f ′(x )>2,则f (x )>2x +4的解集为( )A.(-1,1)B.(-1,+∞)C.(-∞,-1)D.(-∞,+∞) 解析 由f (x )>2x +4,得f (x )-2x -4>0,设F (x )=f (x )-2x -4,则F ′(x )=f ′(x )-2, 因为f ′(x )>2,所以F ′(x )>0在R 上恒成立,所以F (x )在R 上单调递增.又F (-1)=f (-1)-2×(-1)-4=2+2-4=0,故不等式f (x )-2x -4>0等价于F (x )>F (-1),所以x >-1.答案 B二、填空题6.已知函数f (x )=(-x 2+2x )e x (x ∈R ,e 为自然对数的底数),则函数f (x )的单调递增区间为________.解析 因为f (x )=(-x 2+2x )e x ,所以f ′(x )=(-2x +2)e x +(-x 2+2x )e x=(-x 2+2)e x .令f ′(x )>0,即(-x 2+2)e x >0,因为e x >0,所以-x 2+2>0,解得-2<x <2,所以函数f (x )的单调递增区间为(-2,2).答案 (-2,2)7.(2018·安徽江南十校联考)设函数f (x )=12x 2-9ln x 在区间[a -1,a +1]上单调递减,则实数a 的取值范围是________.解析 易知f (x )的定义域为(0,+∞),且f ′(x )=x -9x .由f ′(x )=x -9x <0,解得0<x <3.因为f (x )=12x 2-9ln x 在[a -1,a +1]上单调递减,∴⎩⎨⎧a -1>0,a +1≤3,解得1<a ≤2. 答案 (1,2]8.(2018·银川诊断)若函数f (x )=ax 3+3x 2-x 恰好有三个单调区间,则实数a 的取值范围是________.解析 由题意知f ′(x )=3ax 2+6x -1,由函数f (x )恰好有三个单调区间,得f ′(x )有两个不相等的零点,所以3ax 2+6x -1=0需满足a ≠0,且Δ=36+12a >0,解得a >-3,所以实数a 的取值范围是(-3,0)∪(0,+∞).答案 (-3,0)∪(0,+∞)三、解答题9.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.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), 令f ′(x )>0,解得x >1或x <-13;令f ′(x )<0,解得-13<x <1.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. 10.已知a ∈R ,若函数f (x )=(-x 2+ax )e x (x ∈R ,e 为自然对数的底数)在(-1,1)上单调递增,求a 的取值范围.解 因为函数f (x )在(-1,1)上单调递增,所以f ′(x )≥0对x ∈(-1,1)都成立.因为f ′(x )=(-2x +a )e x +(-x 2+ax )e x =[-x 2+(a -2)x +a ]e x ,所以[-x 2+(a -2)x +a ]e x ≥0对x ∈(-1,1)都成立.因为e x >0,所以-x 2+(a -2)x +a ≥0,则a ≥x 2+2x x +1=(x +1)2-1x +1=(x +1)-1x +1对x ∈(-1,1)都成立. 令g (x )=(x +1)-1x +1,则g ′(x )=1+1(x +1)2>0, 所以g (x )=(x +1)-1x +1在(-1,1)上单调递增, 所以g (x )<g (1)=(1+1)-11+1=32, 所以a ≥32,又当a =32时,当且仅当x =0时,f ′(x )=0,所以a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞. 能力提升题组(建议用时:20分钟)11.(2016·全国Ⅰ卷)若函数f (x )=x -13sin 2x +a sin x 在(-∞,+∞)单调递增,则a的取值范围是( )A.[-1,1]B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,13 C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-13,13 D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,-13 解析 ∵f (x )=x -13sin 2x +a sin x ,∴f ′(x )=1-23cos 2x +a cos x =1-23(2cos 2x -1)+a cos x =-43cos 2 x +a cos x +53,由f (x )在R 上单调递增,则f ′(x )≥0在R 上恒成立.令t =cos x ,t ∈[-1,1],则-43t 2+at +53≥0.在t ∈[-1,1]上恒成立.∴4t 2-3at -5≤0在t ∈[-1,1]上恒成立.令g (t )=4t 2-3at -5,则⎩⎨⎧g (1)=-3a -1≤0,g (-1)=3a -1≤0.解之得-13≤a ≤13. 答案 C12.函数f (x )在定义域R 内可导,若f (x )=f (2-x ),且当x ∈(-∞,1)时,(x -1)f ′(x )<0,设a =f (0),b =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,c =f (3),则a ,b ,c 的大小关系是________(由小到大). 解析 依题意得,当x <1时,f ′(x )>0,则f (x )在(-∞,1)上为增函数;又f (3)=f (-1),且-1<0<12<1,因此有f (-1)<f (0)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12, 即有f (3)<f (0)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,c <a <b . 答案 c <a <b13.(2016·四川卷节选)设函数f (x )=ax 2-a -ln x ,g (x )=1x -e e x ,其中a ∈R ,e =2.718…为自然对数的底数.(1)讨论f (x )的单调性;(2)证明:当x >1时,g (x )>0.(1)解 由题意得f ′(x )=2ax -1x =2ax 2-1x (x >0).当a ≤0时,f ′(x )<0,f (x )在(0,+∞)内单调递减.当a >0时,由f ′(x )=0有x =12a, 当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,12a 时,f ′(x )<0,f (x )单调递减; 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12a ,+∞时,f ′(x )>0,f (x )单调递增. (2)证明 令s (x )=e x -1-x ,则s ′(x )=e x -1-1.当x >1时,s ′(x )>0,所以s (x )>s (1),即e x -1>x ,1 x-ee x=e(e x-1-x)x e x>0.从而g(x)=。
高二文科数学期末复习导数练习题
导数专练答案一、选择题1.下列函数求导运算正确的个数为( )①(3x)′=3xlog 3e ;②(log 2x )′=1x ·ln 2;③(e x)′=e x ;④⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1ln x ′=x ;⑤(x ·e x )′=e x +1. A .1 B .2 C .3 D .4 【解析】 ①(3x)′=3xln 3;②(log 2x )′=1x ln 2;③(e x)′=e x;④⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1ln x ′=-1x(ln x )2=-1x ·(ln x )2;⑤(x ·e x )′=e x +x ·e x =e x(x +1),故选B.2. 曲线221y x =+在点(1,3)P -处的切线方程为()A .41y x =--B .47y x =--C .41y x =-D .47y x =+3.函数()f x 的定义域为(),a b ,导函数()f x '在(),a b 内的图像如图所示,则函数()f x 在(),a b 内有极小值点A .1个B .2个C .3个D .4个4.(2012·辽宁高考)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】 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].【答案】 B 5.【2012高考陕西文9】设函数f (x )=2x+lnx 则 ( ) A .x=12是f(x)极大值点 B .x=12是f(x)极小值点 C .x=2是 f(x)极大值点 D .x=2是 f(x)极小值点 【解析】()22212'x f x x x x-=-+=,令()'0f x =,则2x =. 当2x <时,()f x 是单调递减的;当2x >时,()f x 是单调递增的.所以2x =是()f x 的极小值点.故选D .6. 若函数3()3f x x x a =--在区间[0,3]上的最大值、最小值分别为M 、N ,则M N -的值为( )A .2B .4C .18D .207.(山东省烟台市2014届高三3月)函数f(x)=1nx-212x 的图像大致是( )【答案】函数的定义域为{0}x x >,函数的导数微微211'()x f x x x x -=-=,由21'()0x f x x -=>得, 01x <<,即增区间为(0,1).由21'()0x f x x-=<得,1x >,即减区间为(1,)+∞,所以当1x =时,函数取得极大值,且1(1)02f =-<,所以选B.8. (临沂市2014届高三5月)曲线e x y =在点A 处的切线与直线30x y -+=平行,则点A 的坐标为(A)()11,e -- (B)()0,1 (C)()1,e (D)()0,2 【答案】B 直线30x y -+=的斜率为1,所以切线的斜率为1,因为'x y e =,所以由'1x y e ==,解得0x =,此时01y e ==,即点A 的坐标为()0,1,选B.9、[2014·辽宁卷] 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A .[-5,-3] B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-6,-98 C .[-6,-2] D .[-4,-3]10.[2014·新课标全国卷Ⅱ] 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,+∞) 二、填空题11. .曲线sin x y x=在点(,0)M π处的切线方程为12、已知函数223)(a bx ax x x f +++=在x=1处有极值为10,则f (2)等于____________.13.已知函数3()f x x ax =+在R 上有两个极值点,则实数a 的取值范围是14.(山东省实验中学2014届高三第二次诊断)若函数a x x x f +-=3)(3有三个不同的零点,则实数a 的取值范围是____________.【答案】(2,2)-【解析】由3()30f x x x a =-+=,得2'()33f x x =-,当2'()330f x x =-=,得1x =±,由图象可知(1)=2(1)=2f a f a -+-极大值极小值,,要使函数a x x x f +-=3)(3有三个不同的零点,则有(1)=20,(1)=20f a f a -+>-<极大值极小值,即22a -<<,所以实数a 的取值范围是(2,2)-.15.(山东省泰安市2014届高三上学期期末)已知函数()f x 的定义域为[]1,5-,部分对应值如下表,()f x 的导函数()y f x '=的图像如图所示若函数()y f x a =-有4个零点,则a 的取值范围为__________. 【答案】[1,2)【解析】由导数图象可知,当10x -<<或24x <<时,'()0f x >,函数递增.当02x <<或45x <<时,'()0f x <,函数递减.所以在2x =处,函数取得极小值.由()0y f x a =-=得()f x a =.由图象可知,要使函数()y f x a =-有4个零点,由图象可知12a ≤<,所以a 的取值范围为12a ≤<,即[1,2). 三、解答题16.[2014·重庆卷] 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.因为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)上为减函数;当x ∈(5,+∞)时,f ′(x )>0,故f (x )在(5,+∞)上为增函数.由此知函数f (x )在x =5时取得极小值f (5)=-ln 5.17、[2014·福建卷] 已知函数f (x )=e x -ax (a 为常数)的图像与y 轴交于点A ,曲线y =f (x )在点A 处的切线斜率为-1.(1)求a 的值及函数f (x )的极值; (2)证明:当x >0时,x 2<e x ; 解: (1)由f (x )=e x -ax ,得f ′(x )=e x -a .又f ′(0)=1-a =-1,得a =2.所以f (x )=e x -2x ,f ′(x )=e x -2. 令f ′(x )=0,得x =ln 2.当x <ln 2时,f ′(x )<0,f (x )单调递减;当x >ln 2时,f ′(x )>0,f (x )单调递增.所以当x =ln 2时,f (x )有极小值,且极小值为f (ln 2)=e ln 2-2ln 2=2-ln 4,f (x )无极大值.(2)证明:令g (x )=e x -x 2,则g ′(x )=e x -2x .由(1)得,g ′(x )=f (x )≥f (ln 2)=2-ln 4>0,即g ′(x )>0.所以g (x )在R 上单调递增,又g (0)=1>0,所以当x >0时,g (x )>g (0)>0,即x 2<e x .18.(【解析】山东省济南市2013届高三上学期期末考试文科数学)已知函数()()12ln 2(0)f x a x ax a x=-++≤. (1)当0a =时,求()f x 的极值; (2)当0a <时,讨论()f x 的单调性;【答案】解:(1)当0a =时,()()22121212ln ,(0).x f x x f x x xxx x -'=+=-=> 由()2210x f x x -'=>,解得12x > ∴()f x 在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上是减函数,在1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上是增函数∴()f x 的极小值为122ln 22f ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,无极大值(2)()()()()2222221121212(0)ax a x ax x a f x a x x x x x +--+--'=-+==>①当20a -<<时,()f x 在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭和1,a ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭上是减函数,在11,2a ⎛⎫- ⎪⎝⎭上是增函数;②当2a =-时,()f x 在()0,+∞上是减函数;③当2a <-时,()f x 在1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭和10,a ⎛⎫- ⎪⎝⎭上是减函数,在11,2a ⎛⎫- ⎪⎝⎭上是增函数19.(【解析】山东省实验中学2013届高三第一次诊断性测试数学(文)试题)已知2()1,f x x ax nx a R =+-∈.(1)若a=0时,求函数()y f x =在点(1,()f x )处的切线方程; (2)若函数()f x 在[1,2]上是减函数,求实数a 的取值范围;(3)令2()(),g x f x x =-是否存在实数a,当(0,](x e e ∈是自然对数的底)时,函数()g x 的最小值是3,若存在,求出a 的值;若不存在,说明理由.20.(【解析】山东省济宁市2013届高三第一次模拟考试文科数学 )已知函数a f (x )ln x x=-.(I)若a >0,试判断f (x )在定义域内的单调性; (Ⅱ)若f (x )在[1,e]上的最小值为32,求a 的值; (III)若2f (x )x <在(1,+∞)上恒成立,求a 的取值范围 【答案】解 (I)由题意知f (x )的定义域为(0,+∞), 且f ′(x )=1x +a x 2=x +a x2∵a >0,∴f ′(x )>0,故f (x )在(0,+∞)上是单调递增函数(II)由(I)可知,f ′(x )=x +ax2.①若a ≥-1,则x +a ≥0,即f ′(x )≥0在[1,e]上恒成立, 此时f (x )在[1,e]上为增函数, ∴f (x )min =f (1)=-a =32,∴a =-32(舍去)②若a ≤-e,则x +a ≤0,即f ′(x )≤0在[1,e]上恒成立, 此时f (x )在[1,e]上为减函数, ∴f (x )min =f (e)=1-a e =32,∴a =-e2(舍去)③若-e<a <-1,令f ′(x )=0得x =-a ,当1<x <-a 时,f ′(x )<0,∴f (x )在(1,-a )上为减函数; 当-a <x <e 时,f ′(x )>0,∴f (x )在(-a ,e)上为增函数, ∴f (x )min =f (-a )=ln(-a )+1=32,∴a =-e .