导数与单调性训练题及答案

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导数与函数的单调性附答案

导数与函数的单调性附答案

1.函数f (x )=e x -e x ,x ∈R 的单调递增区间是( ) A .(0,+∞) B .(-∞,0) C .(-∞,1)D .(1,+∞)解析:选D.由题意知,f ′(x )=e x -e ,令f ′(x )>0,解得x >1,故选D. 2.函数f (x )的导函数f ′(x )有下列信息: ①f ′(x )>0时,-1<x <2; ②f ′(x )<0时,x <-1或x >2; ③f ′(x )=0时,x =-1或x =2. 则函数f (x )的大致图象是( )解析:选C .根据信息知,函数f (x )在(-1,2)上是增函数.在(-∞,-1),(2,+∞)上是减函数,故选C .3.若函数f (x )=kx -ln x 在区间(1,+∞)上单调递增,则k 的取值范围是( ) A .(-∞,-2] B .(-∞,-1] C .[2,+∞)D .[1,+∞)解析:选D.由于f ′(x )=k -1x ,f (x )=kx -ln x 在区间(1,+∞)上单调递增⇔f ′(x )=k -1x ≥0在(1,+∞)上恒成立.由于k ≥1x ,而0<1x<1,所以k ≥1.即k 的取值范围为[1,+∞).4.已知函数f (x )=x sin x ,x ∈R ,则f ⎝⎛⎭⎫π5,f (1),f ⎝⎛⎭⎫-π3的大小关系为( ) A .f ⎝⎛⎭⎫-π3>f (1)>f ⎝⎛⎭⎫π5 B .f (1)>f ⎝⎛⎭⎫-π3>f ⎝⎛⎭⎫π5 C .f ⎝⎛⎭⎫π5>f (1)>f ⎝⎛⎭⎫-π3 D .f ⎝⎛⎭⎫-π3>f ⎝⎛⎭⎫π5>f (1) 解析:选A .因为f (x )=x sin x , 所以f (-x )=(-x )sin(-x )=x sin x =f (x ). 所以函数f (x )是偶函数,所以f ⎝⎛⎭⎫-π3=f ⎝⎛⎭⎫π3. 又x ∈⎝⎛⎭⎫0,π2时,得f ′(x )=sin x +x cos x >0,所以此时函数是增函数. 所以f ⎝⎛⎭⎫π5<f (1)<f ⎝⎛⎭⎫π3.所以f ⎝⎛⎭⎫-π3>f (1)>f ⎝⎛⎭⎫π5,故选A . 5.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:选B .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,而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,选B .6.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,+∞)7.(2018·张掖第一次诊断考试)若函数f (x )=x 33-a 2x 2+x +1在区间⎝⎛⎭⎫12,3上单调递减,则实数a 的取值范围是________.解析:f ′(x )=x 2-ax +1,因为函数f (x )在区间(12,3)上单调递减,所以f ′(x )≤0在区间(12,3)上恒成立,所以⎩⎪⎨⎪⎧f ′(12)≤0f ′(3)≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧14-a 2+1≤09-3a +1≤0,解得a ≥103,所以实数a 的取值范围为[103,+∞).答案:[103,+∞)8.(2017·高考江苏卷)已知函数f (x )=x 3-2x +e x -1e x ,其中e 是自然对数的底数.若f (a-1)+f (2a 2)≤0,则实数a 的取值范围是________.解析:由f (x )=x 3-2x +e x -1e x ,得f (-x )=-x 3+2x +1e x -e x =-f (x ),所以f (x )是R 上的奇函数,又f ′(x )=3x 2-2+e x +1ex ≥3x 2-2+2e x ·1ex =3x 2≥0,当且仅当x =0时取等号,所以f (x )在其定义域内单调递增,所以不等式f (a -1)+f (2a 2)≤0⇔f (a -1)≤-f (2a 2)=f (-2a 2)⇔a -1≤-2a 2,解得-1≤a ≤12,故实数a 的取值范围是⎣⎡⎦⎤-1,12. 答案:⎣⎡⎦⎤-1,12 9.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。

高考数学必考点专项第8练 导数与函数的单调性(练习及答案)(全国通用)(新高考专用)

高考数学必考点专项第8练 导数与函数的单调性(练习及答案)(全国通用)(新高考专用)

高考数学必考点专项第8练 导数与函数的单调性习题精选一、单选题1. 函数21()9ln 2f x x x =-在区间上单调递减,则实数m 的取值范围是( )A.B. C.D.2. 若函数()sin()sin(2)cos()2f x x x a x πππ=+---在区间(0,]2π上单调递增,则实数a 的取值范围是( )A. (,1]-∞-B. (-∞C. D. [1,)+∞3. 若函数在其定义域上不单调,则实数a 的取值范围为( )A. 1a <或4a >B. 4aC. 14a <<D. 14a4. 若函数2()ln 2f x x ax =+-在区间1(,2)2内存在单调递增区间,则实数a 的取值范围是( )A. (-,-2]∞B. 1(-,+)8∞C. 1(-2,-)8D. (-2,+)∞5. 已知函数()f x 是定义在R 上的偶函数,设函数()f x 的导函数为()f x ',若对任意0x >都有2()()0f x xf x +'>成立,则( )A. 4(2)9(3)f f -<B. 4(2)9(3)f f ->C. 2(3)3(2)f f >-D. 3(3)2(2)f f -<-(2,1)m m +(0,1)(0,2)6. 定义在(0,)+∞上的函数()f x 满足()10xf x '+>,(3)=-ln 3f ,则不等式()+0x f e x >的解集为( )A. 3(,+)e ∞B. 3(0,)eC. (ln 3,)+∞D. 3(ln 3,)e7. 已知函数,若存在1[,2]2x ∈,使得()()0f x xf x +'>,则实数b 的取值范围是( )A.B. 9(,)4-∞C. (,3)-∞D. (,2)-∞8. 已知4ln 3a π=,3ln 4b π=,34ln c π=,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A. c b a <<B. b c a <<C. b a c <<D. a b c <<9. 已知是函数的导数,且,当0x 时,,则不等式的解集是( )A.B.C.D.10. 设函数()f x 在R 上存在导函数()f x ',对任意的实数x 都有()()2f x f x x =-+,当0x >时,()2 1.f x x '>+若(1)()21f a f a a +-++,则实数a 的取值范围是( )A. 1[,)2-+∞B. 3[,)2-+∞C. [1,)-+∞D. [2,)-+∞二、填空题11. 函数2()24ln f x x x x =--,则()f x 的单调递增区间为__________12. 设函数()x x f x e ae -=+ (a 为常数),若()f x 为奇函数,则a =__________;若()f x 是R 上的增函数,则a 的取值范围是__________.13. 写出一个同时具有下列性质①②③的函数__________.()f x '()f x①;②当(0,)x ∈+∞时,()0f x '>;③()f x '是奇函数.三、解答题14. 已知函数2()sin sin 2.f x x x =(1)讨论()f x 在区间(0,)π的单调性; (2)证明:33|()|8f x ; (3)设*n N ∈,证明:222sin sin 2sin 4x x x (2)3sin 2.4nnn x15. 已知0a >且1a ≠,函数()(0).ax x f x x a =>(1)当2a =时,求()f x 的单调区间;(2)若曲线()y f x =与直线1y =有且仅有两个交点,求a 的取值范围.16. 已知函数()2ln 1af x x x x=--+,()(2ln ).x g x e x x =- (1)若函数()f x 在定义域上是增函数,求a 的取值范围; (2)求()g x 的单调区间.17. 已知函数21()ln (1)(0).2f x a x a x x a =-++->(1)讨论()f x 的单调性; (2)若21()2f x x ax b -++恒成立,求实数ab 的最大值.18. (本小题12.0分)已知函数2().xf x e ax x =+-(1)当1a =时,讨论()f x 的单调性; (2)当0x 时,31()12f x x +,求a 的取值范围.19. 已知函数(1)令,讨论的单调区间;(2)若2a =-,正实数12,x x 满足,证明1251.2x x -+()g x 1212()()0f x f x x x ++=20. 已知函数2()(2)x x f x ae a e x =+--,().a R ∈(1)讨论()f x 的单调性;(2)若()f x 有两个零点,求a 的取值范围.答案和解析1.【答案】A解:()f x 的定义域是(0,)+∞,9(3)(3)()x x f x x x x+-'=-=, 令()0f x '>,解得:3x >,令()0f x '<,解得:03x <<, 故()f x 在(0,3)递减,在(3,)+∞递增, 若函数21()9ln 2f x x x =-在区间(2,1)m m +上单调递减, 则20m 且013m <+且21m m <+,解得:01m <, 故选:.A2.【答案】A解:因为1()sin()sin(2)cos()cos sin cos sin 2cos 22f x x x a x x x a x x a x πππ=+---=+=+在(0,]2π上是增函数,所以当(0,]2x π∈时,,即212sin sin 0x a x --,因为当(0,]2x π∈时,sin (0,1],x ∈所以12sin sin a x x-+, 令1()2sin sin g x x x =-+,(0,],2x π∈则22cos 1()2cos cos (2)0sin sin x g x x x x x '=--=--<,所以()g x 在(0,]2π单调递减,所以,即(,1],a ∈-∞-故选.A3.【答案】A解:求导可得,()f x ∴在其定义域上不单调等价于方程有两个解,,解得1a <或 4.a >故选.A4.【答案】D解:根据题意得1()2f x ax x'=+, ()f x 在区间1(,2)2内存在单调递增区间,则()0f x '在内有解,,故min 21()2a x-,,令21()=-2g x x ,,则()g x 在1(,2)2单调递增,1()(2,)8g x ∈--, 故-2.a > 故选.D5. 【答案】A解:1()||f x x =时,3(3)1f -=,2(2)1f -=,可以排除D ; ()||f x x =时,2(3)6f =,3(2)3(2)6f f -==,可排除C ;设2()()g x x f x =,22()(())2()()(2()())g x x f x xf x x f x x f x xf x '='=+'=+',0x >时,2()()0f x xf x +'>,0x ∴>时()0g x '>,()g x 为(0,)+∞上的单调增函数;(2)(3)g g ∴<,4(2)9(3)f f ∴<,又()f x 为偶函数,4(2)9(3)f f ∴-<,A ∴对,A ,B 矛盾,故B 错,故选.A6.【答案】C解:令()()ln g x f x x =+,(0,).x ∈+∞ 在(0,)+∞上的函数()f x 满足()10xf x '+>,1()1()()0xf x g x f x x x'''+∴=+=>,∴函数()g x 在(0,)+∞上单调递增,(3)(3)ln 30g f =+=,而不等式,所以3x e >,即ln3x >,∴不等式()0x f e x +>的解集为(ln3,).+∞故选.C7.【答案】B解:,,∴,∴,存在,使得,即,∴,设,∴.而,当时,解得:,当时,即时,函数单调递增,当时,即时,函数单调递减,因为,所以,∴,故选:.B8.【答案】B解: 令ln ()xf x x=,0x >, 则21ln (),0xf x x x-'=>, 令()0f x '>,得0x e <<,令()0f x '<,得x e >, 所以()f x 在(0,)e 单调递增,在(,)e +∞单调递减, 又3e π>>, 所以()(3)f f π<,即ln ln 33ππ<, 所以3ln ln 3ππ<, 又4ln 3a π=,34ln c π=, 所以a c >, 又由()f x 的单调性得ln 4ln 4ππ<,即4ln 4ln ππ<, 因为343ln 4,4ln 3ln b c πππ===, 所以b c <, 综合得.b c a << 故选.B9.【答案】D解:设,则因为当0x 时,,所以当0x 时,,即在上单调递增. 因为,所以,所以是偶函数. 因为,所以,即,,则,解得1.2x <故选.D10.【答案】A解:设()()g x f x x =-,则()()()[()]0g x g x f x x f x x --=---+=,()()g x g x ∴=-,()g x ∴是偶函数,当0x >时,()()1g x f x '='-,而()21f x x '>+,则()()120g x f x x '='->>,()g x ∴在(0,)+∞上是增函数, (1)()21f a f a a +-++, (1)(1)()()f a a f a a ∴+-+---,即(1)()g a g a +-,|1|||a a ∴+-,()g x ()g x即12a -, 故选:.A11.【答案】(2,)+∞解:()f x 定义域为(0,)+∞,242(2)2(2)(1)()22x x x x f x x x x x---+'=--==,故当02x <<时,()0f x '<,()f x 单调递减, 当2x >时,()0f x '>,()f x 单调递增, 故()f x 的单调递增区间为(2,).+∞ 故答案为(2,).+∞12.【答案】1-(,0]-∞解:根据题意,函数()xxf x e ae-=+,若()f x 为奇函数,则()()f x f x -=-, 即()xx x x eae e ae --+=-+,变形可得1a =-,经检验,1a =-满足()f x 为奇函数,()f x 是R 上的增函数,()0f x '∴对x R ∀∈恒成立,即0x xae e -对x R ∀∈恒成立,2()x a e ∴恒成立. 2()0x e >,0.a ∴故答案为1-;(,0].-∞13.【答案】2()(f x x =答案不唯一,均满足)解:取2()f x x =,则22212121212()()()()f x x x x x x f x f x ===,满足①,()2f x x '=,0x >时有,满足②,()2f x x '=的定义域为R ,又()2()f x x f x ''-=-=-,故是奇函数,满足③. 故答案为:2()(f x x =答案不唯一,均满足)14.【答案】解:23(1)()sin sin 22sin cos f x x x x x ==,222222()2sin (3cos sin )2sin (34sin )2sin [32(1cos 2)]f x x x x x x x x ∴'=-=-=--22sin (12cos 2)x x =+,令()0f x '=,解得,3x π=,或23x π=, 当(0,)3x π∈或2(,)3ππ时,()0f x '>,当2(,)33x ππ∈时,()0f x '<, ()f x ∴在(0,)3π,2(,)3ππ上单调递增,在2(,)33ππ上单调递减.证明:(2)(0)()0f f π==,由(1)可知2()()3f x f π==极小值()()3f x f π==极大值()0f x '>()f x 'max 33()8f x ∴=,min 33()8f x =-, ,()f x 为周期函数,33|()|8f x ∴; (3)由(2)可知322333sin sin 2()84x x =,322333sin 2sin 4()84x x =,32232333sin 2sin 2()84x x =,…,3212333sin 2sin 2()84n nx x -=, 334sin sin 2sin 4x x x ∴……313233sin 2sin 2sin (sin sin 2sin 4n n x x x x x x -=……331223sin 2sin 2)sin 2()4nn nnx x x -,222sin sin 2sin 4x x x ∴……23sin 2.4nnn x15.【答案】解:(1)2a =时,2()2x x f x =,222ln 2()222ln 2(2ln 2)ln 2()(2)22x x x xxx x x x x x f x ⋅-⋅-⋅-'===, 当2(0,)ln 2x ∈时,()0f x '>,当2(,)ln 2x ∈+∞时,()0f x '<, 故()f x 在2(0,)ln 2上单调递增,在2(,)ln 2+∞上单调递减. (2)由题知()1f x =在(0,)+∞有两个不等实根,ln ln ()1ln ln a x x af x x a a x x a x a=⇔=⇔=⇔=, 令ln ()x g x x =,21ln ()xg x x-'=,()g x 在(0,)e 上单调递增,在(,)e +∞上单调递减,所以max 1()()g x g e e==, 又(1)0g =,当x 趋近于+∞时,()g x 趋近于0,所以曲线()y f x =与直线1y =有且仅有两个交点,即曲线()y g x =与直线ln ay a=有两个交点的充分必要条件是ln 10a a e<<,即0()()g a g e <<,解得1a >且a e ≠, 所以a 的取值范围是(1,)(,).e e ⋃+∞16.【答案】解:(1)由题意得0x >,22()1af x x x'=-+,由函数()f x 在定义域上是增函数得,()0f x ', 即222(1)1(0)a x x x x -=--+>恒成立, 因为2(1)11(x --+当1x =时,取等号), 所以a 的取值范围是[1,).+∞2(2)()(2ln 1)x g x e x x x'=---+,由(1)得2a =时,2()2ln 1f x x x x=--+, 此时()f x 在定义域上是增函数,又(1)0f =, 所以,当(0,1)x ∈时,()0f x <, 当(1,)x ∈+∞时,()0.f x > 所以,当(0,1)x ∈时,()0g x '>, 当(1,)x ∈+∞时,()0.g x '< 所以()g x 的单调递增区间是(0,1),()g x 的单调递减区间是(1,).+∞17.【答案】解:,(0,0)a x >>,①1a =时,,()f x ∴在(0,)+∞上单调递减;②01a <<时,由()0f x '>,解得:1a x <<,()f x ∴在(,1)a 上单调递增,在(0,)a ,(1,)+∞上单调递减;③1a >时,同理()f x 在(1,)a 上单调递增,在(0,1),(,)a +∞上单调递减;21(2)()2f x x ax b -++恒成立,ln 0a x x b ∴-+恒成立,令()ln g x a x x b =-+,则()a xg x x-'=, ()g x ∴在(0,)a 上单调递增,在(,)a +∞上单调递减.max ()()ln 0g x g a a a a b ∴==-+,ln b a a a ∴-,22ln ab a a a ∴-,令22()ln (0)h x x x x x =->,则()(12ln )h x x x '=-,()h x ∴在上单调递增,在)+∞上单调递减,max ()2e h x h e e ∴==-=, .2e ab∴ 即ab 的最大值为.2e18.【答案】解:(1)当1a =时,2()x f x e x x =+-,()21x f x e x '=+-,记()()g x f x =',因为()20xg x e '=+>,所以()()21xg x f x e x ='=+-在R 上单调递增, 又(0)0f '=,得当0x >时()0f x '>,即2()xf x e x x =+-在(0,)+∞上单调递增; 当0x <时()0f x '<,即2()xf x e x x =+-在(,0)-∞上单调递减. 所以2()xf x e x x =+-在(,0)-∞上单调递减,在(0,)+∞上单调递增.(2)①当0x =时,a ∈R ;②当0x >时,31()12f x x +即32112xx x e a x++-, 令32112()x x x e h x x++-=,231(2)(1)2()x x e x x h x x ----'= 记21()12x m x e x x =---,()1x m x e x '=-- 令()1xq x e x =--,因为0x >,所以()10xq x e '=->,所以()()1xm x q x e x '==--在(0,)+∞上单调递增,即()1(0)0xm x e x m ''=-->=所以21()12x m x e x x =---在(0,)+∞上单调递增,即21()1(0)02x m x e x x m =--->=, 故当(0,2)x ∈时,()0h x '>,32112()xx x e h x x ++-=在(0,2)上单调递增; 当(2,)x ∈+∞时,()0h x '<,32112()xx x e h x x++-=在(2,)+∞上单调递减;所以2max7[()](2)4e h x h -==,所以274e a -,综上可知,实数a 的取值范围是27[,).4e -+∞19.【答案】(1)解:21()()(1)ln (1)12g x f x ax x ax a x =--=-+-+,所以21(1)1()(1)ax a x g x ax a x x-+-+'=-+-=,当0a 时,因为0x >,所以()0.g x '> 所以()g x 在(0,)+∞上是递增函数;当0a >时,1()(1)()a x x a g x x--+'=, 令()0g x '=,得1x a=, 所以当1(0,)x a∈时,()0g x '>;当1(,)x a∈+∞时,()0g x '<,因此函数()g x 在1(0,)a 是增函数,在1(,)a+∞是减函数,综上,当0a 时,()g x 的单调递增区间是(0,)+∞,无单调递减区间; 当0a >时,()g x 的单调递增区间是1(0,)a ,单调递减区间是1(,).a+∞(2)证明:当2a =-时,2()ln ,0f x x x x x =++>,由1212()()0f x f x x x ++=,即2211122212ln ln 0x x x x x x x x ++++++=,从而212121212()()ln()x x x x x x x x +++=-,令12t x x =,则由()ln t t t ϕ=-,得1()t t tϕ-'=,0t >, 可知,()t ϕ在区间(0,1)上单调递减,在区间(1,)+∞上单调递增, 所以()(1)1t ϕϕ=,所以21212()()1x x x x +++,解得12512x x -+或12512x x --+, 又因为10x >,20x >,因此12512x x -+成立.20.【答案】解:(1)()f x 的定义域为(,)-∞+∞,2()2(2)1(1)(21)x x x x f x ae a e ae e '=+--=-+,(i)若0a ,则在(,)x ∈-∞+∞时()0f x '<,所以()f x 在(,)-∞+∞单调递减. (ii)若0a >,则由()0f x '=得ln .x a =-当(,ln )x a ∈-∞-时,()0f x '<;当(ln ,)x a ∈-+∞时,()0f x '>, 所以()f x 在(,ln )a -∞-单调递减,在(ln ,)a -+∞单调递增.(2)(i)若0a ,由(1)知,()f x 在(,)-∞+∞上单调递减,故()f x 至多有一个零点,不合题意.(ii)若0a >,由(1)知,当ln x a =-时,()f x 取得最小值,最小值为1(ln )1ln .f a a a-=-+①当1a =时,由于(ln )0,f a -=故()f x 只有一个零点; ②当(1,)a ∈+∞时,由于11ln 0a a-+>,即(ln )0f a ->,故()f x 没有零点; ③当(0,1)a ∈时,11ln 0a a-+<,即(ln )0.f a -< 又422(2)(2)2220f aea e e ----=+-+>-+>,故()f x 在(,ln )a -∞-有一个零点.设正整数0n 满足03ln(1)n a>-,则0000()(2)n n f n e ae a n =+-- 000020.n n e n n >->-> 由于3ln(1)ln a a ->-,因此()f x 在(ln ,)a -+∞有一个零点. 综上,a 的取值范围为(0,1).。

