人教课标版高中数学选修1-1第三章《导数及其应用》章末综合检测B卷
高中数学选修第三章《导数及其应用》知识点归纳及单元测试
不合要求;综上, 为所求。
20.<1)解法1:∵ ,其定义域为 ,
∴ .
∵ 是函数 的极值点,∴ ,即 .
∵ ,∴ .
经检验当 时, 是函数 的极值点,
∴ .
解法2:∵ ,其定义域为 ,
∴ .
令 ,即 ,整理,得 .
∵ ,
∴ 的两个实根 <舍去), ,
当 变化时, , 的变化情况如下表:
<A) <B) <C) <D)
5.若曲线 的一条切线 与直线 垂直,则 的方程为< )
A. B. C. D.
6.曲线 在点 处的切线与坐标轴所围三角形的面积为< )
A. B. C. D.
7.设 是函数 的导函数,将 和 的图象画在同一个直角坐标系中,不可能正确的是< )
8.已知二次函数 的导数为 , ,对于任意实数 都有 ,则 的最小值为< )A. B. C. D. b5E2RGbCAP
A
如图所示,切线BQ的倾斜角小于
直线AB的倾斜角小于 Q
切线AT的倾斜角
O 1 2 3 4 x
所以选B
11.
12.32
13.
14. (1>
三、解答题
15. 解:设长方体的宽为x<m),则长为2x(m>,高为
.
故长方体的体积为
从而
令V′<x)=0,解得x=0<舍去)或x=1,因此x=1.
当0<x<1时,V′<x)>0;当1<x< 时,V′<x)<0,
17.设函数 分别在 处取得极小值、极大值. 平面上点 的坐标分别为 、 ,该平面上动点 满足 ,点 是点 关于直线 的对称点,.求(Ⅰ>求点 的坐标; (Ⅱ>求动点 的轨迹方程. RTCrpUDGiT
数学人教B版选修1-1本章测评第三章导数及其应用 Word版含解析
本章检测
(时间分钟,满分分)
一、选择题(本大题共小题,每小题分,共分.每题只有一个正确答案,请把正确答案的选项填在括号内)
.已知()在处可导,则等于( )
′()()
()·′()()·′()
解析:
()·′().
答案:
.物体运动的方程为,则的瞬时速度为( )
解析:利用导数的物理意义.
答案:
.若曲线与在处的切线互相垂直,则等于( )
.或
解析:
∴·().∴.∴
答案:
.(湖北高考,文)已知函数()在处的导数为,则()的解析式可能为( )
()()()()()
()()()
解析:对于选项,有′(),于是′().合题意,故选.
答案:
.函数()()在[]上的最大值为( )
.
.
解析:′(),由′(),得.而()()(),所以().故选. 答案:
.已知(),则′()等于 …()
.
解析:′()
将代入′()中得′().
答案:
.已知函数()′(),则()与()的大小关系是( )
()()()<()
()>().无法确定
解析:′()′(),
∴′()′().
∴′().∴().
∴()().
答案:
.函数()在(,]上取得最大值时,的值为( )
.
.
解析:′(),∴.。
人教A版高中数学选修1-1第三章《导数及其应用》单元检测题(含答案).docx
第三章《导数及其应用》检测题一、选择题(每小题只有一个正确答案)1.已知曲线y = |x2-2上一点P(屈一$,则过点P切线的倾斜角为()乙乙A.30°B. 45°C. 60°D. 120°2.设P为曲线C: y = F+2x + 3上的点,且曲线c在点P处切线倾斜角的取值范围7T 7T为则点P横坐标的取值范围为()4 2( JiA. —co,—B. [—1,0]1D. , + 823.定义在(0, +8)上的函数f(x)的导函数为广(无),且对VxG (0,+oo)都有c. [0,1]/z(x)lnx<^/'(x),则(A. 4/(e) > e3/(e4) > 2e/(e2) C. e3/(e4) > 4/(e) > 2e/(e2) )(其中e«2. 7)B.e3/(e4) > 2e/(e2) > 4/(e) D. 4/(e) > 2e/(e2) > e3/(e4)4.曲线/(x) = (x + l)e x在点(0, f(0))处的切线方程为()A. y = % 4- 1B. y = 2x 4- 1C. y = + 1D.y 弓x+15.对于函数/(x)=—,下列说法正确的有()①f(兀)在x = €处取得极大值》②f(x)有两个不同的零点;③门4) < f (兀)< /(3); @7T4 < 4兀.A.4个B.3个C.2个D. 1个6.定义在R上的奇函数f (x)满足f (・1)=0,且当x>0时,f (x) >xf (x),则下列关系式中成立的是()A. 4f (i) >f (2)B. 4f (2) <f (2)C. f (i) >4f (2)D. f (i) f (2) > 2 2 2 27.定义在[0, +oo)的函数fO)的导函数为f(x),对于任意的%>0,恒有/Xx) </(%),m = n = 则m, zi的大小关系是()・e e zA. m > nB. m < nC. m = nD.无法确定&函数/(x) = e x + x3 - 2在区间(0,1)内的零点个数是().A. 0B. 1C. 2D. 39 .在平面直角坐标系xOy中,已知好一In%! - = 0 , x2 - y2 ~ 2 = 0 ,则(%i -x2)2 +(7i -y2)2的最小值为()A. 1B. 2C. 3D. 410.已知直线2是曲线y = e x与曲线y = e2x-2的一条公切线,2与曲线y =/x 一2切于点(a,b),且a是函数£仗)的零点,贝”仗)的解析式可能为()A. /(%) = e2x(2x + 21n2 -1)-1B. f(x) = e2x(2x + 21n2 -1)-2C.f(x) = e2x(2x一21n2 -1)-1D. /(x) = e2x(2x一21n2 -1)-2二、填空题设函数fd)的导数为f f (x),且f(x)=f‘(^sinx + cosx,则f' (? = _____________________ 12.如图,函数y = f(x)的图象在点P处的切线方程是y = -兀+ 5,则/'⑶+厂⑶=_. Array13._____ 函数y=f (x)的导函数y = f(jc)的图象如图所示,则函数y=f (x)的图象可能是_________ (填序号).(D ②③④14.已知函数/(x)=xlnx + i%2, %是函数f(x)的极值点,给出以下几个命题:乙@0 < %0 < -;②尢o>2;+ X o < 0;④fOo) + Xo>0;e e其中正确的命题是______________ •(填出所有正确命题的序号)、215 .已知函数/(X)= X3 +OT2 +/?JC+C在X =——与兀=1时都取得极值,若对xe[-l,2],不等式f(x)<c2恒成立,则c的取值范围为___________________________ o三、解答题16.求下列函数的导函数®y = X4—3x2—5x + 6 ③y = x2cos x ②y二x+古@y = tan x17.已知函数/'(兀)=|%2一(a + l)x + a\nx.(1)当a VI时,讨论函数f(x)的单调性;(2)若不等式f(X) + (a + l)x n牛+対+ 1 一对于任意x G [e~1,e]成立,求正实数a 的取值范围.18.已知函数f (尤)=^x3— ax1 2 + l(a 6 /?).(1)若曲线y = /(%)在(l,f(l))处的切线与直线x-y + l = 0垂直,求a的值.(2)若a>0,函数y = /(%)在区间(a,a2 - 3)±存在极值,求a的取值范圉.(3)若a >2,求证:函数y = f(x)在(0,2)上恰有一个零点.19.已知函数f^x) = a x^-x2-x\na (a>0,且aHl).(I )求函数/(兀)的单调区间;(II)求函数/(兀)在[-2,2]上的最大值.20.现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,上部的形状是正四棱锥P~A\B\G从, 下部的形状是正四棱柱ABCD-A限Cd (如图所示),并要求正四棱柱的高"0是正以棱锥的高%的4倍.1 若AB=6 m, n =2 m,则仓库的容积是多少?2 若正四棱锥的侧棱长为6 m,则当〃为多少时,仓库的容积最大?参考答案I.C2. D3. D4・ B5. C6. A7. B8. B9. B10・ BII.- A/212. 113.④14.①③15.(-00,-1) U(2,4-oo)16.解析:(l)y z = 4x3— 6x — 5(2)y‘ = % 4- x~2(3)y‘ = (x2ycosx + x2(cosx)f = 2xcosx-x2sinx, sinx , (sinx),cosx — sinx(cosx)' cos2% + sin2% 1(4)-------------- y =( ----------------- )= ----- = = :—cos2%cosx cos2%cos2% cos2%17.(1)当a<0时,函数门切在(1,+8)上单调递增,在(0,1)上单调递减;当ova VI时, 函数f(x)在@,1)上单调递减,在(0卫)和(1,+8)上单调递增.(2) (0,1]解析:(1)函数/'仗)的定义域为(0,+s),广(%)=兀 _ @ + 1)+ 兰=*一@+1央+。
2019_2020学年高中数学第三章导数及其应用章末综合检测(三)课件新人教B版选修1_1
第三章 导数及其应用
6.设函数 f(x)=2x+ln x,则( ) A.x=12为 f(x)的极大值点 B.x=12为 f(x)的极小值点 C.x=2 为 f(x)的极大值点 D.x=2 为 f(x)的极小值点
第三章 导数及其应用
解析:选 D.函数 f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=-x22+ 1x=x-x22.当 x=2 时,f′(x)=0;当 x>2 时,f′(x)>0, 函数 f(x)为增函数;当 0<x<2 时,f′(x)<0,函数 f(x) 为减函数,所以 x=2 为函数 f(x)的极小值点.故选 D.
5.若曲线 y=1x在点 P 处的切线斜率为-4,则点 P 的坐 标是( ) A.12,2 B.12,2或-12,-2 C.-12,-2 D.12,-2
第三章 导数及其应用
解析:选 B.y′=-x12,由-x12=-4,得 x2=14,从而 x= ±12,分别代入 y=1x,得 P 点的坐标为12,2或-12,-2.
第三章 导数及其应用
解析:选 A.
Δlxim→0
f(1-Δx)-f(1) -Δx
=Δlxim→0 f(1-1-ΔΔx)x- -f1(1)=f′(1).
第三章 导数及其应用
2.若函数 f(x)=13x3-f′(1)·x2-x,则 f′(1)的值为(
)
A.0
B.2
C.1
D.-1
解析:选 A.f′(x)=x2-2f′(1)·x-1,则 f′(1)=12-2f′(1)·1
第三章 导数及其应用
11.函数 y=x2-2sin x 的图象大致是(
)
第三章 导数及其应用
解析:选 C.y′=12-2cos x,令 y′=0, 解得 cos x=14,根据三角函数的知识知这个方程有无穷多 解,即函数 y=x2-2sin x 有无穷多个极值点,又函数 y=x2 -2sin x 是奇函数,图象关于坐标原点对称,故只能是选 项 C 中的图象.