综上所述,a =-e(Ⅲ)∵f (x )<x 2,∴ln x -a x<x 2.又x >0,∴a >x ln x -x 3令g (x )=x ln x -x 3,h (x )=g ′(x )=1+ln x -3x 2, h ′(x )=1x -6x =1-6x 2x.∵x ∈(1,+∞)时,h ′(x )<0, ∴h (x )在(1,+∞)上是减函数. ∴h (x )<h (1)=-2<0,即g ′(x )<0, ∴g (x )在(1,+∞)上也是减函数. g (x )<g (1)=-1,∴当a ≥-1时,f (x )<x 2在(1,+∞)上恒成立21. (14分)(2014·淄博模拟)已知f(x)=ax -ln x ,a ∈R. (1)当a =2时,求曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线方程; (2)若f(x)在x =1处有极值,求f(x)的单调递增区间; (3)是否存在实数a ,使f(x)在区间(0,e]的最小值是3?若存在,求出a 的值;若不存在,请说明理由.(1)由已知得f(x)的定义域为(0,+∞),∵f(x)=ax -ln x ,∴f ′(x)=a -1x ,当a =2时, f(x)=2x -ln x ,∴f(1)=2, ∵f ′(x)=2-1x ,∴f ′(1)=2-11=1 .(2分)∴曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y -2=f ′(1)(x -1),即 x -y +1=0.(4分)(2)∵f(x)在x =1处有极值,∴f ′(1)=0,由(1)知 f ′(1)=a -1,∴a =1,经检验,a =1时f(x)在x =1处有极值.(6分)∴f(x)=x -ln x ,令f ′(x)=1-1x >0,解得x >1或x <0; ∵f(x)的定义域为(0,+∞),∴f ′(x)>0的解集为(1,+∞),即f(x)的单调递增区间为(1,+∞).(8分)(3)假设存在实数a ,使f(x)=ax -ln x(x ∈(0,e])有最小值3, ①当a ≤0时,∵x ∈(0,e],∴f ′(x)<0,∴f(x)在(0,e]上单调递减, f(x)min =f(e)=ae -1=3,解得a =4e(舍去).(10分)②当0<1a <e 时,f(x)在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1a 上单调递减,在⎝ ⎛⎦⎥⎤1a ,e 上单调递增, f(x)min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a =1+ln a =3,解得a =e 2,满足条件.(12分)③当1a ≥e 时,∵x ∈(0,e],∴f ′(x)<0,∴ f(x)在(0,e]上单调递减, f(x)min =f(e)=ae -1=3,解得a =4e(舍去).综上,存在实数a =e 2,使得当x ∈(0,e]时,f(x)有最小值3.(14分)。
导数文科大题含详细标准答案
导数文科大题含详细答案————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:导数文科大题1.知函数,. (1)求函数的单调区间;(2)若关于的方程有实数根,求实数的取值范围. 答案解析2.已知, (1)若,求函数在点处的切线方程; (2)若函数在上是增函数,求实数a 的取值范围; (3)令, 是自然对数的底数);求当实数a等于多少时,可以使函数取得最小值为3.解:(1)时,,′(x),′(1)=3,,数在点处的切线方程为,(2)函数在上是增函数,′(x),在上恒成立,即,在上恒成立,令,当且仅当时,取等号, ,的取值范围为(3),′(x),①当时,在上单调递减,,计算得出(舍去);②当且时,即,在上单调递减,在上单调递增,,计算得出,满足条件;③当,且时,即,在上单调递减,,计算得出(舍去);综上,存在实数,使得当时,有最小值3.解析(1)根据导数的几何意义即可求出切线方程.(2)函数在上是增函数,得到f′(x),在上恒成立,分离参数,根据基本不等式求出答案,(3),求出函数的导数,讨论,,的情况,从而得出答案3.已知函数,(1)分别求函数与在区间上的极值;(2)求证:对任意,解:(1),令,计算得出:,,计算得出:或,故在和上单调递减,在上递增,在上有极小值,无极大值;,,则,故在上递增,在上递减,在上有极大值,,无极小值;(2)由(1)知,当时,,,故;当时,,令,则,故在上递增,在上递减,,;综上,对任意,解析(1)求导,利用导数与函数的单调性及极值关系,即可求得及单调区间及极值;4.已知函数,其中,为自然数的底数.(1)当时,讨论函数的单调性;(2)当时,求证:对任意的,.解:(1)当时,,则,,故则在R上单调递减.(2)当时,,要证明对任意的,.则只需要证明对任意的,.设,看作以a为变量的一次函数,要使,则,即,恒成立,①恒成立,对于②,令,则,设时,,即.,,在上,,单调递增,在上,,单调递减,则当时,函数取得最大值,故④式成立,综上对任意的,.解析:(1)求函数的导数,利用函数单调性和导数之间的关系进行讨论即可.(2)对任意的,转化为证明对任意的,,即可,构造函数,求函数的导数,利用导数进行研究即可.5.已知函数(1)当时,求函数在处的切线方程;(2)求在区间上的最小值.解:(1)设切线的斜率为k.因为,所以,所以,所以所求的切线方程为,即(2)根据题意得, 令,可得①若,则,当时,,则在上单调递增.所以②若,则, 当时,,则在上单调递减. 所以③若,则,所以,随x的变化情况如下表:x 1 20 - 0 + 0-e Φ极小值Γ0所以的单调递减区间为,单调递增区间为所以在上的最小值为综上所述:当时,;当时,;当时,解析(1)设切线的斜率为k.利用导数求出斜率,切点坐标,然后求出切线方程.(2)通过,可得.通过①,②,③,判断函数的单调性求出函数的最值.6.已知函数。
高二数学导数练习题及答案
高二数学导数练习题及答案导数是高中数学中的重要概念之一,它在数学和实际问题中具有广泛的应用。
为了帮助高二学生巩固导数的知识和提高解题能力,本文为大家准备了一些高二数学导数练习题及答案。
希望通过这些练习题的训练,同学们能够更好地理解导数的概念和运用。
练习题一:1. 求函数 f(x) = 2x^3 - 3x^2 + 4x - 1 在点 x = 2 处的导数。
2. 已知函数 f(x) = x^2 + 3x,求函数 f(x) = x^2 + 3x 的导函数。
3. 求函数 f(x) = (x + 1)(x - 2)(x + 3) 在点 x = -1 处的导数。
答案一:1. 函数 f(x) = 2x^3 - 3x^2 + 4x - 1 的导数为:f'(x) = 6x^2 - 6x + 4。
2. 函数 f(x) = x^2 + 3x 的导函数为:f'(x) = 2x + 3。
3. 函数 f(x) = (x + 1)(x - 2)(x + 3) 在点 x = -1 处的导数为:f'(-1) = 0。
练习题二:1. 求函数 f(x) = 3x^4 - 2x^3 + 5x^2 - 4x + 1 的极值点及极值。
2. 已知函数 f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x + 2,求函数 f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x+ 2 的拐点。
3. 求函数 f(x) = x^3 - 3x 在其定义域内的极值点。
答案二:1. 函数 f(x) = 3x^4 - 2x^3 + 5x^2 - 4x + 1 的极值点为 x = 1/2,极值为 f(1/2) = 47/16。
2. 函数 f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x + 2 的拐点为 x = 2。
3. 函数 f(x) = x^3 - 3x 在其定义域内的极值点为 x = 1。
练习题三:1. 求函数 f(x) = e^x 的导数。
2. 已知函数 f(x) = ln(x),求函数 f(x) = ln(x) 的导函数。
高中数学试题导数及答案
高中数学试题导数及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 函数f(x)=x^2的导数是()。
A. 2xB. x^2C. 2D. x2. 已知函数f(x)=3x+2,其在x=1处的导数是()。
A. 3B. 5C. 2D. 13. 如果函数f(x)的导数为f'(x)=6x-2,那么f'(1)的值是()。
A. 4B. 5C. 3D. 24. 函数f(x)=sin(x)的导数是()。
A. cos(x)B. -sin(x)C. sin(x)D. -cos(x)5. 复合函数f(g(x))的导数,其中f'(x)=2x,g'(x)=3,那么[f(g(x))]'的值是()。
A. 6B. 2C. 3D. 16. 函数f(x)=ln(x)的导数是()。
A. 1/xB. xC. ln(x)D. 17. 函数f(x)=e^x的导数是()。
A. e^xB. e^(-x)C. 1D. x8. 已知函数f(x)=x^3,其在x=2处的导数是()。
A. 6B. 8C. 12D. 169. 函数f(x)=1/x的导数是()。
A. -1/x^2B. 1/xC. -1D. x10. 函数f(x)=tan(x)的导数是()。
A. sec^2(x)B. tan(x)C. 1/cos^2(x)D. 1二、填空题(每题4分,共20分)1. 函数f(x)=x^3的导数是______。
2. 函数f(x)=1/x的导数是______。
3. 函数f(x)=x^2-4x+3在x=2处的导数是______。
4. 函数f(x)=sin(x)+cos(x)的导数是______。
5. 函数f(x)=e^(-x)的导数是______。
三、解答题(每题10分,共50分)1. 求函数f(x)=x^4-2x^2+1的导数。
2. 已知函数f(x)=x^3-6x^2+9x-2,求在x=1处的导数。
3. 求函数f(x)=ln(x)+x的导数。
导数高考题(含答案)
导数高考题1.已知函数f(x)=x3+ax+,g(x)=﹣lnx(i)当a为何值时,x轴为曲线y=f(x)的切线;(ii)用min {m,n }表示m,n中的最小值,设函数h(x)=min { f(x),g(x)}(x>0),讨论h(x)零点的个数.解:(i)f′(x)=3x2+a,设曲线y=f(x)与x轴相切于点P(x0,0),则f(x0)=0,f′(x0)=0,∴,解得,a=.因此当a=﹣时,x轴为曲线y=f(x)的切线;(ii)当x∈(1,+∞)时,g(x)=﹣lnx<0,∴函数h(x)=min { f(x),g(x)}≤g(x)<0,故h(x)在x∈(1,+∞)时无零点.当x=1时,若a≥﹣,则f(1)=a+≥0,∴h(x)=min { f(1),g(1)}=g(1)=0,故x=1是函数h(x)的一个零点;若a<﹣,则f(1)=a+<0,∴h(x)=min { f(1),g(1)}=f(1)<0,故x=1不是函数h(x)的零点;当x∈(0,1)时,g(x)=﹣lnx>0,因此只考虑f(x)在(0,1)内的零点个数即可.①当a≤﹣3或a≥0时,f′(x)=3x2+a在(0,1)内无零点,因此f(x)在区间(0,1)内单调,而f(0)=,f(1)=a+,∴当a≤﹣3时,函数f(x)在区间(0,1)内有一个零点,当a≥0时,函数f(x)在区间(0,1)内没有零点.②当﹣3<a<0时,函数f(x)在内单调递减,在内单调递增,故当x=时,f (x)取得最小值=.若>0,即,则f(x)在(0,1)内无零点.若=0,即a=﹣,则f(x)在(0,1)内有唯一零点.若<0,即,由f(0)=,f(1)=a+,∴当时,f(x)在(0,1)内有两个零点.当﹣3<a时,f(x)在(0,1)内有一个零点.综上可得:当或a<时,h(x)有一个零点;当a=或时,h(x)有两个零点;当时,函数h(x)有三个零点.2.设函数f(x)=e mx+x2﹣mx.(1)证明:f(x)在(﹣∞,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增;(2)若对于任意x1,x2∈[﹣1,1],都有|f(x1)﹣f(x2)|≤e﹣1,求m的取值范围.解:(1)证明:f′(x)=m(e mx﹣1)+2x.若m≥0,则当x∈(﹣∞,0)时,e mx﹣1≤0,f′(x)<0;当x∈(0,+∞)时,e mx﹣1≥0,f′(x)>0.若m<0,则当x∈(﹣∞,0)时,e mx﹣1>0,f′(x)<0;当x∈(0,+∞)时,e mx﹣1<0,f′(x)>0.所以,f(x)在(﹣∞,0)时单调递减,在(0,+∞)单调递增.(2)由(1)知,对任意的m,f(x)在[﹣1,0]单调递减,在[0,1]单调递增,故f(x)在x=0处取得最小值.所以对于任意x1,x2∈[﹣1,1],|f(x1)﹣f(x2)|≤e﹣1的充要条件是即设函数g(t)=e t﹣t﹣e+1,则g′(t)=e t﹣1.当t<0时,g′(t)<0;当t>0时,g′(t)>0.故g(t)在(﹣∞,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增.又g(1)=0,g(﹣1)=e﹣1+2﹣e<0,故当t∈[﹣1,1]时,g(t)≤0.当m∈[﹣1,1]时,g(m)≤0,g(﹣m)≤0,即合式成立;当m>1时,由g(t)的单调性,g(m)>0,即e m﹣m>e﹣1.当m<﹣1时,g(﹣m)>0,即e﹣m+m>e﹣1.综上,m的取值范围是[﹣1,1]3.函数f(x)=ln(x+1)﹣(a>1).(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;(Ⅱ)设a1=1,a n+1=ln(a n+1),证明:<a n≤.解:(Ⅰ)函数f(x)的概念域为(﹣1,+∞),f′(x)=,①当1<a<2时,若x∈(﹣1,a2﹣2a),则f′(x)>0,此时函数f(x)在(﹣1,a2﹣2a)上是增函数,若x∈(a2﹣2a,0),则f′(x)<0,此时函数f(x)在(a2﹣2a,0)上是减函数,若x∈(0,+∞),则f′(x)>0,此时函数f(x)在(0,+∞)上是增函数.②当a=2时,f′(x)>0,此时函数f(x)在(﹣1,+∞)上是增函数,③当a>2时,若x∈(﹣1,0),则f′(x)>0,此时函数f(x)在(﹣1,0)上是增函数,若x∈(0,a2﹣2a),则f′(x)<0,此时函数f(x)在(0,a2﹣2a)上是减函数,若x∈(a2﹣2a,+∞),则f′(x)>0,此时函数f(x)在(a2﹣2a,+∞)上是增函数.(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当a=2时,此时函数f(x)在(﹣1,+∞)上是增函数,当x∈(0,+∞)时,f(x)>f(0)=0,即ln(x+1)>,(x>0),又由(Ⅰ)知,当a=3时,f(x)在(0,3)上是减函数,当x∈(0,3)时,f(x)<f(0)=0,ln(x+1)<,下面用数学归纳法进行证明<a n≤成立,①当n=1时,由已知,故结论成立.②假设当n=k时结论成立,即,则当n=k+1时,a n+1=ln(a n+1)>ln(),a n+1=ln(a n+1)<ln(),即当n=k+1时,成立,综上由①②可知,对任何n∈N•结论都成立.4.已知函数f(x)=e x﹣e﹣x﹣2x.(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;(Ⅱ)设g(x)=f(2x)﹣4bf(x),当x>0时,g(x)>0,求b的最大值;(Ⅲ)已知1.4142<<1.4143,估量ln2的近似值(精准到0.001).解:(Ⅰ)由f(x)得f′(x)=e x+e﹣x﹣2,即f′(x)≥0,当且仅当e x=e﹣x即x=0时,f′(x)=0,∴函数f(x)在R上为增函数.(Ⅱ)g(x)=f(2x)﹣4bf(x)=e2x﹣e﹣2x﹣4b(e x﹣e﹣x)+(8b﹣4)x,则g′(x)=2[e2x+e﹣2x﹣2b(e x+e﹣x)+(4b﹣2)]=2[(e x+e﹣x)2﹣2b(e x+e﹣x)+(4b﹣4)]=2(e x+e﹣x﹣2)(e x+e﹣x+2﹣2b).①∵e x+e﹣x>2,e x+e﹣x+2>4,∴当2b≤4,即b≤2时,g′(x)≥0,当且仅当x=0时取等号,从而g(x)在R上为增函数,而g(0)=0,∴x>0时,g(x)>0,符合题意.②当b>2时,若x知足2<e x+e﹣x<2b﹣2即,得,此时,g′(x)<0,又由g(0)=0知,当时,g(x)<0,不符合题意.综合①、②知,b≤2,得b的最大值为2.(Ⅲ)∵1.4142<<1.4143,按照(Ⅱ)中g(x)=e2x﹣e﹣2x﹣4b(e x﹣e﹣x)+(8b﹣4)x,为了凑配ln2,并利用的近似值,故将ln即代入g(x)的解析式中,得.当b=2时,由g(x)>0,得,从而;令,得>2,当时,由g(x)<0,得,得.所以ln2的近似值为0.693.5.设函数f(x)=ae x lnx+,曲线y=f(x)在点(1,f(1))处得切线方程为y=e(x﹣1)+2.(Ⅰ)求a、b;(Ⅱ)证明:f(x)>1.解:(Ⅰ)函数f(x)的概念域为(0,+∞),f′(x)=+,由题意可得f(1)=2,f′(1)=e,故a=1,b=2;(Ⅱ)由(Ⅰ)知,f(x)=e x lnx+,∵f(x)>1,∴e x lnx+>1,∴lnx>﹣,∴f(x)>1等价于xlnx>xe﹣x﹣,设函数g(x)=xlnx,则g′(x)=1+lnx,∴当x∈(0,)时,g′(x)<0;当x∈(,+∞)时,g′(x)>0.故g(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增,从而g(x)在(0,+∞)上的最小值为g()=﹣.设函数h(x)=xe﹣x﹣,则h′(x)=e﹣x(1﹣x).