高一数学利用导数研究函数的单调性试题答案及解析

高一数学利用导数研究函数的单调性试题答案及解析

高一数学利用导数研究函数的单调性试题答案及解析1.若函数在区间内是增函数,则实数的取值范围是()A.B.C.D.【答案】B【解析】∵f(x)=x3+ax-2,∴f′(x)=3x2+a,∵函数f(x)=x3+ax-2在区间[1,+∞)内是增函数,∴f′(1)=3+a≥0,∴a≥-3.故选B..【考点】利用导数研究函数的单调性..2.已知函数(1)若,试确定函数的单调区间;(2)若,且对于任意,恒成立,试确定实数的取值范围;【答案】(1)详见解析(2).【解析】(1)求出函数的导数,只要解导数的不等式即可,根据导数与0的关系判断函数的单调性;(2)函数f(|x|)是偶函数,只要f(x)>0对任意x≥0恒成立即可,等价于f(x)在[0,+∞)的最小值大于零.试题解析:解:(1)由得,所以.由得,故的单调递增区间是,由得,故的单调递减区间是. 4(2)由可知是偶函数.于是对任意成立等价于对任意成立.由得.①当时,.此时在上单调递增.故,符合题意.②当时,.当变化时的变化情况如下表:单调递减极小值单调递增由此可得,在依题意,,又.综合①,②得,实数的取值范围是.【考点】1.利用导数求闭区间上函数的最值;2.利用导数研究函数的单调性..3.已知函数f(x)=2x--aln(x+1),a∈R.(1)若a=-4,求函数f(x)的单调区间;(2)求y=f(x)的极值点(即函数取到极值时点的横坐标).【答案】(1)f(x)的单调增区间为(-1,3),单调减区间为(3,+∞)。

(2)ⅰ. 7分ⅱ.当时,若,由函数的单调性可知f(x)有极小值点;有极大值点。

若时, f(x)有极大值点,无极小值点。

【解析】(1)因为,f(x)=2x--aln(x+1),a∈R,定义域为(-1,+∞)。

所以,,故,f(x)的单调增区间为(-1,3),单调减区间为(3,+∞)。

(2)因为,f(x)=2x--aln(x+1),a∈R,定义域为(-1,+∞)。

(完整版)导数讨论含参单调性习题(含详解答案).doc

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1.设函数.( 1)当时,函数与在处的切线互相垂直,求的值;( 2)若函数在定义域内不单调,求的取值范围;( 3)是否存在正实数,使得对任意正实数恒成立?若存在,求出满足条件的实数;若不存在,请说明理由.2.已知函数是的导函数,为自然对数的底数.( 1)讨论的单调性;( 2)当时,证明:;( 3)当时,判断函数零点的个数,并说明理由.3.已知函数(其中,).( 1)当时,若在其定义域内为单调函数,求的取值范围;( 2)当时,是否存在实数,使得当时,不等式恒成立,如果存在,求的取值范围,如果不存在,说明理由(其中是自然对数的底数,). 4.已知函数,其中为常数.( 1)讨论函数的单调性;( 2)若存在两个极值点,求证:无论实数取什么值都有.5 .已知函数(为常数)是实数集上的奇函数,函数是区间上的减函数 .( 1)求的值;( 2)若在及所在的取值范围上恒成立,求的取值范围;6.已知函数ln , x ,其中.f x ax x F x e ax x 0, a 0( 1)若f x 和 F x 在区间 0,ln3 上具有相同的单调性,求实数 a 的取值范围;( 2)若a , 1 ,且函数 g x xe ax 1 2ax f x 的最小值为 M ,求 M 的e2最小值 .7.已知函数 f ( x) e x m ln x .( 1)如x 1 是函数 f (x) 的极值点,求实数m 的值并讨论的单调性 f (x) ;( 2)若x x0是函数f ( x)的极值点,且f ( x) 0 恒成立,求实数m 的取值范围(注:已知常数 a 满足 a ln a 1 ) .8.已知函数 f x ln 1 mx x2mx ,其中0 m 1 .2( 1)当m 1时,求证: 1 x 0 时, f x x3;3( 2)试讨论函数y f x 的零点个数.9.已知e 是自然对数的底数 , F x 2e x 1 x ln x, f x a x 1 3 .(1)设T x F x f x , 当a 1 2e 1时, 求证: T x 在 0, 上单调递增;(2)若x 1, F x f x , 求实数a的取值范围 .10 .已知函数f x e x ax 2(1)若a 1 ,求函数f x 在区间[ 1,1]的最小值;(2)若a R, 讨论函数 f x 在 (0, ) 的单调性;(3)若对于任意的x1, x2 (0, ), 且 x1 x2,都有 x2 f ( x1) a x1 f ( x2 ) a 成立,求 a 的取值范围。

高二数学利用导数研究函数的单调性试题答案及解析

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高二数学利用导数研究函数的单调性试题答案及解析1.已知函数f(x)=x2+2alnx.(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)若函数在上是减函数,求实数a的取值范围.【答案】(Ⅰ)当a≥0时,递增区间为(0,+∞);当a<0时,递减区间是(0,);递增区间是(,+∞);(Ⅱ).【解析】解题思路:(Ⅰ)求定义域与导函数,因含有参数,分类讨论求出函数的单调区间;(Ⅱ)利用“函数g(x)为[1,2]上的单调减函数,则g′(x)≤0在[1,2]上恒成立”,得到不等式恒成立;再分离参数,求函数的最值即可.规律总结:若函数在某区间上单调递增,则在该区间恒成立;“若函数在某区间上单调递减,则在该区间恒成立.试题解析:(Ⅰ)f′(x)=2x+=,函数f(x)的定义域为(0,+∞).①当a≥0时,f′(x)>0,f(x)的单调递增区间为(0,+∞);②当a<0时,f′(x)=.当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下:x(0,)(,+∞)-0+由上表可知,函数f(x)的单调递减区间是(0,);单调递增区间是(,+∞).(Ⅱ)由g(x)=+x2+2aln x,得g′(x)=-+2x+,由已知函数g(x)为[1,2]上的单调减函数,则g′(x)≤0在[1,2]上恒成立,即-+2x+≤0在[1,2]上恒成立.即a≤-x2在[1,2]上恒成立.令h(x)=-x2,在[1,2]上h′(x)=--2x=-(+2x)<0,=h(2)=-,所以a≤-.所以h(x)在[1,2]上为减函数,h(x)min故实数a的取值范围为{a|a≤-}.【考点】1.利用导数求函数的单调区间;2.根据函数的单调性求参数.2.函数的部分图象大致为( ).【答案】D【解析】,为奇函数,图像关于原点对称,排除选项B;,所以排除选项A;当时,,所以排除选项C;故选选项D.【考点】函数的图像.3.已知函数f(x)=ax2+bln x在x=1处有极值.(1)求a,b的值;(2)判断函数y=f(x)的单调性并求出单调区间.【答案】(1);(2)减区间(0,1),增区间(1,+∞)【解析】(1)由函数f(x)=ax2+bln x在x=1处有极值可知,解得;(2)由(1)可知,其定义域是(0,+∞),由,得由,得所以函数的单调减区间(0,1),增区间(1,+∞).试题解析:(1)又函数f(x)=ax2+bln x在x=1处有极值,所以解得.(2)由(1)可知,其定义域是(0,+∞)由,得由,得所以函数的单调减区间(0,1),增区间(1,+∞).【考点】1.导数与极值;2.导数与单调性4.函数f(x)=ax3-x在R上为减函数,则()A.a≤0B.a<1C.a<0D.a≤1【答案】【解析】当时,在上为减函数,成立;当时, 的导函数为,根据题意可知, 在上恒成立,所以且,可得.综上可知.【考点】导数法判断函数的单调性;二次函数恒成立.5.已知在R上开导,且,若,则不等式的解集为()A.B.C.D.【答案】B【解析】令,则,由,则,在上为增函数,,所以的解集为,故选B.【考点】函数的单调性与导数的关系.6.设,分别是定义在上的奇函数和偶函数,当时,,且,则不等式的解集是 ( )A.B.C.D.【答案】D.【解析】先根据可确定,进而可得到在时单调递增,结合函数,分别是定义在上的奇函数和偶函数可确定在时也是增函数.于是构造函数知在上为奇函数且为单调递增的,又因为,所以,所以的解集为,故选D.【考点】利用导数研究函数的单调性.7.在上可导的函数的图形如图所示,则关于的不等式的解集为().A.B.C.D.【答案】A【解析】由图象可知f′(x)=0的解为x=-1和x=1函数f(x)在(-∞,-1)上增,在(-1,1)上减,在(1,+∞)上增∴f′(x)在(-∞,-1)上大于0,在(-1,1)小于0,在(1,+∞)大于0当x<0时,f′(x)>0解得x∈(-∞,-1)当x>0时,f′(x)<0解得x∈(0,1)综上所述,x∈(-∞,-1)∪(0,1),故选A.【考点】函数的图象;导数的运算;其他不等式的解法.8.函数,若对于区间[-3,2]上的任意x1,x2,都有 | f(x1)-f (x2)|≤ t,则实数t的最小值是()A.20B.18C.3D.0【答案】A【解析】所以在区间,单调递增,在区间单调递减.,,,,可知的最大值为20 .故的最小值为20.【考点】利用导数求函数的单调性与最值.9.设函数.(1)若在时有极值,求实数的值和的极大值;(2)若在定义域上是增函数,求实数的取值范围.【答案】(1)极大值为(2)【解析】(1)先求导,根据在时有极值,则,可求得的值。

专题02 利用导数求函数单调区间与单调性(解析版)

专题02 利用导数求函数单调区间与单调性(解析版)