高中数学人教版选修1-1 第三章导数及其应用 单元测试卷(B)
第三章 导数及其应用 单元测试卷(B )时间:120分钟 分值:150分 第Ⅰ卷(选择题,共60分)1.物体运动的方程为s =14t 4-3,则t =5时的瞬时速度为( )A .5B .25C .125D .625 2.函数y =x 2cos x 的导数为 ( ) A .y ′=2x cos x -x 2sin x B .y ′=2x cos x +x 2sin xC .y ′=x 2cos x -2x sin xD .y ′=x cos x -x 2sin x 3.函数y =3x -x 3的单调递增区间是( ) A .(0,+∞)B .(-∞,-1)C .(-1,1)D .(1,+∞)4.若f (x 0)存在且f ′(x 0)=0,下列结论中正确的是( ) A .f (x 0)一定是极值点 B .如果在x 0附近的左侧f ′(x )>0,右侧f ′(x )<0,那么f (x 0)是极大值 C .如果在x 0附近的左侧f ′(x )>0,右侧f ′(x )<0,那么f (x 0)是极小值D .如果在x 0附近的左侧f ′(x )<0,右侧f ′(x )>0,那么f (x 0)是极大值5.曲线y =-x 3+3x 2在点(1,2)处的切线方程为 ( ) A .y =3x -1B .y =-3x +5C .y =3x +5D .y =2x 6.函数f (x )=ln x x (0<x <10)( )A .在(0,10)上是增函数B .在(0,10)上是减函数C .在(0,e)上是增函数,在(e,10)上是减函数D .在(0,e)上是减函数,在(e,10)上是增函数 7.若函数y =a (x 3-x )的递增区间是⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-33,⎝ ⎛⎭⎪⎫33,+∞,则a 的取值范围是( ) A .a >0B .-1<a <0C .a >1D .0<a <18.函数y =12x -2sin x 的图象大致是( ) 9.已知函数f (x )=ax 3-x 2+x -5在(-∞,+∞)上既有极大值,也有极小值,则实数a 的取值范围为( )A .a >13B .a ≥13C .a <13且a ≠0D .a ≤13且a ≠010.已知点P 在曲线y =4e x +1上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值范围是( )A .[0,π4)B .[π4,π2)C .(π2,3π4]D .[3π4,π)11.某公司生产某种产品,固定成本为20 000元,每生产一单位产品,成本增加100元,已知总营业收入R 与年产量x 的关系是R =R (x )=⎩⎨⎧ 400x -12x 2 (0≤x ≤400),80 000 (x >400),则总利润最大时,每年生产的产品数是( )A .100B .150C .200D .30012.已知函数f (x )=x 3+bx 2+cx 的图象如图所示,则x 12+x 22等于( )A.23B.43C.83D.163第Ⅱ卷(非选择题,共90分)二、填空题(每小题5分,共20分)13. 如图,函数y =f (x )的图象在点P 处的切线方程是y =-x +8,则f (5)+f ′(5)=________. 14.函数f (x )=x 3-3x 2+1在x =________处取得极小值. 15.函数f (x )=12e x (sin x +cos x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的值域为________. 16.已知f (x )=(2x -x 2)e x ,给出以下四个结论: ①f (x )>0的解集是{x |0<x <2};②f (-2)是极小值,f (2)是极大值;③f (x )没有最小值,也没有最大值;④f (x )有最大值,没有最小值. 其中判断正确的是________. 三、解答题(写出必要的计算步骤,只写最后结果不得分,共70分) 17.已知函数y =x 3-3x ,过点A (0,16)作曲线y =f (x )的切线,求此切线方程. 18.设函数f (x )=x 3-3ax 2+3bx 的图象与直线12x +y -1=0相切于点(1,-11).(1)求a ,b 的值; (2)讨论函数f (x )的单调性.19.设函数f (x )=a 3x 3+bx 2+cx +d (a >0),且方程f ′(x )-9x =0的两个根分别为1,4.若f (x )在(-∞,+∞)内无极值点,求a 的取值范围.20.如图,某工厂拟建一座平面图为矩形,且面积为200 m 2的三级污水处理池,由于地形限制,长、宽都不能超过16 m ,如果池外周壁建造单价为每米400元,中间两条隔墙建造单价为每米248元,池底建造单价为每平方米80元(池壁厚度忽略不计,且池无盖).(1)写出总造价y (元)与污水处理池长x (m)的函数关系式,并指出其定义域;(2)污水处理池的长和宽各为多少时,污水处理池的总造价最低?并求出最低总造价.21.函数f (x )=x 3+ax 2+b 的图象在点P (1,0)处的切线与直线3x +y =0平行. (1)求a ,b ; (2)求函数f (x )在[0,t ] (t >0)内的最大值和最小值. 22.已知f (x )是二次函数,不等式f (x )<0的解集是(0,5),且f (x )在区间[-1,4]上的最大值是12. (1)求f (x )的解析式; (2)是否存在自然数m ,使得方程f (x )+37x =0在区间(m ,m +1)内有且只有两个不等的实数根?若存在,求出所有m 的值;若不存在,请说明理由.第三章 导数及其应用 单元测试卷(B ) 答案第Ⅰ卷(选择题,共60分)一、选择题(每小题5分,共60分)1.C 2.A 3.C 4.B 5.A 6.C 7.A 8.C 9.C 10.D 11.D 12.C第Ⅱ卷(非选择题,共90分)二、填空题(每小题5分,共20分)13.214.215.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,12e π216.①②④三、解答题(写出必要的计算步骤,只写最后结果不得分,共70分)17.解 曲线方程为y =x 3-3x ,点A (0,16)不在曲线上.设切点为M (x 0,y 0),则点M 的坐标满足y 0=x 03-3x 0.因为f ′(x 0)=3(x 02-1),故切线的方程为y -y 0=3(x 02-1)(x -x 0).点A (0,16)在切线上,则有16-(x 03-3x 0)=3(x 02-1)(0-x 0).化简得x 03=-8,解得x 0=-2.所以,切点为M (-2,-2),切线方程为9x -y +16=0.18.解 (1)求导得f ′(x )=3x 2-6ax +3b .由于f (x )的图象与直线12x +y -1=0相切于点(1,-11),所以f (1)=-11,f ′(1)=-12, 即⎩⎪⎨⎪⎧ 1-3a +3b =-11,3-6a +3b =-12, 解得a =1,b =-3.(2)由a =1,b =-3得 f ′(x )=3x 2-6ax +3b =3(x 2-2x -3)=3(x +1)(x -3). 令f ′(x )>0,解得x <-1或x >3; 又令f ′(x )<0,解得-1<x <3. 故当x ∈(-∞,-1)和x ∈(3,+∞)时,f (x )是增函数, 当x ∈(-1,3)时,f (x )是减函数. 19.解 由f (x )=a 3x 3+bx 2+cx +d , 得f ′(x )=ax 2+2bx +c . 因为f ′(x )-9x =0,即ax 2+2bx +c -9x =0的两个根分别为1,4, 所以⎩⎪⎨⎪⎧ a +2b +c -9=0,16a +8b +c -36=0.(*) 由于a >0,所以“f (x )=a 3x 3+bx 2+cx +d 在(-∞,+∞)内无极值点”等价于“f ′(x )=ax 2+2bx +c ≥0在(-∞,+∞)内恒成立”. 由(*)式得2b =9-5a ,c =4a . 又Δ=(2b )2-4ac =9(a -1)(a -9). 由⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,Δ=9(a -1)(a -9)≤0,得1≤a ≤9, 即a 的取值范围是[1,9]. 20.解 (1)设长为x m ,则宽为200x m.据题意,得⎩⎨⎧ x ≤16,200x ≤16,解得252≤x≤16,y =⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +2·200x ×400+400x ×248+16 000=800x +259 200x +16 000⎝ ⎛⎭⎪⎫252≤x ≤16.(2)由(1)知y ′=800-259 200x 2,令y ′=0,解得x =18,当x ∈(0,18)时,函数y 为减函数;当x ∈(18,+∞)时,函数y 为增函数.∴在x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤252,16上,函数y 单调递减,∴当长为16 m ,宽为12.5 m 时,总造价y 最低为45 000元.21.解 (1)f ′(x )=3x 2+2ax ,由已知条件⎩⎪⎨⎪⎧ f (1)=0f ′(1)=-3即⎩⎪⎨⎪⎧ a +b +1=02a +3=-3,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =-3b =2.(2)由(1)知f (x )=x 3-3x 2+2,f ′(x )=3x 2-6x =3x (x -2).f ′(x )与f (x )随x 变化状态如下:由f (x )=f 因此根据f (x )图象, 当0<t ≤2时,f (x )的最大值为f (0)=2, 最小值为f (t )=t 3-3t 2+2; 当2<t ≤3时,f (x )的最大值为f (0)=2,最小值为f (2)=-2; 当t >3时,f (x )的最大值为f (t )=t 3-3t 2+2,最小值为f (2)=-2. 22.解 (1)∵f (x )是二次函数,且f (x )<0的解集是(0,5), ∴可设f (x )=ax (x -5)(a >0). ∴f (x )在区间[-1,4]上的最大值是f (-1)=6a . 由已知,得6a =12,∴a =2, ∴f (x )=2x (x -5)=2x 2-10x (x ∈R ). (2)方程f (x )+37x =0等价于方程2x 3-10x 2+37=0 设h (x )=2x 3-10x 2+37, 则h ′(x )=6x 2-20x =2x (3x -10). 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,103时,h ′(x )<0,h (x )是减函数; 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫103,+∞时,h ′(x )>0,h (x )是增函数. ∵h (3)=1>0,h ⎝ ⎛⎭⎪⎫103=-127<0,h (4)=5>0, ∴方程h (x )=0在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫3,103,⎝ ⎛⎭⎪⎫103,4内分别有唯一实数根,而在区间(0,3),(4,+∞)内没有实数根, ∴存在唯一的自然数m =3,使得方程f (x )+37x =0在区间(m ,m +1)内有且只有两个不等的实数根.。
数学人教B版选修1-1单元测试第三章导数及其应用 Word版含解析