∴当x∈(0,1)时,h′(x)>0;当x∈(1,+∞)时,h′(x)<0,故h(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,从而h(x)在(0,+∞)上的最大值为h(1)=﹣.综上,当x>0时,g(x)>h(x),即f(x)>1.6.已知函数f(x)=x2+ax+b,g(x)=e x(cx+d)若曲线y=f(x)和曲线y=g(x)都过点P(0,2),且在点P处有相同的切线y=4x+2.(Ⅰ)求a,b,c,d的值;(Ⅱ)若x≥﹣2时,f(x)≤kg(x),求k的取值范围.解:(Ⅰ)由题意知f(0)=2,g(0)=2,f′(0)=4,g′(0)=4,而f′(x)=2x+a,g′(x)=e x(cx+d+c),故b=2,d=2,a=4,d+c=4,从而a=4,b=2,c=2,d=2;(Ⅱ)由(I)知,f(x)=x2+4x+2,g(x)=2e x(x+1),设F(x)=kg(x)﹣f(x)=2ke x(x+1)﹣x2﹣4x﹣2,则F′(x)=2ke x(x+2)﹣2x﹣4=2(x+2)(ke x﹣1),由题设得F(0)≥0,即k≥1,令F′(x)=0,得x1=﹣lnk,x2=﹣2,①若1≤k<e2,则﹣2<x1≤0,从而当x∈(﹣2,x1)时,F′(x)<0,当x∈(x1,+∞)时,F′(x)>0,即F(x)在(﹣2,x1)上减,在(x1,+∞)上是增,故F(x)在[﹣2,+∞)上的最小值为F(x1),而F(x1)=﹣x1(x1+2)≥0,x≥﹣2时F(x)≥0,即f(x)≤kg(x)恒成立.②若k=e2,则F′(x)=2e2(x+2)(e x﹣e﹣2),从而当x∈(﹣2,+∞)时,F′(x)>0,即F(x)在(﹣2,+∞)上是增,而F(﹣2)=0,故当x≥﹣2时,F(x)≥0,即f(x)≤kg(x)恒成立.③若k>e2时,F′(x)>2e2(x+2)(e x﹣e﹣2),而F(﹣2)=﹣2ke﹣2+2<0,所以当x>﹣2时,f(x)≤kg(x)不恒成立,综上,k的取值范围是[1,e2].7.已知函数f(x)=e x﹣ln(x+m)(Ι)设x=0是f(x)的极值点,求m,并讨论f(x)的单调性;(Ⅱ)当m≤2时,证明f(x)>0.(Ⅰ)解:∵,x=0是f(x)的极值点,∴,解得m=1.所以函数f(x)=e x﹣ln(x+1),其概念域为(﹣1,+∞).∵.设g(x)=e x(x+1)﹣1,则g′(x)=e x(x+1)+e x>0,所以g(x)在(﹣1,+∞)上为增函数,又∵g(0)=0,所以当x>0时,g(x)>0,即f′(x)>0;当﹣1<x<0时,g(x)<0,f′(x)<0.所以f(x)在(﹣1,0)上为减函数;在(0,+∞)上为增函数;(Ⅱ)证明:当m≤2,x∈(﹣m,+∞)时,ln(x+m)≤ln(x+2),故只需证明当m=2时f(x)>0.当m=2时,函数在(﹣2,+∞)上为增函数,且f′(﹣1)<0,f′(0)>0.故f′(x)=0在(﹣2,+∞)上有唯一实数根x0,且x0∈(﹣1,0).当x∈(﹣2,x0)时,f′(x)<0,当x∈(x0,+∞)时,f′(x)>0,从而当x=x0时,f(x)取得最小值.由f′(x0)=0,得,ln(x0+2)=﹣x0.故f(x)≥=>0.综上,当m≤2时,f(x)>0.8.已知函数.(I)若x≥0时,f(x)≤0,求λ的最小值;(II)设数列{a n}的通项a n=1+.解:(I)由已知,f(0)=0,f′(x)==,∴f′(0)=0欲使x≥0时,f(x)≤0恒成立,则f(x)在(0,+∞)上必为减函数,即在(0,+∞)上f′(x)<0恒成立,当λ≤0时,f′(x)>0在(0,+∞)上恒成立,为增函数,故不合题意,若0<λ<时,由f′(x)>0解得x<,则当0<x<,f′(x)>0,所以当0<x<时,f(x)>0,此时不合题意,若λ≥,则当x>0时,f′(x)<0恒成立,此时f(x)在(0,+∞)上必为减函数,所以当x>0时,f(x)<0恒成立,综上,符合题意的λ的取值范围是λ≥,即λ的最小值为( II)令λ=,由(I)知,当x>0时,f(x)<0,即取x=,则于是a2n﹣a n+=++…++====>=ln2n﹣lnn=ln2,所以。
(完整word版)高二数学导数大题练习详细答案
(完整word 版)高二数学导数大题练习详细答案一、解答题1.已知()()e 1x f x mx m =+<-.(1)当2m =-时,求曲线()y f x =上的斜率为1-的切线方程;(2)当0x ≥时,()2213222m f x x ≥+-恒成立,求实数m 的范围.2.已知函数()21si cos n 2f x x x a x x =-++.(1)当1a =-时,求曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程; (2)若函数()f x 在3π0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,求a 的取值范围. 3.己知函数()2ln ,f x x ax a R =-∈.(1)当0a =时,求曲线()y f x =在()()1,1f 处的切线方程;(2)设函数()()ln 21g x f x x x =--+,若()0g x ≤在其定义域内恒成立,求实数a 的最小值;(3)若关于x 的方程()2ln f x x x =+恰有两个相异的实根12,x x ,求实数a 的取值范围,并证明121x x >.4.已知函数()()24e 1xf x x =-+.(1)求()f x 的极值.(2)设()()()f m f n m n =≠,证明:7m n +<.5.求函数()31443f x x x =-+在区间1,33⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值与最小值.6.已知函数()1e x axf x a=-+,0a ≠. (1)当1a =时,①求曲线()y f x =在0x =处的切线方程; ②求证:()f x 在(0,)+∞上有唯一极大值点; (2)若()f x 没有零点,求a 的取值范围. 7.已知函数()1ln xf x x+=. (1)求()f x 在1x =处的切线方程; (2)当e x ≥时,不等式()ekf x x ≥+恒成立,求实数k 的取值范围; 8.已知函数()e 2x f x ax =-,()22sin 1g x a x x =-+,其中e 是自然对数的底数,a ∈R .(1)试判断函数()f x 的单调性与极值点个数;(2)若关于x 的方程()()0af x g x +=在[]0,π上有两个不等实根,求实数a 的最小值. 9.已知函数()()e x f x x m =+⋅.(1)若()f x 在(],1-∞上是减函数,求实数m 的取值范围;(2)当0m =时,若对任意的0x ≥,不等式()2e x ax f x ⋅≤恒成立,求实数a 的取值范围.10.已知函数()()e 11xf x b x a=+-+(1)当114a b ==-,时,求曲线()y f x =在点(0,f (0))处的切线方程; (2)当20e <≤a ,且2x >时,()()ln 1f x b a x ⎡>-⎣]恒成立,求b 的取值范围.【参考答案】一、解答题1.(1)10x y +-=;(2)ln 3⎡-⎣.【解析】 【分析】(1)根据导数的几何意义可利用斜率求得切点坐标,由此可得切线方程;(2)令()()2213222m g x f x x ⎛⎫=-+- ⎪⎝⎭,将问题转化为当0x ≥时,()min 0g x ≥恒成立;①当10m +≥时,由导数可证得()g x 单调递增,由()00g ≥可求得m 范围; ②当10+<m 时,利用零点存在定理可说明存在()00g x '=,并得到()g x 单调性,知()()020min 13e e 022x xg x g x ==-++≥,由此可解得0x 的范围,根据00e x x m -=可求得m 范围. (1)当2m =-时,()e 2x f x x =-,()e 2xf x '=-;令()e 21xf x '=-=-,解得:0x =,∴切点坐标为()0,1,∴所求切线方程为:1y x =-+,即10x y +-=;(2)令()()22221313e 222222x m m g x f x x mx x ⎛⎫=-+-=+--+ ⎪⎝⎭,则原问题转化为:当0x ≥时,()0g x ≥恒成立,即()min 0g x ≥恒成立;()e x g x m x '=+-,()e 1x g x ''=-,则当0x ≥时,()0g x ''≥,()g x '∴在[)0,∞+上单调递增,()()01g x g m ''∴≥=+; ①当10m +≥,即1m ≥-时,()0g x '≥,()g x ∴在[)0,∞+上单调递增,()()2min301022m g x g ∴==-+≥,解得:m ≤≤m ⎡∴∈-⎣; ②当10+<m ,即1m <-时,()00g '<,当x →+∞时,()g x '→+∞;()00,x ∴∃∈+∞,使得()00g x '=,即00e x x m -=,则当()00,x x ∈时,()0g x '<;当()0,x x ∈+∞时,()0g x '>;()g x ∴在()00,x 上单调递减,在()0,x +∞上单调递增,()()()()00022022000000min e1313e e e 222222x x x x xm g x g x mx x x x x -∴==+--+=+---+00213e e 022x x =-++≥, 解得:01e 3x -≤≤,即0ln 3x ≤,又()00,x ∈+∞,(]00,ln3x ∴∈,令()e xh x x =-,则()1e xh x '=-,∴当(]0,ln3x ∈时,()0h x '<,()h x ∴在(]0,ln3上单调递减,()[)000e ln33,1x h x x ∴=-∈--,即[)ln33,1m ∈--;综上所述:实数m 的取值范围为ln 3⎡-⎣.【点睛】思路点睛:本题重点考查了导数中的恒成立问题的求解,解题基本思路是通过构造函数的方式,将问题转化为()min 0g x ≥,从而利用对含参函数单调性的讨论来确定最小值点,根据最小值得到不等式求得参数范围. 2.(1)10y +=; (2)[)1,+∞. 【解析】 【分析】(1)将1a =-代入函数()f x 中,得出函数()f x 的解析式,进而可以求出切点坐标,再利用导数的几何意义及点斜式即可求解;(2)根据已知条件可以将问题转化为恒成立问题,进而转化为求函数的最值问题,利用导数法求函数的最值即可求解. (1)当1a =-时,()2cos 1sin 2f x x x x x =--+()2cos 10000sin 012f =⨯--+=-,所以切点为0,1,()1sin cos x f x x x '=-++,∴(0)01sin 0cos00f '=-++=,所以曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线的斜率为(0)0k f '==, 所以曲线()y f x =在点0,1处的切线的斜率切线方程为()()100y x --=⨯-,即10y +=.(2)由()21si cos n 2f x x x a x x =-++,得()s 1co i s n f x x a x x '=--+因为函数()f x 在3π0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,可得()0f x '≤对任意3π0,4x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦恒成立, 设()()1c s os in g x f x x a x x '==--+,则()cos 1sin g x a x x '=--. 因为si (n 0)001cos00g a =--+=, 所以使()0f x '≤对任意3π0,4x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦恒成立, 则至少满足()00g '≤,即10a -≤,解得1a ≥. 下证明当1a ≥时,()0f x '≤恒成立, 因为3π0,4x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以sin 0x ≥, 因为1a ≥,所以()sin 1cos f x x x x '≤--+.记s ()cos n 1i h x x x x =--+,则π()1sin 14cos h x x x x ⎛⎫'=-=+ ⎝-⎪⎭.当π0,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0h x '<;当π3π,24x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0h x '>. 所以函数()h x 在π0,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭上单调递减,在π3π,24⎛⎤⎥⎝⎦上单调递增.因为ππ(),h h ⎛⎫==-⎪⎝⎭33001044, 所以()h x 在3π0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值为(0)0h =.即()()1sin cos 0f x h x x x x '≤=--+≤在3π0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦上恒成立.所以a 的取值范围为[)1,+∞. 3.(1)22y x =- (2)1-(3)(),1-∞-;证明见解析. 【解析】 【分析】(1)根据题意,()2ln f x x =,分别求出()1f 和()1f '求解即可;(2)条件等价于ln 12maxx a x +⎛⎫+≥ ⎪⎝⎭,令()ln 1x h x x +=()0,∞+求解最大值即可; (3)令()()ln 0xm x x a x x=-->,求出()m x 的单调性,得到()()11max m x m a ==--, 根据题意求解a 的范围即可;不妨设12x x <,则1201x x <<<,2101x <<,题设即证明()121m x m x ⎛⎫> ⎪⎝⎭成立,构造()()11ln 1x x x x x x x ϕ⎛⎫=+-+> ⎪⎝⎭, 求解单调性得到()()10x ϕϕ>=即可求解. (1)当0a =时,()2ln f x x =,所以()2l 01n1=f =,()2f x x'=,所以()12f '=, 所以曲线()y f x =在()()1,1f 处的切线方程为:()021y x -=-,即22y x =- (2)由题意得,()ln 21g x x ax x =--+,因为()0g x ≤在其定义域内恒成立, 所以ln 210x ax x --+≤在()0,∞+恒成立,即ln 12x a x++≥在()0,∞+恒成立, 等价于ln 12maxx a x +⎛⎫+≥ ⎪⎝⎭,令()ln 1x h x x +=()0,∞+,所以()2ln x h x x -'=, 令()0h x '>解得01x <<,令()0h x '<解得1x >,所以函数()h x 在()0,1单调递增, 在()1,+∞单调递减,所以()()1=1h x h ≤,所以21a +≥,即1a ≥-,故a 的最小值为1-.(3)先证明必要性:由()2ln f x x x =+得2ln x ax x -=,即ln 0xx a x--=, 令()()ln 0x m x x a x x =-->,则()221ln x x m x x --'=, 设()21ln t x x x =--,则()12t x x x'=--,因为0x >,所以()0t x '<恒成立,函数()t x 在()0,∞+单调递减,而()10t =,故在()0,1上()0t x >,()0m x '>,()m x 单调递增,在()1,+∞上()0t x <,()0m x '<,()m x 单调递减,所以()()11max m x m a ==--.故方程()2ln f x x x =+恰有两个相异的实根只需:10a -->,所以实数a 的取值范围是(),1-∞-; 再证明充分性:当(),1a ∞∈--时,方程()2ln f x x x =+恰有两个相异的实根,条件等价于2ln x ax x -=,即ln x x a x -=,即y a =与ln x y x x=-, 当1a <-,0x >时有两个不同的交点,所以221ln x xy x --'=,由上面必要性的证明可知函数在()0,1单调递增,在()1,+∞单调递减, 所以ln x y x x =-在0x >时的最大值为:ln11=11y =--,最小值趋近于负无穷, 所以当(),1a ∞∈--时,程()2ln f x x x =+恰有两个相异的实根,即充分性成立.下证:121x x >,不妨设12x x <,则1201x x <<<,2101x <<, 所以()121122111x x x m x m x x ⎛⎫>⇔>⇔> ⎪⎝⎭,因为()()120m x m x ==, 所以()()22122222221ln ln 1111x x m x m m x m x a a x x x x x ⎛⎫⎪⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪-=-=----- ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ⎪⎝⎭ 2222222222221lnln ln 11ln 1x x x x x x x x x x x x =--+=-++2222211ln x x x x x ⎛⎫=+-+ ⎪⎝⎭,令()()11ln 1x x x x x x x ϕ⎛⎫=+-+> ⎪⎝⎭,则()211ln 0x x xϕ⎛⎫'=-> ⎪⎝⎭,所以()x ϕ在()1,+∞上单调递增,所以当1x >时,()()10x ϕϕ>=,即2222211ln 0x x x x x ⎛⎫+-+> ⎪⎝⎭,所以()121m x m x ⎛⎫> ⎪⎝⎭,所以121x x >. 