专题02 利用导数求函数单调区间与单调性专项突破一 利用导数判断或证明函数单调性一、多选题1.若函数f (x )的导函数在定义域内单调递增,则f (x )的解析式可以是( )A .()2sin f x x x =+B .()2f x x =C .()1cos f x x =+D .()2ln f x x x =+【解析】A :由()()2sin 2cos f x x x f x x x '=+⇒=-,令()()2cos g x f x x x '==-,因为()2sin 0g x x '=+>,所以函数()f x '是实数集上的增函数,符合题意;B :由()()22f x x f x x '=⇒=,因为一次函数()2f x x '=是实数集上的增函数,所以符合题意;C :由()()1cos sin f x x f x x '=+⇒=-,因为函数()sin f x x '=-是周期函数,所以函数()sin f x x '=-不是实数集上的增函数,因此不符合题意;D :由()()21ln 2f x x x f x x x '=+⇒=+,令()()12g x f x x x'==+,则()2221212x g x x x -'=-=,当2x ∈时,()()0,g x g x '<单调递减,因此不符合题意, 故选:AB 二、解答题2.已知函数()()21e xf x x x a -=++-.(1)讨论()f x 的单调性;(2)若()f x 至少有两个零点,求a 的取值范围.【解析】(1)由2()(21)e (1)e (1)e x x x f x x x x x x ---'=+-++=-, 在(,0)-∞,(1,)+∞上()0f x '<,在(0,1)上()0f x '>, 所以()f x 在(,0)-∞上递减,(0,1)上递增,(1,)+∞上递减.(2)由(1)知:()f x 极小值为(0)1f a =-,极大值为3(1)ef a =-,要使()f x 至少有两个零点,则1030ea a -≤⎧⎪⎨-≥⎪⎩,可得31e a ≤≤.3.设函数()323f x x ax b =-+.(1)若曲线()y f x =在点()()22f ,处与直线8y =相切,求a ,b 的值; (2)讨论函数()y f x =的单调性.【解析】(1)由题意知,2()36f x x ax '=-,又(2)8(2)0f f '==,即322232832620a b a ⎧-⨯+=⎨⨯-⨯=⎩,解得112a b ==,; (2)已知2()36f x x ax '=-,令()0f x '=,知1202x x a ==, 当0a =时,2()30f x x '=≥,此时函数()f x 在R 单调递增当0a >时,令()00f x x '>⇒<或2x a >,令()002f x x a '<⇒<<, 所以函数()f x 在(0)(2)a ∞∞-+,、,上单调递增,在(02)a ,上单调递减, 当0a <时,令()02f x x a '>⇒<或0x >,令()020f x a x '<⇒<<, 所以函数()f x 在(2)(0)a ∞∞-+,、,上单调递增,在(20)a ,上单调递减. 4.已知函数()1()x f x e axlnx a R =--∈,2()x g x xe x =-.当1a =时,求证:()f x 在(0,)+∞上单调递增. 【解析】证明:当1a =时,()ln 1x f x e x x =--,(0,)x ∈+∞,则()1x f x e lnx '=--,又1()x f x e x ''=-在(0,)+∞上单调递增,且1()202f ''<,且f ''(1)10e =->,01,12x ⎛⎫∴∃∈ ⎪⎝⎭,使得0001()0xf x e x ''=-=,当0(0,)x x ∈时,()0f x ''<,当0(x x ∈,)+∞时,()0f x ''>,()f x ∴'在0(0,)x 上单调递减,在0(x ,)+∞上单调递增,000()()1x f x f x e lnx ∴'≥'=--,0010x e x -=,∴001x e x =,00ln x x =-,001()10f x x x ∴'=+->,()f x ∴在(0,)+∞上单调递增.5.已知函数()()()()211422ln f x x x a a x =-+-+-,讨论()f x 的单调性;【解析】因为2()(1)(14)(22)ln f x x x a a x =-+-+-,所以[][]2'2(1)(1)22()24(0)x a x a a f x x a x x x---+-=-+=>, 当1a ≤-时,110a a -<+≤,'()0f x >,()f x 在(0,)+∞上单调递增.当11a -<≤时,10a -≤,10a +>,若(1,1)x a a ∈-+,则'()0f x <,()f x 单调递减,若(0,1)x a ∈-,则'()0f x >,()f x 单调递增.当1a >时,110a a +>->,若(1,1)x a a ∈-+,则'()0f x <,()f x 单调递减,若 (0,1)x a ∈-或(1,)x a ∈++∞,则'()0f x >,()f x 单调递增.综上可得,当1a ≤-时,()f x 在(0,)+∞上单调递增;当11a -<≤时()f x 在(0,1)a +上单调递减,在(1,)a ++∞上单调递增;当1a >时,()f x 在(1,1)a a -+上单调递减,在(0,1)a -,(1,)a ++∞上单调递增. 6.已知a ∈R ,设函数()()ln ln f x a x a x =++. (1)讨论函数()f x 的单调性; (2)若()2ln xf x a x a≤+恒成立,求实数a 的取值范围. 【解析】(1)()()()11a x a a f x x a x x x a ++'=+=++,0x >且x a >-, ①0a ≥,()0f x '>,()f x 单调递增;②1a ≤-,()0f x '<,()f x 单调递减; ③10a -<<,01aa a ->->+, ,1a x a a ⎛⎫∈-- ⎪+⎝⎭时,()0f x '<,()f x 单调递减,,1a x a ⎛⎫∈-+∞ ⎪+⎝⎭时,()0f x '>,()f x 单调递增; 综上,当0a ≥时,()f x 在(0,)+∞上单调递增;当1a ≤-时,()f x 在(,)a -+∞单调递减; 当10a -<<时,()f x 在,1a a a ⎛⎫-- ⎪+⎝⎭单调递减,在,1a a ⎛⎫-+∞ ⎪+⎝⎭单调递增 (2)()()2ln ln lnxf x a x a x a x a=++≤+, 即()2ln ln 0a x a a x a +-+≤,令()()2ln ln h x a x a a x a =+-+, 则()232a a x a a h x a x a x a -+-'=-=++,令()0h x '=,可得21a x a-=, 当1a ≥时,()0h x '≤,则()h x 在()0,∞+单调递减,则只需满足()0ln ln 0h a a a =+≤,∴ln 0≤a ,解得01a <≤,∴1a =;当01a <<时,可得()h x 在210,a a ⎛⎫- ⎪⎝⎭单调递增,在21,a a ⎛⎫-+∞⎪⎝⎭单调递减,则()()22max11ln 1ln 0a h x h a a a a a a ⎛⎫-==--+≤ ⎪⎝⎭,整理可得2ln 0a a a --≤,令()2ln a a a a ϕ=--,则()()()121121a a a a a aϕ-+-'=--=, ()1002a a ϕ'>⇒<<,()1012a a ϕ'<⇒>>,则可得()a ϕ在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭单调递增,在1,12⎛⎫⎪⎝⎭单调递减,则()max 13ln 2024a ϕϕ⎛⎫==--< ⎪⎝⎭,故01a <<时,()0h x ≤恒成立,综上,01a <≤;7.已知函数()3211,32f x x ax a =-∈R .(1)当a =2时,求曲线()y f x =在点()()3,3f 处的切线方程;(2)设函数()()()cos sin g x f x x a x x =+--,讨论()g x 的单调性并判断有无极值,有极值时求出极值. 【解析】(1)由题意2()f x x ax '=-,所以,当2a =时,(3)0f =,2()2f x x x =-', 所以(3)3f '=,因此,曲线()y f x =在点(3,(3))f 处的切线方程是3(3)y x =-, 即390x y --=.(2)因为()()()cos sin g x f x x a x x =+--,所以()()cos ()sin cos g x f x x x a x x ''=+---()()sin x x a x a x =---()(sin )x a x x =--, 令()sin h x x x =-,则()1cos 0h x x '=-≥,所以()h x 在R 上单调递增,因为(0)0h =, 所以,当0x >时,()0h x >;当0x <时,()0h x <. (1)当0a <时,()()(sin )g x x a x x '=--,当(,)x a ∈-∞时,0x a -<,()0g x '>,()g x 单调递增; 当(,0)x a ∈时,0x a ->,()0g x '<,()g x 单调递减; 当(0,)x ∈+∞时,0x a ->,()0g x '>,()g x 单调递增.所以当x a =时()g x 取到极大值,极大值是31()sin 6g a a a =--,当0x =时()g x 取到极小值,极小值是(0)g a =-. (2)当0a =时,()(sin )g x x x x '=-, 当(,)x ∈-∞+∞时,()0g x '≥,()g x 单调递增;所以()g x 在(,)-∞+∞上单调递增,()g x 无极大值也无极小值. (3)当0a >时,()()(sin )g x x a x x '=--,当(,0)x ∈-∞时,0x a -<,()0g x '>,()g x 单调递增; 当(0,)x a ∈时,0x a -<,()0g x '<,()g x 单调递减; 当(,)x a ∈+∞时,0x a ->,()0g x '>,()g x 单调递增. 所以当0x =时()g x 取到极大值,极大值是(0)g a =-; 当x a =时()g x 取到极小值,极小值是31()sin 6g a a a =--.综上所述:当0a <时,函数()g x 在(,)a -∞和(0,)+∞上单调递增,在(,0)a 上单调递减,函数既有极大值,又有极小值,极大值是31()sin 6g a a a =--,极小值是(0)g a =-;当0a =时,函数()g x 在(,)-∞+∞上单调递增,无极值;当0a >时,函数()g x 在(,0)-∞和(,)a +∞上单调递增,在(0,)a 上单调递减,函数既有极大值,又有极小值,极大值是(0)g a =-,极小值是31()sin 6g a a a =--.专项突破二 利用导数求函数单调区间(不含参)一、单选题1.函数()1e 2xf x x =-的单调减区间是( )A .(2),ln -∞B .(ln2,)+∞C .(–),2∞D .(2,)+∞【解析】1()1e 2xf x '=-,由()0f x '<,得ln 2x >,所以()f x 的单调递减区间为(ln2,)+∞.故选:B2.函数()()2ln 2f x x x =-的单调递减区间为( ) A .10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭B .1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C .112⎛⎫⎪⎝⎭, D .10,4⎛⎫ ⎪⎝⎭【解析】由题得函数的定义域为(0,)+∞.()121222x f x x x-'=-⨯=, 令1()0,02f x x '<∴<<.所以函数的单调递减区间为10,2⎛⎫⎪⎝⎭.故选:A 3.已知函数()f x 的导函数为()f x ',()()2ln 1f x x f x '=+,则函数()f x 的单调递增区间为( )A .⎛ ⎝⎭B .,⎛-∞ ⎝⎭,⎫+∞⎪⎪⎝⎭C .⎛ ⎝⎭D .⎫+∞⎪⎪⎝⎭【解析】由()()2ln 1f x x f x '=+得1()2(1)f x f x x''=+,所以(1)12(1)f f ''=+,(1)1f '=-, 2112()2x f x x x x -'=-=,因为0x >,所以由212()0x f x x -'=>得0x <<C . 4.已知函数f (x )满足()()()2212e 02x f x f f x x -'=-+,则f (x )的单调递减区间为( ) A .(-∞,0)B .(1,+∞)C .(-∞,1)D .(0,+∞)【解析】由题设()()()22e 0x f x f f x -''=-+,则()()()2202f f f ''=-+,可得()02f =,而()()2022e f f -'==,则()2e 22f '=,所以()212e 22xf x x x =-+,即()2e 2x f x x '=-+,则()00f '=且fx 递增,当0x <时0f x,即()f x 递减,故()f x 递减区间为(-∞,0).故选:A二、多选题 5.函数()1ln f x x x=的一个单调递减区间是( ) A .(e ,+∞)B .1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C .(0,1e )D .(1e,1)【解析】()f x 的定义域为()()0,11,+∞,()()()'2210ln 1ln ln ln x x x x f x x x x x ⎛⎫-+⨯ ⎪+⎝⎭==-, 所以()f x 在区间()1,1,1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上()'0f x <,()f x 递减,所以AD 选项符合题意.故选:AD三、填空题6.函数()2ln f x x x x =+-的单调递增区间是______.【解析】()2ln f x x x x=+-的定义域为()0,∞+,()()()2222211221x x x x f x x x x x -+--='=--=,令()0f x '>,解得:2x >或1x <-, 因为定义域为()0,∞+,所以单调递增区间为()2,+∞.7.函数()2cos f x x x =+,π0,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭的增区间为___________.【解析】由已知得()12sin f x x =-',π0,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,令()0f x '>,即12sin 0x ->,解得π06x <<,令()0f x '<,即12sin 0x -<,解得ππ62x <<, 则()f x 的单调递增区间为π0,6⎛⎫ ⎪⎝⎭,单调递减区间为ππ,62⎛⎫⎪⎝⎭,故答案为:π0,6⎛⎫ ⎪⎝⎭.四、解答题8.已知函数2()ln 3f x x x x=++. (1)求函数()f x 的单调区间;(2)求曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程.【解析】(1),()0x ∈+∞,22221232(32)(1)()3x x x x f x x x x x +--+=-+==', 解()0f x '<得20,3x <<解()0f x '>得2,3x >所以()f x 的单调减区间是20,,()3f x ⎛⎤ ⎥⎝⎦的单调增区间是2,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭.(2)由(1)知(1)2f '=,而(1)5f =,所以曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程为52(1)y x -=-,即23y x =+.专项突破三 利用导数求函数单调区间(含参)1.设函数()e 2xf x ax =--,求()f x 的单调区间.【解析】()f x 的定义域为(),-∞+∞,()e xf x a '=-.若0a ≤,则()0f x '>,所以()f x 在(),-∞+∞上单调递增.若0a >,则当(),ln x a ∈-∞时,()0f x '<;当()ln ,x a ∈+∞时,()0f x '>. 所以()f x 在(),ln a -∞上单调递减,在()ln ,a +∞上单调递增. 综上所述,当0a ≤时,函数()f x 在(),-∞+∞上单调递增;当0a >时,()f x 在(),ln a -∞上单调递减,在()ln ,a +∞上单调递增. 2.已知函数()()21ln 12f x a x x a x =+-+. (1)求函数f (x )的单调区间;(2)若f (x )≥ 0对定义域内的任意x 恒成立,求实数a 的取值范围. 【解析】(1)求导可得()(1)()(0)>'--=x a x f x x x①0a ≤时,令()0f x '<可得1x <,由于0x >知01x <<;令()0f x '>,得1x > ∴函数()f x 在(0,1)上单调递减,在(1,)+∞上单调递增;②01a <<时,令()0f x '<可得1<<a x ;令()0f x '>,得1x >或x a <,由于0x >知0x a <<或1x >;∴函数()f x 在(,1)a 上单调递减,在(0,),(1,)+∞a 上单调递增; ③1a =时,()0f x '≥,函数()y f x =在(0,)+∞上单调递增;④1a >时,令()0f x '<可得1x a <<;令()0f x '>,得x a >或1x <,由于0x >知01x <<或x a > ∴函数()f x 在(1,)a 上单调递减,在(0,1),(,)+∞a 上单调递增; (2)由(1)0a ≥时,1(1)02f a =--<,(不符合,舍去)当0a <时,()f x 在(0,1)上单调递减,在(1,)+∞上单调递增,故函数在1x =处取得最小值,所以函数()0f x ≥对定义域内的任意x 恒成立时,只需要(1)0f ≥即可 ,∴12a ≤-.综上,12a ≤-.3.设函数()()32211,3f x x x m x =-++-其中0m >.(1)当1m =时,求曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线斜率; (2)求函数()f x 的单调区间.【解析】(1)由题设,()3213f x x x =-+,则()22f x x x '=-,∴()11f '=,故点()()1,1f 处的切线斜率为1.(2)由题设,()()2221f x x x m '=-++-,又2244(1)40m m ∆=+-=>,∴()(1)(1)f x x m x m '=-+++-,且11m m -<+, 当0f x 时,11m x m -<<+,()f x 单调递增; 当0fx时,1x m <-或1x m >+,()f x 单调递减;∴()f x 在(1,1)m m -+上递增,在(,1)m -∞-、(1,)m ++∞上递减.4.已知函数()()22x xf x ae a e x =+--,讨论()f x 的单调性.【解析】()f x 的定义域为R ,()()()22211(21)x x x xf x ae a e ae e '=+--=-+,若0a ≤,则()0f x '<恒成立,故()f x 在(),-∞+∞上为减函数; 若0a >,则当ln x a <-时,()0f x '<,当ln x a >-时,()0f x '>, 故()f x 在()ln ,a -+∞上为增函数,在(),ln a -∞-上为减函数,综上,当0a ≤时,()f x 在(),-∞+∞上为减函数;当0a >时,()f x 在()ln ,a -+∞上为增函数,在(),ln a -∞-上为减函数. 5.已知函数()21ln 2f x x a x ax =--()0a >. (1)讨论()f x 的单调性;(2)若()f x 恰有一个零点,求a 的值.【解析】(1)()()21a f x x a x ax a x x'=--=--,令()0f x '=,得20x ax a --=.因为0a >,则240a a ∆=+>,即原方程有两根设为12,x x 0x >,所以10x =<(舍去),2x =则当x ⎛∈ ⎝⎭时,()0f x '<,当x ⎫∈+∞⎪⎪⎝⎭时,()0f x '> ()f x在⎛ ⎝⎭上是减函数,在⎫+∞⎪⎪⎝⎭上是增函数.(2)由(1)可知()()2min f x f x =.①若()20f x =,则()()220,0,f x f x ⎧=⎪⎨='⎪⎩,即222222210,20,x alnx ax x ax a ⎧--=⎪⎨⎪--=⎩,可得2212ln 0x x --=,设()12ln h x x x =--,()h x 在()0,∞+上单调递减所以()0h x =至多有一解且()10h =,则21x =,代入解得12a =. ②若()20f x <,则()()220,0,f x f x ⎧<⎪⎨='⎪⎩,即222222210,20,x alnx ax x ax a ⎧--<⎪⎨⎪--=⎩,可得2212ln 0x x --<,结合①可得21>x ,因为211ex <<,21111ln e 2ee ef a a ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭2102e e a a =+->,所以()y f x =在21,ex ⎛⎫⎪⎝⎭存在一个零点.当4x a >时,()2ln f x ax a x ax >--()ln 0a x x =->,所以()y f x =在()2,x +∞存在一个零点.因此()y f x =存在两个零点,不合题意 综上所述:12a =.6.已知函数()()e 1xf x m x =++()m ∈R .(1)当1m =时,求()f x 在()()22f ,处的切线方程; (2)讨论()f x 的单调性.【解析】(1)当1m =时,()e 2x f x x =+,()22e 4f =+,()e 2x f x '=+,()22e 2f '=+,故()f x 在()()22f ,处的切线方程为()()()22e 4e 22y x -+=+-,即()22e 2e 0x y +--=;(2)()e 1xx m f =++',当10m +≥,即1m ≥-时,()0f x '>,()f x 在R 上单调递增; 当10+<m ,即1m <-时,由()0f x '>,得()ln 1x m >--,由()0f x '<,得()ln 1x m <--, ∴()f x 在()()ln ,1m -∞--上单调递减,在()(),ln 1m --+∞上单调递增. 综上所述,当1m ≥-时,()f x 在R 上单调递增;当1m <-时,()f x 在()()ln ,1m -∞--上单调递减,在()(),ln 1m --+∞上单调递增. 7.设函数2()(2)ln ()f x x a x a x a R =+--∈. (1)若1a =,求()f x 的极值; (2)讨论函数()f x 的单调性.【解析】(1)当1a =时,2()ln f x x x x =--(0)x >, 所以2121(21)(1)()21x x x x f x x x x x--+-'=--==, 当1x >时,()0,()f x f x '>单调递增,当01x <<时,()0,()f x f x '<单调递减, 所以当1x =时,该函数有极小值(1)0f =,无极大值. (2)由2()(2)ln (0)f x x a x a x x =+-->,22(2)(2)(1)()2(2)a x a x a x a x f x x a x x x+--+-'⇒=+--==,当0a ≥时,当1x >时,()0,()f x f x '>单调递增,当01x <<时,()0,()f x f x '<单调递减; 当0a <时,1()02af x x '=⇒=-,或21x =,当2a =-时,22(1)()0x f x x-'=≥,函数在0x >时,单调递增, 当2a <-时,12a ->, 当01x <<时,()0,()f x f x '>单调递增,当12a x <<-时,()0,()f x f x '<单调递减, 当2a x >-时,()0,()f x f x '>单调递增, 当20a -<<时,12a -<, 当02a x <<-时,()0,()f x f x '>单调递增, 当12a x -<<时,()0,()f x f x '<单调递减, 当1x >时,()0,()f x f x '>单调递增,综上所述:当0a ≥时, ()f x 在(1,)+∞上单调递增,在(0,1)上单调递减;当2a =-时,()f x 在(0,)+∞上单调递增;当2a <-时,()f x 在(0,1)单调递增,在(1,)2a -单调递减,在(,)2a -+∞上单调递增; 当20a -<<时,()f x 在(0,)2a -单调递增,在(,1)2a -单调递减,在(1,)+∞上单调递增 8.已知函数()2()ln(1)2f x x a x x =++++(其中常数0a >),讨论()f x 的单调性; 【解析】21231()(21)11ax ax a f x a x x x +++=++=++, 记2()231g x ax ax a =+++,28a a ∆=-,①当0∆≤,即08a <≤时,()0g x ≥,故'()0f x ≥,所以()f x 在(1,)-+∞单调递增.②当0∆>,即当8a >时,()0g x =有两个实根1x ,2x 注意到(0)10g a =+>, (1)610g a =+>且对称轴3(1,0)4x =-∈-,故12(),1,0x x ∈-,所以当11x x -<<或2x x >时,()0>g x ,()0f x '>,()f x 单调递增;当2i x x x <<时,()0g x <,()0f x '<,()f x 单调递减.综上所述,当08a <≤时,()f x 在(1,)-+∞单调递增;当8a >时,()f x 在(-和)+∞上单调递增,在上单调递减.专项突破四 利用函数单调性比较大小一、单选题1.已知ln 33a =,1e b =,ln 55c =,则以下不等式正确的是( ) A .c b a >> B .a b c >>C .b a c >>D .b c a >> 【解析】令()ln x f x x =,则()21ln x f x x -'=, 当0e x <<时,()()0,f x f x '>单调递增,当e x >时,()()0,f x f x '<单调递减,因为e<35<,所以()()()e 35f f f >>,所以b a c >>故选:C2.设11011,ln2,10a b c e ===,则( ) A .c a b >> B .a c b >> C .c b a >> D .a b c >> 【解析】根据题意,111,ln2110a b =>=<,则a b >, 构造函数()1(0)x f x e x x =-->,所以()10x f e x ='->恒成立,所以()1xf x e x =--在()0,∞+上单调递增,所以()110111001010f e f ⎛⎫=-->= ⎪⎝⎭,即1101110e >,所以c a >,故c a b >>.故选:A3.已知a =1b e -=,3ln 28c =,则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .a b c >> B .b c a >> C .c a b >> D .b a c >>【解析】根据题意,ln55a =,1ln =e b e e -=,ln88c =. 令()ln x f x x =,则()21ln x f x x -'=,由()0f x '<得x e >;由()0f x '>得0x e <<; 则函数()f x 在()0e ,上单调递增,在(),e +∞上单调递减,又58e <<,所以()()()58f e f f >>,因此b a c >>.故选:D .4.已知函数()sin f x x x =,ln 22a f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,sin 3b f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,(ln )c f π=,则a ,b ,c 大小( ) A .a c b <<B .a b c <<C .b a c <<D .c b a <<【解析】由题意,函数()sin f x x x =,可得()sin cos f x x x x '=+,当(0,)2x π∈时,可得()0f x '>,()f x 单调递增,又由ln 21,sin ln 1223e ππ==>=,且3ln 2π<=, 所以ln 20sin ln 232πππ<<<<,所以a b c <<.故选:B. 5.已知()232ln 3ln 31,,e 3ea b c -===,则a 、b 、c 的大小关系为( ) A .c b a >> B .c a b >> C .b c a >> D .a b c >> 【解析】由题可知22e ln ln 3ln e 3,,e 33a b c e ===,构造函数ln ()x f x x=,则21ln ()x f x x -'=, 所以()f x 在()0,e 单调递增,()e,∞+单调递减,所以()()max e f x f =,即c 最大;对于a 、b ,构造函数()()2e ,(e)g x f x f x x ⎛⎫=-> ⎪⎝⎭, 因为()222222e e ln ln 2ln e e e e x x x x x f x x-⎛⎫=== ⎪⎝⎭,令()()22ln e x x h x -=,得()21ln e x h x -'=, 在(,)e +∞上,()()22221ln 1ln 111ln 0e e x x g x x x x--⎛⎫=-=--> ⎪⎝⎭',()g x 单调递增; 所以()()3e 0g g >=,从而()2e 303f f ⎛⎫-> ⎪⎝⎭,(3)b f =,2()3e a f =,即b a >,综上,c b a >>.故选:A 6.若2e 2e x x y y ---<-,则( )A .()ln 10y x -+<B .()ln 10y x -+>C .ln 0x y ->D .ln 0x y -<【解析】令()2e x x f x -=-,则()2ln 2e 0x x f x -'=+>恒成立,故()2e x x f x -=-单调递增,由2e 2e x x y y ---<-可得:x y <,故()ln 1ln10y x -+>=,A 错误,B 正确;x y 可能比1大,可能等于1,也可能()0,1x y -∈,故不能确定ln x y -与0的大小关系,CD 错误. 故选:B7.已知21ln 2ln3,,e 49a b c ===,则( ) A .a b c <<B .c a b <<C .b a c <<D .c b a <<【解析】设2ln ()x f x x =,则()()()e ,2,3a f b f c f ===,又312ln ()-'=x f x x ,于是当)x ∞∈+时,()0f x '<,故2ln ()x f x x =2e 3=<<,则有()()()3e 2f f f <<,即c a b <<.故选:B. 8.已知函数()f x '为函数()f x 的导函数,满足()tan ()x f x f x '⋅>,6a π⎛⎫= ⎪⎝⎭,4b π⎛⎫= ⎪⎝⎭,3c π⎛⎫= ⎪⎝⎭,则下面大小关系正确的是( )A .a b c <<B .a c b <<C .b a c <<D .c b a <<【解析】根据题意,()()tan ()tan ()0x f x f x x f x f x ''⋅>⇔⋅->,变换可得:()()()()cos tan 0tan 0tan sin f x f x x x f x x f x x x ⋅⎛⎫⎛⎫''->⇔-> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2sin ()0cos sin x f x x x '⎛⎫⇔> ⎪⎝⎭, 解析可得,0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,cos 0x >,()0sin f x x '⎛⎫> ⎪⎝⎭,,2x ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭, cos 0x <,()0sin f x x '⎛⎫< ⎪⎝⎭,所以函数()()sin f x g x x =在0,2π⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增, 所以643sin sin sin 643f f f ππππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭<<,即2643f f πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,故选:A. 9.已知ln a ππ=,2ln 2b =,c e =,则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .a c b <<B .c a b <<C .c b a <<D .b a c << 【解析】ln a ππ=,2ln 2b =,ln e c e e ∴== 构造函数()ln x f x x=且()2ln 1()ln x f x x -'= 当1x e <<时ln 1x <,此时()2ln 1()0ln x f x x -'=<;当x e >时ln 1x >,此时()2ln 1()0ln x f x x -'=>. 故()ln x f x x=当()1,x e ∈单调递减,当(,)x e ∈+∞单调递增. 故min ()()f x f e e c === 故,a c b c >> ,2224(4)ln 22ln 2ln 4b f ⋅==== 又40(4)()f f ππ>>∴> 即b a > ,故c a b <<,故选: B10.若01a b <<<,则( )A .e e ln ln b a b a -<-B .e e ln ln b a b a -≥-C .e e a b b a ≤D .e e a b b a >【解析】对于A,B,令()e ln x f x x =- ,则1()e x f x x'=-, 当01x <<时,1()e x f x x'=-单调递增,且2132123()e 20,()e 0232f f ''=-<=-=>> 故存在012(,)23x ∈ ,使得0()0f x '=, 则当0(0,)x x ∈时,()e ln x f x x =-递减,当0(,1)x x ∈时,()e ln x f x x =-递增,由于01a b <<<,此时()e ln ,()e ln a b f a a f b b =-=-大小关系不确定,故A,B 均不正确;对于C,D,设e g()=x x x ,则e (1)g ()=x x x x-', 当01x <<时,()0g x '<,故e g()=xx x 单调递减, 所以当01a b <<<时,()()g a g b > ,即e e a b a b> ,即e e a b b a >, 故C 错误,D 正确,故选:D 11.设20222020a =,20212021b =,20202022c =,则( )A .a b c >>B .b a c >>C .c a b >>D .c b a >> 【解析】∵ln2020ln 2022ln20202021ln2021ln 2021ln20212022a b ==,构造函数()()2ln 1x f x x e x =≥+,()()21ln 1x x x f x x x +-'=+, 令()1ln g x x x x =+-,则()ln 0g x x '=-<,∴()g x 在)2,e ⎡+∞⎣上单减,∴()()2210g x g e e ≤=-<,故()0f x '<, ∴()f x 在)2,e ⎡+∞⎣上单减,∴()()202020210f f >>,∴()()2020ln 1ln 2021f a b f => ∴ln ln a b >.∴a b >,同理可得ln ln b c >,b c >,故a b c >>,故选:A二、多选题12.下列命题为真命题的个数是( )A.ln3< B.ln π<C.15< D.3eln2<【解析】设函数()0f x x =>,则()f x '==当20e x <≤时,()0f x '>,当2e x >时,()0f x '<,故()0f x x =>在2(0,e ) 上递增,在2(e ,)+∞ 上递减, 对于A ,由234e << ,故(3)(4)f f <,<, 即2ln 2,ln 322<<,A 正确; 对于B ,2e<π <e ,故(e)(π)f f <<ln πB 错误; 对于C ,21615e >> ,故(16)(15)f f <4ln 24<<故ln 22ln15<<,则ln 15<<,故C 正确; 对于D ,28e > ,故2(8)(e )f f <22e<,即3eln2<D 正确,故选:ACD专项突破五 函数与导函数图像关系一、单选题1.函数()y f x =在定义域3,32⎛⎫- ⎪⎝⎭内可导,图像如图所示,记()y f x =的导函数为()y f x '=,则不等式()0f x '≥的解集为( )A .[)1,12,33⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B .1481,,233⎡⎤⎡⎤-⋃⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦C .[]31,1,223⎛⎤--⋃ ⎥⎝⎦D .3148,,2333⎛⎤⎡⎤--⋃ ⎥⎢⎥⎝⎦⎣⎦ 【解析】()0f x '≥的解集即为()y f x =单调递增区间结合图像可得()y f x =单调递增区间为[]31,,1,223⎛⎤-- ⎥⎝⎦则()0f x '≥的解集为[]31,1,223⎛⎤--⋃ ⎥⎝⎦,故选:C . 2.如图是函数y =f (x )的导函数()y f x '=的图象,则下列判断正确的是( )A .在区间()2,1-上f (x )单调递增B .在区间(1,3)上f (x )单调递减C .在区间()4,5上f (x )单调递增D .在区间(3,5)上f (x )单调递增 【解析】由导数图象知,在区间32,2⎛⎫-- ⎪⎝⎭上小于0,在3,12⎛⎫- ⎪⎝⎭上大于0,函数f (x )先减后增,A 错误; 在区间()1,2上大于0,在()2,3上小于0,函数f (x )先增后减,B 错误;在区间()4,5上大于0,函数f (x )单调递增,C 正确;在区间()3,4上小于0,在()4,5上大于0,函数f (x )先减后增,D 错误.故选:C.3.函数f (x )的图象如图所示,则()0x f x '⋅<的解集为( )A .()()320,1--,B .()(),13,-∞-⋃+∞C .()()2,10,--⋃+∞D .()(),31,-∞-⋃+∞ 【解析】由函数图象与导函数大小的关系可知:当()(),3,2,1x x ∞∈--∈-时,()0f x '<,当()()3,2,1,x x ∞∈--∈+时,()0f x '>,故当()()(),3,2,0,1,,x x x ∞∈--∈-∈+∞时,()0x f x '⋅>;当()0,1x ∈时,()0x f x '⋅<;当()3,2x ∈--时,()0x f x '⋅<,故()0x f x '⋅<的解集为()()320,1--,.故选:A4.若函数()y f x =的导函数图象如图所示,则该函数图象大致是( )A .B .C .D .【解析】由导函数图像可知,原函数的单调性为先单增后单减再单增,符合的只有A 选项. 故选:A5.已知()21cos 4f x x x =+,()f x '为()f x 的导函数,则()y f x '=的图像大致是( ) A .B .C . D . 【解析】1()sin 2f x x x '=-,()'f x 为奇函数,则函数()f x '的图像关于原点对称,排除选项A 、D ,令()()g x f x '=,1()cos 2g x x '=-,当0,3x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,()0g x '<,()g x 在0,3π⎛⎫ ⎪⎝⎭递减,故选B . 6.已知函数()y f x =的图象如图所示,()f x '是函数()f x 的导函数,则下列数值排序正确的是( )A .()()()()224224f f f f ''<-<B .()()()()222242f f f f '<<-C .()()()()222442f f f f ''<<-D .()()()()422422f f f f ''-<<【解析】由函数()f x 的图象可知,当0x ≥时,()f x 单调递增,所以(2)0f '>,(4)0f '>,(4)(2)0f f ->,由此可知,()'f x 在(0,)+∞上恒大于0,因为直线的斜率逐渐增大,所以()'f x 单调递增,结合导数的几何意义, 故(4)(2)(2)(4)42f f f f -''<<-,所以()()()()224224f f f f ''<-<,故选:A .。