本章测评(时间分钟满分分)一、选择题(本大题共个小题,每小题分,共分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)根据导数的定义,′()等于( )..函数=在()处的切线方程为( ).=-.=.=-.=-()与()是定义在上的两个可导函数,若()、()满足′()=′(),则()与()满足( ).()=().()-()为常数函数.()=()=.()+()为常数函数设函数()在上的导函数为′(),且()+′()>.下面的不等式在上恒成立的是( ).()>.()<.()>.()<下列函数中,在(,+∞)内为增函数的是…( ).=.=.=-.=-+函数()=++-,已知()在=-时取得极值,则的值为( )....函数()=-+图象上点(,-)处的切线方程为( ).+-=.-+=.++=.--=在函数=-的图象上,其切线的倾斜角小于的点中,坐标为整数的点的个数是( ) ....已知函数=′()的图象如图,则下列四个图中,=()的图象大致为…( )已知对任意实数,有(-)=-(),(-)=(),且>时′()>,′()>,则<时( ).′()>,′()>.′()>,′()<.′()<,′()>.′()<,′()<二、填空题(本大题共个小题,每小题分,共分.把答案填在题中的横线上)函数=在=处的导数为.某物体的运动方程为=-++(<≤),则它的瞬时速度的最大值和最小值分别为.曲线=在点(,)处的切线与坐标轴所围三角形面积为.若函数()=-′()·++,则′()=.设<<,函数()=-+(-≤≤)的最大值为,最小值为-,则常数=,=.三、解答题(本大题共个小题,共分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)(分)设函数()=---,点为曲线=()上一个动点,求以为切点的切线斜率取最小值时的切线方程.(分)设函数()=++在=和=-处有极值,且()=-,求,,的值,并求出相应的极值。
2017-2018学年高中数学人教B版 选修1-1学业分层测评:第3章 导数及其应用 3-2-3 含答案 精品
学业分层测评(建议用时:45分钟)[学业达标] 一、选择题1.下列结论不正确的是()A.若y=3,则y′=0B.若f(x)=3x+1,则f′(1)=3C.若y=-x+x,则y′=-12x+1D.若y=sin x+cos x,则y′=cos x+sin x【解析】∵y=sin x+cos x,∴y′=(sin x)′+(cos x)′=cos x-sin x.故选D. 【答案】 D2.函数y=(x+1)(x-1)的导数等于()A.1B.-1 2xC.12x D.-14x【解析】因为y=(x+1)(x-1)=x-1,所以y′=x′-1′=1. 【答案】 A3.曲线y=xx+2在点(-1,-1)处的切线方程为() A.y=2x+1 B.y=2x-1 C.y=-2x-3 D.y=-2x+2【解析】∵y′=x′(x+2)-x(x+2)′(x+2)2=2(x+2)2,∴k=y′|x=-1=2(-1+2)2=2,∴切线方程为y+1=2(x+1),即y=2x+1.故选A.【答案】 A4.已知曲线y =x 24-3ln x 的一条切线的斜率为12,则切点的横坐标为( ) 【导学号:25650118】A .3B .2C .1D.12【解析】 因为y ′=x 2-3x ,所以由导数的几何意义可知,x 2-3x =12,解得x =3(x =-2不合题意,舍去).【答案】 A5.函数f (x )=x 3的斜率等于1的切线有( ) A .1条 B .2条 C .3条D .不确定【解析】 ∵f ′(x )=3x 2,设切点为(x 0,y 0),则3x 20=1,得x 0=±33,即在点⎝ ⎛⎭⎪⎫33,39和点⎝ ⎛⎭⎪⎫-33,-39处有斜率为1的切线.故选B.【答案】 B 二、填空题6.已知f (x )=52x 2,g (x )=x 3,若f ′(x )-g ′(x )=-2,则x =________. 【解析】 因为f ′(x )=5x ,g ′(x )=3x 2,所以5x -3x 2=-2,解得x 1=-13,x 2=2.【答案】 -13或2 7.若曲线处的切线与两个坐标轴围成的三角形的面积为18,则a =________.【解析】【答案】 648.已知函数f (x )=f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4cos x +sin x ,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4的值为________.【解析】 ∵f ′(x )=-f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4sin x +cos x ,∴f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=-f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4×22+22,得f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=2-1.∴f (x )=(2-1)cos x +sin x ,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=1.【答案】 1 三、解答题9.求下列函数的导数: (1)y =(x +1)2(x -1); (2)y =x 2sin x ; (3)y =e x +1e x -1.【解】 (1)法一:y ′=[(x +1)2]′(x -1)+(x +1)2(x -1)′=2(x +1)(x -1)+(x +1)2=3x 2+2x -1.法二:y =(x 2+2x +1)(x -1)=x 3+x 2-x -1, y ′=(x 3+x 2-x -1)′=3x 2+2x -1.(2)y ′=(x 2sin x )′=(x 2)′sin x +x 2(sin x )′=2x sin x +x 2cos x . (3)y ′=(e x +1)′(e x -1)-(e x +1)(e x -1)′(e x -1)2=e x (e x -1)-(e x +1)e x (e x -1)2=-2e x (e x -1)2.10.设f (x )=x 3+ax 2+bx +1的导数f ′(x )满足f ′(1)=2a ,f ′(2)=-b ,其中常数a ,b ∈R .求曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程.【导学号:25650119】【解】 因为f (x )=x 3+ax 2+bx +1, 所以f ′(x )=3x 2+2ax +b .令x =1,得f ′(1)=3+2a +b ,又f ′(1)=2a , 所以3+2a +b =2a ,解得b =-3.令x =2,得f ′(2)=12+4a +b ,又f ′(2)=-b ,所以12+4a +b =-b ,解得a =-32.所以f (x )=x 3-32x 2-3x +1,从而f (1)=-52.又f ′(1)=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-32=-3,所以曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程为:y -⎝ ⎛⎭⎪⎫-52=-3(x -1),即6x +2y -1=0. [能力提升]1.函数y =x 2cos x 的导数为( ) A .y ′=2x cos x -x 2sin x B .y ′=2x cos x +x 2sin x C .y ′=x 2cos x -2x sin xD .y ′=x cos x -x 2sin x【解析】 y ′=(x 2)′cos x +x 2(cos x )′=2x cos x -x 2sin x . 【答案】 A2.设函数f (x )=sin θ3x 3+3cos θ2x 2+tan θ,其中θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,5π12,则导数f ′(1)的取值范围是( )A .[-2,2]B .[2,3]C .[3,2]D .[2,2]【解析】 f ′(x )=x 2sin θ+3x cos θ, ∴f ′(1)=sin θ+3cos θ=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π3,∵θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,5π12,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤22,1,∴f ′(1)∈[2,2]. 【答案】 D3.已知f (x )=x (x +1)(x +2)(x +3)(x +4)(x +5)+6,则f ′(0)=________. 【解析】 因为f (x )=x (x +1)(x +2)(x +3)(x +4)(x +5)+6,所以f ′(x )=(x +1)(x +2)(x +3)(x +4)(x +5)+x (x +2)(x +3)(x +4)(x +5)+x (x +1)(x +3)(x +4)·(x +5)+x (x +1)(x +2)(x +4)(x +5)+x (x +1)(x +2)(x +3)(x +5)+x (x +1)(x +2)(x +3)(x +4),所以f ′(0)=1×2×3×4×5=120. 【答案】 1204.设函数f (x )=ax -bx ,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为7x -4y -12=0.(1)求f (x )的解析式;(2)求证:曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 所围成的三角形面积为定值,并求此定值. 【导学号:25650120】【解】 (1)7x -4y -12=0可化为y =74x -3. 当x =2时,y =12.又f ′(x )=a +bx 2,于是⎩⎪⎨⎪⎧2a -b 2=12,a +b 4=74,解得⎩⎨⎧a =1,b =3.故f (x )=x -3x.(2)证明:设点P (x 0,y 0)为曲线上任一点,由y ′=1+3x 2可知曲线y =f (x )在点P (x 0,y 0)处的切线方程为:y -y 0=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+3x 20(x -x 0),即y -⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0-3x 0=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+3x 20(x-x 0).令x =0,得y =-6x 0,从而得切线与直线x =0的交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-6x 0.令y=x ,得y =x =2x 0,从而得切线与直线y =x 的交点坐标为(2x 0,2x 0).所以点P (x 0,y 0)处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形面积为 12·⎪⎪⎪⎪⎪⎪-6x 0·|2x 0|=6. 故曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0,y =x 围成的三角形的面积为定值,此定值为6.。
【数学】第三章《导数及其应用》测试(1)(新人教B版选修1-1)