【点睛】导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,而函数是高中数学中重要的知识点,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行: (1)考查导数的几何意义, 往往与解析几何、微积分相联系. (2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数. (3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题.(4)考查数形结合思想的应用.4.(1)极小值为71e 12-+,()f x 无极大值; (2)证明见解析﹒ 【解析】 【分析】(1)根据f (x )的导数判断f (x )的单调性,根据单调性即可求其极值; (2)由函数单调性指数函数性质可得x <72时,f (x )<1,设m <n ,则若()()()f m f n m n =≠,则m <72,n >72,由()()1f m f n =<可求742n <<﹒当m ≤3时,易证7m n +<;当732m <<时,构造函数()()()7p m f m f m =--,根据p (m )单调性即可证明7m n +<﹒ (1)()()227e x f x x =-',由()0f x '=,得72x =.当7,2x ⎛⎫∈-∞ ⎪⎝⎭时,()0f x '<;当7,2x ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭时,()0f x '>.∴()f x 的单调递减区间为7,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭,单调递增区间为7,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭.故()f x 的极小值为771e 122f ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,()f x 无极大值.(2)由(1)可知,()f x 的极值点为72,f (x )在7,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭上单调递减,在7,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递增,∵当x →-∞时,2e 0x →,∴f (x )→1, 故当x <72时,f (x )<1.设m n <,则若()()()f m f n m n =≠,则m <72,n >72,则()()1f m f n =<,则()274e 1142n n n -+<⇒<<. ①当3m ≤时,7m n +<,显然成立.②当732m <<时,77,42m ⎛⎫-∈ ⎪⎝⎭,()()()()214274e 3e m m f m f m m m ---=---.设()()()7p m f m f m =--,则()()()214227e em mp m m -=--'. 设()2142e e x xh x -=-,73,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则()h x 为增函数,则()702h x h ⎛⎫<= ⎪⎝⎭.∵732m <<,∴270m -<,()0p m '>,则()p m 在73,2⎛⎫⎪⎝⎭上为增函数,∴()()()()77()()77022p m p f m f m f n f m p ⎛⎫<⇒--=--<= ⎪⎝⎭,∴()()7f n f m <-.又∵7,42n ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,77,42m ⎛⎫-∈ ⎪⎝⎭,且()f x 在7,42⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,∴7n m <-,即7m n +<. 综上,7m n +<.5.最小值为()423f =-,最大值为1217381f ⎛⎫= ⎪⎝⎭【解析】 【分析】利用导数判断函数的单调性与最值情况. 【详解】由()31443f x x x =-+,得()24f x x '=-令()0f x '=.得2x =±1,33x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以2x =-舍去, 列表如下:()f x ∴的极小值为()23f =-又1217381f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,()31f =,所以,()f x 的最小值为()423f =-,最大值为1217381f ⎛⎫=⎪⎝⎭. 6.(1)①112y x =-;②证明见解析 (2){}()210,e -⋃【解析】 【分析】(1)①利用导数求出切线的斜率,直接求出切线方程;②令()e 1e x xg x x =+-,利用导数判断出()g x 在(0,)+∞上有唯一零点0x ,利用列表法证明出()f x 在(0,)+∞上有唯一极大值点;(2)令()e xh x a ax =+-.对a 分类讨论:①0a <,得到当1a =-时,()f x 无零点;②0a >,()f x 无零点,符合题意. (1)若1a =,则()1e 1x xf x =-+,()2e 1e (e 1)x x x x f x +-=+'.①在0x =处,()()21110211f '+==+,(0)1f =-. 所以曲线()y f x =在0x =处的切线方程为112y x =-.②令()e 1e x xg x x =+-,()e x g x x '=-,在区间(0,)+∞上,()0g x '<,则()g x 在区间(0,)+∞上是减函数.又(1)10,g =>()22e 10,g =-+<,所以()g x 在(0,)+∞上有唯一零点0x . 列表得:()f x 0x (2)()e e x x ax af x a--=+,令()e x h x a ax =+-,则()e xh x a '=-.①若0a <,则()0h x '>,()h x 在R 上是增函数.因为11e 10a h a a ⎛⎫⎛⎫=-+< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,()1 e > 0h =,所以()h x 恰有一个零点0x . 令0e 0x a +=,得0ln()x a =-.代入0()0h x =,得()ln 0a a a a -+--=, 解得1a =-.所以当1a =-时,()h x 的唯一零点为0,此时()f x 无零点,符合题意. ②若0a >,此时()f x 的定义域为R .当ln x a <时,()0h x '<,()h x 在区间(,ln )a -∞上是减函数; 当ln x a >时,()0h x '>,()h x 在区间(ln ,+)a ∞上是增函数. 所以min ()(ln )2ln h x h a a a a ==-. 又()010h a =+>,由题意,当2ln 0a a a ->,即20e a <<时,()f x 无零点,符合题意. 综上,a 的取值范围是{}()210,e -⋃.【点睛】导数的应用主要有:(1)利用导函数几何意义求切线方程;(2)利用导数研究原函数的单调性,求极值(最值); (3)利用导数求参数的取值范围. 7.(1)1y = (2)(],4∞- 【解析】 【分析】(1)利用导数的几何意义直接求解即可; (2)分离变量可得()()()e 1ln x x k g x x++≤=,利用导数可求得()()e 4g x g ≥=,由此可得k 的取值范围. (1)()2211ln ln x xf x x x--'==-,()10f '∴=,又()11f =, ()f x ∴在1x =处的切线方程为1y =;当e x ≥时,由()e k f x x ≥+得:()()()()e 1ln e x x k x f x x ++≤+=, 令()()()e 1ln x x g x x ++=,则()2eln x x g x x -'=, 令()eln h x x x =-,则()ee 1x h x x x-'=-=, ∴当e x ≥时,()0h x '≥,()h x ∴在[)e,+∞上单调递增,()()e e elne 0h x h ∴≥=-=, ()0g x '∴≥,()g x ∴在[)e,+∞上单调递增,()()()2e 1ln e e 4eg x g +∴≥==, 4k ∴≤,即实数k 的取值范围为(],4∞-. 【点睛】方法点睛:本题考查导数的几何意义、利用导数解决函数中的恒成立问题;解决恒成立问题的基本思路是采用分离变量的方式,将问题转化为变量与函数最值之间关系,即由()a f x ≥得()max a f x ≥;由()a f x ≤得()min a f x ≤.8.(1)答案见解析(2)e π--【解析】【分析】(1)求出()f x ',分类讨论,分0a ≤和0a >讨论()f x 的单调性与极值; (2)利用分离参数法得到sin 1e x x a -=,令()()sin 10e xx h x x π-=≤≤,利用导数判断 ()h x 的单调性与最值,根据直线y a =与函数()h x 的图像有两个交点,求出实数a 的最小值.(1)()e 2x f x ax =-,则()e 2x f x a '=-.①当0a ≤时,()0f x '>,则()f x 在R 上单调递增,此时函数()f x 的极值点个数为0;②当0a >时,令()20e x f x a '=-=,得()ln 2x a =,当()ln 2x a >时,()0f x '>,则()f x 在()()ln 2,a +∞上单调递增,当()ln 2x a <时,()0f x '<,则()f x 在()(),ln 2a -∞上单调递减,此时函数()f x 的极值点个数为1.综上所述,当0a ≤时,()f x 在R 上单调递增,极值点个数为0;当0a >时,()f x 在()()ln 2,a +∞上单调递增,在()(),ln 2a -∞上单调递减,极值点个数为1.由()()0af x g x +=,得sin 1x x a e -=. 令()()sin 10xx h x x e π-=≤≤, 因为关于x 的方程()()0af x g x +=在[]0,π上有两个不等实根,所以直线y a =与函数()sin 1xx h x e -=的图像在[]0,π上有两个交点. ()1cos sin 14x xx x x h x e e π⎛⎫-+ ⎪-+⎝⎭'==, 令()0h x '=,则sin 4x π⎛⎫-= ⎪⎝⎭[]0,x π∈,所以2x π=或x π=, 所以当02x π<<时,()0h x '>;当2x ππ<<时,()0h x '<, 所以()h x 在0,2π⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在,2ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减,所以()max 02h x h π⎛⎫== ⎪⎝⎭. 又()01h =-,()e h ππ-=-, e 1π-->- 所以当)e ,0x a -⎡∈-⎣时,直线y a =与函数()h x 的图像有两个交点,所以实数a 的最小值为e π--.【点睛】导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,而函数是高中数学中重要的知识点,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行:(1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系;(2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数;(3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题;(4)利用导数研究零点问题,考查数形结合思想的应用.9.(1)(],2-∞- (2)2e ,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦【解析】【分析】(1)求出导函数,得到11m --≥,即可求出m 的取值范围;(2)把题意转化为2x ax e ≤,分类讨论:当0x =时,求出R a ∈;当0x >时,转化为2xe a x≤,令2()x e g x x =,利用导数求出min ()g x ,即可求出实数a 的取值范围. (1)因为()()e x f x x m =+⋅,所以()(1)e x f x x m '=++⋅,令()0f x '≤,得1x m ≤--,则()f x 的单调递减区间为(,1]m -∞--, 因为()f x 在(,1]-∞上是减函数,所以11m --≥,即2m ≤-, 故m 的取值范围是(],2-∞-;(2)由题知:()e x f x x =⋅,则22e 0,e x x x ax ∀≥⋅≤,即2e x ax ≤,当0x =时,01≤恒成立,则a R ∈,当0x >时,2e x a x≤,令2(e )x g x x =,则2432e e e (2)()x x x x x x g x x x ⋅-⋅⋅-'==, 则当02x <<时,()0g x '<,()g x 递减;当2x >时,()0g x '>,()g x 递增, 故2min e ()(2)4g x g ==,则2e 4a ≤, 综上所述,实数a 的取值范围是2e ,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦. 10.(1)25y x =+(2)[1,)-+∞【解析】【分析】(1)求出()'f x ,然后算出(0),(0)f f '即可;(2)由条件可得e (ln )1ln(1)xb x a x b x a+->-+-恒成立,构造函数()ln (1)h x x b x x =+>,则原不等式等价于e ()x h a(1)h x >-在(2,)x ∈+∞上恒成立,然后可证明2e 1e 10xx x x a--+≥-+>,然后得()h x 在()1,+∞上单调递增,然后即可求解. (1) 当114a b ==-,时,()4e 21x f x x =-+,则()4e 2x f x '=-又因为(0)5,(0)2f f '==所以曲线()y f x =在点(0,f (0))处的切线方程为25y x =+.(2)()()ln 1f x b a x ⎡>-⎣恒成立,即e 1ln(1)ln x bx x b x b a a +-+>-+恒成立. 等价于e (ln )1ln(1)xb x a x b x a+->-+-恒成立. 构造函数()ln (1)h x x b x x =+>,则e e ln 1ln(1)x x b x b x a a+>-+-在(2,)x ∈+∞上恒成立等价于e ()x h a(1)h x >-在(2,)x ∈+∞上恒成立. 因为20e <≤a ,所以2e e ,xx a -≥ 令函数2()e 1(2)x H x x x -=-+>,则2()e 1x H x -'=-,显然()H x '是增函数, 则()(2)0,()H x H H x ''>=在()2,+∞上单调递增,所以()()20H x H >=, 故2e 1e 10xx x x a--+≥-+>,从而可得()h x 在()1,+∞上单调递增, 所以当()1,x ∈+∞时,()10b h x x '=+≥恒成立.所以b x ≥-,所以1b ≥-,即b 的取值范围是[-1,+∞)【点睛】关键点睛:解答本题第二问的关键是将原不等式变形,构造出函数()ln (1)h x x b x x =+>,属于函数的同构类型,解答的关键是观察不等式的特点,变成同一函数在两个变量处的取值.。
导数经典练习题及答案