高三数学利用导数研究函数的单调性试题答案及解析

高三数学利用导数研究函数的单调性试题答案及解析

高三数学利用导数研究函数的单调性试题答案及解析1.我们把形如y=f(x)φ(x)的函数称为幂指函数,幂指函数在求导时,可以利用对数法:在函数解析式两边求对数得ln y=φ(x)lnf(x),两边求导得=φ′(x)·ln f(x)+φ(x)·,于是y′=f(x)φ(x)[φ′(x)·ln f(x)+φ(x)·].运用此方法可以探求得y=x的单调递增区间是________.【答案】(0,e)【解析】由题意知y′=x (-ln x+·)=x·(1-ln x),x>0,>0,x>0,令y′>0,则1-ln x>0,所以0<x<e.2.已知函数f(x)=(ax+1)e x.(1)求函数f(x)的单调区间;(2)当a>0时,求函数f(x)在区间[-2,0]上的最小值.【答案】(1)见解析(2)当a>1时,f(x)在区间[-2,0]上的最小值为-a·;当0<a≤1时,f(x)在区间[-2,0]上的最小值为.【解析】解:依题意,函数的定义域为R,f′(x)=(ax+1)′e x+(ax+1)(e x)′=e x(ax+a+1).(1)①当a=0时,f′(x)=e x>0,则f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞);②当a>0时,由f′(x)>0,解得x>-,由f′(x)<0,解得x<-,则f(x)的单调递增区间为(-,+∞),f(x)的单调递减区间为(-∞,-);③当a<0时,由f′(x)>0,解得x<-,由f′(x)<0解得,x>-,则f(x)的单调递增区间为(-∞,-),f(x)的单调递减区间为(-,+∞).(2)①当时,)上是减函数,在(-,0)上是增函数,则函数f(x)在区间[-2,0]上的最小值为f(-)=-a·;②当时,即当0<a≤1时,f(x)在[-2,0]上是增函数,则函数f(x)在区间[-2,0]上的最小值为f(-2)=.综上,当a>1时,f(x)在区间[-2,0]上的最小值为-a·;当0<a≤1时,f(x)在区间[-2,0]上的最小值为.3.函数f(x)=x(x-m)2在x=1处取得极小值,则m=________.【答案】1【解析】f′(1)=0可得m=1或m=3.当m=3时,f′(x)=3(x-1)(x-3),1<x<3,f′(x)<0;x<1或x>3,f′(x)>0,此时x=1处取得极大值,不合题意,所以m=1.4.设,曲线在点处的切线与直线垂直.(1)求的值;(2)若对于任意的,恒成立,求的范围;(3)求证:【解析】(1)求得函数f(x)的导函数,利用曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与直线2x+y+1=0垂直,即可求a的值;(2)先将原来的恒成立问题转化为lnx≤m(x−),设g(x)=lnx−m(x−),即∀x∈(1,+∞),g(x)≤0.利用导数研究g(x)在(0,+∞)上单调性,求出函数的最大值,即可求得实数m的取值范围.(3)由(2)知,当x>1时,m=时,lnx<(x−)成立.不妨令x=,k∈N*,得出[ln(2k+1)−ln(2k−1)]<,k∈N*,再分别令k=1,2,,n.得到n个不等式,最后累加可得.(1) 2分由题设,∴,. 4分(2),,,即设,即.6分①若,,这与题设矛盾. 7分②若方程的判别式当,即时,.在上单调递减,,即不等式成立. 8分当时,方程,设两根为,当,单调递增,,与题设矛盾.综上所述, . 10分(3) 由(2)知,当时, 时,成立.不妨令所以,11分12分累加可得∴∴ ---------------14分【考点】1.利用导数研究曲线上某点切线方程;2.导数在最大值、最小值问题中的应用.5.已知函数.(1)当时,证明:当时,;(2)当时,证明:.【答案】(1)证明过程详见解析;(2)证明过程详见解析.【解析】本题主要考查导数的运算、利用导数判断函数的单调性、利用导数求函数的最值等基础知识,考查学生的分析问题解决问题的能力、转化能力、计算能力.第一问,将当时,转化为,对函数求导,利用单调递增,单调递减,来判断函数的单调性来决定函数最值,并求出最值为0,即得证;第二问,先将转化为且,利用导数分别判断函数的单调性求出函数最值,分别证明即可.(1)时,,令,,∴在上为增函数 3分,∴当时,,得证. 6分(2)令,,时,,时,即在上为减函数,在上为增函数 9分∴①令,,∴时,,时,即在上为减函数,在上为增函数∴②∴由①②得. 12分【考点】导数的运算、利用导数判断函数的单调性、利用导数求函数的最值.6.已知函数.(1)当a=l时,求的单调区间;(2)若函数在上是减函数,求实数a的取值范围;(3)令,是否存在实数a,当(e是自然对数的底数)时,函数g(x)最小值是3,若存在,求出a的值;若不存在,说明理由.【答案】(1)单调递减区间为,单调递增区间为;(2);(3)存在实数.【解析】(1)把代入函数解析式得,且定义域为,利用导数法可求出函数的单调区间,由,分别解不等式,,注意函数定义域,从而可求出函数的单调区间;(2)此问题利用导数法来解决,若函数在上是减函数,则其导函数在上恒成立,又因为,所以函数,必有,从而解得实数的取值范围;(3)利用导数求极值的方法来解决此问题,由题意得,则,令,解得,通过对是否在区间上进行分类讨论,可求得当时,有,满足条件,从而可求出实数的值.(1)当时,. 2分因为函数的定义域为,所以当时,,当时,.所以函数的单调递减区间为,单调递增区间为. 4分(2)在上恒成立.令,有, 6分得,. 8分(3)假设存在实数,使有最小值3,. 9分当时,在上单调递减,,(舍去); 10分②当时,在上单调递减,在上单调递增.,解得,满足条件; 12分③当时,在上单调递减,,(舍去). 13分综上,存在实数,使得当时,有最小值3. 14分【考点】1.导数性质;2.不等式求解;3.分类讨论.7.设函数f(x)=x-2msin x+(2m-1)sin xcos x(m为实数)在(0,π)上为增函数,则m的取值范围为()A.[0,]B.(0,)C.(0,]D.[0,)【答案】A【解析】∵f(x)在区间(0,π)上是增函数,∴f′(x)=1-2mcos x+2(m-)cos 2x=2[(2m-1)cos2x-mcos x+1-m]=2(cos x-1)[(2m-1)cos x+(m-1)]>0在(0,π)上恒成立,令cos x=t,则-1<t<1,即不等式(t-1)[(2m-1)t+(m-1)]>0在(-1,1)上恒成立,①若m>,则t<在(-1,1)上恒成立,则只需≥1,即<m≤,②当m=时,则0·t+-1<0,在(-1,1)上显然成立;③若m<,则t>在(-1,1)上恒成立,则只需≤-1,即0≤m<.综上所述,所求实数m的取值范围是[0,].8.已知e为自然对数的底数,设函数f(x)=xe x,则()A.1是f(x)的极小值点B.﹣1是f(x)的极小值点C.1是f(x)的极大值点D.﹣1是f(x)的极大值点【答案】B【解析】f(x)=xe x⇒f′(x)=e x(x+1),令f′(x)>0⇒x>﹣1,∴函数f(x)的单调递增区间是[﹣1,+∞);令f′(x)<0⇒x<﹣1,∴函数f(x)的单调递减区间是(﹣∞,﹣1),故﹣1是f(x)的极小值点.故选:B.9.若函数f(x)=x3-ax2+(a-1)x+1在区间(1,4)上是减函数,在区间(6,+∞)上是增函数,则实数a的取值范围是________.【答案】[5,7]【解析】f′(x)=x2-ax+(a-1),由题意,f′(x)≤0在(1,4)恒成立且f′(x)≥0在(6,+∞)恒成立,即a≥x+1在(1,4)上恒成立且a≤x+1在(6,+∞)上恒成立,所以5≤a≤7.10.已知函数f(x)=x2-mlnx+(m-1)x,当m≤0时,试讨论函数f(x)的单调性;【答案】当-1<m≤0时单调递增区间是和(1,+∞),单调递减区间是;当m≤-1时,单调递增区间是和,单调递减区间是【解析】函数的定义域为,f′(x)=x-+(m-1)=.①当-1<m≤0时,令f′(x)>0,得0<x<-m或x>1,令f′(x)<0,得-m<x<1,∴函数f(x)的单调递增区间是和(1,+∞),单调递减区间是;②当m≤-1时,同理可得,函数f(x)的单调递增区间是和,单调递减区间是.11.若函数f(x)=x2+ax+在上是增函数,则a的取值范围是________.【答案】a≥3【解析】f′(x)=2x+a-≥0在上恒成立,即a≥-2x在上恒成立.令g(x)=-2x,求导可得g(x)在上的最大值为3,所以a≥3.12.函数y=(3-x2)e x的单调递增区间是()A.(-∞,0)B.(0,+∞)C.(-∞,-3)和(1,+∞)D.(-3,1)【答案】D【解析】y'=-2xe x+(3-x2)e x=e x(-x2-2x+3)>0x2+2x-3<0-3<x<1,∴函数y=(3-x2)e x的单调递增区间是(-3,1).13.若函数f(x)=x3-x2+ax+4恰在[-1,4]上单调递减,则实数a的值为________.【答案】-4【解析】∵f(x)=x3-x2+ax+4,∴f′(x)=x2-3x+a.又函数f(x)恰在[-1,4]上单调递减,∴-1,4是f′(x)=0的两根,∴a=-1×4=-4.14.函数f(x)=x2-ln x的单调递减区间为 ().A.(-1,1]B.(0,1]C.[1,+∞)D.(0,+∞)【答案】B【解析】由题意知,函数的定义域为(0,+∞),又由f′(x)=x-≤0,解得0<x≤1,所以函数的单调递减区间为(0,1].15.已知函数,(1)求函数的单调区间;(2)若方程有且只有一个解,求实数m的取值范围;(3)当且,时,若有,求证:.【答案】(1)的递增区间为,递减区间为和;(2);(3)详见解析.【解析】(1)对求导可得,令,或,由导数与单调性的关系可知,所以递增区间为,递减区间为;(2)若方程有解有解,则原问题转化为求f(x)的值域,而m只要在f(x)的值域内即可,由(1)知,,方程有且只有一个根,又的值域为,;(3)由(1)和(2)及当,时,有,不妨设,则有,,又,即,同理,又,,且在上单调递减,,即.试题解析:(1),令,即,解得,令,即,解得,或,的递增区间为,递减区间为和. 4分(2)由(1)知,, 6分方程有且只有一个根,又的值域为,由图象知8分(3)由(1)和(2)及当,时,有,不妨设,则有,,又,即, 11分,又,,且在上单调递减,,即. 13分【考点】1.导数在函数单调性上的应用;2. 导数与函数最值.16.某地区注重生态环境建设,每年用于改造生态环境总费用为亿元,其中用于风景区改造为亿元。

高二数学利用导数研究函数的单调性试题答案及解析

高二数学利用导数研究函数的单调性试题答案及解析

高二数学利用导数研究函数的单调性试题答案及解析1.已知(1)如果函数的单调递减区间为,求函数的解析式;(2)对一切的,恒成立,求实数的取值范围.【答案】(1);(2).【解析】(1)三个二次间的关系,其实质是抓住二次函数的图像与横坐标的交点、二次不等式解集的端点值、二次方程的根是同一个问题.解决与之相关的问题时,可利用函数与方程的思想、化归的思想将问题转化,结合二次函数的图象来解决;(2)若可导函数在指定的区间上单调递增(减),求参数问题,可转化为恒成立,从而构建不等式,要注意“=”是否可以取到;(3)(3)对于恒成立的问题,常用到两个结论:(1)(2)试题解析:解:(1)由题意的解集是即的两根分别是.将或代入方程得..……4分(2)由题意:在上恒成立即可得设,则令,得(舍)当时,;当时,当时,取得最大值, =-2.的取值范围是.【考点】(1)利用函数的单调性求函数解析式;(2)利用导数解决横成立的问题.2.函数的单调递增区间是().A.B.C.D.【答案】C【解析】,;令,得,即函数的单调递增区间是.【考点】利用导数研究函数的单调性.3.已知为定义在(0,+∞)上的可导函数,且恒成立,则不等式的解集为.【答案】【解析】因为为定义在(0,+∞)上的可导函数,且恒成立,所以在上恒成立,即在上为减函数;可化为,所以,解得.【考点】解抽象不等式.4.已知函数f(x)是偶函数,在上导数>0恒成立,则下列不等式成立的是( ).A.f(-3)<f(-1)<f(2)B.f(-1)<f(2)<f(-3)C.f(2)<f(-3)<f(-1)D.f(2)<f(-1)<f(-3)【答案】B【解析】因为函数在上,所以函数在上为增函数;又因为为偶函数,所以,,所以,即.【考点】函数的奇偶性.5.函数有极值点,则的取值范围是()A.B.C.D.【答案】D【解析】∵函数有极值点,∴f(x)的导数 f′(x)=x2-2x+a=0有两个实数根,∴,故选D.【考点】函数存在极值的条件.6.若定义在R上的函数f(x)的导函数为,且满足,则与的大小关系为().A.<B.=C.>D.不能确定【答案】C【解析】构造函数,则,因为,所以;即函数在上为增函数,则,即.【考点】利用导数研究函数的单调性.7.函数是定义在上的奇函数,且.(1)求函数的解析式;(2)证明函数在上是增函数;(3)解不等式:.【答案】(1)(2)证明见解析(3)【解析】(1)(由是定义在上的奇函数,利用可求得,再由可求得,即可求得;(2)由(1)可得,即得函数在上是增函数;(3)由,再利用为奇函数,可得,即可求得结果.试题解析:(1)是定义在上的奇函数,;又,,;(2),,即,∴函数在上是增函数.(3),又是奇函数,,在上是增函数,,解得,即不等式的解集为.【考点】函数的奇偶性;利用导数判断函数单调性.8.已知定义域为R的函数,且对任意实数x,总有/(x)<3则不等式<3x-15的解集为()A.(﹣∞,4)B.(﹣∞,﹣4)C.(﹣∞,﹣4)∪(4,﹢∞)D.(4,﹢∞)【答案】【解析】设,则所求的不等式解集可理解为使的解集.的导函数为,根据题意可知对任意实数恒成立,所以在上单调递减.则,令,则根据单调递减可知:.【考点】导数法判断单调性;根据单调性解不等式.9.在区间内不是增函数的是()A.B.C.D.【答案】D【解析】选项中,时都有,所以在上为单调递增函数,所以在是增函数;选项在,而在上为增函数,所以在是增函数;选项,令得或,所以在为增函数,而,所以在上增函数;选项,令,得。

导数单调性同步练习题及答案

导数单调性同步练习题及答案

导数单调性一、单选题1.函数的递增区间为()A.B.C.D.2.已知,,且成立,则下列不等式不可能成立的是()A.B.C.D.3.已知,,,则a,b,c的大小关系是()A.B.C.D.4.函数的图象大致为()A.B.C.D.5.已知函数,若在上的最大值为4,则在上的最小值为()A.-4B.C.-1D.26.已知函数,则的最大值的最小值是()A.B.C.1D.27.已知各项均为正数的数列满足,,其前n项和为,则下列关于数列的叙述错误的是()A.B.C.D.二、多选题8.已知函数,方程有两个不等实根,则下列选项正确的是()A.点是函数的零点B.,,使C.是的极大值点D.的取值范围是9.已知函数,则()A.是偶函数B.存在实数使得,C.在上单调递增D.存在极值点三、填空题10.已知定义在R上的函数的导函数,且,则实数的取值范围为__________. 11.函数的最大值为______.四、解答题12.已知函数,.(1)若,求的单调区间;(2)若关于x的不等式恒成立,求实数a的取值范围.13.己知函数.(1)当时,求的单调区间.(2)存在,使得成立,求整数的最小值.14.已知函数.(1)当时,求的单调区间;(2)若,不等式恒成立,求实数a的取值范围.15.求下列函数的单调区间:(1)f(x)=x2-ln x;(2)f(x)=x+(b>0).16.用导数证明:(1)在区间上是增函数;(2)在区间上是减函数.17.证明:(1)函数在定义域上是减函数;(2)函数在区间上是增函数.18.确定下列函数的单调区间:(1);(2).19.设函数.(1)若,求函数的单调区间;(2)若函数有两个不同的零点,求实数的取值范围.20.已知函数.(1)当时,求曲线在点处的切线方程;(2)当时,设,求函数的单调区间. 21.试确定函数的单调区间.22.已知函数.(1)若,求证:函数在R上单调递增;(2)若关于x的不等式恒成立,求实数m的最小值.23.已知函数,,均为不足近似值.(1)当时,判断函数的单调性;(2)证明:当时,不等式恒成立.24.已知函数其中.(1)当时,求函数的单调区间;(2)当时,函数有两个零点,,满足,证明.25.已知函数.(1)若,讨论的单调性;(2)若,是函数的两个不同的零点,证明:.26.已知函数,.(1)求的单调区间;(2)证明:;(3)若不等式对任意的都成立(其中是自然对数的底数).求的最大值.27.已知函数.(1)若,求函数的单调区间;(2)若,求证:.参考数据:.28.已知函数,.(1)若,求函数的单调区间;(2)若,且,证明:.29.已知函数的图象曲线C满足以下两个特性:①过点存在两条直线与曲线C相切;②曲线C上有A,B两点,其横坐标分别为,,且满足两点在曲线C上等高.请完成以下两个问题.(1)求实数t的取值范围;(2)若,且,求k值.30.已知函数,其中.(1)当时,求函数的单调性;(2)若对,不等式在上恒成立,求的取值范围.参考答案1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.第11页共11页。