第三章 导数及其应用 单元测试一、选择题 1 函数()323922y x x x x =---<<有( ) A 极大值5,极小值27- B 极大值5,极小值11- C 极大值5,无极小值 D 极小值27-,无极大值 2 若'0()3f x =-,则000()(3)lim h f x h f x h h→+--=( ) A 3- B 6- C 9- D 12- 3 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)-- 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 =()0g x = D ()f x +()g x 为常数函数 5 函数xx y 142+=单调递增区间是( ) A ),0(+∞ B )1,(-∞ C ),21(+∞ D ),1(+∞ 6 函数xx y ln =的最大值为( ) A 1-e B e C 2e D 310 二、填空题 1 函数2cos y x x =+在区间[0,]2π上的最大值是 2 函数3()45f x x x =++的图像在1x =处的切线在x 轴上的截距为________________ 3 函数32x x y -=的单调增区间为 ,单调减区间为___________________4 若32()(0)f x ax bx cx d a =+++>在R 增函数,则,,a b c 的关系式为是5 函数322(),f x x ax bx a =+++在1=x 时有极值10,那么b a ,的值分别为________三、解答题1. 已知曲线12-=x y 与31x y +=在0x x =处的切线互相垂直,求0x 的值2 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?3 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 =-(1)求)(x f y =的解析式;(2)求)(x f y =的单调递增区间4 平面向量13(3,1),(,)22a b =-= ,若存在不同时为0的实数k 和t ,使 2(3),,x a t b y ka tb =+-=-+ 且x y ⊥ ,试确定函数()k f t =的单调区间参考答案[综合训练B 组]一、选择题 1 C '23690,1,3y x x x x =--==-=得,当1x <-时,'0y >;当1x >-时,'0y < 当1x =-时,5y =极大值;x 取不到3,无极小值 2 D '0000000()(3)()(3)lim 4lim 4()124h h f x h f x h f x h f x h f x h h→→+--+--===- 3 C 设切点为0(,)P a b ,'2'2()31,()314,1f x x k f a a a =+==+==±, 把1a =-,代入到3()2f x x x =+-得4b =-;把1a =,代入到3()2f x x x =+-得0b =,所以0(1,0)P 和(1,4)-- 4 B ()f x ,()g x 的常数项可以任意 5 C 令3'222181180,(21)(421)0,2x y x x x x x x x -=-=>-++>> 6 A 令'''22(ln )ln 1ln 0,x x x x x y x e x x -⋅-====,当x e >时,'0y <;当x e <时,'0y >,1()y f e e ==极大值,在定义域内只有一个极值,所以max 1y e= 二、填空题 1 36+π '12s i n 0,6y x x π=-==,比较0,,62ππ处的函数值,得max 36y π=+ 2 37- '2'3()34,(1)7,(1)10,107(1),0,7f x x f f y x y x =+==-=-==-时 3 2(0,)3 2(,0),(,)3-∞+∞ '22320,0,3y x x x x =-+===或 4 20,3a b a c >≤且 '2()320f x ax bx c =++>恒成立, 则220,0,34120a a b ac b ac >⎧><⎨∆=-<⎩且 5 4,11- '2'2()32,(1)230,(1)110f x x a x b f a b f a a b =++=++==+++= 22334,,3119a b a a b b a a b +=-=-=⎧⎧⎧⎨⎨⎨==-++=⎩⎩⎩或,当3a =-时,1x =不是极值点 三、解答题 1 解:00'''2'210202,|2;3,|3x x x x y x k y x y x k y x ========331200361,61,6k k x x =-=-=- 2 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 3 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)'3310310()1090,0,1010f x x x x x =->-<<>或 单调递增区间为310310(,0),(,)1010-+∞ 4 解:由13(3,1),(,)22a b =-= 得0,2,1a b a b === 22222[(3)]()0,(3)(3)0a t b ka tb ka ta b k t a b t t b +--+=-+--+-=33311430,(3),()(3)44k t t k t t f t t t -+-==-=- '233()0,1,144f t t t t =-><->得或;2330,1144t t -<-<<得 所以增区间为(,1),(1,)-∞-+∞;减区间为(1,1)-。
2019-2020新人教B版数学选修1-1 章末综合测评3 导数及其应用
章末综合测评(三) 导数及其应用(满分:150分 时间:120分钟)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.如果质点沿直线运动的路程和时间的关系是s =5t ,那么质点在t =4时的速度是( )A .12523B .110523C .25523D .110523B [∵s =5t ,∴s ′=155t 4,∴v =s ′|t =4=15544=110523.]2.若f′(x 0)=-2,则lim k →0f (x 0-k )-f (x 0)2k等于( )A .-2B .-1C .1D .12C [lim k →0 f (x 0-k )-f (x 0)2k =-12lim -k →0 f (x 0-k )-f (x 0)-k =-12f′(x 0)=1.] 3.下列函数求导运算正确的个数为( ) ①(3x )′=3x log 3e ; ②(log 2x )′=1x ln 2; ③(e x )′=e x ; ④⎝ ⎛⎭⎪⎫1ln x ′=x ; ⑤(x e x )′=e x +1. A .1 B .2 C .3D .4B [求导运算正确的是②③,故选B.]4.曲线f (x )=x 3-3x 2+1在点(1,-1)处的切线方程为 ( ) A .y =3x -4 B .y =-3x +2 C .y =-4x +3D .y =4x -5B [由f′(x )=3x 2-6x ,知曲线f (x )在点(1,-1)处的切线的斜率k =f′(1)=-3,所以切线方程为y -(-1)=-3(x -1),即y =-3x +2.故选B.] 5.已知函数f (x )=sin x -cos x ,且f′(x )=12f (x ),则tan 2x 的值是( ) A .-23B .-43C .43D .34D [因为f′(x )=cos x +sin x =12sin x -12cos x ,所以tan x =-3,所以tan 2x =2tan x1-tan 2x =-61-9=34,故选D.] 6.函数f (x )的导函数f′(x )的图象是如图所示的一条直线l ,l 与x 轴的交点坐标为(1,0),则f (0)与f (3)的大小关系为( )A .f (0)<f (3)B .f (0)>f (3)C .f (0)=f (3)D .无法确定B [由题意,知f (x )的图象是以直线x =1为对称轴,且开口向下的抛物线,所以f (0)=f (2)>f (3).]7.函数y =f (x )的导函数y =f′(x )的图象如图所示,则函数y =f (x )的图象可能是( )D [观察导函数f′(x )的图象可知,f′(x )的函数值从左到右依次为小于0,大于0,小于0,大于0,∴对应函数f (x )的增减性从左到右依次为减、增、减、增. 观察选项可知,排除A 、C.如图所示,f′(x )有3个零点,从左到右依次设为x 1,x 2,x 3,且x 1,x 3是极小值点,x 2是极大值点,且x 2>0,故选项D 正确.故选D.]8.已知a 为函数f (x )=x 3-12x 的极小值点,则a =( ) A .-4 B .-2 C .4D .2D [由题意得f′(x )=3x 2-12,令f′(x )=0得x =±2,∴当x <-2或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.]9.若函数f (x )=(x 2-cx +5)e x 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,4上单调递增,则实数c 的取值范围是( )A .(-∞,2]B .(-∞,4]C .(-∞,8]D .[-2,4]B [f′(x )=[x 2+(2-c )x -c +5]e x.函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,4上单调递增,等价于x 2+(2-c )x -c +5≥0对任意x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,4恒成立,∴c ≤x 2+2x +5x +1对任意x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,4恒成立,∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,4,∴x 2+2x +5x +1=(x +1)+4x +1≥4,当且仅当x =1时等号成立,∴c ≤4.]10.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 .a <b <cB .c <a <bC .c <b <aD .b <c <aB [由f (x )=f (2-x )可知,函数图象关于直线x =1对称,当x <1时,f′(x )>0,则函数f (x )在区间(-∞,1)上单调递增,当x >1时,f′(x )<0,则函数f (x )在区间(1,+∞)上单调递减,所以f (3)<f (0)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,故c <a <b .]11.如图,不规则图形ABCD 中,AB 和CD 是线段,AD 和BC 是圆弧,直线l ⊥AB 于点E ,当l 从左至右水平移动(与线段AB 有公共点)时,把图形ABCD 分成两部分,设AE =x ,左侧部分面积为y ,则y 关于x 的图象大致为 ( )C [当直线l 从左至右水平移动时,一开始面积的增加速度越来越快,即导数为增函数,则f (x )的图象下凹,过了D 点后面积保持匀速增加,f (x )的图象呈直线变化,过了C 点后面积的增加速度逐渐减慢,即导数为减函数,则f (x )的图象上凸,故选C.]12.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)=x2C.f(x)=3-x D.f(x)=cos xA[若f(x)具有性质M,则[e x f(x)]′=e x[f(x)+f′(x)]>0在f(x)的定义域上恒成立,即f(x)+f′(x)>0在f(x)的定义域上恒成立.对于选项A,f(x)+f′(x)=2-x-2-x ln 2=2-x(1-ln 2)>0,符合题意.经验证,选项B,C,D均不符合题意.故选A.]二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中横线上.)13.函数f(x)=e x·cos x,x∈[0,2π],若f′(x)=0,则x=________.π4或5π4[f′(x)=ex(-sin x)+e x cos x=e x(cos x-sin x),令f′(x)=0得cos x-sin x=0,∴cos x=sin x.∵x∈[0,2π],∴x=π4或5π4.]14.已知定义在R上的函数f(x)=e x+x2-x+sin x,则曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为________.y=x+1[f(0)=e0+02-0+sin 0=1,故切点坐标为(0,1).由于f′(x)=(e x+x2-x+sin x)′=e x+2x-1+cos x,∴f′(0)=e0+2×0-1+cos 0=1,∴在点(0,f(0))处的切线方程为y-1=1×(x-0),即y=x+1.]15.设x1,x2是函数f(x)=x3-2ax2+a2x的两个极值点,若x1<2<x2,则实数a的取值范围是________.(2,6)[由题意知f′(x)=3x2-4ax+a2的两个零点x1,x2满足x1<2<x2,所以f′(2)=12-8a+a2<0,解得2<a<6.]16.已知f(x)=(2x-x2)e x,给出以下四个结论:①f(x)>0的解集是{x|0<x<2};②f(-2)是极小值,f(2)是极大值;③f(x)没有最小值,也没有最大值;④f (x )有最大值,没有最小值. 其中判断正确的是________.