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 .0'()f x -D .0'()f x -- 2.若13)()2(lim000=∆-∆+→∆x x f x x f x ,则)('0x f 等于 A .32 B .23C .3D .23.若函数f(x)的导数为f ′(x)=-sinx ,则函数图像在点(4,f (4))处的切线的倾斜角为A .90°B .0°C .锐角D .钝角 4.对任意x ,有34)('x x f =,f(1)=-1,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 f 5.设f(x)在0x 处可导,下列式子中与)('0x f 相等的是 (1)x x x f x f x ∆∆--→∆2)2()(lim000; (2)x x x f x x f x ∆∆--∆+→∆)()(lim 000;(3)x x x f x x f x ∆∆+-∆+→∆)()2(lim000(4)x x x f x x f x ∆∆--∆+→∆)2()(lim 000.A .(1)(2)B .(1)(3)C .(2)(3)D .(1)(2)(3)(4) 6.若函数f(x)在点0x 处的导数存在,则它所对应的曲线在点))(,(00x f x 处的切线方程是___. 7.已知曲线xx y 1+=,则==1|'x y _____________.8.设3)('0-=x f ,则=---→hh x f h x f h )3()(lim000_____________.9.在抛物线2x y =上依次取两点,它们的横坐标分别为11=x ,32=x ,若抛物线上过点P的切线与过这两点的割线平行,则P点的坐标为_____________.10.曲线3)(x x f =在点A 处的切线的斜率为3,求该曲线在A 点处的切线方程.11.在抛物线2x y =上求一点P ,使过点P 的切线和直线3x-y+1=0的夹角为4π.12.判断函数⎩⎨⎧<-≥=)0()0()(x x x x x f 在x=0处是否可导.13.求经过点(2,0)且与曲线xy 1相切的直线方程.同步练习X030131.函数y =f (x )在x =x 0处可导是它在x =x 0处连续的A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件2.在曲线y =2x 2-1的图象上取一点(1,1)及邻近一点(1+Δx ,1+Δy ),则xy∆∆ 等于 A .4Δx +2Δx 2 B .4+2Δx C .4Δx +Δx 2D .4+Δx3.若曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线方程为2x +y -1=0,则A .f ′(x 0)>0B .f ′(x 0)<0C .f ′(x 0)=0D .f ′(x 0)不存在4.已知命题p :函数y =f (x )的导函数是常数函数;命题q :函数y =f (x )是一次函数,则命题p 是命题q 的 A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件5.设函数f (x )在x 0处可导,则0lim→h hh x f h x )()(00--+等于A .f ′(x 0)B .0C .2f ′(x 0)D .-2f ′(x 0)6.设f (x )=x (1+|x |),则f ′(0)等于A .0B .1C .-1D .不存在7.若曲线上每一点处的切线都平行于x 轴,则此曲线的函数必是___________. 8.曲线y =x 3在点P (2,8)处的切线方程是___________.9.曲线f (x )=x 2+3x 在点A (2,10)处的切线斜率k =___________. 10.两曲线y =x 2+1与y =3-x 2在交点处的两切线的夹角为___________. 11.设f (x )在点x 处可导,a 、b 为常数,则lim→∆x xx b x f x a x f ∆∆--∆+)()(=___________.12.已知函数f (x )=⎩⎨⎧>+≤++012x b ax x x x ,试确定a 、b 的值,使f (x )在x =0处可导.13.设f (x )=)()2)(1()()2)(1(n x x x n x x x +⋅⋅⋅++-⋅⋅⋅--,求f ′(1).14.利用导数的定义求函数y =|x |(x ≠0)的导数.同步练习X030211.物体运动方程为s=41t4-3,则t=5时的瞬时速率为A.5 m/s B.25 m/s C.125 m/s D.625 m/s 2.曲线y=x n(n∈N)在点P(2,)22n处切线斜率为20,那么n为A.7 B.6 C.5 D.43.函数f(x)=xxx的导数是A.81x(x>0) B.-887x(x>0)C.8781x(x>0) D.881x(x>0)4.f(x)与g(x)是定义在R上的两个可导函数,若f(x),g(x)满足f′(x)=g′(x),则f(x)与g(x)满足A.f(x)=g(x)B.f(x)-g(x)为常数函数C.f(x)=g(x)=0 D.f(x)+g(x)为常数函数5.两车在十字路口相遇后,又沿不同方向继续前进,已知A车向北行驶,速率为30 km/h,B车向东行驶,速率为40 km/h,那么A、B两车间直线距离的增加速率为A.50 km/h B.60 km/h C.80 km/h D.65 km/h6.细杆AB长为20 cm,AM段的质量与A到M的距离平方成正比,当AM=2 cm时,AM段质量为8 g,那么,当AM=x时,M处的细杆线密度ρ(x)为A.2x B.4x C.3x D.5x7.曲线y =x 4的斜率等于4的切线的方程是___________.8.设l 1为曲线y 1=sin x 在点(0,0)处的切线,l 2为曲线y 2=cos x 在点(2π,0)处的切线,则l 1与l 2的夹角为___________. 9.过曲线y =cos x 上的点(21,6π)且与过这点的切线垂直的直线方程为_____________.10.在曲线y =sin x (0<x <π)上取一点M ,使过M 点的切线与直线y =x 23平行,则M 点的坐标为___________.11.质点P 在半径为r 的圆周上逆时针做匀角速率运动,角速率为1 r a d/s ,设A 为起点,那么t 时刻点P 在x 轴上射影点M 的速率为___________.12.求证:双曲线xy=a2上任一点处的切线与两坐标轴构成的三角形面积等于常数.13.路灯距地平面为8 m,一个身高为1.6 m的人以84 m/min的速率在地面上行走,从路灯在地平面上射影点C,沿某直线离开路灯,求人影长度的变化速率v.14.已知直线x+2y-4=0与抛物线y2=4x相交于A、B两点,O是坐标原点,试在抛物线的弧上求一点P,使△PAB面积最大.同步练习 X030311.若f (x )=sin α-cos x ,则f ′(α)等于A .sin αB .cos αC .sin α+cos αD .2sin α2.f (x )=ax 3+3x 2+2,若f ′(-1)=4,则a 的值等于A .319B .316 C .313D .3103.函数y =x sin x 的导数为A .y ′=2x sin x +x cos xB .y ′=xx 2sin +x cos xC .y ′=xx sin +x cos xD .y ′=xx sin -x cos x4.函数y =x 2cos x 的导数为A .y ′=2x cos x -x 2sin xB .y ′=2x cos x +x 2sin xC .y ′=x 2cos x -2x sin xD .y ′=x cos x -x 2sin x5.若y =(2x 2-3)(x 2-4),则y ’= .6. 若y =3cosx -4sinx ,则y ’= .7.与直线2x -6y +1=0垂直,且与曲线y =x 3+3x 2-1相切的直线方程是______. 8.质点运动方程是s =t 2(1+sin t ),则当t =2时,瞬时速度为___________.9.求曲线y=x3+x2-1在点P(-1,-1)处的切线方程. 10.用求导的方法求和:1+2x+3x2+…+nx n-1(x≠1).11.水以20米3/分的速度流入一圆锥形容器,设容器深30米,上底直径12米,试求当水深10米时,水面上升的速度.同步练习 X030321.函数y =22xax +(a >0)的导数为0,那么x 等于A .aB .±aC .-aD .a 22.函数y =xxsin 的导数为 A .y ′=2sin cos xxx x + B .y ′=2sin cos xxx x - C .y ′=2cos sin xxx x - D .y ′=2cos sin xxx x + 3.若21,2xy x +=-则y ’= .4.若423335,x x y x -+-=则y ’= . 5.若1cos ,1cos xy x+=-则y ’= .6.已知f (x )=354337xx x x ++,则f ′(x )=___________.7.已知f (x )=xx++-1111,则f ′(x )=___________.8.已知f (x )=xx2cos 12sin +,则f ′(x )=___________.1相切的直线的方程.9.求过点(2,0)且与曲线y=x10.质点的运动方程是23,s t=+求质点在时刻t=4时的速度.t同步练习 X030411.函数y =2)13(1-x 的导数是 A .3)13(6-x B .2)13(6-x C .-3)13(6-x D .-2)13(6-x2.已知y =21sin2x +sin x ,那么y ′是A .仅有最小值的奇函数B .既有最大值,又有最小值的偶函数C .仅有最大值的偶函数D .非奇非偶函数 3.函数y =sin 3(3x +4π)的导数为 A .3sin 2(3x +4π)cos (3x +4π) B .9sin 2(3x +4π)cos (3x +4π)C .9sin 2(3x +4π)D .-9sin 2(3x +4π)cos (3x +4π)4.若y=(sinx-cosx 3),则y ’= .5. 若y=2cos 1x +,则y ’= .6. 若y=sin 3(4x+3),则y ’= .7.函数y =(1+sin3x )3是由___________两个函数复合而成. 8.曲线y =sin3x 在点P (3π,0)处切线的斜率为___________.9.求曲线2211(2,)(3)4y M x x =-在处的切线方程.10. 求曲线sin 2(,0)y x M π=在处的切线方程.11.已知函数y =(x )是可导的周期函数,试求证其导函数y =f ′(x )也为周期函数.同步练习 X030421.函数y =cos (sin x )的导数为A .-[sin (sin x )]cos xB .-sin (sin x )C .[sin (sin x )]cos xD .sin (cos x )2.函数y =cos2x +sin x 的导数为A .-2sin2x +xx2cos B .2sin2x +xx 2cosC .-2sin2x +xx 2sin D .2sin2x -xx 2cos3.过曲线y =11+x 上点P (1,21)且与过P 点的切线夹角最大的直线的方程为 A .2y -8x +7=0 B .2y +8x +7=0 C .2y +8x -9=0D .2y -8x +9=04.函数y =x sin (2x -2π)cos (2x +2π)的导数是______________. 5.函数y =)32cos(π-x 的导数为______________.6.函数y =cos 3x 1的导数是___________.7.已知曲线y=2400x + +53(100-x) (0100≤≤x ) 在点M 处有水平切线,8.若可导函数f (x )是奇函数,求证:其导函数f ′(x )是偶函数.9.用求导方法证明:21C 2C n n +…+n n n C =n ·2n -1.同步练习 X030511.函数y =ln (3-2x -x 2)的导数为A .32+x B .2231x x -- C .32222-++x x xD .32222-+-x x x2.函数y =lncos2x 的导数为A .-tan2xB .-2tan2xC .2tan xD .2tan2x3.函数y =x ln 的导数为A .2x x lnB .xx ln 2C .xx ln 1 D .xx ln 214.在曲线y =59++x x 的切线中,经过原点的切线为________________. 5.函数y =log 3cos x 的导数为___________. 6.函数y =x 2lnx 的导数为 . 7. 函数y =ln (lnx )的导数为 . 8. 函数y =lg (1+cosx )的导数为 .9. 求函数y =ln 22132x x +-的导数.10. 求函数y =12.求函数y =ln (21x +-x )的导数.同步练习 X030521.下列求导数运算正确的是A .(x +x 1)′=1+21xB .(log 2x )′=2ln 1xC .(3x )′=3x log 3eD .(x 2cos x )′=-2x sin x 2.函数y =xxa 22-(a >0且a ≠1),那么y ′为A .xxa 22-ln aB .2(ln a )xx a 22-C .2(x -1)xx a22-·ln aD .(x -1)xx a22-ln a3.函数y =sin32x 的导数为A .2(cos32x )·32x ·ln3B .(ln3)·32x ·cos32xC .cos32xD .32x ·cos32x4.设y =xx ee 2)12(+,则y ′=___________. 5.函数y =x22的导数为y ′=___________.6.曲线y =e x -e ln x 在点(e ,1)处的切线方程为___________.7.求函数y=e 2x lnx 的导数.8.求函数y =x x (x >0)的导数.9.设函数f (x )满足:af (x )+bf (x 1)=xc(其中a 、b 、c 均为常数,且|a |≠|b |),试求f ′(x ).同步练习 x030611.若f (x )在[a ,b ]上连续,在(a ,b )内可导,且x ∈(a ,b )时,f ′(x )>0,又f (a )<0,则A .f (x )在[a ,b ]上单调递增,且f (b )>0B .f (x )在[a ,b ]上单调递增,且f (b )<0C .f (x )在[a ,b ]上单调递减,且f (b )<0D .f (x )在[a ,b ]上单调递增,但f (b )的符号无法判断 2.函数y =3x -x 3的单调增区间是A .(0,+∞)B .(-∞,-1)C .(-1,1)D .(1,+∞) 3.三次函数y =f (x )=ax 3+x 在x ∈(-∞,+∞)内是增函数,则A .a >0B .a <0C .a =1D .a =314.f (x )=x +x2(x >0)的单调减区间是A .(2,+∞)B .(0,2)C .(2,+∞)D .(0,2) 5.函数y =sin x cos 2x 在(0,2π)上的减区间为 A .(0,arctan 22) B .(arctan2,22π) C .(0,2π)D .(arctan 2,21π)6.函数y =x ln x 在区间(0,1)上是A .单调增函数B .单调减函数C .在(0,e 1)上是减函数,在(e1,1)上是增函数D .在(0,e 1)上是增函数,在(e1,1)上是减函数7.函数f (x )=cos 2x 的单调减区间是___________. 8.函数y =2x +sin x 的增区间为___________.9.函数y =232+-x x x的增区间是___________. 10.函数y =xxln 的减区间是___________.11.已知0<x <2π,则tan x 与x +33x 的大小关系是tan x _____x +33x .12.已知函数f(x)=kx3-3(k+1)x2-k2+1(k>0).若f(x)的单调递减1.区间是(0,4). (1)求k的值;(2)当k<x时,求证:2x>3-x 13.试证方程sin x=x只有一个实根.14.三次函数f(x)=x3-3bx+3b在[1,2]内恒为正值,求b的取值范围.同步练习 X030711.下列说法正确的是A .当f ′(x 0)=0时,则f (x 0)为f (x )的极大值B .当f ′(x 0)=0时,则f (x 0)为f (x )的极小值C .当f ′(x 0)=0时,则f (x 0)为f (x )的极值D .当f (x 0)为函数f (x )的极值且f ′(x 0)存在时,则有f ′(x 0)=02.下列四个函数,在x =0处取得极值的函数是①y =x 3 ②y =x 2+1 ③y =|x | ④y =2xA .①②B .②③C .③④D .①③ 3.函数y =216xx 的极大值为 A .3 B .4 C .2 D .54.函数y =x 3-3x 的极大值为m ,极小值为n ,则m +n 为A .0B .1C .2D .45.y =ln 2x +2ln x +2的极小值为A .e -1B .0C .-1D .1 6.y =2x 3-3x 2+a 的极大值为6,那么a 等于A .6B .0C .5D .17.函数f (x )=x 3-3x 2+7的极大值为___________.8.曲线y =3x 5-5x 3共有___________个极值.9.函数y =-x 3+48x -3的极大值为___________;极小值为___________.10.函数f (x )=x -3223x 的极大值是___________,极小值是___________. 11.若函数y =x 3+ax 2+bx +27在x =-1时有极大值,在x =3时有极小值,则a =___________,b =___________.12.已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c,当x=-1时,取得极大值7;当x=3时,取得极小值.求这个极小值及a、b、c的值.a+b有极小值2,求a、b应满足的条件.13.函数f(x)=x+x1时,f(x)的极小14.设y=f(x)为三次函数,且图象关于原点对称,当x=2值为-1,求函数的解析式.同步练习 X030811.下列结论正确的是A .在区间[a ,b]上,函数的极大值就是最大值B .在区间[a ,b]上,函数的极小值就是最小值C .在区间[a ,b]上,函数的最大值、最小值在x=a 和x=b 时到达D .在区间[a ,b]上连续的函数f(x)在[a ,b]上必有最大值和最小值2.函数14)(2+-=x x x f 在[1,5]上的最大值和最小值是A .f(1),f(3)B .f(3),f(5)C .f(1),f(5)D .f(5),f(2)3.函数f(x)=2x-cosx 在(-∞,+∞)上A .是增函数B .是减函数C .有最大值D .有最小值4.函数a ax x x f --=3)(3在(0,1)内有最小值,则a 的取值范围是A .0<a<1B .a<1C .a>0D .21<a 5.若函数x x a x f 3sin 31sin )(+=在3π=x 处有最值,那么a 等于 A .2 B .1 C .332 D .0 6.函数5224+-=x x y ,x ∈[-2,2]的最大值和最小值分别为A .13,-4B .13,4C .-13,-4D .-13,47.函数x xe y =的最小值为________________.8.函数f(x)=sinx+cosx 在]2,2[ππ-∈x 时函数的最大值,最小值分别是___. 9.体积为V 的正三棱柱,底面边长为___________时,正三棱柱的表面积最小.10.函数21)(x x x f -+=的最大值为__________,最小值为____________。
文科《导数》高考常考题型专题训练
文科《导数》高考常考题型专题训练1.已知函数/。
)= 6'一。
工一3(。
£/?)(1)若函数段)在函,—1))处的切线与直线木广0平行,求实数”的值;(2)当a=2, k为整数,且当Q1时,“一外/'(x) + 2x + l>0,求〃的最大值.1 .【解析】(1)由/(x) = "—ax — 3,则/'*・) = "—〃又函数7U)在(1,火1))处的切线与直线片厂0平行,则=(2)当〃=2,且当x>l 时,&一行(。