(完整版)导数与函数的单调性练习题

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2.2.1导数与函数的单调性基础巩固题:1.函数f(x)=21++x ax 在区间(-2,+∞)上为增函数,那么实数a 的取值范围为( ) A.0<a<21 B.a<-1或a>21 C.a>21D.a>-2答案:C 解析:∵f(x)=a+221+-x a 在(-2,+∞)递增,∴1-2a<0,即a>21.2.已知函数f (x )=x 2+2x +a ln x ,若函数f (x )在(0,1)上单调,则实数a 的取值范围是( )A .a ≥0B .a <-4C .a ≥0或a ≤-4D .a >0或a <-4答案:C 解析:∵f ′(x )=2x +2+ax ,f (x )在(0,1)上单调, ∴f ′(x )≥0或f ′(x )≤0在(0,1)上恒成立,即2x 2+2x +a ≥0或2x 2+2x +a ≤0在(0,1)上恒成立, 所以a ≥-(2x 2+2x )或a ≤-(2x 2+2x )在(0,1)上恒成立.记g (x )=-(2x 2+2x ),0<x <1,可知-4<g (x )<0, ∴a ≥0或a ≤-4,故选C.3.函数f (x )=x +9x 的单调区间为________.答案:(-3,0),(0,3) 解析:f ′(x )=1-9x 2=x 2-9x2,令f ′(x )<0,解得-3<x <0或0<x <3,故单调减区间为(-3,0)和(0,3).4 函数32x x y -=的单调增区间为 ,单调减区间为___________________答案:2(0,)3 ; 2(,0),(,)3-∞+∞ 解析: '22320,0,3y x x x x =-+===或 5.确定下列函数的单调区间:(1)y =x 3-9x 2+24x (2)y =3x -x 3 (1)解:y ′=(x 3-9x 2+24x )′=3x 2-18x +24=3(x -2)(x -4) 令3(x -2)(x -4)>0,解得x >4或x <2.∴y =x 3-9x 2+24x 的单调增区间是(4,+∞)和(-∞,2) 令3(x -2)(x -4)<0,解得2<x <4.∴y =x 3-9x 2+24x 的单调减区间是(2,4)(2)解:y ′=(3x -x 3)′=3-3x 2=-3(x 2-1)=-3(x +1)(x -1) 令-3(x +1)(x -1)>0,解得-1<x <1. ∴y =3x -x 3的单调增区间是(-1,1).令-3(x +1)(x -1)<0,解得x >1或x <-1.∴y =3x -x 3的单调减区间是(-∞,-1)和(1,+∞) 6.函数y =ln(x 2-x -2)的单调递减区间为__________.[答案] (-∞,-1) [解析] 函数y =ln(x 2-x -2)的定义域为(2,+∞)∪(-∞,-1),令f (x )=x 2-x -2,f ′(x )=2x -1<0,得x <12,∴函数y =ln(x 2-x -2)的单调减区间为(-∞,-1)7.已知y =13x 3+bx 2+(b +2)x +3在R 上不是单调增函数,则b 的范围为________.[答案] b <-1或b >2 [解析] 若y ′=x 2+2bx +b +2≥0恒成立,则Δ=4b 2-4(b +2)≤0,∴-1≤b ≤2,由题意b <-1或b >2.8.已知x ∈R,求证:e x ≥x +1.证明:设f (x )=e x -x -1,则f ′(x )=e x -1.∴当x =0时,f ′(x )=0,f (x )=0.当x >0时,f ′(x )>0,∴f (x )在(0,+∞)上是增函数.∴f (x )>f (0)=0. 当x <0时,f ′(x )<0,f (x )在(-∞,0)上是减函数,∴f (x )>f (0)=0.9.已知函数y =x +x1,试讨论出此函数的单调区间. 解:y ′=(x +x 1)′=1-1·x -2=222)1)(1(1x x x x x -+=- 令2)1)(1(xx x -+>0. 解得x >1或x <-1.∴y =x +x 1的单调增区间;是(-∞,-1)和(1,+∞).令2)1)(1(xx x -+<0,解得-1<x <0或0<x <1. ∴y =x +x1的单调减区间是(-1,0)和(0,1)10.已知函数32()f x x bx cx d =+++的图象过点P (0,2),且在点M (-1,f (-1))处的切线方程为076=+-y x .(Ⅰ)求函数y=f(x)的解析式;(Ⅱ)求函数y=f(x)的单调区间. 解:(Ⅰ)由f(x)的图象经过P (0,2),知d=2, 所以,2)(23+++=cx bx x x f .23)(2c bx x x f ++=' 由在M(-1,f(-1))处的切线方程是76=+-y x , 知.6)1(,1)1(,07)1(6=-'=-=+---f f f 即{{326,23,12 1.0,3.b c b c b c b c b c -+=-=-∴-+-+=-===-即解得 故所求的解析式是 .233)(23+--=x x x x f (Ⅱ)22()36 3.3630,f x x x x x '=----=令2210.x x --=即 解得 .21,2121+=-=x x当;0)(,21,21>'+>-<x f x x 时或 当.0)(,2121<'+<<-x f x 时故)21,()(--∞在x f 内是增函数,在)21,21(+-内是减函数,在),21(+∞+内是增函数. 点拨:本题考查函数的单调性、导数的应用等知识,考查运用数学知识分析问题和解决问题的能力.11.已知函数f(x)=x 3-21x 2+bx+c.(1)若f(x)在(-∞,+∞)上是增函数,求b 的取值范围;解 (1))(x f '=3x 2-x+b,因f(x)在(-∞,+∞)上是增函数,则)(x f '≥0.即3x 2-x+b≥0,∴b≥x -3x 2在(-∞,+∞)恒成立.设g(x)=x-3x 2.当x=61时,g(x)max =121,∴b≥121. 12.已知函数f(x)=x(x-1)(x-a)在(2,+∞)上是增函数,试确定实数a 的取值范围.解 f(x)=x(x-1)(x-a)=x 3-(a+1)x 2+ax ∴)(x f '=3x 2-2(a+1)x+a 要使函数f(x)=x(x-1)(x-a)在(2,+∞)上是增函数,只需)(x f '=3x 2-2(a+1)x+a 在(2,+∞)上满足)(x f '≥0即可.∵)(x f '=3x 2-2(a+1)x+a 的对称轴是x=31+a ,∴a 的取值应满足:⎪⎩⎪⎨⎧≥'≤+0(2)231f a 或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥+'>+0)31(231a f a 解得:a≤38.∴a 的取值范围是a≤38.13.已知函数 232()4()3f x x ax x x R =+-∈在区间[]1,1-上是增函数,求实数a 的取值范围.解:'2()422f x ax x =+-,因为()f x 在区间[]1,1-上是增函数,所以'()0f x ≥对[]1,1x ∈-恒成立,即220x ax --≤对[]1,1x ∈-恒成立,解之得:11a -≤≤所以实数a 的取值范围为[]1,1-.点拨:已知函数的单调性求参数的取值范围是一种常见的题型,常利用导数与函数单调性关系:即“若函数单调递增,则'()0f x ≥;若函数单调递减,则'()0f x ≤”来求解,注意此时公式中的等号不能省略,否则漏解.14.已知函数d ax bx x x f +++=23)(的图象过点P (0,2),且在点M (-1,)1(-f )处的切线方程076=+-y x ,(1)求函数)(x f y =的解析式;(2)求函数)(x f y =的单调区间。

高中数学--函数的单调性与导数-Word版含答案

高中数学--函数的单调性与导数-Word版含答案

函数的单调性与导数选择题1、函数f(x)=xlnx的单调递增区间是( )A(01) B(1+∞)C D【解析】选D因为f(x)=xlnx(x>0)所以f′(x)=lnx+1令f′(x)>0得lnx+1>0即x>所以函数f(x)的单调递增区间是2、下列函数中在(0+∞)内为增函数的是( )Ay=sinx By=xe2Cy=x3-x Dy=lnx-x【解析】选B对于Ay=sinx在(0+∞)内有增有减对于By′=(xe2)′=e2>0故y=xe2在(0+∞)内是增函数;对于Cy′=3x2-1=3当x∈时y′<0;故y=x3-x在上是减函数对于Dy′=-1=当x∈(1+∞)时y′<0故y=lnx-x在(1+∞)上是减函数3、(2016·临沂高二检测)已知函数y=f(x)的图象是如图四个图象之一且其导函数y=f′(x)的图象如图所示则该函数的图象是( )【解析】选B由函数y=f(x)的导函数y=f′(x)的图象知f(x)的图象是上升的且先由“平缓”变“陡峭”再由“陡峭”变“平缓”观察图象可得B正确4、若f(x)=e<a<b则( )Af(a)>f(b) Bf(a)=f(b)Cf(a)<f(b) Df(a)f(b)>1【解题指南】先判断f(x)的单调性再比较f(a)与f(b)的大小【解析】选A因为f′(x)==当x∈(e+∞)时1-lnx<0所以f′(x)<0所以f(x)在(e+∞)内为单调递减函数故f(a)>f(b)5、(2016·烟台高二检测)若a>0且f(x)=x3-ax在B(-11]C(-11) D上是单调函数求a的取值范围【解析】f′(x)=(2x-2a)e x+(x2-2ax)e x=e x令f′(x)=0即x2+2(1-a)x-2a=0解得x1=a-1-x2=a-1+其中x1<x2当x变化时f′(x)f(x)的变化情况见下表:x (-∞x1) x1(x1x2) x2(x2+∞) f′(x) + 0 - 0 +f(x) ↗↘↗因为a≥0所以x1<-1x2≥0f(x)在(x1x2)上单调递减由此可得f(x)在上是单调函数的充要条件为x2≥1即a-1+≥1解得a≥故所求a的取值范围为10(2016·青岛高二检测)已知函数y=f(x)=x3+bx2+cx+d的图象经过点P(02)且在点M(-1f(-1))处的切线方程为6x-y+7=0(1)求函数y=f(x)的解析式(2)求函数y=f(x)的单调区间【解析】(1)由y=f(x)的图象经过点P(02)知d=2所以f(x)=x3+bx2+cx+2f′(x)=3x2+2bx+c由在点M(-1f(-1))处的切线方程为6x-y+7=0知-6-f(-1)+7=0即f(-1)=1f′(-1)=6所以即解得b=c=-3故所求的解析式是y=f(x)=x3-3x2-3x+2(2)f′(x)=3x2-6x-3令f′(x)>0得x<1-或x>1+;令f′(x)<0得1-<x<1+故f(x)=x3-3x2-3x+2的单调递增区间为(-∞1-)和(1++∞)单调递减区间为(1-1+)1已知对任意实数x有f(-x)=-f(x)g(-x)=g(x)且当x>0时有f′(x)>0g′(x)>0则当x<0时有( )Af′(x)>0g′(x)>0 Bf′(x)>0g′(x)<0Cf′(x)<0g′(x)>0 Df′(x)<0g′(x)<0【解析】选B由题知f(x)是奇函数g(x)是偶函数根据奇偶函数图象特点知当x<0时f(x)的单调性与x>0时相同g(x)的单调性与x>0时恰好相反因此当x<0时有f′(x)>0g′(x)<0 2(2016·南昌高二检测)设f(x)g(x)分别是定义在R上的奇函数和偶函数当x<0时f′(x)g(x)+f(x)g′(x)>0且g(-3)=0则不等式f(x)g(x)<0的解集是( )A(-30)∪(3+∞) B(-30)∪(03)C(-∞-3)∪(3+∞) D(-∞-3)∪(03)【解析】选D因为′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x)所以当x<0时′>0所以f(x)·g(x)在(-∞0)上是增函数又g(-3)=0所以f(-3)g(-3)=0所以当x∈(-∞-3)时f(x)g(x)<0;当x∈(-30)时f(x)g(x)>0又因为f(x)g(x)分别是定义在R上的奇函数和偶函数所以f(x)g(x)在R上是奇函数其图象关于原点对称所以当x∈(03)时f(x)g(x)<0综上选D【补偿训练】(2015·全国卷Ⅱ)设函数f′(x)是奇函数f(x)(x∈R)的导函数f(-1)=0当x>0时xf′(x)-f(x)<0则使得f(x)>0成立的x的取值范围是( )A(-∞-1)∪(01) B(-10)∪(1+∞)C(-∞-1)∪(-10) D(01)∪(1+∞)【解析】选A记函数g(x)=则g′(x)=因为当x>0时xf′(x)-f(x)<0故当x>0时g′(x)<0所以g(x)在(0+∞)上单调递减;又因为函数f(x)(x∈R)是奇函数故函数g(x)是偶函数所以g(x)在(-∞0)上单调递增且g(-1)=g(1)=0当0<x<1时g(x)>0则f(x)>0;当x<-1时g(x)<0则f(x)>0综上所述使得f(x)>0成立的x的取值范围是(-∞-1)∪ (01)二、填空题(每小题5分共10分)3(2016·泰安模拟)如果函数f(x)=2x2-lnx在定义域内的一个子区间(k-1k+1)上不是单调函数那么实数k的取值范围是【解析】显然函数f(x)的定义域为(0+∞)y′=4x-=由y′>0得函数f(x)的单调递增区间为;由y′<0得函数f(x)的单调递减区间为由于函数在区间(k-1k+1)上不是单调函数所以解得1≤k<答案:4(2016·盐城高二检测)若函数f(x)=(mx-1)e x在(0+∞)上单调递增则实数m的取值范围是【解析】因为f′(x)=(mx+m-1)e x由题意得f′(x)≥0在(0+∞)上恒成立令g(x)=mx+m-1则解得m≥1答案:令f′(x)=0得x1=1x2=a-1因为f(x)在(14)内为减函数所以当x∈(14)时f′(x)≤0;因为f(x)在(6+∞)内为增函数所以当x∈(6+∞)时f′(x)≥0所以4≤a-1≤6解得5≤a≤7所以实数a的取值范围为方法二:f′(x)=x2-ax+a-1因为f(x)在(14)内为减函数所以当x∈(14)时f′(x)≤0;因为f(x)在(6+∞)内为增函数所以当x∈(6+∞)时f′(x)≥0所以即解得5≤a≤7所以实数a的取值范围为6(2015·驻马店高二检测)已知函数f(x)=(ax2+x-1)e x其中e是自然对数的底数a∈R(1)若a=1求曲线f(x)在点(1f(1))处的切线方程(2)若a=-1求f(x)的单调区间【解析】(1)因为f(x)=(x2+x-1)e x所以f′(x)=(2x+1)e x+(x2+x-1)e x=(x2+3x)e x所以曲线f(x)在点(1f(1))处的切线斜率为k=f′(1)=4e又因为f(1)=e所以所求切线方程为y-e=4e(x-1)即4ex-y-3e=0(2)f(x)=(-x2+x-1)e x因为f′(x)=-x(x+1)e x令f′(x)<0得x<-1或x>0f′(x)>0得-1<x<0所以f(x)的减区间为(-∞-1)(0+∞)增区间为(-10)关闭Word文档返回原板块。