①②④ [f (x )>0⇔2x -x 2>0⇔0<x <2, ∴①正确; 由f (x )=(2x -x 2)e x , 得f′(x )=(2-x 2)e x ,令f ′(x )=0,得x 1=-2,x 2=2,∵在(-∞,-2)和(2,+∞)上,f′(x )<0,f (x )单调递减;在(-2,2)上f′(x )>0,f (x )单调递增,∴f (-2)是极小值,f (2)是极大值,故②正确;由题意知,f (2)为最大值,且无最小值,故③错误,④正确.]三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.)17.(本小题满分10分)已知函数f (x )=ax 3+bx 2-3x 的图象在x =±1处的切线斜率均为0.(1)求a ,b 的值;(2)过点A (0,16)作曲线y =f (x )的切线,求此切线的方程. [解] (1)∵f (x )=ax 3+bx 2-3x , ∴f′(x )=3ax 2+2bx -3.∵函数f (x )=ax 3+bx 2-3x 的图象在x =±1处的切线斜率均为0, ∴f′(1)=f′(-1)=0, ∴⎩⎨⎧3a +2b -3=0,3a -2b -3=0, ∴a =1,b =0.(2)由(1)知函数f (x )=x 3-3x ,∴点A (0,16)不在曲线y =f (x )上. ∵f (x )=x 3-3x ,∴f′(x )=3x 2-3.设切点为(x 0,x 30-3x 0),则f′(x 0)=3x 20-3, ∴切线方程为y -(x 30-3x 0)=(3x 20-3)(x -x 0),将点A (0,16)代入,可得16-(x 30-3x 0)=(3x 20-3)(-x 0),∴x 0=-2,∴切点为(-2,-2),故所求切线方程为9x -y +16=0.18.(本小题满分12分)设函数f (x )=2x 3-3(a -1)x 2+1,其中a ≥1. (1)求f (x )的单调区间; (2)讨论f (x )的极值.[解] (1)由已知,得f′(x )=6x [x -(a -1)], 令f′(x )=0,解得x 1=0,x 2=a -1.当a =1时,f′(x )=6x 2,f (x )在(-∞,+∞)上单调递增. 当a >1时,f′(x ),f (x )随x 的变化情况如下表:上单调递减.综上,当a =1时,f (x )的单调递增区间是(-∞,+∞),无单调递减区间;当a >1时,f (x )的单调递增区间是(-∞,0),(a -1,+∞),单调递减区间是(0,a -1).(2)由(1),知当a =1时,函数f (x )没有极值;当a >1时,函数f (x )在x =0处取得极大值1,在x =a -1处取得极小值1-(a -1)3.19.(本小题满分12分)已知某公司生产的品牌服装的年固定成本为10万元,每生产1千件,需要另投入1.9万元,设R (x )(单位:万元)为销售收入,根据市场调查,知R (x )=⎩⎪⎨⎪⎧10x -130x 3,0≤x ≤10,2003,x >10,其中x 是年产量(单位:千件).(1)写出年利润W 关于年产量x 的函数解析式;(2)当年产量为多少时,该公司在这一品牌服装的生产中所获年利润最大? [解] (1)依题意有W =⎩⎪⎨⎪⎧10x -130x 3-10-1.9x ,0≤x ≤10,2003-10-1.9x ,x >10=⎩⎪⎨⎪⎧-130x 3+8.1x -10,0≤x ≤10,-1.9x +1703,x >10.(2)设f (x )=-130x 3+8.1x -10,0≤x ≤10, 则f′(x )=-110x 2+8.1,由f′(x )=0,得x =9或x =-9(舍去). 当0≤x <9时,f′(x )>0, 当9<x ≤10时,f′(x )<0,所以当x =9时,f (x )取得最大值为38.6, 当x >10时,1703-1.9x <1133<38.6.故当年产量为9千件时,该公司在这一品牌服装的生产中所获年利润最大. 20.(本小题满分12分)已知函数f (x )=12x 2+ln x . (1)求函数f (x )在区间[1,e]上的最大值、最小值;(2)求证:在区间[1,+∞)上,函数f (x )的图象在函数g (x )=23x 3的图象的下方.[解] (1)由f (x )=12x 2+ln x 得f′(x )=x +1x . 当x ∈[1,e]时,f′(x )>0, 所以函数f (x )是增函数. f (x )max =f (e)=12e 2+1, f (x )min =f (1)=12.(2)证明:设F (x )=f (x )-g (x )=12x 2+ln x -23x 3,则F′(x)=x+1x-2x2=(1-x)(1+x+2x2)x.因为x>1,所以F′(x)<0,所以函数F(x)在(1,+∞)上是减函数.又因为F(1)=-1 6,故在[1,+∞)上有F(x)<0,即f(x)<g(x),所以在区间[1,+∞)上,函数f(x)的图象在函数g(x)=23x3的图象的下方.21.(本小题满分12分)已知函数f(x)=13x3-a(x2+x+1).(1)若a=3,求f(x)的单调区间;(2)证明:f(x)只有一个零点.[解](1)当a=3时,f(x)=13x3-3x2-3x-3,f′(x)=x2-6x-3.令f′(x)=0,解得x=3-23或x=3+2 3.当x∈(-∞,3-23)∪(3+23,+∞)时,f′(x)>0;当x∈(3-23,3+23)时,f′(x)<0.故f(x)在(-∞,3-23),(3+23,+∞)单调递增,在(3-23,3+23)单调递减.(2)证明:因为x2+x+1>0,所以f(x)=0等价于x3x2+x+1-3a=0.设g(x)=x3x2+x+1-3a,则g′(x)=x2(x2+2x+3)(x2+x+1)2≥0,仅当x=0时,g′(x)=0,所以g(x)在(-∞,+∞)单调递增.故g(x)至多有一个零点,从而f(x)至多有一个零点.又f(3a-1)=-6a2+2a-13=-6⎝⎛⎭⎪⎫a-162-16<0,f(3a+1)=13>0,故f(x)有一个零点.综上,f (x )只有一个零点.22.(本小题满分12分)已知函数f (x )=ln x -12ax 2-2x (a <0). (1)若函数f (x )在定义域内单调递增,求a 的取值范围;(2)若a =-12且关于x 的方程f (x )=-12x +b 在[1,4]上恰有两个不相等的实数根,求实数b 的取值范围.[解] (1)f′(x )=-ax 2+2x -1x(x >0).依题意f′(x )≥0在x >0时恒成立,即ax 2+2x -1≤0在x >0时恒成立. 则a ≤1-2xx 2在x >0恒成立,即a ≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -12-1min (x >0),当x =1时,⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -12-1取最小值-1,所以a 的取值范围是(-∞,-1].(2)a =-12,由f (x )=-12x +b 得14x 2-32x +ln x -b =0.设g (x )=14x 2-32x +ln x -b (x >0),则g ′(x )=(x -2)(x -1)2x ,列表:所以g (x )极小值为g (2)=ln 2-b -2,g (x )极大值为g (1)=-b -54, 又g (4)=2ln 2-b -2,因为方程g (x )=0在[1,4]上恰有两个不相等的实数根.则⎩⎨⎧g (1)≥0,g (2)<0,g (4)≥0,得ln 2-2<b ≤-54.。
数学人教B版选修1-1单元检测:第三章 导数及其应用 含
数学人教B 选修1-1第三章 导数及其应用单元检测(时间:90分钟 满分:100分)一、选择题(本大题共10个小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.已知f (x )在x =x 0处可导,则000lim 2x f x x f x x∆→(+∆)-()=∆( )A .12f ′(x 0) B .f ′(x 0) C .2f ′(x 0) D .4f ′(x 0)2.函数f (x )的定义域为开区间(a ,b ),导函数f ′(x )在(a ,b )内的图象如图所示,则函数f (x )在开区间(a ,b )内有极小值点的个数为( )A .1B .2C .3D .43.已知P 点在曲线F :y =x 3-x 上,且曲线F 在点P 处的切线与直线x +2y =0垂直,则点P 的坐标为( )A .(1,1)B .(-1,0)C .(-1,0)或(1,0)D .(1,0)或(1,1)4.若函数f (x )=x 2+2(a -1)x +2在区间(-∞,0]上是减函数,则实数a 的取值范围是( )A .a ≥3B .a ≤1C .a <5D .a ≥15.设a ∈R ,若函数f (x )=e x +ax ,x ∈R 有大于零的极值点,则( ) A .a >-1 B .a <-1C .13a >-D .13a <-6.已知f (x )=2x 3-6x 2+m (m 为常数)在[-2,2]上有最大值3,那么此函数在[-2,2]上的最小值是( )A .-37B .-29C .-5D .以上都不正确7.曲线y =13x 3+x 在点41,3⎛⎫⎪⎝⎭处的切线与坐标轴围成的三角形面积为( ) A .1 B .19 C .13 D .238.若函数f (x )=x 3-3x +a 有3个不同的零点,则实数a 的取值范围是( )A .(-2,2)B .[-2,2]C .(-∞,-1)D .(1,+∞) 9.设f (x ),g (x )是R 上的可导函数,f ′(x ),g ′(x )分别为f (x ),g (x )的导函数,且满足f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x )<0,则当a <x <b 时,有( )A .f (x )g (b )>f (b )g (x )B .f (x )g (a )>f (a )g (x )C .f (x )g (x )>f (b )g (b )D .f (x )g (x )>f (b )g (a )10.设函数y =f (x )在定义域内可导,其图象如图所示,则导函数y =f ′(x )的大致图象为( )二、填空题(本大题共5个小题,每小题5分,共25分.把答案填在题中的横线上) 11.函数f (x )=x 2+x 在点(2,f (2))处的切线方程为__________. 12.函数f (x )=x 3-3x 2+3的单调递减区间为__________. 13.函数f (x )=x +4x在(0,+∞)上的最小值为__________,此时x =__________. 14.已知函数f (x )=a ln x +x 在区间[2,3]上单调递增,则实数a 的取值范围是__________. 15.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f ″(x )<0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⎛⎫⎪⎝⎭上不是凸函数的是__________.(把你认为不是的序号都填上)①f (x )=sin x +cos x ; ②f (x )=ln x -2x ; ③f (x )=-x 3+2x -1; ④f (x )=x e x .三、解答题(本大题共2个小题,共25分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)16.(10分)设函数f (x )=6x 3+3(a +2)x 2+2ax .(1)若函数f (x )的两个极值点为x 1,x 2,且x 1x 2=1,求实数a 的值.(2)是否存在实数a ,使得f (x )是(-∞,+∞)上的单调函数?若存在,求出a 的值;若不存在,说明理由.17.(15分)某造船公司年造船量是20艘,已知造船x艘的产值函数为R(x)=3 700x+45x2-10x3(单位:万元),成本函数为C(x)=460x+5(单位:万元),又在经济学中,函数f(x)的边际函数Mf(x)定义为Mf(x)=f(x+1)-f(x).(1)求利润函数P(x)及边际利润函数MP(x).(提示:利润=产值-成本)(2)问年造船量安排多少艘时,可使公司造船的年利润最大?(3)求边际利润函数MP(x)的单调递减区间,并说明单调递减在本题中的实际意义是什么?