”一+ 2x + l>0等价于2), 2x+l)当x>l 时,k< x + ^—k " - 2 7m j n2x + \,-2X-3)令g(x) = x + ^-则g (幻=—:-------------------e -2 (。
”-2)-再令h(x) = e x - 2x - 3(x > 1),则/(x) = " - 2 > 0 ,所以,〃(x)在(L+o。
)上单调递增,且以l)vO,以2)>0,所以,/?(x)在(1, 2)上有唯一的零点,设该零点为小,则x°w(l,2),且e"=2%+3, 当xw。
,,q)时,〃(%)v。
,即g'(x)<。
:当xw(小,+°°)时,"(x)>。
,即g'(x)>0, 所以,g (x)在。
,小)单调递减,在(/,+8)单调递增,2( +1所以,g(X)min +c - z而x°e(L2),故一+le(2,3)且"vg(瓦),又k为整数,所以k的最大值为2.2.已知函数/(x) = 6 + sinx,其中(1)若函数”刈在区间上单调递增,求k的取值范围:⑵若k = l时,不等式/Oarcosx在区间0尚上恒成立,求实数。
的取值范围.2・1解析】(1)由题意,f\x) = k+cosx t(冗5兀।「兀5兀、因为/(”)在区间二;上单调递增,所以工£二:时,/'(x) = Z + cosxNO恒成立,即k 3 6 7 V3 6 yk>—COSX9因为函数)'= -cosx在(工:上单调递增,所以—cosxK—cos^ =无,所以攵之五. (361 6 2 2(2) 〃 = 1 时,/(x) = x + sinx,令g(x) = /(x)—ovcosx = x+sinx-arcosx, xw[o.g],则g(x)A。
高考文科数学导数真题汇编(带答案)
高考文科数学导数真题汇编(带答案)高考数学文科导数真题汇编答案一、客观题组4.设函数f(x)在R上可导,其导函数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。
5.设函数f(x)=x^2-2x,则f(x)的单调递减区间为。
7.设函数f(x)在R上可导,其导函数f'(x),且函数f(x)在x=2处取得极大值,则函数y=xf'(x)的图象可能是。
8.设函数f(x)=1/(2x-lnx),则x=2为f(x)的极小值点。
9.函数y=1/(2x-lnx)的单调递减区间为(0,1]。
11.已知函数f(x)=x^2+bx+c的图象经过点(1,2),且在点(2,3)处的切线斜率为4,则b=3.12.已知函数f(x)=ax^2+bx+c的图象过点(1,1),且在点(2,3)处的切线斜率为5,则a=2.二、大题组2011新课标】21.已知函数f(x)=aln(x/b)+2,曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为x+2y-3=0.(1) 求a、b的值;(2) 证明:当x>1,且x≠b时,f(x)>2ln(x/b)。
解析】1) f'(x)=a/(xlnb)+2/x,由于直线x+2y-3=0的斜率为-1/2,且过点(1,f(1)),解得a=1,b=1.2) 由(1)知f(x)=ln(x)+1,所以f(x)-2ln(x/b)=ln(x/b)+1>0,当x>1,且x≠b时,f(x)>2ln(x/b)成立。
2012新课标】21.设函数f(x)=ex-ax-2.(1) 求f(x)的单调区间;(2) 若a=1,k为整数,且当x>0时,(x-k)f'(x)+x+1>0,求k的最大值。
解析】1) f(x)的定义域为(-∞,+∞),f'(x)=ex-a,若a≤0,则f'(x)>0,所以f(x)在(-∞,+∞)单调递增。
高中文科经典导数练习题及答案
高二数学导数单元练习一、选择题1.一个物体的运动方程为S=1+t+t^2其中s 的单位是米,t 的单位是秒,那么物体在3秒末的瞬时速度是()A 7米/秒B 6米/秒C 5米/秒D 8米/秒2.已知函数f (x )=ax 2+c ,且(1)f '=2,则a 的值为()3()f x ''()()x g x =,5.0,则7.曲线3()2f x x x =+-在0p 处的切线平行于直线41y x =-,则0p 点的坐标为()A (1,0)B (2,8)C (1,0)和(1,4)--D (2,8)和(1,4)--8.函数313y x x =+-有()A.极小值-1,极大值1B.极小值-2,极大值3C.极小值-1,极大值3D.极小值-2,极大值29对于R 上可导的任意函数()f x ,若满足'(1)()0x f x -≥,则必有()A (0)(2)2(1)f f f +<B (0)(2)2(1)f f f +≤14.n 项和的1516 17.2y x =-,请解答下列问题:(1)求)(x f y =的解析式;(2)求)(x f y =的单调递增区间。
18.已知函数323()(2)632f x ax a x x =-++-(1)当2a >时,求函数()f x 极小值;(2)试讨论曲线()y f x =与x 轴公共点的个数。
20.已知1x =是函数32()3(1)1f x mx m x nx =-+++的一个极值点,其中,,0m n R m ∈<,(1)求m 与n 的关系式;(3111) )012n+,所以21n n a n =+,则数列1n a n ⎧⎫⎨⎬+⎩⎭的前n 项和()12122212n n n S +-==--三、解答题:15.解:设切点为(,)P a b ,函数3235y xx =+-的导数为'236y x x =+ 切线的斜率'2|363x a k y a a ===+=-,得1a =-,代入到3235y x x =+-得3b =-,即(1,3)P --,33(1),360y x x y +=-+++=16.解:设小正方形的边长为x 厘米,则盒子底面长为82x -,宽为52x -'2'10125240,0,1,3V x x V x x =-+===令得或,103x =(舍去) (1)18V V ==极大值,在定义域内仅有一个极大值, c bx ax x f ++=24182a =- (20<, 轴有三个交点;()x 的图像与x 轴只有一个交点;综上知,若0,()a f x ≥的图像与x 轴只有一个交点;若0a <,()f x 的图像与x 轴有三个交点。
高考数学导数专项练习及答案(文科)
高考数学导数专项练习及答案(文科)1、已知函数32()3(0)f x x ax bx c b =+++≠,且()()2g x f x =-是奇函数.(Ⅰ)求a ,c 的值; (08年高考)(Ⅱ)求函数()f x 的单调区间2、设函数3()3(0)f x x ax b a =-+≠. (09年高考)(Ⅰ)若曲线()y f x =在点(2,(2))f 处与直线8y =相切,求,a b 的值;(Ⅱ)求函数()f x 的单调区间与极值点.3、设定函数32()(0)3a f x x bx cx d a =+++ ,且方程'()90f x x -=的两个根分别为1,4。
(10年高考) (Ⅰ)当a=3且曲线()y f x =过原点时,求()f x 的解析式;(Ⅱ)若()f x 在(,)-∞+∞无极值点,求a 的取值范围。
4、已知函数()()x f x x k e =-。
(11年高考) (Ⅰ)求()f x 的单调区间;(Ⅱ)求()f x 在区间[0,1]上的最小值。
5、已知函数2()1(0)f x ax a =+>,3()g x x bx =+。
(12年高考)(Ⅰ)若曲线()y f x =与曲线()y g x =在它们的交点(1,)c 处具有公共切线,求,a b 的值; (Ⅱ)当3,9a b ==-时,若函数()()f x g x +在区间[,2]k 上的最大值为28,求k 的取值范围。
6、已知函数()2()1e x f x ax =-⋅,a ∈R .(朝阳一模)(Ⅰ)若函数()f x 在1x =时取得极值,求a 的值;(Ⅱ)当0a ≤时,求函数()f x 的单调区间.7、已知1=x 是函数()(2)e x f x ax =-的一个极值点.(a ∈R ) (东城一模) (Ⅰ)求a 的值;(Ⅱ)当1x ,[]20,2x ∈时,证明:12()()e f x f x -≤.8、已知函数211()ln (0)22f x a x x a a =-+∈≠且R . (海淀一模) (Ⅰ)求()f x 的单调区间;(Ⅱ)是否存在实数a ,使得对任意的[)1,x ∈+∞,都有()0f x ≤?若存在,求a 的取值范围;若不存在,请说明理由.9、已知函数21()ln 2f x ax x =+,其中a ∈R . (西城期末考试题) (Ⅰ)求)(x f 的单调区间;(Ⅱ)若)(x f 在(0,1]上的最大值是1-,求a 的值.10、已知函数21()2e 2x f x x x a =-+-.(东城二模)(Ⅰ)若1a =,求()f x 在1x =处的切线方程;(Ⅱ)若)(x f 在R 上是增函数,求实数a 的取值范围.11、已知函数22()3x a f x x a +=+(0a ≠,a ∈R ). (海淀二模) (Ⅰ)求函数()f x 的单调区间;(Ⅱ)当1a =时,若对任意12,[3,)x x ∈-+∞,有12()()f x f x m -≤成立,求实数m 的最小值.12、已知函数2221()1ax a f x x +-=+,其中a ∈R .(西城二模)(Ⅰ)当1a =时,求曲线()y f x =在原点处的切线方程;(Ⅱ)求)(x f 的单调区间.高考数学导数专项练习及答案(文科)答案1、解:(Ⅰ)因为函数()()2g x f x =-为奇函数,所以,对任意的x ∈R ,()()g x g x -=-,即()2()2f x f x --=-+.又32()3f x x ax bx c =+++所以32323232x ax bx c x ax bx c -+-+-=----+. 所以22a a c c =-⎧⎨-=-+⎩,.解得02a c ==,.(Ⅱ)由(Ⅰ)得3()32f x x bx =++.所以2()33(0)f x x b b '=+≠.当0b <时,由()0f x '=得x b =±-.x 变化时,()f x '的变化情况如下表: x()b -∞--, b -- ()b b ---, b - b -+∞(,) ()f x '+ 0 - 0 +所以,当0b <时,函数()f x 在()b -∞--,上单调递增,在()b b ---,上单调递减, 在()b -+∞,上单调递增. 当0b >时,()0f x '>,所以函数()f x 在()-∞+∞,上单调递增.2、【解析】本题主要考查利用导数研究函数的单调性和极值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力.(Ⅰ)()'233f x x a =-,∵曲线()y f x =在点(2,(2))f 处与直线8y =相切,∴()()()'203404,24.86828f a a b a b f ⎧=-=⎧=⎧⎪⎪⇒⇒⎨⎨⎨=-+==⎪⎩⎪⎩⎩(Ⅱ)∵()()()'230f x x a a =-≠,当0a <时,()'0fx >,函数()f x 在(),-∞+∞上单调递增,此时函数()f x 没有极值点.当0a >时,由()'0f x x a =⇒=±, 当(),x a ∈-∞-时,()'0f x >,函数()f x 单调递增, 当(),x a a ∈-时,()'0f x <,函数()f x 单调递减, 当(),x a ∈+∞时,()'0f x >,函数()f x 单调递增, ∴此时x a =-是()f x 的极大值点,x a =是()f x 的极小值点. 3、解:由32()3a f x x bx cx d =+++ 得 2()2f x ax bx c '=++ 因为2()9290f x x ax bx c x '-=++-=的两个根分别为1,4,所以290168360abc a b c ++-=⎧⎨++-=⎩(*)(Ⅰ)当3a =时,又由(*)式得2608120b c b c +-=⎧⎨++=⎩ 解得3,12b c =-=又因为曲线()y f x =过原点,所以0d =故32()312f x x x x =-+(Ⅱ)由于a>0,所以“32()3a f x x bx cx d =+++在(-∞,+∞)内无极值点”等价于“2()20f x ax bx c '=++≥在(-∞,+∞)内恒成立”。
高三数学导数复习精选题(含答案)
导数单元检测题一、选择题:(每小题5分,共50分)1. 在曲线y=x 2上切线的倾斜角为4π的点为 ( ) A .(0,0) B .(2,4) C .(161,41) D .(41,21)2.函数f (x)=(x+2a )(x-a)2的导数为 ( )A .2(x 2-a 2)B .3(x 2+a 2)C .3(x 2-a 2)D .2(x 2+a 2)3.(理)函数y=222)1(2+x x 的导数是 ( ) A .y /=3232)1(8)1(4+-+x x x x B .y /=3222)1(4)1(4+-+x x x xC .y /=3232)1(8)1(2+-+x x x xD .y /=322)1(4)1(4+-+x x x x (文)方程x 3-6x 2+9x-10=0的实根的个数是 ( )A .1B .2C .3D .04.点P 在曲线y=x 3-x+2上移动,设点P 处切线的倾斜角为α则α的取值范围是 ( )A .[0,2π] B .[0,2π]∪[43π,π) C .[43π,π) D .(2π,43π]5.正方体的棱长l 从4cm 增加到4.01cm 时,它的体积增加了(精确到0.01cm 3) ( )A . 0.5 0cm 3B .0.49cm 3C . 0.48 cm 3D .0.51 cm 36.函数f (x)=ax 3+x+1有极值的充要条件是 ( ) A .a >0 B .a <0 C .a ≥0 D .a ≤07.(理)函数y=x+24x x -最大值为 ( ) A .2+22 B .2 C .2+2 D .4(文)函数y=x 3-12x+16,x ∈[-2,3]的最大值是 ( ) A .32 B .35 C .40 D .60 8.(理)若曲线y=x1有一切线与直线2x-y+1=0垂直,则切点是 ( ) A .(2,22) B .(-22,-22) C .(2,-22) D .(-2,22) (文)曲线y=271032+x 过点P (5,11)的切线方程为 ( ) A .3x-y-4=0 B .3x+y-4=0 C .3x+y+4=0 D .3x-y+4=09.(理)已知f (3)=2,f /(3)= -2,则3)(32lim3--→x x f x x 的值是 ( )A .-4B .0C .8D .10(文)由线y=x 2在P 处的切线的斜率为3,则P 点的坐标为 ( ) A .(-23,49) B .(23,-49) C .(23,49) D .(-23,-49) 10.设函数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 ( ) A .-41,-43,0,1 B .-41,-43,0,-1 C .41,-43,0,-1 D .41,-43,0,1 二、填空题:(每小题5分,共25分)11.若直线y=kx 与直线y=x 3-3x 2+2x 相切,则k= . 12.设f (x)=x 2(2-x),则f (x)的单调递增区间是 .13.如果函数f (x)=ax 3-x 2+x-5在(-∞,+∞)上递增,则a 的取值范围是 . 14.水以20m 3/分的速度流入一圆锥形容器,设容器深30m ,上底直径12,当水深10m 时,水面上升的速度为 . 15.已知f (x)=x 3-21x 2-2x+5,求函数f (x)的递增区间 .三、 解答题: 16.(12分)已知f (x)的导数f /(x )=3x 2-2(a+1)x+a-2,且f (0)=2a ,当a >2时,求不等式f (x)<0的解集.17.(12分)(理)当x >0时,证明不等式:xx1<ln(1+x)<x . (文)函数f (x)= x 3-ax 2+1,是否存在实数a,使f (x)在区间[0,33]上为减函数,且在区间 (33,1]上是增函数?并说明理由. 18.(12分)已知a 为实数,f (x)=(x 2-4)(x -a). ⑴求导数f /(x );⑵若f /(-1)=0,求f (x)在[-2,2]上的最值;⑶若f (x)在(-∞,-2]和[2,+∞)上都是递增的,求a 的取值范围. 19.(12分)用总长14.8m 的一钢条做成一个长方体容器的框架。
(完整word版)高二数学导数大题练习详细答案