2022年高考数学利用导数研究函数的单调性专项练习含答案

2022年高考数学利用导数研究函数的单调性专项练习含答案

专题10 利用导数研究函数的单调性一、单选题(本大题共10小题,共50.0分)1. 已知函数f(x)=e |2x|−4ax 2,对任意x 1,x 2∈(−∞,0]且x 1≠x 2,都有 (x 2−x 1)(f(x 2)−f(x 1))<0,则实数a 的取值范围是 ( )A. (−∞,e2]B. (−∞,−e2]C. [0,e2]D. [−e2,0]2. f(x)是定义在(0,+∞)上的非负可导函数,且满足xf′(x)+f(x)<0,对任意正数a ,b ,若a <b ,则必有( )A. af(b)<bf(a)B. bf(a)<af(b)C. bf(b)<af(a)D. af(a)<bf(b)3. 已知函数f(x)=e x −ax 2(a ∈R)有三个不同的零点,则实数a 的取值范围是( )A. (e4,+∞)B. (e2,+∞)C. (e 24,+∞)D. (e 22,+∞)4. 已知定义域为R 的奇函数y =f(x)的导函数为y =f′(x),当x >0时,xf′(x)−f(x)<0,若a =f(e)e,b =f(ln2)ln2,c =f(−3)−3,则a,b,c 的大小关系正确的是( )A. a <b <cB. b <c <aC. a <c <bD. c <a <b5. 函数f(x)的图象如图所示,则不等式(x −2)f′(x)>0的解集为( )A. (2,+∞)B. (−∞,−1)C. (−∞,−1) ∪(1,2)D. (−1,1)∪(2,+∞)6. 已知函数f(x)=e x−x 22−1,若f(x)≥kx 在x ∈[0,+∞)时总成立,则实数k 的取值范围是( )A. (−∞,1]B. (−∞,e]C. (−∞,2e]D. (−∞,e 2]7. 设点P 为函数f(x)=12x 2+2ax 与g(x)=3a 2lnx +b(a >0)的图像的公共点,以P 为切点可作直线与两曲线都相切,则实数b 的最大值为( )A. 23e 23B. 32e 23C. 23e 32D. 32e 328.已知函数f(x)=13x3+mx2+nx+2,其导函数f′(x)为偶函数,f(1)=−23,则函数g(x)=f′(x)e x在区间[0,2]上的最小值为()A. −3eB. −2eC. eD. 2e9.已知函数f(x)=xe x−mx+m2(e为自然对数的底数)在(0,+∞)上有两个零点,则m的范围是()A. (0,e)B. (0,2e)C. (e,+∞)D. (2e,+∞)10.已知f(x),g(x)都是定义在R上的函数,g(x)≠0,f′(x)g(x)>f(x)g′(x),且f(x)=a x g(x)(a>0,且a≠1),f(1)g(1)+f(−1)g(−1)=103,若数列{f(n)g(n)}的前n项和大于363,则n的最小值为()A. 4B. 5C. 6D. 7二、单空题(本大题共4小题,共20.0分)11.设定义域为R的函数f(x)满足f′(x)>f(x),则不等式e x−1f(x)<f(2x−1)的解集为__________.12.若函数f(x)=xx2+a (a>0)在[1,+∞)上的最大值为√33,则a的值为________.13.已知函数f(x)=a−x2(0<x<√a)在其图象上任意一点P(t,f(t))处的切线,与x轴、y轴的正半轴分别交于M,N两点,设△OMN(O是坐标原点)的面积为S(t),当t=t0时,S(t)取得最小值,则√at0的值为.14.函数f(x)的定义域为R,f(0)=2,对于任意的x∈R,f(x)+f’(x)>1,则不等式e x f(x)>e x+1的解集为__________.三、解答题(本大题共3小题,共30分)15.已知函数f(x)=12x2−(a+1)x+alnx+1.(Ⅰ)若x=3是f(x)的极值点,求f(x)的单调区间;(Ⅱ)若f(x)≥1恒成立,求a的取值范围.16.已知函数f(x)=ax+lnx,g(x)=e x−1−1.(1)讨论函数y=f(x)的单调性;(2)若不等式f(x)≤g(x)+a在x∈[1,+∞)上恒成立,求实数a的取值范围.17.已知函数f(x)=ax +lnx,g(x)=12bx2−2x+2,a,b∈R.(1)求函数f(x)的单调区间;(2)记函数ℎ(x)=f(x)+g(x),当a=0时,ℎ(x)在(0,1)上有且只有一个极值点,求实数b的取值范围.专题10 利用导数研究函数的单调性一、单选题(本大题共10小题,共50.0分)18. 已知函数f(x)=e |2x|−4ax 2,对任意x 1,x 2∈(−∞,0]且x 1≠x 2,都有 (x 2−x 1)(f(x 2)−f(x 1))<0,则实数a 的取值范围是 ( )A. (−∞,e2]B. (−∞,−e2]C. [0,e2]D. [−e2,0]【答案】A【解析】解:因为对任意x 1<0,x 2<0,都有(x 2−x 1)[f (x 2)−f (x 1)]<0, 所以函数f (x )在(−∞,0]单调递减. 又因为f(x)=e |2x|−4ax 2=e −2x −4ax 2, 所以f′(x )=−2e −2x −8ax ,因此−2e −2x −8ax ≤0对(−∞,0]恒成立, 即4a ≤−e −2x x对(−∞,0]恒成立. 令ℎ(x )=−e −2x x,则ℎ′(x )=e −2x (2x+1)x 2,因此当x ∈(−∞,−12)时,ℎ′(x )<0,函数ℎ(x )是减函数; 当x ∈(−12,0)时,ℎ′(x )>0,函数ℎ(x )是增函数, 所以当x =−12时,函数ℎ(x )有最小值ℎ(−12)=2e , 因此4a ≤2e ,即a ≤e2. 故选A .19. f(x)是定义在(0,+∞)上的非负可导函数,且满足xf′(x)+f(x)<0,对任意正数a ,b ,若a <b ,则必有( )A. af(b)<bf(a)B. bf(a)<af(b)C. bf(b)<af(a)D. af(a)<bf(b)【答案】C【解析】解:设g(x)=xf(x),(x >0), 则g′(x)=[xf(x)]′=xf′(x)+f(x)<0, ∴函数g(x)在(0,+∞)上是减函数, ∵a <b ,∴g(a)>g(b)即bf(b)<af(a)故选C.20.已知函数f(x)=e x−ax2(a∈R)有三个不同的零点,则实数a的取值范围是()A. (e4,+∞) B. (e2,+∞) C. (e24,+∞) D. (e22,+∞)【答案】C【解析】解:令f(x)=e x−ax2=0,当x=0时显然不成立,故a=e xx2,令g(x)=e xx2,则问题转化为直线y=a与g(x)=exx2的图象有三个交点,∵g′(x)=(x−2)e xx3,令g′(x)=0,解得x=2,∴当x<0或x>2时,g′(x)>0,g(x)在(−∞,0),(2,+∞)上单调递增,当0<x<2时,g′(x)<0,g(x)在(0,2)上单调递减,g(x)在x=2处取极小值,g(2)=e24,作出g(x)的图象如下:要使直线y=a与曲线g(x)=e xx2有三个交点,,则a>e24,故实数a的取值范围是.故选C.21.已知定义域为R的奇函数y=f(x)的导函数为y=f′(x),当x>0时,xf′(x)−f(x)<0,若a=f(e)e ,b=f(ln2)ln2,c=f(−3)−3,则a,b,c的大小关系正确的是()A. a<b<cB. b<c<aC. a<c<bD. c<a<b 【答案】D【解析】解:构造函数g(x)=f(x)x,∴g′(x)=xf′(x)−f(x)x 2,当x >0时,∵xf′(x)−f(x)<0, ∴g′(x)<0,∴函数g(x)在(0,+∞)单调递减. 又∵函数f(x)为奇函数, ∴g(x)=f(x)x是偶函数,∴c =f(−3)−3=g(−3)=g(3),∵a =f(e)e=g(e),b =f(ln2)ln2=g(ln2),ln2<1<e <3,∴g(3)<g(e)<g(ln2), ∴c <a <b , 故选D .22. 函数f(x)的图象如图所示,则不等式(x −2)f′(x)>0的解集为( )A. (2,+∞)B. (−∞,−1)C. (−∞,−1) ∪(1,2)D. (−1,1)∪(2,+∞)【答案】D【解析】解:由图知,f(x)的单调递增区间为(−∞,−1),(1,+∞),单调递减区间为(−1,1),所以在区间(−∞,−1)及(1,+∞)上,f′(x)>0,在(−1,1)上,f′(x)<0, 又(x −2)f′(x)>0, 所以{x −2>0f′(x)>0或{x −2<0f′(x)<0, 得x >2或−1<x <1,即不等式(x −2)f′(x)>0的解集为(−1,1)∪(2,+∞). 故选D .23.已知函数f(x)=e x−x22−1,若f(x)≥kx在x∈[0,+∞)时总成立,则实数k的取值范围是()A. (−∞,1]B. (−∞,e]C. (−∞,2e]D. (−∞,e2]【答案】A【解析】解:当x=0时,f(x)≥kx显然恒成立;当x>0时,f(x)≥kx即为e x−12x2−kx−1≥0,设g(x)=e x−12x2−kx−1(x>0),则g′(x)=e x−x−k,令ℎ(x)=g′(x)=e x−x−k,ℎ′(x)=e x−1>0,∴函数g′(x)在(0,+∞)上为增函数,①当k≤1时,g′(x)>g′(0)=1−k≥0,故函数g(x)在(0,+∞)上为增函数,∴g(x)>g(0)=0,即f(x)≥kx成立;②当k>1时,g′(0)=1−k<0,g′(k)=e k−2k>0,故存在x0∈(0,k),使得g′(x0)= 0,∴当x∈(0,x0)时,g′(x)<0,g(x)单调递减,则g(x)<g(0)=0,即f(x)<kx,不符题意;综上所述,实数k的取值范围为(−∞,1].故选:A.24.设点P为函数f(x)=12x2+2ax与g(x)=3a2lnx+b(a>0)的图像的公共点,以P为切点可作直线与两曲线都相切,则实数b的最大值为()A. 23e23 B. 32e23 C. 23e32 D. 32e32【答案】B【解析】解:设P(x0,y0),由于点P为两曲线的公切点,则12x02+2ax0=3a2lnx0+b.又在点P处的切线斜率相同,则f′(x0)=g′(x0),即x0+2a=3a2x0,即(x0+3a)(x0−a)= 0.又a>0,x0>0,所以x0=a,于是b=52a2−3a2lna,其中a>0.设ℎ(x)=52x2−3x2lnx,其中x>0,则ℎ′(x)=2x(1−3lnx),其中x>0,所以ℎ(x)在(0,e 13)内单调递增,在(e13,+∞)内单调递减,所以实数b 的最大值为ℎ(e 13)=32e 23.故选B .25. 已知函数f(x)=13x 3+mx 2+nx +2,其导函数f′(x)为偶函数,f(1)=−23,则函数g(x)=f′(x)e x 在区间[0,2]上的最小值为( )A. −3eB. −2eC. eD. 2e【答案】B【解析】f′(x)=x 2+2mx +n , 要使导函数f′(x)为偶函数,则m =0, 故f(x)=13x 3+nx +2,则f(1)=13+n +2=−23,解得n =−3, 所以f′(x)=x 2−3,故g(x)=e x (x 2−3),g′(x)=e x (x 2−3+2x)=e x (x −1)(x +3), 当x ∈[0,1)时,g′(x)<0,当x ∈(1,2]时,g′(x)>0.所以函数g(x)在区间[0,1)上单调递减,在区间(1,2]上单调递增, 所以函数g(x)在区间[0,2]上的最小值为g(1)=e ×(1−3)=−2e . 故选B .26. 已知函数f(x)=xe x −mx +m 2(e 为自然对数的底数)在(0,+∞)上有两个零点,则m 的范围是( )A. (0,e)B. (0,2e)C. (e,+∞)D. (2e,+∞)【答案】D【解析】解:由f(x)=xe x −mx +m 2=0得xe x =mx −m 2=m(x −12),当x =12时,方程不成立,即x ≠12, 则m =xe xx−12,设ℎ(x)=xe xx−12,(x >0且x ≠12),则ℎ′(x)=(xe x )′(x−12)−xe x(x−12)2=e x (x 2−12x−12)(x−12)2=12e x(x−1)(2x+1)(x−12)2,∵x >0且x ≠12,∴由ℎ′(x)=0得x =1,当x >1时,ℎ′(x)>0,函数为增函数,当0<x <1且x ≠12时,ℎ′(x)<0,函数为减函数, 则当x =1时函数取得极小值,极小值为ℎ(1)=2e ,当0<x <12时,ℎ(x)<0,且单调递减,作出函数ℎ(x)的图象如图: 要使m =xe xx−12有两个不同的根,则m >2e 即可,即实数m 的取值范围是(2e,+∞), 方法2:由f(x)=xe x −mx +m 2=0得xe x =mx −m 2=m(x −12),设g(x)=xe x ,ℎ(x)=m(x −12),g′(x)=e x +xe x =(x +1)e x ,当x >0时,g′(x)>0,则g(x)为增函数,设ℎ(x)=m(x −12)与g(x)=xe x 相切时的切点为(a,ae a ),切线斜率k =(a +1)e a , 则切线方程为y −ae a =(a +1)e a (x −a), 当切线过(12,0)时,−ae a =(a +1)e a (12−a),即−a =12a +12−a 2−a ,即2a 2−a −1=0,得a =1或a =−12(舍),则切线斜率k =(1+1)e =2e ,要使g(x)与ℎ(x)在(0,+∞)上有两个不同的交点,则m >2e , 即实数m 的取值范围是(2e,+∞) 故选:D .27. 已知f(x),g(x)都是定义在R 上的函数,g(x)≠0,f′(x)g(x)>f(x)g′(x),且f(x)=a x g(x)(a >0,且a ≠1),f(1)g(1)+f(−1)g(−1)=103,若数列{f(n)g(n)}的前n 项和大于363,则n 的最小值为( )A. 4B. 5C. 6D. 7【答案】C【解析】解:∵f(x)=a x ⋅g(x)(a >0且a ≠1),∴f(x)g(x)=a x , 又∵f′(x)g(x)>f(x)g′(x), ∴(f(x)g(x))′=f′(x)g(x)−f(x)g′(x)g 2(x)>0,∴f(x)g(x)=a x 是增函数, ∴a >1, ∵f(1)g(1)+f(−1)g(−1)=103.∴a +a −1=103,解得a =13或a =3, 综上得a =3.∴数列{f(n)g(n)}是等比数列,f (n )g (n )=3n . ∵数列{f(n)g(n)}的前n 项和大于363, ∴3+32+33+⋯+3n =3(1−3n )1−3=12(3n+1−3)>363,即3n+1>729,∴n +1>6,解得n >5. ∴n 的最小值为6. 故选C .二、单空题(本大题共4小题,共20.0分)28. 设定义域为R 的函数f (x )满足f′(x )>f (x ),则不等式e x−1f (x )<f (2x −1)的解集为__________. 【答案】(1,+∞) 【解析】解:设F(x)=f(x)e x,则F ′(x)=f ′(x)−f(x)e x,∵f ′(x)>f(x),∴F ′(x)>0,即函数F(x)在定义域R 上单调递增, ∵e x−1f(x)<f(2x −1), ∴f(x)e x<f(2x−1)e 2x−1,即F(x)<F(2x −1),∴x <2x −1,即x >1,∴不等式e x−1f(x)<f(2x −1)的解集为(1,+∞), 故答案为(1,+∞).29. 若函数f(x)=xx 2+a (a >0)在[1,+∞)上的最大值为√33,则a 的值为________.【答案】√3−1【解析】解:f′(x)=x 2+a−2x2(x2+a)2=a−x2(x2+a)2,当x>√a时,f′(x)<0,f(x)单调递减,当−√a<x<√a时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当x=√a时,f(x)=√a2a =√33,√a=√32<1,不合题意.∴f(x)最大值=f(1)=11+a=√33,a=√3−1,经检验a=√3−1满足题意.故答案为√3−1.30.已知函数f(x)=a−x2(0<x<√a)在其图象上任意一点P(t,f(t))处的切线,与x轴、y轴的正半轴分别交于M,N两点,设△OMN(O是坐标原点)的面积为S(t),当t=t0时,S(t)取得最小值,则√at0的值为.【答案】√3【解析】解:因为f(x)=a−x2(0<x<√a),所以f′(x)=−2x,所以在点P处的切线的斜率为k=f′(t)=−2t,又f(t)=a−t2,所以在点P处切线方程为y−(a−t2)=−2t(x−t),令x=0,得y N=a+t2,令y=0得x M=t2+a2t,所以是坐标原点)的面积为:S(t)=12(a+t2)·t2+a2t=14·t4+2at2+a2t=14(t3+2at+a2t),所以S′(t)=14(3t2+2a−a2t2)=14·3t4+2at2−a2t2,由S′(t)=0,得t=√a3,当0<t<√a3时,S′(t)<0,函数S(t)单调递增,当t>√a3时,S′(t)<0,函数S(t)单调递增,所以当t=√a3时,S(t)取得最小值,此时t0=√a3,所以√a t 0=√a √a 3=√3.故答案为√3.31. 函数f(x)的定义域为R ,f(0)=2,对于任意的x ∈R ,f(x)+f’(x)>1,则不等式e x f(x)>e x +1的解集为__________.【答案】(0,+∞)【解析】解:构造函数g (x )=e x ·f (x )−e x ,则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,∴g (x )=e x ·f (x )−e x 为R 上的增函数,∵g (0)=e 0·f (0)−e 0=1,∴不等式e x ·f(x)>e x +1转化为g (x )>g (0),∴x >0.则解集为(0,+∞).故答案为(0,+∞).三、解答题(本大题共3小题,共30分)32. 已知函数f(x)=12x 2−(a +1)x +alnx +1.(Ⅰ)若x =3是f(x)的极值点,求f(x)的单调区间;(Ⅱ)若f(x)≥1恒成立,求a 的取值范围.【答案】解:(Ⅰ)由题意知函数的定义域为(0,+∞),f′(x)=x −(a +1)+a x, ∵x =3是f(x)的极值点,∴f′(3)=3−(a +1)+a 3=0,解得a =3,当a =3时,f′(x)=(x−1)(x−3)x ,当x 变化时,故f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,3)上单调递减,在(3,+∞)上单调递增;(Ⅱ)要使得f(x)≥1恒成立,即当x>0时,12x2−(a+1)x+alnx≥0恒成立,设g(x)=12x2−(a+1)x+alnx,则g′(x)=x−(a+1)+ax=(x−1)(x−a)x,(ⅰ)当a≤0时,由g′(x)<0得单减区间为(0,1),由g′(x)>0得单增区间为(1,+∞),故g(x)min=g(1)=−a−12≥0,得a≤−12;(ii)当0<a<1时,由g′(x)<0得单减区间为(a,1),由g′(x)>0得单增区间为(0,a),(1,+∞),此时g(1)=−a−12<0,∴不合题意;(iii)当a=1时,g(x)在(0,+∞)上单调递增,此时g(1)=−a−12<0,∴不合题意;(iv)当a>1时,由g′(x)<0得单减区间为(1,a),由g′(x)>0得单增区间为(0,1),(a,+∞),此时g(1)=−a−12<0,∴不合题意.综上所述,a的取值范围为(−∞,−12].33.已知函数f(x)=ax+lnx,g(x)=e x−1−1.(1)讨论函数y=f(x)的单调性;(2)若不等式f(x)≤g(x)+a在x∈[1,+∞)上恒成立,求实数a的取值范围.【答案】解:(1)函数f(x)定义域是(0,+∞),f′(x)=a+1x =ax+1x,当a≥0时,f′(x)>0,函数f(x)在(0,+∞)单调递增,无减区间;当a<0时,函数f(x)在(0,−1a )单调递增,在(−1a,+∞)单调递减,(2)由已知e x−1−lnx−ax−1+a≥0在x≥1恒成立,令F(x)=e x−1−lnx−ax−1+a,x≥1,则F′(x)=e x−1−1x−a,易得F′(x)在[1,+∞)递增,∴F′(x)≥F′(1)=−a,①当a≤0时,F′(x)≥0,F(x)在[1,+∞)递增,所以F(x)≥F(1)=0成立,符合题意.②当a>0时,F′(1)=−a<0,且当x=ln(a+1)+1时,F′(x)=a+1−1x−a=1−1x>0,∴∃x0∈(1,+∞),使F′(x0)=0,即∃x∈(1,x0)时F′(x)<0,F(x)在(1,x0)递减,F(x)<F(1)=0,不符合题意.综上得a≤0.34.已知函数f(x)=ax +lnx,g(x)=12bx2−2x+2,a,b∈R.(1)求函数f(x)的单调区间;(2)记函数ℎ(x)=f(x)+g(x),当a=0时,ℎ(x)在(0,1)上有且只有一个极值点,求实数b的取值范围.【答案】解:的定义域是(0,+∞),且 f′(x)=−ax2+1x=x−ax2;①若a⩽0,则f′(x)>0,f(x)的单调增区间是(0,+∞),②若a>0,令f′(x)=0,得x=a,当0<x<a时,f′(x)<0,当x>a时,f′(x)>0,∴f(x)的单调减区间是(0,a),单调增区间是(a,+∞);综上,当a⩽0时,f(x)的单调增区间是(0,+∞),无单调减区间;当a>0时,f(x)的单调减区间是(0,a),单调增区间是(a,+∞);(2)a=0时,,∴ℎ′(x)=bx−2+1x =bx2−2x+1x ,∵ℎ(x)在(0,1)上有且只有一个极值点,则ℎ′(x)=0在(0,1)上有唯一实数解,且两侧异号,由ℎ′(x)=0,得bx2−2x+1=0;令p(x)=bx2−2x+1,则p(x)在(0,1)上有且只有一个零点,易知p(0)=1>0,①当b =0,由p(x)=0,得x =12,满足题意;②当b >0时,由{Δ=4−4b >0p (1)=b −1<0,解得0<b <1;③当b <0时,{Δ=4−4b >0p (1)=b −1<0,得b <1,故b <0; 综上所述,ℎ(x)在(0,1)上有且只有一个极值点时,b <1. 故实数b 的取值范围为(−∞,1).。

高中数学函数的单调性与导数测试题(附答案)

高中数学函数的单调性与导数测试题(附答案)

高中数学函数的单一性与导数测试题(附答案)选修 2-21.3.1 函数的单一性与导数一、选择题1.设 f(x) =ax3+ bx2+ cx+d(a0),则 f(x) 为 R 上增函数的充要条件是 ()A .b2- 4ac0 B.b0, c0C.b=0,c D . b2- 3ac0[答案] D[ 分析 ]∵a0,f(x)为增函数,f(x) =3ax2+ 2bx+ c0 恒建立,=(2b)2- 43ac= 4b2- 12ac0, b2-3ac0.2.(2009 广东文, 8)函数 f(x) = (x- 3)ex 的单一递加区间是() A .(-, 2) B. (0,3)C.(1,4) D . (2,+ )[答案] D[ 分析 ]考察导数的简单应用.f(x) =(x- 3)ex+ (x- 3)(ex) = (x- 2)ex,令 f(x)0 ,解得 x2,应选 D.3.已知函数y= f(x)(xR) 上任一点 (x0, f(x0)) 处的切线斜率k =(x0 -2)(x0 + 1)2,则该函数的单一递减区间为 ()A .[-1,+ ) B.(-, 2]C.(-,- 1)和 (1,2) D . [2,+ )[答案]B[ 分析 ]令k0得x02,由导数的几何意义可知,函数的单一减区间为 (-, 2] .4.已知函数y=xf(x) 的图象如图 (1)所示 (此中 f(x) 是函数 f(x)的导函数 ),下边四个图象中,y= f(x) 的图象大概是 ()[答案] C[ 分析 ]当01时xf(x)0f(x)0 ,故 y=f(x) 在 (0,1)上为减函数当 x1 时 xf(x)0 ,f(x)0 ,故 y= f(x) 在(1,+ )上为增函数,所以否认 A、B、D 应选 C.5.函数 y=xsinx + cosx, x(-)的单一增区间是()A. -,- 2 和 0,2B.- 2, 0 和 0,2C.-,- 2,D.- 2,0 和[答案]A[ 分析 ] y=xcosx,当- x2 时,cosx0, y=xcosx0 ,当 02 时, cosx0,y= xcosx0.6.以下命题建立的是 ()A .若 f(x) 在 (a,b)内是增函数,则对任何 x(a,b),都有 f(x)0B.若在 (a, b)内对任何x 都有 f(x)0 ,则 f(x) 在 (a, b)上是增函数C.若 f(x) 在 (a, b)内是单一函数,则f(x) 必存在D .若 f(x) 在 (a, b)上都存在,则f(x) 必为单一函数[答案]B[ 分析 ]若f(x)在(a,b)内是增函数,则f(x)0 ,故 A 错; f(x)在(a,b)内是单一函数与 f(x) 能否存在无必定联系,故 C 错;f(x) =2 在 (a, b)上的导数为f(x) = 0 存在,但f(x) 无单一性,故D错.7. (2019 福建理, 11)已知对随意实数 x ,有 f( - x) =- f(x) ,g(-x) = g(x) ,且 x0 时, f(x)0 ,g(x)0 ,则 x0 时 () A .f(x)0 ,g(x) B . f(x)0 , g(x)0C.f(x)0 ,g(x) D . f(x)0 , g(x)0[答案 ]B[分析 ]f(x) 为奇函数, g(x) 为偶函数,奇 (偶 )函数在对于原点对称的两个区间上单一性同样(反 ),x0 时, f(x)0 ,g(x)0. 8. f(x) 是定义在 (0,+ )上的非负可导函数,且知足xf(x) +f(x)0 ,对随意正数 a、 b,若 ab,则必有 ()A .af(a)f(b)B . bf(b)f(a)C.af(b)bf(a) D .bf(a)af(b)[答案 ]C[分析 ]∵xf(x) + f(x)0 ,且 x0 ,f(x)0 ,f(x) -f(x)x ,即 f(x) 在(0,+ )上是减函数,又 0< a< b, af(b)bf(a) .9.对于 R 上可导的随意函数f(x) ,若知足 (x -1)f(x)0 ,则必有()A .f(0) + f(2)2f(1)B . f(0) + f(2)2f(1)C.f(0) + f(2)2f(1) D . f(0) + f(2)2f(1)[答案] C[ 分析 ]由(x-1)f(x)0得f(x)在[1,+)上单一递加,在(-,1] 上单一递减或f(x) 恒为常数,故 f(0) + f(2)2f(1) .故应选 C.10.(2019 江西理, 12)如图,一个正五角星薄片( 其对称轴与水面垂直 )匀速地升出水面,记t时辰五角星露出水面部分的图形面积为S(t)(S(0) =0),则导函数y= S(t)的图像大概为[答案]A[ 分析 ]由图象知,五角星露出水面的面积的变化率是增减增减,此中恰露出一个角时变化不连续,应选 A.二、填空题11.已知 y =13x3 + bx2+ (b+ 2)x+ 3 在 R 上不是单一增函数,则 b 的范围为 ________.[ 答案 ] b-1 或 b2[ 分析 ]若y=x2+2bx+b+20恒建立,则=4b2-4(b+2)0,-12,由题意 b<- 1 或 b>2.12.已知函数f(x) =ax- lnx ,若 f(x) > 1 在区间 (1,+ )内恒建立,实数 a 的取值范围为 ________.[ 答案 ] a1[ 分析 ]由已知a>1+lnxx在区间(1,+)内恒建立.设 g(x) = 1+ lnxx ,则 g(x) =- lnxx2 < 0(x> 1),g(x) = 1+ lnxx 在区间 (1,+ )内单一递减,g(x) < g(1),∵g(1)= 1,1+ lnxx < 1 在区间 (1,+ )内恒建立,a1.13.函数 y=ln(x2 - x-2)的单一递减区间为__________.[答案 ] (-,- 1)[ 分析 ]函数y=ln(x2-x-2)的定义域为(2,+)(-,-1),令 f(x) = x2-x - 2, f(x) = 2x-10,得 x12 ,函数 y= ln(x2 -x- 2)的单一减区间为 (-,- 1).14.若函数y= x3 - ax2+ 4 在 (0,2)内单一递减,则实数 a 的取值范围是 ____________ .[答案 ] [3,+ )[ 分析 ] y=3x2 - 2ax,由题意知3x2- 2ax0 在区间 (0,2) 内恒建立,即 a32x 在区间 (0,2)上恒建立, a3.三、解答题15.设函数 f(x) =x3- 3ax2+ 3bx 的图象与直线12x +y- 1=0 相切于点 (1,- 11).(1)求 a、 b 的值;(2)议论函数f(x) 的单一性.[ 分析 ] (1)求导得 f(x) = 3x2-6ax+3b.因为 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=- 113-6a+3b=- 12,解得 a= 1,b=- 3.(2)由 a= 1, b=- 3 得f(x) =3x2- 6ax+3b= 3(x2- 2x- 3)=3(x +1)(x - 3).令 f(x)0 ,解得 x -1 或 x3;又令 f(x)0 ,解得- 13.所以当 x(-,- 1)时, f(x) 是增函数;当x(3 ,+)时,f(x) 也是增函数;当 x( - 1,3)时, f(x) 是减函数.16.求证:方程x- 12sinx= 0 只有一个根x= 0.[ 证明 ]设f(x)=x-12sinx,x(-,+),则 f(x) = 1-12cosx> 0,f(x) 在(-,+ )上是单一递加函数.而当 x= 0 时, f(x) = 0,方程 x- 12sinx =0 有独一的根x= 0.17.已知函数y= ax 与 y=- bx 在(0,+ )上都是减函数,试确立函数 y=ax3+ bx2+ 5 的单一区间.[ 剖析 ] 可先由函数 y=ax 与 y=- bx 的单一性确立 a、b 的取值范围,再依据 a、 b 的取值范围去确立 y= ax3+ bx2+ 5 的单一区间.[ 分析 ]∵函数y=ax与y=-bx在(0,+)上都是减函数,a <0,b<0.由 y= ax3+bx2+ 5 得 y= 3ax2+ 2bx.令 y> 0,得 3ax2+ 2bx>0,- 2b3a< x< 0.当 x- 2b3a, 0 时,函数为增函数.令 y< 0,即 3ax2+ 2bx<0,x<- 2b3a,或 x> 0.在-,- 2b3a,(0,+ )上时,函数为减函数.18. (2019 新课标全国文,21)设函数 f(x) =x(ex - 1)- ax2.(1)若 a= 12,求 f(x) 的单一区间;(2)若当 x0 时 f(x)0 ,求 a 的取值范围.[ 分析 ] (1)a=12 时, f(x) =x(ex - 1)-12x2,f(x) =ex- 1+ xex- x= (ex- 1)(x + 1).当 x( -,- 1)时, f(x)0 ;当 x(- 1,0)时, f(x)0 ;当 x(0 ,+ )时, f(x)0.故 f(x) 在 (-,- 1], [0,+ )上单一递加,在[ -1,0] 上单一递减.(2)f(x) = x(ex - 1- ax).令 g(x) = ex- 1- ax,则 g(x) =ex- a.若 a1,则当 x(0,+ )时, g(x)0 , g(x) 为增函数,而 g(0)= 0,进而当 x0 时 g(x)0 ,即 f(x)0.教师范读的是阅读教课中不行缺乏的部分,我常采纳范读,让少儿学习、模拟。