参考答案1.答案:A2.答案:A从f′(x)的图象可知f(x)在(a,b)内从左到右的单调性依次为增、减、增、减,所以f(x)在(a,b)内只有一个极小值点.3.答案:C4.答案:B f′(x)=2x+2a-2,因为f(x)在(-∞,0]上是减函数,所以f′(0)≤0,即2a -2≤0,a≤1.5.答案:B因为f(x)=e x+ax,所以f′(x)=e x+a.若函数在x∈R上有大于零的极值点,即f′(x)=e x+a=0有正根.当f′(x)=a+e x=0成立时,显然有a<0,此时x=ln(-a),由x>0,得参数a的范围为a<-1.6.答案:A f′(x)=6x2-12x=6x(x-2).∵f(x)在(-2,0)上为增函数,在(0,2)上为减函数,∴当x=0时,f(x)最大=m,∴m=3.从而f(-2)=-37,f(2)=-5,∴最小值为-37.7.答案:B8.答案:A f′(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1).∵当x<-1时,f′(x)>0;当-1<x<1时,f′(x)<0;当x>1时,f′(x)>0,∴当x=-1时,f(x)有极大值,当x=1时,f(x)有极小值.要使f(x)有3个不同的零点,只需10,10,ff(-)>⎧⎨()<⎩解得-2<a<2.9.答案:C令y=f(x)·g(x),则y′=f′(x)·g(x)+f(x)·g′(x),由于f′(x)g(x)+f(x)g′(x)<0,所以y在R上单调递减,又x<b,故f(x)g(x)>f(b)g(b).10.答案:D由函数y=f(x)的图象知,当x∈(-∞,0)时,f(x)单调递减,故f′(x)<0;当x>0时,f(x)先增,再减,然后再增,故f′(x)先正,再负,然后再正.故选D.11.答案:5x-y-4=012.答案:(0,2)13.答案:4 214.答案:[-2,+∞)∵f(x)=a ln x+x,∴f′(x)=ax+1.又∵f(x)在[2,3]上单调递增,∴ax+1≥0在x∈[2,3]上恒成立,∴a≥(-x)max=-2,∴a∈[-2,+∞).15.答案:④对于①,f″(x)=-(sin x+cos x),π0,2x⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,f″(x)<0恒成立;对于②,21()f x x ''=-,在π0,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,f ″(x )<0恒成立; 对于③,f ″(x )=-6x ,在π0,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,f ″(x )<0恒成立; 对于④,f ″(x )=(2+x )e x 在π0,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,f ″(x )>0恒成立, 所以f (x )=x e x 不是凸函数.16. 答案:分析:(1)极值点是f ′(x )=0的根,利用根与系数的关系解决即可. (2)f (x )是(-∞,+∞)上的单调函数方程f ′(x )=0的判别式Δ≤0. 解:f ′(x )=18x 2+6(a +2)x +2a .(1)∵x 1,x 2是函数f (x )的两个极值点, ∴f ′(x 1)=f ′(x 2)=0,即x 1,x 2是18x 2+6(a +2)x +2a =0的两个根, 从而x 1x 2=218a=1,∴a =9. (2)∵Δ=36(a +2)2-4×18×2a =36(a 2+4)>0,∴不存在实数a ,使得f (x )是(-∞,+∞)上的单调函数.17. 答案:分析:(1)将R (x )与C (x )的关系式代入P (x )=R (x )-C (x )即可;然后将P (x )关系式代入边际利润函数MP (x )即可.(2)利用用导数求其定义域上最值的方法求最大值. (3)利用用导数求单调区间的方法求单调区间.解:(1)P (x )=R (x )-C (x )=-10x 3+45x 2+3 240x -5(x ∈N *且1≤x ≤20); MP (x )=P (x +1)-P (x )=-30x 2+60x +3 275(x ∈N *且1≤x ≤19). (2)P ′(x )=-30x 2+90x +3 240=-30(x -12)(x +9), ∵x >0,∴P ′(x )=0时,x =12,∴当0<x <12时,P ′(x )>0, 当x >12时,P ′(x )<0,∴x =12时,P (x )有最大值.即年造船量安排12艘时,可使公司造船的年利润最大. (3)MP (x )=-30x 2+60x +3 275=-30(x -1)2+3 305. 所以,当x ≥1时,MP (x )是减函数, 所以单调减区间为[1,19],且x ∈N *. MP (x )是减函数的实际意义是:随着产量的增加,每艘船的利润与前一艘船的利润比较,利润在减少.。
人教课标版高中数学选修1-1单元测试:导数及其应用1
高中人教版选修1-1第三章单元测试一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请把正确答案的代号填在题后的括号内(每小题5分,共50分)。
1.物体运动方程为s =41t 4-3,则t =5时的瞬时速率为 ( )A .5 m/sB .25 m/sC .125 m/sD .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 .7B .6C .5D .43.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 .2xB .4xC .3xD .5x4.若f(x)=ax 3+bx 2+cx+d (a >0)为增函数,则( )A .b 2-4ac >0B .b >0,c >0C .b=0,c >0D .b 2-3ac <05.函数f(x)=x 3-6bx+3b 在(0,1)内有极小值,则( )A .0<b <1B .b <1C .b >0D .0<b <216.()()()为则设hf h f f h 233lim ,430--='→( )A .-1B.-2C .-3D .17.两曲线32xy 1y 2b ax x y +-=++=与相切于点(1,-1)处,则a ,b 值分别为 ( )A .0,2B .1,-3C .-1,1D .-1,-18.曲线y=ln(2x -1)上的点到直线2x-y+3=0的最短距离( )A .5B .25C .35D .09.设函数y =f (x )在1x x =处有(),0x f 1='在2x x =时()2x f '不存在,则( ) A .一定都是极值点及21x x x x == B .是极值点只有1x x =C .都可能不是极值点及21x x x x ==D .至少有一个点是极值点及21x x x x ==10.已知函数1)6()(23++++=x a ax x x f 有极大值和极小值,则实数a 的取值范围是( )A .21<<-aB .63<<-aC .63>-<a a 或D .21>-<a a 或二、填空题:请把答案填在题中横线上(每小题6分,共24分)。
高中数学选修1-1(人教B版)第三章导数及其应用3.1知识点总结含同步练习题及答案
|xn | ⩽ M .
函数极限 函数极限可以分成 x → x0 , x → +∞, x → −∞ 三种.
x → x0 : 设函数 f (x) 在点 x 0 的某一去心邻域,即 (x 0 − δ, x 0 ) ∪ (x 0 , x 0 + δ)(δ > 0) 内有定义,如果存在常数 A ,对于任意给 δ 0 < |x − | < δ f (x)
n→+∞
1 1 1 1 1 1 1 1 1 [( − ) + ( − ) + ( − )+⋯+ ( − )] 4 1 5 5 9 9 13 4n − 7 4n − 3 1 1 = lim (1 − ) n→+∞ 4 4n − 3 1 = . 4
(3)由
S n = 2n2 − n ,得 S1 +
Sn = 2n − 1 .所以 n S2 S S + 3 + ⋯ + n = 1 + 3 + 5 + 7 + ⋯ + (2n − 1) = n2 . 2 3 n
Δx→0 Δx→0
设函数 f (x) 在 x = x0 处可导,且 f ′ (x 0 ) = 2,求下列各极限的值.
f (x0 − Δx) − f (x0 ) ; Δx f ( x 0 + 2k ) − f ( x 0 ) (2) lim . k→0 k
(1) lim
Δx→0
解:(1)
原式 = lim
Δx→0 Δx→0
Δx 2 + 3Δx Δx→0 Δx = lim (Δx + 3) = 3.
Δx→0
因此,抛物线在点 (1, 0) 的切线方程为 y − 0 = 3(x − 1),即 y = 3x − 3.
人教新课标版数学高二数学选修1-1第三章《导数及其应用》章末检测(B)
第三章 章末检测(B)(时间:120分钟 满分:150分)一、选择题(本大题12小题,每小题5分,共60分)1. 已知函数y =f (x )的图象如图,则f ′(x A )与f ′(x B )的大小关系是( )A .f ′(x A )>f ′(xB ) B .f ′(x A )<f ′(x B )C .f ′(x A )=f ′(x B )D .不能确定2.任一作直线运动的物体,其位移s 与时间t 的关系是s =3t -t 2,则物体的初速度是( )A .0B .3C .-2D .3-2t3.已知曲线y =2ax 2+1过点(a ,3),则该曲线在该点处的切线方程为( ) A .y =-4x -1 B .y =4x -1 C .y =4x -11 D .y =-4x +74.若点P 在曲线y =x 3-3x 2+(3-3)x +34上移动,经过点P 的切线的倾斜角为α,则角α的取值范围是( )A.⎣⎡⎦⎤0,π2B.⎣⎡⎦⎤0,π2 ∪2,3ππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭C. 2,3ππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭D.⎣⎡⎦⎤0,2π3 5.函数f (x )=x 3+ax -2在区间(1,+∞)内是增函数,则实数a 的取值范围是( ) A .[3,+∞) B .[-3,+∞) C .(-3,+∞) D .(-∞,-3) 6.曲线y =xx +2在点(-1,-1)处的切线方程为( )A .y =2x +1B .y =2x -1C .y =-2x -3D .y =-2x -27.已知a >0,函数f (x )=-x 3+ax 在[1,+∞)上是单调减函数,则a 的最大值为( ) A .1 B .2 C .3 D .48.若函数f (x )=a sin x +13cos x 在x =π3处有最值,那么a 等于( )A.33 B .-33 C.36 D .-369.函数y =x -sin x ,x ∈⎣⎡⎦⎤π2,π的最大值是( ) A .π-1 B.π2-1C .πD .π+110. 函数f (x )的定义域为开区间(a ,b ),导函数f ′(x )在(a ,b )内的图象如图所示,则函数f (x )在开区间(a ,b )内有极小值点( )A .1个B .2个C .3个D .4个 11.函数f (x )=x1-x 的单调增区间是( )A .(-∞,1)B .(1,+∞)C .(-∞,1),(1,+∞)D .(-∞,-1),(1,+∞)12.某银行准备新设一种定期存款业务,经预测,存款量与存款利率成正比,比例系数为k (k >0),贷款的利率为4.8%,假设银行吸收的存款能全部放贷出去.若存款利率为x (x ∈(0,0.048)),则存款利率为多少时,银行可获得最大利益( )A .0.012B .0.024C .0.032D .0.036 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)13.已知函数y =f (x )的图象在点M (1,f (1))处的切线方程是y =12x +2,则f (1)+f ′(1)=________________________________________________________________________.14.