(完整word 版)高二数学导数大题练习详细答案一、解答题1.已知曲线()1f x x=(1)求曲线在点(1,1)P 处的切线方程. (2)求曲线过点(1,0)Q 的切线方程.2.对于正实数a ,b (a b >),我们熟知基本不等式:()()G a b A a b <,,,其中()G a b ,a ,b 的几何平均数,()2a bA a b +=,为a ,b 的算术平均数.现定义a ,b 的对数平均数:(),ln ln a bL a b a b-=-.(1)设1x >,求证:12ln x x x<-,并证明()()G a b L a b <,,;(2)若不等式()()(),,,G a b A a b m L a b +>⋅对任意正实数a ,b (a b >)恒成立,求正实数m 的取值范围.3.已知函数21()ln (1)()22=+-+++∈R x f x a x a x a a 有一个大于1的零点0x .(1)求实数a 的取值范围;(2)证明:对任意的(]01,x x ∈,都有ln 10-+>a x x 恒成立. 4.已知函数()e (ln 1)(R)ax f x x a =+∈,()f x '为()f x 的导数.(1)设函数()()eax f x g x '=,求()g x 的单调区间;(2)若()f x 有两个极值点,1212,()x x x x <,求实数a 的取值范围5.已知函数()ln f x x =,()21g x x x =-+.(1)求函数()()()h x f x g x =-的单调区间;(2)若直线l 与函数()f x ,()g x 的图象都相切,求直线l 的条数. 6.已知函数2()2ln f x x x =-+,()()ag x x a x =+∈R . (1)求函数()f x 的单调区间;(2)若函数()f x 与()g x 有相同的极值点,求函数()g x 在区间1[,3]2上的最值. 7.用数学的眼光看世界就能发现很多数学之“美”.现代建筑讲究线条感,曲线之美让人称奇.衡量曲线弯曲程度的重要指标是曲率,曲线的曲率定义如下:若fx 是()f x 的导函数,()f x ''是fx 的导函数,则曲线()y f x =在点()(),x f x 处的曲率()()()3221f x K f x ''='+⎡⎤⎣⎦.(1)若曲线()ln f x x x =+与()g x x ()1,1处的曲率分别为1K ,2K ,比较1K ,2K 大小;(2)求正弦曲线()sin h x x =(x ∈R )曲率的平方2K 的最大值.8.设函数ln e ()xx f x a x=-,其中a ∈R 且0a ≠,e 是自然对数的底数. (1)设()'f x 是函数()f x 的导函数,若()'f x 在(2,3)上存在零点,求a 的取值范围; (2)若34ea ≥,证明:()0f x <. 9.已知函数()321623f x x ax x =+-+在2x =处取得极值. (1)求()f x 的单调区间;(2)求()f x 在[]4,3-上的最小值和最大值.10.已知函数()222(0)e xmx x f x m +-=>. (1)判断()f x 的单调性;(2)若对[]12,1,2x x ∀∈,不等式()()1224e f x f x -≤恒成立,求实数m 的取值范围.【参考答案】一、解答题1.(1)20x y +-= (2)440x y +-= 【解析】 【分析】(1)求得函数的导数()21f x x'=-,得到曲线在点(1,1)P 处的切线的斜率,结合直线的点斜式方程,即可求解;(2)设切线坐标为00(,)A x y ,得出切线的方程为020011()y x x x x -=--,根据点(1,0)Q 在切线上,列出方程求得0x 的值,代入即可求解.(1)由题意,函数()1f x x=,可得()21f x x '=-, 所以()11f '=-,即曲线在点(1,1)P 处的切线的斜率为1k =-, 所以所求切线方程为1(1)y x -=--,即20x y +-=. (2)解:设切点坐标为00(,)A x y ,则切线的斜率为201k x =-, 所以切线的方程为020011()y x x x x -=--, 因为点(1,0)Q 在切线上,可得020011(1)x x x -=--,解得012x =,所以所求切线的方程为124()2y x -=--,即440x y +-=. 2.(1)证明见解析 (2)02m <≤ 【解析】 【分析】(1)令()11ln 2f x x x x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,利用导数证明当1x >时,()0f x <,即可得到12ln x x x<-. 用分析法证明()()G a b L a b <,,.(2)把题意转化为1112ln a a b m a b b -⎛⎫⋅+ ⎪⎝⎭恒成立.令)1t t =>,即为1ln 01t m t t -⋅-<+恒成立.令()()1ln 11t g t m t t t -=⋅->+,分2m >和02m <≤两种情况求出正实数m 的取值范围. (1)令()11ln 2f x x x x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,定义域为()0,+∞.则()()222221111212222x x x f x x x x x---'=--==-.所以当1x >时,()0f x '<,()f x 在()1,+∞上单调递减. 又()10f =,所以当1x >时,()0f x <.所以当1x >时,11ln 2x x x ⎛⎫<- ⎪⎝⎭,即12ln x x x<-.(*)要证()()G a b L a b <,,ln ln a ba b--,只需证ln a b <令)1t t =>,则由(*),得12ln t t t <-.所以()()G a b L a b <,,.(2)由()()(),,,G a b A a b m L a b +<⋅恒成立,得ln ln 2a b a b m a b -+⋅-恒成立,即1112ln aa b m a b b-⎛⎫⋅<+ ⎪⎝⎭恒成立.令)1t t =>,由()221112ln 2t m t t t -⋅<++恒成立,得()1112ln 2t m t t -⋅<+恒成立. 所以1ln 01t m t t -⋅-<+恒成立. 令()()1ln 11t g t m t t t -=⋅->+,则 ()()()()()()222222121121111mt t t m t g t m t t t t t t-+-+--'=⋅-==++⋅+⋅. (注:()10g =) i.当0∆>,即2m >时,易知方程()22110t m t -+--=有一根1t 大于1,一根2t 小于1,所以()g t 在()11,t 上单调递增.所以()()110g t g >=,不符合题意. ii.当02m <≤时,有()()()222214110mt t t t t -+≤-+=--<, 所以()0g t '<,从而()g t 在()1,+∞上单调递减. 故当1t >时,恒有()()10g t g <=,符合题意. 综上可知,正实数m 的取值范围为02m <≤. 【点睛】导数的应用主要有:(1)利用导函数几何意义求切线方程;(2)利用导数研究原函数的单调性,求极值(最值); (3)利用导数求参数的取值范围.3.(1)1a > (2)证明见解析 【解析】 【分析】(1)先求导,分1a ≤和1a >进行讨论,1a >时结合零点存在定理说明存在零点即可;(2)先构造函数()ln 1g x a x x =-+,求导证明函数先增后减,故只要说明两个端点大于0即可,化简得到()()0001()1212g x x x a =--+,由(21)0f a ->借助()f x 的单调性说明021<<-a x a ,即可得到0()0g x >. (1)2(1)(1)()()(1)a x a x a x x a f x x a x x x-++--=+-+==',①若1a ≤,则()0f x '>在(1,)+∞恒成立,即()f x 在(1,)+∞上单调递增, 当1x >时,()(1)0f x f >=,与()f x 有一个大于1的零点0x 矛盾.②若1a >,令()0f x '>,解得01x <<或x a >,令()0f x '<,解得1x a <<. 所以()f x 在(0,1)和(,)a +∞上单调递增,在(1,)a 单调递减.所以()(1)0f a f <=,当x →+∞时,()f x →+∞,由零点存在性定理,()f x 在(,)a +∞上存在一个零点0x . 综上,1a >. (2)令()ln 1,()1'-=-+=-=a a xg x a x x g x x x,由(1)知01<<a x ,令()0g x '>,解得1x a <<,令()0g x '<,解得0a x x <<,故()g x 在(1,)a 单调递增,在()0,a x 单调递减.(1)0g =,()000ln 1=-+g x a x x因为0x 为函数()f x 的零点,故()20001ln (1)022=+-+++=x f x a x a x a ,即20001ln (1)22=-++--x a x a x a ,所以()()220000000011ln 1112222x x g x a x x a x a x ax a =-+=-++---+=-+-+()()0011212=--+x x a .又因为2(21)1(21)ln(21)(1)(21)ln(21)2222--=-+-+-++=--+a f a a a a a a a a a , 令()ln(21)22=--+h a a a a ,则21()ln(21)2ln(21)12121=-+-=-+-'--a h a a a a a ,令1()ln(21)121m a a a =-+--, 22224(1)()021(21)(21)a m a a a a -'=-=>---恒成立, 所以()h a '在(1,)+∞单调递增,()(1)0h a h ''>=,所以()h a 在(1,)+∞单调递增,()(1)0h a h >=,即(21)0f a ->,由(1)可知()0f a <,所以021<<-a x a ,因为0010,210-<-+<x x a ,所以()()()000112102=--+>g x x x a , 所以()0>g x 在(]01,x x ∈恒成立,故对任意的(]01,x x ∈,都有ln 10-+>a x x 恒成立. 【点睛】本题关键点在于构造函数()ln 1g x a x x =-+后,如何说明()()0001()1212g x x x a =--+大于0,由(21)0f a ->借助()f x 的单调性说明021<<-a x a ,即可得到0()0g x >,即可得证. 4.(1)当0a <时,()g x 的减区间为(0,)+∞,无增区间; 当0a >时,()g x 的减区间为1(0,)a,增区间为1(,)a +∞ (2)2(e ,).+∞ 【解析】 【分析】(1)依题意,()f x 的定义域为(0,)+∞,且()1()ln e ax f x g x a x a x'==++,则21()ax g x x -'=,再对a 进行分类讨论即可得到答案. (2)因为()f x 有两个极值点,所以()g x 有两个零点.由(1)知0a <时不合题意;当0a >时,min 1()()(21)g x g a na a==-,接下来对a 进行讨论即可得到答案. (1)依题意,()f x 的定义域为(0,)+∞,e()e (ln 1)ax axf x a x x'=++,则()1()ln e ax f x g x a x a x'==++,则21().ax g x x -'=①当0a <时,()0g x '<在,()0x ∈+∞上恒成立,()g x 单调递减;②当0a >时,令()0g x '=得,1x a =,所以,当1(0,)x a∈时,()0g x '<,()g x 递减; 当1(,)x a ∈+∞时,()0g x '>,()g x 递增;综上,当0a <时,()g x 的减区间为(0,)+∞,无增区间; 当0a >时,()g x 的减区间为1(0,)a ,增区间为1(,).a+∞ (2)因为()f x 有两个极值点,所以()g x 有两个零点, 由(1)知0a <时不合;当0a >时,min 1()()(21).g x g a na a==-当20e a <<时,1()()0g x g a>>,()g x 没有零点,不合题意;当2e a =时,1()0g a =,()g x 有一个零点1a ,不合题意;当2e a >时,1()0g a<,21()(12ln )g a a a a=+-,设()12ln a a a ϕ=+-,2e a >,则2()10a aϕ'=->,所以22()(e )e 30a ϕϕ>=->,即21()0g a >, 所以存在1211(,)x a a∈,使得1()0g x =; 又因为1()e 0eg =>,所以存在211(,)ex a ∈,使得2()0.g x =()f x 的值变化情况如下表:e a >()f x 综上,a 的取值范围是2(e ,).+∞5.(1)在()0,1上单调递增,在()1,+∞上单调递减 (2)两条 【解析】 【分析】(1)求出函数的导函数,再解关于导函数的不等式,即可求出函数的单调区间;(2)设直线l 分别与函数()f x ,()g x 的图象相切于点()11,ln A x x ,()2222,1B x x x -+,依题意可得()()12AB f x g x k '='=,即可得到方程组,整理得()211211ln 204x x x ++-=,令()()221ln 24x F x x x+=+-,利用导数说明函数的单调性,利用零点存在性定理判断零点的个数,即可得解; (1)解:由题设,()()()2ln 1h x f x g x x x x =-=-+-,定义域为()0,∞+,则()()()221112121x x x x h x x x x x+---'=-+=-=- 当01x <<时,()0h x '>;当1x >时,()0h x '<,所以()h x 在()0,1上单调递增,在()1,+∞上单调递减.(2)解:因为()ln f x x =,()21g x x x =-+,所以()1f x x'=,()21g x x '=-,设直线l 分别与函数()f x ,()g x 的图象相切于点()11,ln A x x ,()2222,1B x x x -+ 则()()12AB f x g x k '='=,即21222112ln 1121x x x x x x x -+-=-=- 由2122112ln 11x x x x x x -+-=-,得2121221ln 1x x x x x x -=-+- 即2212211ln 1x x x x x -=-+-,即221221ln 20x x x x x -++-= 由21121x x =-,得12112x x x +=,代入上式,得211112111111ln 20222x x x x x x x ⎛⎫+++-++-= ⎪⎝⎭即()211211ln 204x x x++-=,则()()2221117ln 2ln 4244x F x x x x x x +=+-=++- 设()()()()223332111112102222x x x x F x x x x x x x +---='=--=> 当01x <<时,()0F x '<;当1x >时,()0F x '>,所以()F x 在()0,1上单调递减,在()1,+∞上单调递增.因为()()min 110F x F ==-<,()()()222222441e 1e e ln e 204e4eF ++=+-=>,则()F x 在()1,+∞上仅有一个零点.因为()24242e e 7e 4e 7e 2024424F ---=-++-=+>,则()F x 在()0,1上仅有一个零点.所以()F x 在()0,∞+上有两个零点,故与函数()f x ,()g x 的图象都相切的直线l 有两条.6.(1)单增区间为(0,1),单减区间为(1,)+∞(2)min ()2g x =,max 10()3g x =【解析】 【分析】(1)求导之后,分别令()0f x '>,()0f x '<即可求出()f x 的单调区间; (2)由有相同的极值点求出a 的值,再利用对勾函数的单调性求出()g x 在区间1,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最值. (1)()f x 的定义域:()0,∞+()()22122x f x x x x--'=-+=,由()0f x '>得01x <<,由()0f x '<得1x >, ∴()f x 的单增区间为()0,1,单减区间为()1,+∞. (2)()21ag x x ='-,由(1)知()f x 的极值点为1. ∵函数()f x 与()g x 有相同的极值点, ∴()10g '=,即10a -=,∴1a =,从而()1g x x x =+,()g x 在1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,在(]1,3上递增,又1522g ⎛⎫= ⎪⎝⎭,()1033g =,∴在区间1,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦上,()()min 12g x g ==,()max 103g x =.7.(1)12K K <; (2)1. 【解析】 【分析】(1)对()f x 、()g x 求导,应用曲率公式求出()1,1处的曲率1K ,2K ,即可比较大小;(2)由题设求出()h x 的曲率平方,利用导数求2K 的最大值即可. (1)由()11f x x '=+,()21f x x ''=,则()()()()13332222211112511f K f ''===+'+⎡⎤⎣⎦,由()g x '=,()3214g x x -''=-,则()()()2333222221124511112g K g ''===⎡⎤'+⎡⎤⎛⎫⎣⎦+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦,所以12K K <; (2)由()cos h x x '=,()sin h x x ''=-,则()322sin 1cos xK x =+,()()2223322sin sin 1cos 2sin xxK x x ==+-,令22sin t x =-,则[]1,2t ∈,故232tK t -=, 设()32t p t t -=,则()()32643226t t t t p t t t----'==,在[]1,2t ∈时()0p t '<,()p t 递减, 所以()()max 11p t p ==,2K 最大值为1. 8.(1)32322e e a <<; (2)证明见解析. 【解析】 【分析】(1)求出函数()f x 的导数,由()0f x '=分离参数并构造函数,求解其值域作答. (2)将不等式等价转化,构造两个函数,并分别探讨它们的最大、最小值即可推理作答. (1)依题意,21(1)e ()x x f x ax x -'=-,由()0f x '=得:21(1)e 1(1)e x xx x ax x a x --=⇔=,令1())(e x x x x ϕ-=,23x <<,则22()(1)e 0xx x x xϕ+'-=>,即()ϕx 在(2,3)上单调递增,当23x <<时,(2)()(3)x ϕϕϕ<<,即23e 2e()23x ϕ<<,由()'f x 在(2,3)上存在零点,则方程1(1)e x x a x-=在(2,3)上有根,因此有23e 12e 23a <<,解得32322e e a <<,所以a 的取值范围是:32322e e a <<. (2) 函数()f x 的定义域为(0,)+∞,当34e a ≥时,2ln e e ln ()000x x x a x f x a x x x<⇔-<⇔->, 令2e ()x a g x x =,0x >,求导得:3e ())(2x a x x g x'-=,当02x <<时,()0g x '<,当2x >时,()0g x '>,即函数()g x 在(0,2)上单调递减,在(2,)+∞上单调递增,当2x =时,22min 3e 4e 1()(2)4e 4ea g x g ==≥⋅=, 令ln ()x h x x =,0x >,求导得:21ln ()x h x x -'=,当0e x <<时,()0h x '>,当e x >时,()0h x '<,即函数()h x 在(0,e)上单调递增,在(e,)+∞上单调递减,当e x =时,max 1()(e)eh x h ==, 因此,0x ∀>,min max 1()()()()eg x g x h x h x ≥≥=≥,而()g x 的最大值与()h x 的最小值不同时取得,即上述不等式中不能同时取等号,于是得:0x ∀>,()()g x h x >成立,即2e ln 0x a x x x ->成立, 所以()0f x <.