高考数学复习:导数单调性问题练习与答案

高考数学复习:导数单调性问题练习与答案

高考数学复习:导数单调性问题一、解答题1.(2021·北京市景山学校通州校区高二期中)已知函数()e 1xf x ax =--.(1)当1a =时,求()f x 的极值;(2)若()2f x x ≥在[)0,x ∈+∞上恒成立,求实数a 的取值范围.2.(2021·北京市景山学校通州校区高二期中)已知函数()2ln f x x x =-.(1)求曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程;(2)求函数()f x 的单调增区间.3.(2021·北京101中学高二期中)己知函数()()2ln 21f x x ax a x =+++.(1)讨论()f x 的单调性;(2)当0a <时,证明()324f x a≤--;(3)若不等式()0f x >恰有两个整数解,求实数a 的取值范围.4.(2021·北京牛栏山一中高二期中)已知函数()e xf x ax =-()R a ∈.(1)如果曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线的斜率是2,求此时的切线方程;(2)求函数()f x 的单调区间;(3)设23()12g x x ax =-+-,求证:当[0,1]x ∈时,()()f x g x ≤恒成立.5.(2021·北京清华附中高二期中)已知:函数()xe f x x a=-(0a ≠).(1)若1a =,求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程;(2)求函数()y f x =的单调区间;(3)函数()f x 在区间[0,1]上满足()1f x ,求a 的取值范围.6.(2021·北京市丰台第八中学)已知函数()3f x ax bx =+在1x =处有极值2.(Ⅰ)求,a b 的值(Ⅱ)求函数()f x 的单调区间(Ⅲ)若函数()y f x k =-在区间-2⎡⎣上有三个零点,写出k 的取值范围(无需解答过程)7.(2021·北京市丰台第八中学)已知函数()()()22ln 24a f x a x x a x a R =-+--∈.(Ⅰ)当曲线()f x 在3x =时的切线与直线41y x =-+平行时,求实数a 的值;(Ⅱ)讨论函数()f x 的单调区间;(Ⅲ)当函数()f x 在区间()1,4单调递增时,求实数a 的取值范围.8.(2021·北京五十五中高二期中)已知函数()313f x x ax a a R =-+∈,(1)当a =1时,求曲线()y f x =在点(0,1)处的切线方程;(2)当a =1时,求函数()y f x =的单调区间:(3)若函数()f x 有三个零点,求a 的取值范围.9.(2021·北京市一零一实验学校)已知函数()21mx f x x n-=+是奇函数,且()322f =(1)求实数,m n 的值(2)设函数()()1g x f x =+,函数()y g x =在点()()1,2P t g t t ⎛⎫≥ ⎪⎝⎭处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为()S t ,求()S t 的单调区间及最值.10.(2021·北京丰台·高二期中)已知函数()ln ()af x x a R x=+∈.(Ⅰ)讨论函数()f x 的单调性;(Ⅱ)求出函数()f x 零点的个数.11.(2021·北京市延庆区教育科学研究中心高二期末)已知函数()x f x e ax =+.(a R ∈)(1)若0a <,求函数()f x 的单调区间;(2)若3a =,证明:当0x >时,()231f x x x >++恒成立.12.(2021·北京丰台·高二期中)已知函数1()ln f x x x=+.(1)求函数()f x 的单调区间;(2)求函数()f x 在区间1[,]e e上的最大值和最小值.13.(2021·北京海淀·高二期中)已知函数())ln .f x x a =-∈R (1)当2a =时,求函数的单调区间;(2)若()0f x ≤恒成立,求a 的取值范围.14.(2021·北京房山·高二期中)已知函数321()313f x x x x =--+.(1)求函数()f x 的单调区间;(2)求函数()f x 的极值.15.(2021·北京房山·高二期中)已知函数()ln (R)f x x ax a =+∈.(1)当a =1时,求曲线()y f x =在x =1处的切线方程;(2)求函数()f x 的单调区间;(3)若存在0x ,使得()00f x >,求a 的取值范围.16.(2021·北京日坛中学高二期中)已知函数()()ln .x f x e x a =-(1)若函数()y f x =在[]1,e 存在单调减区间,求实数a 的取值范围;(2)若1a >,求证:函数()f x 存在极小值;(3)若对任意的实数[]1,+x ∈∞,()1f x ≥-恒成立,求实数a 的取值范围.17.(2021·北京日坛中学高二期中)已知函数()22,R.x f x xe ax ax a =++∈(1)若=1a ,求()f x 在点()()00f ,处的切线方程;(2)求函数()f x 的单调区间;18.(2021·北京日坛中学高二期中)已知函数()()2ln 12x f x a x a x =+-+,求其单调区间.19.(2021·北京密云·)已知函数()1xf x ae x =-+,()23g x x ax =-+,a R ∈.(1)证明:函数()f x 在()()0,0f 处的切线恒过定点;(2)求函数()f x 的单调区间;(3)证明:对任意实数b ,当1a =时,都有()()()()1cos 0bx f x g x +-≥.20.(2021·北京丰台·)已知函数()e x f x ax =-.(1)讨论f (x )的单调区间;(2)对(0,)x ∀∈+∞,都有f (x )>0恒成立,求a 的取值范围.21.(2021·北京西城·高二期末)已知函数2()(31)e x f x x x =-+.(1)求()f x 的单调区间;(2)求()f x 在区间[2,0]-上的最大值和最小值.22.(2021·北京平谷·高二期末)已知函数2()3ln =-+f x x x x .(1)求曲线()y f x =在点(3,(3))f 处的切线方程;(2)求函数()f x 的单调区间,并判断函数()f x 的零点个数.23.(2021·西城·北京育才学校高二期中)已知函数()ln ()f x ax x a R =-∈.(Ⅰ)当2a =时,求曲线()y f x =的在点1x =处的切线方程;(Ⅱ)求函数()f x 的单调区间;(Ⅲ)若()0f x 恒成立,求a 的取值范围.24.(2021·西城·北京育才学校高二期中)已知函数()321252f x x x x =--+(Ⅰ)求函数()f x 的单调增区间和减区间;(Ⅱ)当[]1,2x ∈-时,求函数()y f x =的最值和最值点.25.(2021·北京东直门中学高二期中)已知函数()()1ln f x x x ax a =+-+.(Ⅰ)若曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线倾斜角为4π,求a 的值;(Ⅱ)若()f x 在()0,∞+上单调递增,求a 的取值范围;(Ⅲ)请直接写出()f x 的零点个数.26.(2021·北京朝阳区·高二期末)设函数()1x f x e kx =--,0x ≥,k ∈R (1)求()f x 的单调递增区间;(2)当1k =,12a ≤时,求证:2()f x ax ≥.27.(2021·北京石景山·高二期末)已知函数32()22f x x ax =-+.(Ⅰ)讨论()f x 的单调性;(Ⅱ)当0<<3a 时,求()f x 在区间[0,1]上的最大值及最小值.28.(2021·北京市清华志清中学高二期末)已知函数()232xf x x a-=+.(1)若0a =,求曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程;(2)若()f x 在1x =-处取得极值,求()f x 的单调区间,以及其最大值与最小值.29.(2021·北京朝阳·高二期末)已知函数()ln .f x x x =(1)求曲线()y f x =在点(e ,()f e )的切线方程;(2)求函数()f x 的单调区间.30.(2021·北京清华附中)已知函数()()ln 1f x x a x =--,()x g x e =.(1)过原点作曲线()y g x =的切线1l ,求切线1l 的方程;(2)讨论函数()f x 的单调区间;(3)过原点作曲线()()()0,1y f x x =∈的切线2l ,若切线2l 的斜率与1l 的斜率互为倒数,求证:211e e a e e--<<.31.(2015·北京高二期末(文))已知函数1()(2)ln 2f x a x ax x=-++,(1)当2a =时,求函数()f x 的极值;(2)当0a <时,讨论函数()f x 的单调性;(3)若对a ∀∈(-3,-2),12,x x ∈[1,3],不等式12(ln 3)2ln 3|()()|m a f x f x +->-恒成立,求实数m 的取值范围.32.(2020·北京)已知函数()39f x x x =-.(1)求曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程;(2)求函数()f x 的单调区间与极值.33.(2020·北京西城区·)已知函数3()3f x x x =-.(1)求函数()f x 的单调区间;(2)求函数()f x 在区间[]1,3-上的最大值和最小值.34.(2020·北京西城区·)已知函数()ln f x x ax a =+-.(1)求函数()f x 的单调区间;(2)求证:当1a >时,函数1()()x g x e f x -=-存在最小值,且最小值小于1.35.(2020·北京海淀·101中学高二期末)已知函数2()af x x x=+(0x ≠,常数a ∈R ).(1)讨论函数()f x 的奇偶性,并说明理由;(2)若函数()f x 在[2,)+∞上为增函数,求a 的取值范围.36.(2020·首都师范大学附属中学高二期末)已知a ∈R ,函数()2()()xf x x ax e x =+∈R .(1)当0a =时,求函数()f x 的单调区间;(2)若函数()f x 在()1,1-上单调递减,求a 的取值范围.37.(2020·北京海淀·人大附中)已知函数3()395f x x x =-+.(1)求函数()f x 的单调递减区间;(2)求函数()f x 在[]3,3-上的最大值和最小值.38.(2020·北京朝阳·高二期末)已知函数1()ln =+f x a x x,a ∈R .(1)当1a =时,求曲线()f x 在点()()1,1f 处的切线方程;(2)求函数()f x 的极值;(3)若()y f x =在1x =时取得极值,设1()()g x f x x=-,当120x x <<时,试比较21()()2g x g x -与2121x x x x -+大小,并说明理由.39.(2020·北京高二期末)已知函数()2123ln 2f x x x x =--.(1)求曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程;(2)求()f x 的单调区间.40.(2015·北京房山·高二期中(文))已知函数211()ln (,0)22f x x a x a R a =--∈≠.(1)当2a =时,求曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程;(2)求函数()f x 的单调区间;(3)若对任意的[1,)x ∈+∞,都有()0f x ≥成立,求a 的取值范围.41.(2020·北京高二期末)已知函数()ln x e mf x m x x x=++.(Ⅰ)当1m =时,求函数()f x 的单调区间;(Ⅱ)若函数()f x 在1x =处取得极大值,求实数m 的取值范围.42.(2020·北京交通大学附属中学高二期末)已知函数()xf x e ax =-(a 为常数).(1)当0a =时,求()f x 过原点的切线方程;(2)讨论()f x 的单调区间和极值;(3)若[]0,1x ∀∈,()0f x ≥恒成立,求a 的取值范围.43.(2017·北京海淀区·)已知函数32()f x x ax bx c =+++在23x =-与1x =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[]1,2x ∈,不等式()2f x c <恒成立,求c 的取值范围.44.(2019·北京西城区·高二期末)已知函数321()3f x x x bx =-+,且(2)3f '=-.(Ⅰ)求b ;(Ⅱ)求()f x 的单调区间.45.(2020·北京平谷·高二期末)定义首项为1,且公比为正数的等比数列为"M —数列”(Ⅰ)已知数列{}n a 是单调递增的等差数列,满足294711,28a a a a +=⋅=,求数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)已知数列{}n b 的前n 项和为n S ,若n b 是n S 和1的等差中项,证明:数列{}n b 是"M -数列";(Ⅲ)在(Ⅰ)的条件下,若存在"M —数列”{}n c ,对于任意正整数k ,都有1k k a c +≤成立.求此时数列{}n c 公比q 的最小值.46.(2020·北京高二期末)已知函数f (x )=2x 3﹣3ax 2﹣1,a ∈R .(1)当a =1时,求f (x )在区间[﹣1,1]上的最值;(2)讨论f (x )的单调性;(3)若f (x )有3个零点,求a 的取值范围.(只需写出结论)47.(2020·北京高二期末)已知函数f (x )=x ﹣lnx .(1)求定义域及单调区间;(2)求f (x )的极值48.(2011·北京高二期中(文))已知函数()ln f x x =,()ag x x=(0a >),设()()()F x f x g x =+.(1)求函数()F x 的单调区间;(2)若以函数()y F x =,(0,3]x ∈的图像上任意一点00(,)P x y 为切点的切线的斜率12k ≤恒成立,求实数a 的最小值.49.(2020·北京延庆区·高二期末)已知函数()1xx f x e -=.(Ⅰ)求函数()f x 的单调区间;(Ⅱ)求证:当(),0x ∈-∞时,()21212f x x x <-+-;(Ⅲ)当0x <时,若曲线()y f x =在曲线241y ax ax =-+-的下方,求实数a 的取值范围.50.(2020·北京通州区·高二期末)已知函数21()22f x x mx lnx =--,m R ∈.(1)若1m =,求()f x 的单调递增区间和单调递减区间;(2)求()f x 的极值点.51.(2020·北京通州区·高二期末)已知函数4()(22)ln 2f x ax a x x=-+-+,34()2x g x e x x=--.(1)若1a ≤,讨论()f x 的单调性;(2)若32a =-,求证:()()f x g x <.52.(2020·北京理工大学附属中学通州校区)已知函数32()(,)f x x ax bx a b =++∈R 的图象过点(1,2)P ,且在点P 处的切线斜率为8.(1)求,a b 的值;(2)求函数()f x 的单调区间;(3)求函数()f x 在区间[1,1]-上的最大值与最小值.53.(2021·北京一七一中高二期中)已知函数3()31f x x x =-+.(1)求()f x 的单调区间;(2)求函数的极值;(要列表).54.(2020·北京市陈经纶中学高二期中)已知函数()x f x e =,点(,0)A a 为一定点,直线()x t t a =≠分别与函数()f x 的图象和x 轴交于点M ,N ,记AMN ∆的面积为()S t .(Ⅰ)当0a =时,求函数()S t 的单调区间;(Ⅱ)当2a >时,若0[0,2]t ∃∈,使得0()e S t ≥,求实数a 的取值范围.55.(2020·北京市陈经纶中学高二期中)已知函数()2()23x f x x ax a e =+--,其中a ∈R ,2.71828e = 为自然对数的底数.(Ⅰ)讨论函数()f x 的单调性;(Ⅱ)当[0,1]x ∈时,若函数()f x 的图象恒在直线y e =的上方,求实数a 的取值范围.56.(2020·北京实验学校(海淀))已知函数3()33f x x x =-++.(1)求函数()f x 的单调区间;(2)求函数()f x 在[]0,2上的最大值和最小值.57.(2021·北京密云·高二期末)已知函数321()32()3f x x x x x R =---∈.(1)求函数()f x 的单调区间;(2)判断函数()f x 零点的个数,并说明理由.58.(2019·北京市八一中学)已知函数()()22xf x x x e =-.(1)求该函数的单调增区间;(2)当2x >-时,()f x a ≥总成立,求常数a 的最大值.59.(2018·北京北师大实验中学高二期末(文))已知函数()()()211ln 2f x ax a x x a R =-++∈.(1)若0a =,求曲线()f x 在点()()1,1f 处的切线方程;(2)当0a >时,讨论函数()()211ln 2f x ax a x x =-++的单调区间.60.(2018·北京师大附中高二期末(理))已知函数21()(1)ln ()2f x ax a x x a R =-++∈.(1)若0a =,求曲线()f x 在点(1,(1))f 处的切线方程;(2)讨论函数()f x 的单调区间.61.(2020·北京清华附中高二期末)已知函数f (x )=lnx ﹣x +1.(1)求曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程:(2)若非零实数a 使得f (x )≥ax 12-ax 212a -对x ∈[1,+∞)恒成立,求a 的取值范围.62.(2020·中央民族大学附属中学高二期末)函数()()211ln 2f x x a x x x =+--,(1)若()f x 在定义城内为单调递增函数,求a 的取值范围;(2)当3a =时,关于x 的方程()0f x b +=在区间(]1,e 上有且只有一实数根,求b 的取值范围.63.(2019·北京朝阳·高二期末)已知函数2()e (e)x f x a x ax =+--,(0)a ≤.(Ⅰ)当0a =时,求()f x 的最小值;(Ⅱ)证明:当0a <时,函数()f x 在区间()0,1内存在唯一零点.64.(2019·北京朝阳·高二期末)设函数321()(1)41()3f x ax a x x a =-+++∈R.(Ⅰ)当3a =时,求曲线()y f x =在点()()1,f x 处的切线方程;(Ⅱ)讨论函数()f x 的单调性.65.(2021·北京人大附中高二期末)已知函数()ln xf x x=.(1)求函数()f x 的单调区间;(2)证明对一切()0,x ∈+∞,都有22ln xx x x e e <-成立.66.(2019·北京丰台区·)已知函数()()21()1x f x e x a x a R ⎡⎤⎣⎦=-++∈.(I)若1a =-时,求曲线() y f x =在()(0)0f ,处的切线方程;(II)求函数()f x 的单调区间.67.(2021·北京师范大学实验二龙路中学高二期中)已知函数21()2ln (2)2f x x a x a x =+-+.(1)当1a =时,求函数()f x 的单调区间;(2)是否存在实数a ,使函数34()()9g x f x ax x =++在(0,)+∞上单调递增?若存在,求出a 的取值范围;若不存在,请说明理由.68.(2019·北京市十一学校高二期中)已知函数()()212ln 22f x a x x x x =--+.(1)讨论()f x 的单调性;(2)若()f x 有两个不同的零点,求a 的取值范围.69.(2021·首都师范大学附属中学高二期中)已知函数()32f x x ax bx =++的图象与直线15280x y --=相切于点()2,2.(Ⅰ)求,a b 的值;(Ⅱ)求函数()f x 的单调区间.参考答案1.(1)()f x 有极小值(0)0f =,无极大值;(2)(],e 2-∞-2.(1)0x y -=(2)2⎫+∞⎪⎢⎪⎣⎭3.(1)若0a ,()f x 在(0,)+∞上单调递增;若0a <,()f x 在1(0,2a-上单调递增,在1(,)2a-+∞上单调递减.(2)证明见解析;(3)13ln 3(,]315+--4.(1)2y x =;(2)当0a ≤时,f (x )的单调递减区间为(,)-∞+∞,无单调增区间;当0a >时,f (x )的单调递增区间为(,ln )a -∞,单调递减区间为(ln ,)a +∞;(3)证明见解析.5.(1)21y x =--;(2)递减区间为(,)a -∞,(,1)a a +;递增区间为(1,)a ++∞;(3)[1,0)-.6.(Ⅰ)1,3a b =-=;(Ⅱ)单调增区间为()1,1-;减区间为()(),1,1,-∞-+∞;(Ⅲ)[)0,2k ∈7.(Ⅰ)3a =;(Ⅱ)答案见详解;(Ⅲ)8a ≥8.(1)10x y +-=,(3)()f x 在(,1)-∞-和(1,)+∞上递增,在(1,1)-上递减,(3)9,4⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭9.(1)0n =,1m =;(2)()S t 在1[,2)2上递减,(2,)+∞上递增;且最小值为0.10.(Ⅰ)当0a ≤时,()f x 在()0,∞+上单调递增;当0a >时,()f x 在()0,a 上单调递减,在(),a +∞上单调递增;(Ⅱ)0a ≤或1a e =,()f x 有1个零点;1a e >,()f x 有0个零点;10a e<<,()f x 有2个零点.11.(1)在()(),ln a -∞-上单调递减,在()()ln ,a -+∞上单调递增;(2)证明见解析.12.(1)()f x 在区间(0,1)上单调递减,在区间(1,)+∞上单调递增;(2)最大值1e -;()f x 最小值1.13.(1)单调递增区间是()0,1,单调递减区间是()1,+∞;(2)2,e⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭.14.(1)增区间:()(),1,3,-∞-+∞,减区间:()1,3-.(2)极大值83,极小值8-.15.(1)210x y --=;(2)0a ≥时,()f x 在()0,∞+单增;0a <,()f x 在10,a ⎛⎫- ⎪⎝⎭单增,在1,a ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭单减;(3)1a e >-.本卷由系统自动生成,请仔细校对后使用,答案仅供参考。