设函数f (x )=ax 3-3x +1 (x ∈R ),若对于x ∈[-1,1],都有f (x )≥0,则实数a 的值为________________________________________________________________________.15. 如图,内接于抛物线y =1-x 2的矩形ABCD ,其中A 、B 在抛物线上运动,C 、D 在x 轴上运动,则此矩形的面积的最大值是________.16.已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +c ,x ∈[-2,2]表示过原点的曲线,且在x =±1处的切线的倾斜角均为34π,有以下命题:①f (x )的解析式为f (x )=x 3-4x ,x ∈[-2,2]. ②f (x )的极值点有且只有一个. ③f (x )的最大值与最小值之和等于零. 其中正确命题的序号为________. 三、解答题(本大题共6小题,共70分)17.(10分)若函数f (x )=13x 3-12ax 2+(a -1)x +1在区间(1,4)上为减函数,在区间(6,+∞)上为增函数,试求实数a 的取值范围.18.(12分)已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +c 在x =-23与x =1时都取得极值.(1)求a ,b 的值与函数f (x )的单调区间;(2)若对x ∈[-1,2],不等式f (x )<c 2恒成立,求c 的取值范围.19.(12分)某大型商厦一年内需要购进电脑5 000台,每台电脑的价格为4 000元,每次订购电脑的其它费用为1 600元,年保管费用率为10%(例如,一年内平均库存量为150台,一年付出的保管费用60 000元,则60 000150×4 000=10%为年保管费用率),求每次订购多少台电脑,才能使订购电脑的其它费用及保管费用之和最小?20.(12分)已知a≥0,函数f(x)=(x2-2ax)e x.(1)当x为何值时,f(x)取得最小值?证明你的结论;(2)设f(x)在[-1,1]上是单调函数,求a的取值范围.21.(12分)设a为实数,函数f(x)=e x-2x+2a,x∈R.(1)求f(x)的单调区间与极值;(2)求证:当a>ln 2-1且x>0时,e x>x2-2ax+1.22.(12分)已知函数f(x)=x2+ln x.(1)求函数f(x)在[1,e]上的最大值和最小值;(2)求证:当x∈(1,+∞)时,函数f(x)的图象在g(x)=23x3+12x2的下方.第三章导数及其应用(B) 答案1.B[f′(x A)和f′(x B)分别表示函数图象在点A、B处的切线斜率,故f′(x A)<f′(x B).] 2.B[物体的初速度即为t=0时物体的瞬时速度,即函数s(t)在t=0处的导数.s′(0)=s′|t=0=(3-2t)|t=0=3.]3.B[∵曲线过点(a,3),∴3=2a2+1,∴a=1,∴切点为(1,3).由导数定义可得y′=4ax=4x,∴该点处切线斜率为k=4,∴切线方程为y-3=4(x-1),即y=4x-1.]4.B5.B[f′(x)=3x2+a.令3x2+a≥0,则a≥-3x2,x∈(1,+∞),∴a≥-3.]6.A [∵y ′=x ′(x +2)-x (x +2)′(x +2)2=2(x +2)2,∴k =y ′|x =-1=2(-1+2)2=2,∴切线方程为:y +1=2(x +1),即y =2x +1.] 7.C8.A [f ′(x )=a cos x -13sin x ,由题意f ′⎝⎛⎭⎫π3=0, 即a ·12-13×32=0,∴a =33.]9.C [y ′=1-cos x ≥0,所以y =x -sin x 在⎣⎡⎦⎤π2,π上为增函数.∴当x =π时, y max =π.]10.A [由图象看,在图象与x 轴的交点处左侧f ′(x )<0,右侧f ′(x )>0的点才满足题意,这样的点只有一个B 点.]11.C [∵f ′(x )=x ′(1-x )-x (1-x )′(1-x )2=1-x +x (1-x )2=1(1-x )2>0,又x ≠1,∴f (x )的单调增区间为(-∞,1),(1,+∞).]12.B [由题意知,存款量g (x )=kx (k >0),银行应支付的利息h (x )=xg (x )=kx 2, x ∈(0,0.048).设银行可获得收益为y ,则y =0.048kx -kx 2.于是y ′=0.048k -2kx ,令y ′=0,解得x =0.024,依题意知y 在x =0.024处取得最大值.故当存款利率为0.024时,银行可获得最大收益.]13.3解析 由切点(1,f (1))在切线y =12x +2上,得f (1)=12×1+2=52.又∵f ′(1)=12,∴f ′(1)+f (1)=12+52=3.14.4解析 若x =0,则不论a 取何值,f (x )≥0,显然成立; 当x ∈(0,1]时,f (x )=ax 3-3x +1≥0可转化为a ≥3x 2-1x 3,设g (x )=3x 2-1x 3,则g ′(x )=3(1-2x )x 4,所以g (x )在区间⎝⎛⎭⎫0,12上单调递增,在区间⎝⎛⎦⎤12,1上单调递减, 因此g (x )max =g ⎝⎛⎭⎫12=4,从而a ≥4; 当x ∈[-1,0)时,f (x )=ax 3-3x +1≥0 可转化为a ≤3x 2-1x3,设g (x )=3x 2-1x 3,则g ′(x )=3(1-2x )x 4,所以g (x )在区间[-1,0)上单调递增. 因此g (x )min =g (-1)=4,从而a ≤4, 综上所述,a =4. 15.439解析 设CD =x ,则点C 坐标为⎝⎛⎭⎫x 2,0. 点B 坐标为⎝⎛⎭⎫x2,1-⎝⎛⎭⎫x 22,∴矩形ABCD 的面积S =f (x )=x ·⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫x 22 =-x 34+x (x ∈(0,2)).由f ′(x )=-34x 2+1=0,得x 1=-23(舍),x 2=23, ∴x ∈⎝⎛⎭⎫0,23时,f ′(x )>0,f (x )是递增的, x ∈⎝⎛⎭⎫23,2时,f ′(x )<0,f (x )是递减的,当x =23时,f (x )取最大值439.16.①③解析 f ′(x )=3x 2+2ax +b , 由题意得f (0)=0, f ′(-1)=f ′(1)=tan 3π4=-1. ∴⎩⎪⎨⎪⎧c =03-2a +b =-13+2a +b =-1,∴a =0,b =-4,c =0.∴f (x )=x 3-4x ,x ∈[-2,2].故①正确. 由f ′(x )=3x 2-4=0得x 1=-233,x 2=233.根据x 1,x 2分析f ′(x )的符号、f (x )的单调性和极值点.x =233是极小值点也是最小值点.f (x )min +f (x )max =0.∴②错,③正确. 17.解 f ′(x )=x 2-ax +a -1, 由题意知f ′(x )≤0在(1,4)上恒成立, 且f ′(x )≥0在(6,+∞)上恒成立.由f ′(x )≤0得x 2-ax +a -1≤0, 即x 2-1≤a (x -1). ∵x ∈(1,4),∴x -1∈(0,3), ∴a ≥x 2-1x -1=x +1.又∵x +1∈(2,5),∴a ≥5, ① 由f ′(x )≥0得x 2-ax +a -1≥0, 即x 2-1≥a (x -1). ∵x ∈(6,+∞),∴x -1>0, ∴a ≤x 2-1x -1=x +1.又∵x +1∈(7,+∞),∴a ≤7, ② ∵①②同时成立,∴5≤a ≤7. 经检验a =5或a =7都符合题意, ∴所求a 的取值范围为5≤a ≤7. 18.解 (1)f (x )=x 3+ax 2+bx +c , f ′(x )=3x 2+2ax +b , 由f ′⎝⎛⎭⎫-23=129-43a +b =0, f ′(1)=3+2a +b =0得a =-12,b =-2.f ′(x )=3x 2-x -2=(3x +2)(x -1), 令f ′(x )>0,得x <-23或x >1,令f ′(x )<0,得-23<x <1.所以函数f (x )的递增区间是⎝⎛⎭⎫-∞,-23和(1,+∞),递减区间是⎝⎛⎭⎫-23,1. (2)f (x )=x 3-12x 2-2x +c ,x ∈[-1,2],由(1)知,当x =-23时,f ⎝⎛⎭⎫-23=2227+c 为极大值, 而f (2)=2+c ,则f (2)=2+c 为最大值, 要使f (x )<c 2,x ∈[-1,2]恒成立, 则只需要c 2>f (2)=2+c ,得c <-1或c >2.19.解 设每次订购电脑的台数为x ,则开始库存量为x 台,经过一个周期的正常均匀销售后,库存量变为零,这样又开始下一次的订购,因此平均库存量为12x 台,所以每年的保管费用为12x ·4 000·10%元,而每年的订货电脑的其它费用为5 000x ·1 600元,这样每年的总费用为5 000x ·1 600+12x ·4 000·10%元.令y =5 000x ·1 600+12x ·4 000·10%,y ′=-1x 2·5 000·1 600+12·4 000·10%.令y ′=0,解得x =200(台).也就是当x =200台时,每年订购电脑的其它费用及保管费用总费用达到最小值,最小值为80 000元.20.解 (1)对函数f (x )求导数,得 f ′(x )=(x 2-2ax )e x +(2x -2a )e x =[x 2+2(1-a )x -2a ]e x .令f ′(x )=0,得[x 2+2(1-a )x -2a ]e x =0, 从而x 2+2(1-a )x -2a =0. 解得x 1=a -1-1+a 2,x 2=a -1+1+a 2,其中x 1<x 2.当x 变化时,f ′(x )、f (x )的变化如下表:1处取得极大值,在x =x 2处取到极小值. 当a ≥0时,x 1<-1,x 2≥0.f (x )在(x 1,x 2)为减函数,在(x 2,+∞)为增函数. 而当x <0时,f (x )=x (x -2a )e x >0; 当x =0时,f (x )=0,所以当x =a -1+1+a 2时,f (x )取得最小值.(2)当a ≥0时,f (x )在[-1,1]上为单调函数的充要条件是x 2≥1,即a -1+1+a 2≥1,解得a ≥34.综上,f (x )在[-1,1]上为单调函数的充分必要条件为a ≥34.即a 的取值范围是⎣⎡⎭⎫34,+∞. 21.(1)解 由f (x )=e x -2x +2a ,x ∈R 知f ′(x )=e x -2,x ∈R .令f ′(x )=0,得x =ln 2. 于是当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情况如下表:故处取得极小值,极小值为f (ln 2)=e ln 2-2ln 2+2a =2(1-ln 2+a ).(2)证明 设g (x )=e x -x 2+2ax -1,x ∈R , 于是g ′(x )=e x -2x +2a ,x ∈R .由(1)知当a >ln 2-1时,g ′(x )取最小值为g ′(ln 2)=2(1-ln 2+a )>0. 于是对任意x ∈R ,都有g ′(x )>0,所以g (x )在R 内单调递增. 于是当a >ln 2-1时,对任意x ∈(0,+∞),都有g (x )>g (0). 而g (0)=0,从而对任意x ∈(0,+∞),都有g (x )>0,即e x -x 2+2ax -1>0, 故e x >x 2-2ax +1.22.(1)解 ∵f (x )=x 2+ln x ,∴f ′(x )=2x +1x .∵x >1时,f ′(x )>0, ∴f (x )在[1,e]上是增函数,∴f (x )的最小值是f (1)=1,最大值是f (e)=1+e 2. (2)证明 令F (x )=f (x )-g (x ) =12x 2-23x 3+ln x , ∴F ′(x )=x -2x 2+1x =x 2-2x 3+1x=x 2-x 3-x 3+1x =(1-x )(2x 2+x +1)x .∵x >1,∴F ′(x )<0,∴F (x )在(1,+∞)上是减函数, ∴F (x )<F (1)=12-23=-16<0.∴f (x )<g (x ).∴当x ∈(1,+∞)时,函数f (x )的图象在g (x )=23x 3+12x 2的下方.。