【点睛】思路点睛:证明不等式常需构造辅助函数,将不等式证明转化为利用导数研究函数的单调性、求最值等解决.9.(1)增区间为(),3-∞-,()2,+∞,减区间为()3,2-(2)()max 312f x =,()min 163f x =- 【解析】【分析】(1)根据题意得()20f '=,进而得12a =,再根据导数与单调性的关系求解即可;(2)由(1)知[]4,3x ∈-时,()f x 的增区间为[)4,3--,(]2,3,减区间为()3,2-,进而求解()4f -,()3f -,()2f ,()3f 的值即可得答案.(1)解:(1)()226f x x ax '=+-,因为()f x 在2x =处取得极值,所以()24460f a '=+-=,解得12a =. 检验得12a =时,()f x 在2x =处取得极小值,满足条件.所以()26f x x x '=+-, 令()0f x '>,解得3x <-或2x >,令()0f x '<,解得32x -<<, 所以()f x 的增区间为(),3-∞-,()2,+∞,减区间为()3,2-;(2)解:令()260f x x x '=+-=,解得3x =-或2x =,由(1)知()f x 的增区间为(),3-∞-,()2,+∞,减区间为()3,2-; 当[]4,3x ∈-时,()f x 的增区间为[)4,3--,(]2,3,减区间为()3,2- 又()()()()321138444642323f -=⨯-+⨯--⨯-+=, ()()()()321131333632322f -=⨯-+⨯--⨯-+=, ()321116222622323f =⨯+⨯-⨯+=-, ()32115333632322f =⨯+⨯-⨯+=-, 所以()max 312f x =,()min 163f x =-. 10.(1)单调增区间为2,2m ⎛⎫-⎪⎝⎭,单调减区间为[)2,,2,m ∞∞⎛⎤--+ ⎥⎝⎦ (2)20,4e ⎛⎤ ⎥-⎝⎦ 【解析】【分析】(1)先对函数求导,然后由导数的正负可求出函数的单调区间, (2)由函数()f x 在[]1,2上为增函数,求出函数的最值,则()()max min 24e 2()()e m g m f x f x -+=-=,然后将问题转化为()224e 24e e m -+≥,从而可求出实数m 的取值范围.(1)()()()()221422(0)e e x x mx m x mx x f x m -+-+-+-=>'=令()0f x '=,解得2x m =-或2x =,且22m-<当2,x m ∞⎛⎤∈-- ⎥⎝⎦时,()0f x '≤,当2,2x m ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭时,()0f x '>, 当[)2,x ∞∈+时,()0f x '≤即()f x 的单调增区间为2,2m ⎛⎫-⎪⎝⎭,单调减区间为[)2,,2,m ∞∞⎛⎤--+ ⎥⎝⎦ (2)由(1)知,当[]0,1,2m x >∈时,()0f x '>恒成立 所以()f x 在[]1,2上为增函数,即()()max min 242()2,()1e e m m f x f f x f +====. ()()12f x f x -的最大值为()()max min 24e 2()()e m g m f x f x -+=-=()()1224e f x f x ⎡⎤≥-⎣⎦恒成立 ()224e 24e e m -+∴≥ 即24e m ≤-, 又0m > 20,4e m ⎛⎤∴∈ ⎥-⎝⎦故m 的取值范围20,4e ⎛⎤ ⎥-⎝⎦。
高中文科导数练习题
高中文科导数练习题导数是微积分中的重要概念,对于高中文科学生来说,理解和应用导数是必不可少的。
本文将提供一些文科导数的练习题,帮助学生加深对导数的理解和应用。
1. 函数的导数概念考虑函数f(x) = 2x^2 + 3x - 5,求该函数在x=2处的导数。
2. 导数的运算法则已知函数f(x) = sin(x),g(x) = e^x,求h(x) = f(x) * g(x)的导数。
3. 导数与图像的关系已知函数f(x) = x^3 - 4x^2 + 3x,绘制该函数的图像并找出其关键点,然后根据导数的定义解释这些关键点的意义。
4. 导数在最优化问题中的应用某公司每月生产x件产品,月总成本C(x)与产量的关系由函数C(x) = 0.01x^3 - 0.2x^2 + 30x + 2000给出,求最小月成本对应的产量以及最小月成本。
5. 导数在经济学中的应用考虑市场上一种产品的需求量和价格之间的关系由函数D(p) =2000/p表示,其中p为价格,D(p)为需求量。
求该产品的最大价格以及最大需求量。
6. 导数在物理学中的应用某物体在水平面上以速度v(t) = 3t^2 - 2t + 5移动,其中t为时间。
求该物体的位移函数s(t)以及物体在t=1处的瞬时速度。
7. 函数的高阶导数已知函数f(x) = 2x^3 - 5x^2 + 3x - 2,求该函数的二阶导数。
8. 隐函数求导已知方程x^2 + y^2 = 25,求dy/dx。
9. 反函数求导已知函数f(x) = ln(x),求f^{-1}(x)的导数。
10. 参数方程求导已知参数方程x = 2t^2,y = 3t,求dy/dx。
以上是一些文科导数的练习题,涵盖了导数的基本概念、运算法则以及在不同领域的应用。
希望通过这些习题的练习,学生们能够加深对导数的理解,提升解决实际问题的能力。
祝学习顺利!总结:本文给出了一系列高中文科导数练习题,涵盖了导数的基本概念、运算法则以及在不同领域的应用。
高中文科经典导数练习题及答案.docx
高二数学导数单元练习一、选择题1.一个物体的运动方程为S=1+t+t^2其中 s 的单位是米,t 的单位是秒,那么物体在 3 秒末的瞬时速度是()A7米/秒B6米/秒C5米/秒D8米/秒2.已知函数 f ( x)= ax2+ c,且f(1)=2,则 a 的值为()A.1B.2C.- 1D. 03 f (x) 与 g( x) 是定义在R 上的两个可导函数,若 f ( x) ,g( x) 满足 f ' (x)g ' ( x) ,则f (x) 与 g( x) 满足()A f (x) 2 g( x)B f ( x)g( x) 为常数函数C f ( x)g ( x)0D f ( x)g( x) 为常数函数4.函数 y =x3 + x 的递增区间是()A(,1)B(1,1) C (,)D(1,)5.若函数 f(x)在区间( a, b)内函数的导数为正,且f(b)≤ 0,则函数 f(x)在( a, b )内有()A. f(x)〉0B. f(x)〈0C.f(x) =0D. 无法确定6. f '( x0 ) =0是可导函数y=f(x)在点x=x0处有极值的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.非充分非必要条件7.曲线f ( x) = x3+ x - 2 在 p0处的切线平行于直线y = 4x- 1,则 p0点的坐标为()A(1,0)B(2,8)C(1,0)和 (1,4)D(2,8) 和 (1, 4)8.函数y13x x3有()A. 极小值 -1 ,极大值1B.极小值 -2 ,极大值 3C. 极小值 -1 ,极大值3D.极小值 -2 ,极大值 29 对于R上可导的任意函数 f ( x) ,若满足( x 1) f ' ( x) 0 ,则必有()A f (0) f (2) 2 f (1)B f (0) f (2) 2 f (1)C f (0) f (2)2f (1)D f (0) f (2) 2 f (1)y y f (x )二、填空题11.函数y x3x2x 的单调区间为bOa x___________________________________.12.已知函数f ( x)x3ax 在R上有两个极值点,则实数 a 的取值范围是 .13. 曲线 y x34 x 在点 (1, 3) 处的切线倾斜角为 __________.14. 对正整数 n ,设曲线 yx n (1 x) 在 x 2 处的切线与 y 轴交点的纵坐标为a n ,则数列a n 的n 1前 n 项和的公式是.三、解答题:15 .求垂直于直线2x 6 y1 0 并且与曲线 y x 3 3x2 5 相切的直线方程16.如图,一矩形铁皮的长为 8cm ,宽为 5cm ,在四个角上截去四个相同的小正方形,制成一个无盖的小盒子,问小正方形的边长为多少时,盒子容积最大?17.已知 fx ax 4 bx 2 c的图象经过点(0,1) ,且在 x 1 处的切线方程是 yx 2 ,请解答下( )列问题:( 1)求( 2)求yf (x) 的解析式; yf (x) 的单调递增区间。
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高二数学导数单元练习一、选择题1. 一个物体的运动方程为S=1+t+t^2其中s 的单位是米,t 的单位是秒,那么物体在3秒末的瞬时速度是( )A 7米/秒B 6米/秒C 5米/秒D 8米/秒 2. 已知函数f (x )=ax 2+c ,且(1)f '=2,则a 的值为( )A.1B.2C.-1D. 03 ()f x 与()g x 是定义在R 上的两个可导函数,若()f x ,()g x 满足''()()f x g x =,则()f x 与()g x 满足( )A ()f x =2()g xB ()f x -()g x 为常数函数C ()f x =()0g x =D ()f x +()g x 为常数函数 4. 函数3yx x 的递增区间是( )A )1,(-∞B )1,1(-C ),(+∞-∞D ),1(+∞5.若函数f(x)在区间(a ,b )内函数的导数为正,且f(b)≤0,则函数f(x)在(a , b )内有( )A. f(x) 〉0B.f(x)〈 0C.f(x) = 0D.无法确定 6.0'()f x =0是可导函数y =f(x)在点x =x 0处有极值的 ( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .非充分非必要条件7.曲线3()2f x x x在0p 处的切线平行于直线41yx ,则0p 点的坐标为( )A (1,0)B (2,8)C (1,0)和(1,4)--D (2,8)和(1,4)--8.函数313y x x =+- 有 ( )A.极小值-1,极大值1B. 极小值-2,极大值3C.极小值-1,极大值3D. 极小值-2,极大值29 对于R 上可导的任意函数()f x ,若满足'(1)()0x f x -≥,则必有( )A (0)(2)2(1)f f f +<B (0)(2)2(1)f f f +≤ C(0)(2)2(1)f f f +≥ D (0)(2)2(1)f f f +>二、填空题 11.函数32y x x x=--的单调区间为___________________________________.12.已知函数3()f x x ax =+在R 上有两个极值点,则实数a 的取值范围是 . 13.曲线x x y 43-=在点(1,3)- 处的切线倾斜角为__________.14.对正整数n ,设曲线)1(x x y n -=在2x =处的切线与y 轴交点的纵坐标为n a ,则数列1n a n ⎧⎫⎨⎬+⎩⎭的前n 项和的公式是 . 三、解答题:15.求垂直于直线2610x y -+=并且与曲线3235y x x =+-相切的直线方程16.如图,一矩形铁皮的长为8cm ,宽为5cm ,在四个角上截去四个相同的小正方形,制成一个无盖的小盒子,问小正方形的边长 为多少时,盒子容积最大?17.已知c bx ax x f ++=24)(的图象经过点(0,1),且在1x =处的切线方程是2y x =-,请解答下列问题:(1)求)(x f y =的解析式; (2)求)(x f y =的单调递增区间。
18.已知函数323()(2)632f x ax a x x =-++- (1)当2a >时,求函数()f x 极小值; (2)试讨论曲线()y f x =与x 轴公共点的个数。
20.已知1x =是函数32()3(1)1f x mx m x nx =-+++的一个极值点,其中,,0m n R m ∈<, (1)求m 与n 的关系式; (2)求()f x 的单调区间;(3)当[]1,1x ∈-时,函数()y f x =的图象上任意一点的切线斜率恒大于3m ,求m 的取值范围.参考答案一、选择题AACACBBCCCA二、填空题11.递增区间为:(-∞,13),(1,+∞)递减区间为(13,1)(注:递增区间不能写成:(-∞,13)∪(1,+∞))12.(,0)-∞ 13.34π14.122n +- ()()/11222,:222(2)n n n x y n y n x --==-++=-+-切线方程为,令0x =,求出切线与y 轴交点的纵坐标为()012n y n =+,所以21n na n =+,则数列1n a n ⎧⎫⎨⎬+⎩⎭的前n 项和()12122212n n n S +-==--三、解答题:15.解:设切点为(,)P a b ,函数3235y x x =+-的导数为'236y x x =+切线的斜率'2|363x a k y a a ===+=-,得1a =-,代入到3235y x x =+-得3b =-,即(1,3)P --,33(1),360y x x y +=-+++=16.解:设小正方形的边长为x 厘米,则盒子底面长为82x -,宽为52x - 32(82)(52)42640V x x x x x x =--=-+ '2'10125240,0,1,3V x x V x x =-+===令得或,103x =(舍去)(1)18V V ==极大值,在定义域内仅有一个极大值, 18V ∴=最大值17.解:(1)c bx ax x f ++=24)(的图象经过点(0,1),则1c =,'3'()42,(1)421,f x ax bx k f a b =+==+=切点为(1,1)-,则c bx ax x f ++=24)(的图象经过点(1,1)- 得591,,22a b c a b ++=-==-得 4259()122f x x x =-+ (2)'3()1090,0,1010f x x x x x =->-<<>或单调递增区间为()1010-+∞18.解:(1)'22()33(2)63()(1),f x ax a x a x x a=-++=--()f x 极小值为(1)2af =-(2)①若0a =,则2()3(1)f x x =--,()f x ∴的图像与x 轴只有一个交点; ②若0a <, ∴()f x 极大值为(1)02af =->,()f x 的极小值为2()0f a<,()f x ∴的图像与x 轴有三个交点;③若02a <<,()f x 的图像与x 轴只有一个交点;④若2a =,则'2()6(1)0f x x =-≥,()f x ∴的图像与x 轴只有一个交点; ⑤若2a >,由(1)知()f x 的极大值为22133()4()044f a a =---<,()f x ∴的图像与x 轴只有一个交点;综上知,若0,()a f x ≥的图像与x 轴只有一个交点;若0a <,()f x 的图像与x 轴有三个交点。
19.解:(1)32'2(),()32f x x ax bx c f x x ax b =+++=++由'2124()0393f a b -=-+=,'(1)320f a b =++=得1,22a b =-=-'2()32(32)(1)f x x x x x =--=+-,函数的单调区间如下表:所以函数()f x 的递增区间是(,)3-∞-与(1,)+∞,递减区间是2(,1)3-;(2)321()2,[1,2]2f x x x x c x =--+∈-,当23x =-时,222()327f c -=+为极大值,而(2)2f c =+,则(2)2f c =+为最大值,要使2(),[1,2]f x c x <∈- 恒成立,则只需要2(2)2c f c >=+,得1,2c c <->或20.解(1)2()36(1)f x mx m x n '=-++因为1x =是函数()f x 的一个极值点,所以(1)0f '=,即36(1)0m m n -++=,所以36n m =+(2)由(1)知,2()36(1)36f x mx m x m '=-+++=23(1)1m x x m ⎡⎤⎛⎫--+⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦当0m <时,有211m>+,当x 变化时,()f x 与()f x '的变化如下表:故有上表知,当0m <时,()f x 在2,1m ⎛⎫-∞+ ⎪⎝⎭单调递减, 在2(1,1)m+单调递增,在(1,)+∞上单调递减. (3)由已知得()3f x m '>,即22(1)20mx m x -++>又0m <所以222(1)0x m x m m -++<即[]222(1)0,1,1x m x x m m -++<∈-① 设212()2(1)g x x x m m=-++,其函数开口向上,由题意知①式恒成立,所以22(1)0120(1)010g m mg ⎧-<+++<⎧⎪⇒⎨⎨<⎩⎪-<⎩解之得 43m -<又0m < 所以403m -<<即m 的取值范围为4,03⎛⎫- ⎪⎝⎭。