2014年高考数学(文)二轮复习专题提升训练(江苏专用):5 导数的综合应用 Word版含解析]
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常考问题5 导数的综合应用
(建议用时:50分钟)
1.若函数y =-4
3x 3+bx 有三个单调区间,则b 的取值范围是________. 解析 由条件y ′=-4x 2+b ,∴Δ=0+16b >0,得b >0. 答案 (-2,-1)
2.已知函数f (x )=13x 3
-2x 2+3m ,x ∈[0,+∞),若f (x )+5≥0恒成立,则实数
m 的取值范围是________.
解析 f ′(x )=x 2-4x ,由f ′(x )>0,得x >4或x <0.
∴f (x )在(0,4)上递减,在(4,+∞)上递增,∴当x ∈[0,+∞)时,f (x )min =f (4).∴要使f (x )+5≥0恒成立,只需f (4)+5≥0恒成立即可,代入解之得m ≥179. 答案 ⎣⎢⎡⎭
⎪⎫
179,+∞
3.下面四个图象中,有一个是函数f (x )=1
3x 3+ax 2+(a 2-1)x +1(a ∈R)的导函数
y =f ′(x )图象,则f (-1)等于________.
解析 ∵f ′(x )=x 2+2ax +a 2-1,∴f ′(x )的图象开口向上,则②,④排除.若图象不过原点,则f ′(x )的图象为①,此时a =0,f (-1)=5
3;若图象过原点,则f ′(x )的图象为③,此时a 2-1=0,又对称轴x =-a >0,∴a =-1, ∴f (-1)=-1
3. 答案 -13或5
3
4.(2013·南通调研)设P 是函数y =x (x +1)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________. 解析 因为y ′=12x -12(x +1)+x =3x 2+1
2x
≥2
34=3,(当且仅当x =13
时,“=”成立)设点P (x ,y )(x >0),则在点P 处的切线的斜率k ≥3,所以tan θ≥3,又θ∈[0,π),故θ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫
π3,π2.
答案 ⎣⎢⎡⎭
⎪⎫
π3,π2
5.函数f (x )的定义域是R ,f (0)=2,对任意x ∈R ,f (x )+f ′(x )>1,则不等式e x ·f (x )>e x
+1的解集为______.
解析 构造函数g (x )=e x ·f (x )-e x ,因为g ′(x )=e x ·f (x )+e x ·f ′(x )-e x =e x [f (x )+f ′(x )]-e x >e x -e x =0,所以g (x )=e x ·f (x )-e x 为R 上的增函数.又因为g (0)=e 0·f (0)-e 0=1,所以原不等式转化为g (x )>g (0),解得x >0. 答案 (0,+∞)
6.(2013·温州模拟)关于x 的方程x 3-3x 2-a =0有三个不同的实数解,则实数a 的取值范围是________.
解析 由题意知使函数f (x )=x 3-3x 2-a 的极大值大于0且极小值小于0即可,又f ′(x )=3x 2-6x =3x (x -2),令f ′(x )=0,得x 1=0,x 2=2.当x <0时,f ′(x )>0;当0<x <2时,f ′(x )<0;当x >2时,f ′(x )>0,所以当x =0时,f (x )取得极大值,即f (x )极大值=f (0)=-a ;当x =2时,f (x )取得极小值,即f (x )极小值=f (2)=-4-a ,所以{ -a >0,-4-a <0,解得-4<a <0. 答案 (-4,0)
7.若函数f (x )=-1
2x 2+4x -3ln x 在[t ,t +1]上不单调,则t 的取值范围是______.
解析 对f (x )求导,得f ′(x )=-x +4-3x =-x 2
+4x -3
x =-(x -1)(x -3)x
.由
f ′(x )=0得函数f (x )的两个极值点为1,3,则只要这两个极值点有一个在区间(t ,t +1)内,函数f (x )在区间[t ,t +1]上就不单调,所以t <1 1 x +1 ,g (x )=x 2-2ax +4,若任意x 1∈[0,1],存在x 2∈[1,2], 使f (x 1)≥g (x 2),则实数a 的取值范围是______. 解析 由于f ′(x )=1+ 1 (x +1)2 >0,因此函数f (x )在[0,1]上单调递增,所以x ∈[0,1]时,f (x )min =f (0)=-1.根据题意可知存在x ∈[1,2],使得g (x )=x 2-2ax +4≤-1,即x 2-2ax +5≤0,即a ≥x 2+52x 能成立,令h (x )=x 2+5 2x ,则要使a ≥h (x )在x ∈[1,2]能成立,只需使a ≥h (x )min ,又函数h (x )=x 2+5 2x 在x ∈[1,2]上单调递减(可利用导数判断),所以h (x )min =h (2)=94,故只需a ≥94. 答案 ⎣⎢⎡⎭ ⎪⎫ 94,+∞ 9.(2013·徐州质检)现有一张长为80 cm ,宽为60cm 的长方形铁皮ABCD ,准备用它做成一只无盖长方体铁皮盒,要求材料利用率为100%,不考虑焊接处损失.如图,若长方形ABCD 的一个角剪下一块正方形铁皮, 作为铁皮盒的底面,用余下材料剪拼后作为铁皮盒的侧面,设长方体的底面边长为x (cm),高为y (cm),体积为V (cm 3) (1) 求出x 与 y 的关系式; (2) 求该铁皮盒体积V 的最大值. 解 (1)由题意得x 2+4xy =4 800, 即y =4 800-x 2 4x ,0<x <60. (2)铁皮盒体积V (x )=x 2y =x 2×4 800-x 2 4x =-14x 3+1 200x ,V ′(x )=- 34x 2 + 1200,令V ′(x )=0,得x =40,因为x ∈(0,40),V ′(x )>0,V (x )是增函数;x ∈(40,60),V ′(x )<0,V (x )是减函数,所以V (x )=-1 4x 3+1 200x ,在x =40时取得极大值,也是最大值,其值为32 000 cm 3. 所以该铁皮盒体积V 的最大值是32 000 cm 3. 10.(2013·东北三校联考)已知x =3是函数f (x )=a ln(1+x )+x 2-10x 的一个极值点. (1)求a ;