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第三章《导数及其应用》章末综合检测B 卷(时间:100分钟,满分:120分)一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.函数f (x )=(2πx )2的导数是( ) A .f ′(x )=4πx B .f ′(x )=4π2x C .f ′(x )=8π2x D .f ′(x )=16πx2.已知物体的运动方程是s =13t 3-4t 2+12t (t 表示时间,s 表示位移),则瞬时速度为0的时刻是( )A .0秒、2秒或6秒B .2秒或16秒C .2秒、8秒或16秒D .2秒或6秒3.若曲线f (x )=x 4-2x 在点P 处的切线垂直于直线 x +2y +1=0,则点 P 的坐标为( ) A .(1,1) B .(1,-1) C .(-1,1) D .(-1,-1) 4.函数f (x )=(x -3)e x 的单调递增区间是( ) A .(-∞,2) B .(0,3) C .(1,4) D .(2,+∞)5.设函数f (x )=2x+ln x ,则( )A .x =12为f (x )的极大值点B .x =12为f (x )的极小值点C .x =2为f (x )的极大值点D .x =2为f (x )的极小值点6.对任意的x ∈R ,函数f (x )=x 3+ax 2+7ax 不存在极值点的充要条件是( ) A .0≤a ≤21 B .a =0或a =7 C .a <0或a >21 D .a =0或a =217.已知f (x )的导函数f ′(x )的图象如图所示,那么f (x )的图象最有可能是图中的( )8.以长为10的线段AB 为直径作半圆,则它的内接矩形面积的最大值为( ) A .10 B .15C .25D .509.若函数y =a (x 3-x )的递增区间是⎝⎛⎭⎫-∞,-33,⎝⎛⎭⎫33,+∞,则a 的取值范围是( )A .a >0B .-1<a <0C .a >1D .0<a <110.若函数f (x )在(0,+∞)上可导,且满足f (x )>-xf ′(x ),则一定有( )A .函数F (x )=f (x )x 在(0,+∞)上为增函数B .函数F (x )=f (x )x在(0,+∞)上为减函数C .函数G (x )=xf (x )在(0,+∞)上为增函数D .函数G (x )=xf (x )在(0,+∞)上为减函数二、填空题(本大题共5小题,每小题4分,共20分.把答案填在题中横线上)11.曲线y =ln x 在点M (e,1)处的切线的斜率是________,切线的方程为________. 12.设x =-2与x =4是函数f (x )=x 3+ax 2+bx 的两个极值点,则常数a -b 的值为________.13.函数f (x )=x -ln x ,x ∈[1e,e]的值域是________.14.做一个无盖的圆柱形水桶,若要使其体积是27π,且用料最省,则圆柱的底面半径为________.三、解答题(本大题共5小题,每小题10分,共50分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)15.设函数f (x )=2x 3-3(a +1)x 2+6ax +8,其中a ∈R .已知f (x )在x =3处取得极值. (1)求f (x )的解析式;(2)求f (x )在点A (1,16)处的切线方程.16.已知实数a >0,求函数f (x )=ax (x -2)2(x ∈R )的单调区间.17.若函数f (x )=ax 2+2x -43ln x 在x =1处取得极值.(1)求a 的值;(2)求函数f (x )的单调区间及极值.18.某集团为获得更大的收益,每年要投入一定的资金用于广告促销.经调查,每年投入广告费t (百万元),可增加销售额约为-t 2+5t (百万元)(0≤t ≤3).(1)若该公司将当年的广告费控制在300万元之内,则应投入多少广告费,才能使该公司获得的收益最大?(2)现该公司准备共投入300万元,分别用于广告促销和技术改造.经预测,每投入技术改造费x (百万元),可增加的销售额为-13x 3+x 2+3x (百万元).请设计一个资金分配方案,使该公司获得的收益最大.(注:收益=销售额-投入)19.已知函数f (x )=-13x 3+2ax 2-3a 2x +b (a >0).(1)当f (x )的极小值为-73,极大值为-1时,求函数f (x )的解析式;(2)若f (x )在区间[1,2]上为增函数,在区间[6,+∞)上为减函数,求实数a 的取值范围.20.给定函数f (x )=x 33-ax 2+(a 2-1)x 和g (x )=x +a 2x.(1)求证:f (x )总有两个极值点;(2)若f (x )和g (x )有相同的极值点,求a 的值.参考答案一、选择题1.解析:选C.f (x )=(2πx )2=4π2x 2,∴f ′(x )=8π2x .2.解析:选D.s ′=t 2-8t +12=0⇒t =2或t =6.3.解析:选B. ∵f ′(x )=4x 3-2,设 P (x 0,y 0), 由题意得f ′(x 0)=4x 30-2=2, ∴x 0=1,y 0=-1.故 P 点坐标为(1,-1).4.解析:选D.f ′(x )=(x -2)e x ,由f ′(x )>0,得x >2.所以函数f (x )的单调递增区间是(2,+∞).5.解析:选D.∵f (x )=2x+ln x ,∴f ′(x )=-2x 2+1x,令f ′(x )=0,即-2x 2+1x =x -2x 2=0,解得x =2.当x <2时,f ′(x )<0; 当 x >2时, f ′(x )>0,所以 x =2为f (x )的极小值点.6.解析:选A.f ′(x )=3x 2+2ax +7a ,当Δ=4a 2-84a ≤0,即0≤a ≤21时,f ′(x )≥0恒成立,函数f (x )不存在极值点.7.解析:选A.∵x ∈(-∞,-2)时,f ′(x )<0.∴f (x )为减函数;同理f (x )在(-2,0)上为增函数,(0,+∞)上为减函数.8.解析:选C.设内接矩形的长为x ,则宽为 25-x 24,∴S 2=x 2·⎝⎛⎭⎫25-x 24=y ,∴y ′=50x -x 3. 令y ′=0,得x 2=50或x =0(舍去), ∴S 2max =625,即S max =25.9.解析:选A.依题意y ′=a (3x 2-1)>0的解集为⎝⎛⎭⎫-∞,-33,⎝⎛⎭⎫33,+∞.故a 的取值范围是a >0.10.解析:选C.设y =xf (x ),则y ′=xf ′(x )+f (x )>0,故y =xf (x )在(0,+∞)上递增,故选C.二、填空题11.解析:由于y ′=1x ,∴k =y ′|x =e =1e ,故切线的方程为y -1=1e (x -e),故y =1ex .答案:1ex -e y =012.解析:∵f ′(x )=3x 2+2ax +b ,∴⎩⎨⎧-2+4=-2a3-2×4=b 3⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =-3,b =-24.∴a -b =-3+24=21.答案:2113.解析:f ′(x )=1-1x,令f ′(x )=0,得x =1,当x ∈[1e,1]时,f ′(x )<0,当x ∈[1,e]时,f ′(x )>0,∴f (x )在[1e ,e]上的最小值是f (1)=1,又f (1e )=1e+1,f (e)=e -1,∴函数f (x )的值域是[1,e -1]. 答案:[1,e -1]14.解析:设圆柱的底面半径为R ,母线长为L ,则V =πR 2L =27π,所以L =27R2.要使用料最省,只需使圆柱表面积最小.S 表=πR 2+2πRL =πR 2+2π·27R ,令S ′表=2πR -54πR2=0,得R=3,即当R =3时,S 表最小. 答案:3 三、解答题15.解:(1)f ′(x )=6x 2-6(a +1)x +6a . ∵f (x )在x =3处取得极值,∴f ′(3)=6×9-6(a +1)×3+6a =0,解得a =3. ∴f (x )=2x 3-12x 2+18x +8.(2)A 点在f (x )上,由(1)可知f ′(x )=6x 2-24x +18,f ′(1)=6-24+18=0,∴切线方程为y =16.16.解:∵f (x )=ax (x -2)2=ax 3-4ax 2+4ax , ∴f ′(x )=3ax 2-8ax +4a=a (3x 2-8x +4)=a (3x -2)(x -2).令f ′(x )>0,则x <23或x >2,∴函数f (x )的增区间是⎝⎛⎭⎫-∞,23和(2,+∞); 令f ′(x )<0,则23<x <2,∴函数f (x )的减区间是⎝⎛⎭⎫23,2.17.解:(1)f ′(x )=2ax +2-43x,由f ′(1)=2a +23=0,得a =-13.(2)f (x )=-13x 2+2x -43ln x (x >0).f ′(x )=-23x +2-43x =-2(x -1)(x -2)3x.由f ′(x )=0,得x =1或x =2. ①当f ′(x )>0时,1<x <2;②当f ′(x )<0时,0<x <1或x >2.当x因此f (x )的单调递增区间是(1,2),单调递减区间是(0,1),(2,+∞).函数的极小值为f (1)=53,极大值为f (2)=83-43ln 2.18.解:(1)设投入t (百万元)的广告费后增加的收益为f (t )(百万元), 则有f (t )=(-t 2+5t )-t =-t 2+4t =-(t -2)2+4(0≤t ≤3),所以当t =2时,f (t )取得最大值4,即投入2百万元的广告费时,该公司获得的收益最大.(2)设用于技术改造的资金为x (百万元),则用于广告促销的资金为(3-x )(百万元),由此获得收益是g (x )(百万元),则g (x )=⎝⎛⎭⎫-13x 3+x 2+3x +[-(3-x )2+5(3-x )]-3=-13x 3+4x +3(0≤x ≤3),所以g ′(x )=-x 2+4.令g ′(x )=0,解得x =-2(舍去)或x =2. 又当0≤x <2时,g ′(x )>0;当2<x ≤3时,g ′(x )<0.所以当x =2时,g (x )取最大值,即将2百万元用于技术改造,1百万元用于广告促销,该公司获得的收益最大. 19.解:(1)f ′(x )=-x 2+4ax -3a 2=-(x -a )(x -3a ),令f ′(x )≥0,得a ≤x ≤3a ,令f ′(x )≤0,得x ≥3a 或x ≤a ,∴f (x )在(-∞,a ]上是减函数,在[a,3a ]上是增函数,在[3a ,+∞)上是减函数,∴f (x )在x =a 处取极小值,在x =3a 处取极大值.由已知有⎩⎪⎨⎪⎧f (a )=-73,f (3a )=-1,即⎩⎨⎧-13a 3+2a 3-3a 3+b =-73,-13×27a 3+18a 3-9a 3+b =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-1,∴函数的解析式为f (x )=-13x 3+2x 2-3x -1.(2)由(1)知f (x )在(-∞,a ]上是减函数,在[a,3a ]上是增函数,在[3a ,+∞)上是减函数,∴要使f (x )在区间[1,2]上为增函数,在区间[6,+∞)上是减函数,则必须有⎩⎪⎨⎪⎧a ≤1,3a ≥2,3a ≤6,解得实数a 的取值范围为23≤a ≤1.20.解:(1)证明:因为f ′(x )=x 2-2ax +(a 2-1)=[x -(a +1)]·[x -(a -1)], 令f ′(x )=0,解得x 1=a +1,x 2=a -1. 当x <a -1时,f ′(x )>0;当a -1<x <a +1时,f ′(x )<0; 当x >a +1时,f ′(x )>0,所以x =a -1为f (x )的极大值点, x =a +1为f (x )的极小值点. 所以f (x )总有两个极值点.(2)因为g ′(x )=1-a 2x 2=(x -a )(x +a )x 2.令g ′(x )=0,得x 1=a ,x 2=-a .因为f (x )和g (x )有相同的极值点,且x 1=a 和a +1,a -1不可能相等,所以当-a =a +1时,a =-12;当-a =a -1时,a =12.经检验,当a =-12和a =12时,x 1=a ,x 2=-a 都是g (x )的极值点.。