高二数学利用导数研究函数的单调性试题

高二数学利用导数研究函数的单调性试题

高二数学利用导数研究函数的单调性试题1.若点P是曲线y=x2-ln x上任意一点,则点P到直线y=x-2的最小值为()A.1B.C.D.【答案】B【解析】设P,点P到直线y=x-2的距离==,设=(),所以==,当<0时,<0,当>0时,>0,则在(0,1)是减函数,在(1,+)上是增函数,则当=1时,取极小值也是最小值=2,此时=,故选B.考点:点到直线的距离公式,导数的综合运用2.直线与函数的图像有三个相异的交点,则的取值范围为()A.B.C.D.【答案】A【解析】得列表:x(-,-1)-1(-1,1)1(1,+ ) ++y画出大到图象可得:-2<a<2,故选A.【考点】函数的极值.3.已知函数有极大值和极小值,则的取值范围为()A.-12B.-36C.-1或2D.-3或6【答案】D【解析】,函数有极大值与极小值,则,即方程有两个不等的根,所以,解得或.【考点】函数的极值.4.若不等式对恒成立,则实数的取值范围是 .【答案】【解析】显然x=1时,有|a|≥1,a≤-1或a≥1.令g(x)=ax3-lnx,g′(x)=3ax2−==g(1)当a≤-1时,对任意x∈(0,1],g′(x)=<0,g(x)在(0,1]上递减,g(x)min=a≤-1,此时g(x)∈[a,+∞),|g(x)|的最小值为0,不适合题意.当a≥1时,对任意x∈(0,1],g′(x)==0,∴x=函数在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增∴|g(x)|的最小值为g()=+ ,解得:a≥∴实数a 取值范围是[,+∞),故答案为.【考点】导数知识的运用,函数的单调性与最值,分类讨论的数学思想,函数恒成立问题.5.函数的单调减区间为___________.【答案】【解析】因为,解得,因此函数的单调减区间为.【考点】导数求单调区间6.设函数(1)试问函数能否在处取得极值,请说明理由;(2)若,当时,函数的图像有两个公共点,求的取值范围.【答案】(1)函数不能在处取得极值,理由详见试题解析;(2)的取值范围是.【解析】(1)先对函数求导,因为函数在实数上单调递增,故函数不可再处取得极值.(2)函数与的图像在有两个公共点,即方程在有两解,结合函数的单调性可求的取值范围.(1),当时,,而此时,函数在实数上单调递增,故函数不可再处取得极值.(2)当时,,函数与的图像在有两个公共点,即方程在有两解,方程可转化为,设,则,令,解得,所以函数在递增,在上递减.,所以要使得方程有两解需.【考点】导函数的综合应用、构造思想、转化与化归思想.7.已知若,使得成立,则实数的取值范围是_______.【答案】【解析】由题可知的最大值为,又,当时,减函数,当时,,为增函数,所以有最小值为.若,使得成立,只需.【考点】利用导数判断函数的单调性.8.若函数在区间内是增函数,则实数的取值范围是A.B.C.D.【答案】B【解析】,在区间内是增函数,在区间内恒成立,由,故【考点】导数与单调性,恒成立问题9.(本小题满分15分)若函数在时取得极值,且当时,恒成立.(1)求实数的值;(2)求实数的取值范围.【答案】(1)(2)【解析】(1)由题意,是方程的一个根,设另一个根是,则,所有(2)所以,,令,解得+0-0+极大值又,所以,当时,。

导数与函数的单调性测试题(含答案)

导数与函数的单调性测试题(含答案)

导数与函数的单调性测试题一、单项选择题(本大题共10小题,共50分) 1. 函数y =12x 2−lnx 的单调递减区间为( )A. (−1,1]B. (0,1]C. [1,+∞)D. (0,+∞)2. 设函数f(x)的图象如图所示,则导函数f′(x)的图象可能为( )A. B.C. D.3. 函数y =(x −3)e x 的单调增区间是( )A.B. (0,3)C. (1,4)D.4. 已知函数f(x)=32x 2−4x +lnx ,则函数f(x)的单调递减区间是( )A. (0,13),(1,+∞)B. (0,1),(3,+∞)C. (0,13),(3,+∞)D. (13,1)5. 已知函数f(x)的导数为f′(x),且满足f(x)=x 2+3xf′(3),则f′(3)=( )A. −1B. −2C. −3D. −46. 函数f(x)=xlnx( )A. 在(0,5)上单调递增B. 在(0,5)上单调递减C. 在(0,1e )上单调递减,在(1e ,5)上单调递增 D. 在(0,1e )上单调递增,在(1e ,5)上单调递减7. 若函数f(x)=x 3−ax 2−x +6在(0,1)内单调递减,则实数a 的取值范围是( )A. a ≥1B. a =1C. a ≤1D. 0<a <18. 函数f(x)=x 3+ax +b 在区间(−1,1)上是减函数,在(1,+∞)上是增函数,则( )A. a =1,b =1B. a =1,b ∈RC. a =−3,b =3D. a =−3,b ∈R9. 已知函数f(x)=x 3+mlnx 在区间[2 , 3]上不是单调函数,则m 的取值范围是( )A. (−∞,−81)B. (−24,+∞)C. (−81,−24)D. (−81,+∞)10.函数f(x)=x3+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)二、填空题(本大题共2小题,共10分)11.若函数f(x)=e x(x2+ax+3)在R上单调递增,则实数a的取值范围为______ .12.函数f(x)=x的单调递减区间为_______________.lnx三、解答题(本大题共4小题,共40分)−1.13.已知函数f(x)=lnxx(1)求函数在点(1,f(1))处的切线方程.(2)试判断函数f(x)的单调性;14.已知函数f(x)=x2−ax+lnx+b(a,b∈R),(1)若函数f(x)在x=1处的切线方程为x+y+2=0,求实数a,b的值;(2)若f(x)在其定义域内单调递增,求a的取值范围.15.已知函数f(x)=x3+ax2+(2a−3)x−1.(1)若f(x)的单调递减区间为(−1,1),求实数a的值;(2)若f(x)在区间(−1,1)内单调递减,求实数a的取值范围.16.已知函数f(x)=x3+ax2−a2x+2.(1)若a=1,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;(2)若a>0,求函数f(x)的单调区间.答案和解析1.解:令f(x)=12x2−ln x定义域为(0,+∞),∴f′(x)=x−1x=(x+1)(x−1)x≤0,得0<x≤1,函数的单调递减区间为(0,1],2.解:由f(x)的图象知当x∈(−∞,1)时,f(x)单调递减,f′(x)<0当x∈(1,4)时,f(x)单调递增,f′(x)>0当x∈(4,+∞)时,f(x)单调递减,f′(x)<03.解:∵y=(x−3)e x,∴y′=e x+(x−3)e x=(x−2)e x,由y′>0得x−2>0,解得x>2,∴函数y=(x−3)e x的单调增区间是(2,+∞).4.解:函数的定义域为(0,+∞),函数的导数f′(x)=3x−4+1x =3x2−4x+1x,由f′(x)<0得3x2−4x+1x<0,得3x2−4x+1<0,得(x−1)(3x−1)<0,得13<x<1,即函数的单调递减区间为(13,1),5.解:∵f(x)=x2+3xf′(3),∴f′(x)=2x+3f′(3),令x=3,则f′(3)=2×3+3f′(3),解得:f′(3)=−3,6.解:∵y=xlnx,∴y′=lnx+1,由y′=lnx+1=0,得极值点x=1e,∵x∈(0,5),∴当x∈(0,1e)时,f′(x)<0,函数是单调递减函数.当x∈(1e,5)时,f′(x)>0,函数是单调递增函数.7.解:f′(x)=3x2−2ax−1,导函数为二次函数,∵f(x)在(0,1)内单调递减,∴结合导函数的性质可得不等式3x2−2ax−1<0在(0,1)内恒成立.∴f′(0)≤0,f′(1)≤0,∴a≥1.8.解:∵f(x)=x3+ax+b,∴f′(x)=3x2+a.∵f(x)在(−1,1)上为减函数,在(1,+∞)上为增函数,∴f′(1)=3+a=0.∴a=−3,b∈R.9.解:f′(x)=3x2+mx =3x3+mx,若f(x)在[2,3]不单调,则3x3+m=0在[2,3]有解,且在解的两边正负号不同,即y=m和y=−3x3在(2,3)有交点,而x∈(2,3)时,函数y=−3x3单调递减,y∈(−81,−24),故m的取值范围为(−81,−24).10.解:f′(x)=3x 2+a ,因为函数f(x)=x 3+ax −2在区间(1,+∞)内是增函数,所以f′(x)≥0在(1,+∞)上恒成立,即a ≥−3x 2在(1,+∞)上恒成立, 易知函数y =−3x 2在(1,+∞)上单调递减,所以y <−3,所以a ≥−3. 即实数a 的取值范围是[−3,+∞).11.解:由题知f′(x)=e x [x 2+(a +2)x +a +3]≥0恒成立,即x 2+(a +2)x +a +3≥0恒成立,∴△=(a +2)2−4(a +3)≤0, 即−2√2≤a ≤2√2,故答案为:[−2√2,2√2].12.解:因为函数,其定义域为(0,1)∪(1,+∞).f ′(x )=lnx−x·1x(lnx )2=lnx−1(lnx )2, 令f ′(x )<0,则lnx <1,解得0<x <1或1<x <e .所以函数f(x)=xlnx 的单调减区间为(0,1),(1,e).故答案为(0,1),(1,e).13.解:(1)由题可知:f′(x)=1−lnx x 2;所以:f′(1)=1,f(1)=−1;∴函数在点(1,f(1))处的切线方程为:y −(−1)=x −1即:y =x −2. (2)因为函数的定义域(0,+∞)且f′(x)=1−lnx x 2;令f′(x)=1−lnx x >0得0<x <e ,f′(x)=1−lnx x <0得x >e ,因此函数单调增区间是(0,e),单调减区间是(e,+∞).14.解:∵f(x)=x 2−ax +lnx +b ,∴f ′(x)=2x −a +1x ,∴f(1)=1−a +b ,f′(1)=3−a ,(1)∵函数f(x)在x =1处的切线方程为x +y +2=0∴{k =f ′(1)=3−a =−11+f(1)+2=0,解得:a =4,b =0;(2)f(x)=x 2−ax +lnx +b 的定义域为{x|x >0}∵f(x)在其定义域内单调递增 ∴f ′(x)=2x −a +1x ≥0在x ∈(0,+∞)恒成立(允许个别点处取到等号) ∵2x −a +1x ≥0(x >0)即a ⩽2x +1x (x >0)(允许个别值处取到等号)令g(x)=2x +1x (x >0),则a ≤g(x)min ,因为g(x)=2x +1x≥2√2x ⋅1x=2√2,当且仅当2x =1x 即x =√22时取到等号.所以 g(x)min =2√2,所以a ≤2√2.15.解:(1)∵f(x)=x 3+ax 2+(2a −3)x −1,∴f′(x)=3x 2+2ax +2a −3=3(x +1)(x +2a−33)由于f(x)的单调减区间为(−1,1),∴−1和1是方程f′(x)=0的两根,∴2a−33=−1,解得a =0;(2)由(1)可知,f′(x)=3(x+1)(x+2a−33),∵f(x)在区间(−1,1)内单调递减,∴f′(x)≤0在(−1,1)内恒成立,又函数y=f′(x)为二次函数,且图象开口向上,方程f′(x)=0的一个根为−1,又方程f′(x)=0的另一个根为3−2a3,∴3−2a3≥1,∴a≤0,∴实数a的取值范围为(−∞,0].16.解(1)∵a=1,∴f(x)=x3+x2−x+2,∴f′(x)=3x2+2x−1,∴f′(1)=4.又f(1)=3,∴切点坐标为(1,3),∴所求切线方程为y−3=4(x−1),即4x−y−1=0.(2)f(x)的定义域为R,f′(x)=3x2+2ax−a2=(x+a)(3x−a),由f′(x)=0得x=−a或x=a3.又a>0,由f′(x)<0,得−a<x<a3,由f′(x)>0,得x<−a或x>a3,故f(x)的单调递减区间为(−a,a3),单调递增区间为(−∞,−a)和(a3,+∞).。

高二数学函数的单调性与导数试题答案及解析

高二数学函数的单调性与导数试题答案及解析

高二数学函数的单调性与导数试题答案及解析1.已知函数(Ⅰ)求的单调区间;(Ⅱ)求上的最值.【答案】解:(I)令得若则,故在上是增函数,在上是增函数若则,故在上是减函数。

3分(II)。

6分【解析】本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用。

(1)求解导数,利用导数的正负来判定函数的单调增减区间(2)在第一问的基础上可知在上是增函数,在上是增函数因此在上先减后增,则可知函数的最值。

2.设函数,且为的极值点.(Ⅰ) 若为的极大值点,求的单调区间(用表示);(Ⅱ)若恰有两解,求实数的取值范围.【答案】解:,又所以且,。

2分(I)因为为的极大值点,所以当时,;当时,;当时,所以的递增区间为,;递减区间为.。

4分(II)①若,则在上递减,在上递增恰有两解,则,即,所以;②若,则,因为,则,从而只有一解;③若,则,, 则只有一解.综上,使恰有两解的的范围为.。

10分【解析】本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用。

(1)因为为的极大值点,则可以得到参数b,c的关系式,并利用导数求解的单调区间,(2)因为的递增区间为,;递减区间为,那么对于参数c进行讨论,进而分析函数图像与x轴的位置关系。

3.(Ⅰ)设函数,证明:当时,;(Ⅱ)从编号1到100的100张卡片中每次随机抽取一张,然后放回,用这种方式连续抽取20次,设抽得的20个号码互不相同的概率为。

证明:。

注:可用(Ⅰ)的结论。

【答案】解:(Ⅰ)。

1分当时,,所以为增函数,又,因此当时,。

3分(Ⅱ)。

5分又,,…,所以。

6分由(Ⅰ)知,当时,,因此。

7分在此式中令,则即。

8分所以。

9分【解析】本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用。

利用导数的符号判定单调性得到最值证明不等式恒成立。

同时利用函数的最值结论来分析证明不等式的综合运用。

4.设函数,,则的最大值为____________,最小值为_________。

【答案】【解析】解:因为,利用导数符号与函数单调性关系可知道f(x)的最大值,最小值分别为5.设函数,其中。

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吉林省吉林市桦甸市第四中学2016-2017学年度下学期导数与单调性训练题及答案
1、若函数bx x x f +-
=3
3
4)(有三个单调区间,则b 的取值范围是 。

2、若函数)(3
x x a y -=的递减区间为⎪⎪⎭


⎛-
33,33,则a 的取值范围是( ) A .a >0 B .-1<a <0 C .a >1 D .0<a <1
3、设函数)(x f y =是偶函数,若曲线)(x f y =在点(1,f(1))处的切线的斜率为1,则该曲线在点(-1,f (-1))处的切线的斜率为( ) A .1 B .-1 C .不存在 D .2
4、已知函数ax x x x f 22131)(23++-
=在⎪⎭

⎝⎛+∞,32上存在单调增区间,则a 的取值范围是 。

5、)(x f 是定义在R 上的偶函数,当0<x 时,0)()(<'•+x f x x f ,且0)4(=-f ,则不等式0)(>x xf 的解集是( )
A . ),4()0,4(+∞-
B .)4,0()0,4( -
C . ),4()4,(+∞--∞
D .)4,0()4,( --∞ 6、定义在R 上的可导函数)(x f ,已知)
(x f e
y '= 的图象如图所
示,则)(x f y = 的增区间是( )
A .)1,(-∞
B .)2,(-∞
C .)1,0(
D .)2,1( 7、已知e 为自然对数的底数,则函数y =xe x
的单调递增区间是( )
A .[-1,+∞)
B .(-∞,-1]
C .[1,+∞)
D .(-∞,1] 8、已知函数f(x)=12
x 3
+ax +4,则“a>0”是“f(x)在R 上单调递增”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 9、如果函数f(x)的导函数f ′(x)的图像如图所示,那么函数f(x)的图像最有可能的是( )
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(1
2
),c =f(3),则( )
x
y
O
12
1
2
A .a<b<c
B .c<a<b
C .c<b<a
D .b<c<a
11、已知函数f(x)(x ∈R)的图像上任一点(x 0,y 0)处的切线方程为y -y 0=(x 0-2)(x 02
-1)(x -x 0),那么函数f(x)的单调减区间是( )
A .[-1,+∞)
B .(-∞,2]
C .(-∞,-1)和(1,2)
D .[2,+∞)
12、已知函数y =f(x)的图像是下列四个图像之一,且其导函数y =f ′(x)的图像如图所示,则该函数的图像是( )
13、设函数f ′(x)是奇函数f(x)(x ∈R)的导函数,f(-1)=0,当x>0时,xf ′(x)-f(x)<0,则使得f(x)>0成立的x 的取值范围是( )
A .(-∞,-1)∪(0,1)
B .(-1,0)∪(1,+∞)
C .(-∞,-1)∪(-1,0)
D .(0,1)∪(1,+∞)
14、已知函数f(x)的导函数为f ′(x)=5+cosx ,x ∈(-1,1),且f(0)=0,若f(1-x)+f(1-x 2
)<0,则实数x 的取值范围为________.
15、若函数f(x)的定义域为R ,且满足f(2)=2,f ′(x)>1,则不等式f(x)-x>0的解集为________. 16、已知函数f(x)=kx 3
+3(k -1)x 2
-k 2
+1(k>0)的单调递减区间是(0,4).(1)实数k 的值为________; (2)若在(0,4)上为减函数,则实数k 的取值范围是________.
17、若函数1)(2
3+++=mx x x x f 是R 上的单调函数,求实数m 的取值范围。

18、若函数ax x x f +=sin )(是R 上的增函数,则实数a 的取值范围是 。

19、已知函数f(x)=x -a
x -lnx ,a>0.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)若f(x)>x -x 2
在(1,+∞)上恒成立,求实数a 的取值范围.
1
2 3 4
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
()+∞,0
A B
9
1->a
D B A A A B C B A (1,2) (2,+∞) 16
17 18
(1)13 (2)0<k ≤1
3 3
1≥m a ≥1
答案 (1)0<a<1
4时,单调递增区间为(0,1-1-4a 2),(1+1-4a 2,+∞),单调递减区间为(1-1-4a 2,
1+1-4a 2);a ≥1
4时,单调递增区间为(0,+∞) (2)0<a ≤1
解析 (1)函数f(x)的定义域为(0,+∞), 由于f ′(x)=1+a x 2-1x =x 2-x +a x 2,
令m(x)=x 2-x +a ,
①当Δ=1-4a ≤0,即a ≥1
4时,f ′(x)≥0恒成立,
所以函数f(x)在(0,+∞)上是增函数;
②当Δ=1-4a>0,即0<a<1
4时,由x 2-x +a>0,得0<x<1-1-4a 2或x>1+1-4a 2
.
所以f(x)在(0,1-1-4a 2),(1+1-4a 2,+∞)上是增函数,在(1-1-4a 2,1+1-4a
2)上是减函数.
综上知,当0<a<1
4时,f(x)在(0,1-1-4a 2),(1+1-4a 2,+∞)上是增函数,在(1-1-4a 2,1+1-4a 2)
上是减函数.
当a ≥1
4时,f(x)在(0,+∞)上是增函数.
(2)f(x)>x -x 2,即x 2-a
x -lnx>0,
因为x ∈(1,+∞),所以a<x 3-xlnx. 令
g(x)=x 3-xlnx ,h(x)=g ′(x)=3x 2-lnx -1,h ′(x)=6x -
1x =6x 2-1x
, 在(1,+∞)上h ′(x)>0,得h(x)>h(1)=2,即g ′(x)>0,故g(x)=x 3-xlnx 在(1,+∞)上为增函数,g(x)>g(1)。

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