高二数学选修2-2第一章 导数及其应用测试题及答案
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数学选修 2-2 第一章单元测试题一、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.函数f ( x) 的定义域为开区间 ( a,b) ,导函数f′(x) 在( a,b) 内的图像如图所示,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1 12.在区间[ 2,2] 上,函数 f ( x)=x2+px+q 与g( x)=2x+x2在1同一点处取得相同的最小值,那么f(x)在[2,2]上的最大值是()C.8D.423.点P在曲线y=x3-x+3上移动,设点P处的切线的倾斜角为α,则α 的取值范围是( )ππ3A.[0 ,2 ] B.[0 ,2 ] ∪[ 4π,π)3 π 3C.[ 4π,π ) D.[ 2,4π]14.已知函数f ( x) =2x4-2x3+3m,x∈R,若f ( x) +9≥0恒成立,则实数 m的取值范围是()3 3A.m≥2 B.m>23 3C.m≤2 D.m<2x2 25.函数f ( x) =cos x-2cos 2的一个单调增区间是 ()f x 0+3 -f x 06.设f ( x) 在x=x0 处可导,且lim Δx=1,Δx→0则 f ′(x0)等于( )A.1 B.0C.3x+97.经过原点且与曲线y=x+5相切的切线方程为()A.x+y=0B.x+25y=0C.x+y= 0 或x+25y=0D.以上皆非8.函数f ( x) =x3+ax2+bx+c,其中a,b,c为实数,当a2-3b<0 时,f ( x) 是()A.增函数B.减函数C.常数D.既不是增函数也不是减函数13 29.若a>2,则方程3x -ax +1=0 在(0,2) 上恰好有 ()A.0 个根B.1 个根C.2 个根D.3 个根1 10.一点沿直线运动,如果由始点起经过t s 后距离为s=4t 4-53t 3+2t 2,那么速度为零的时刻是( )A.1 s 末B.0 sC.4 s 末D.0,1,4 s 末x2,x∈[0,1],2f(x) d x 等于 () 11.设f ( x) =则2-x,x∈ 1,2] ,0D.不存在sin x sin x1 sin x2 12.若函数 f(x) =x,且 0<x1<x2 <1,设 a=x1 ,b=x2 ,则 a,b 的大小关系是 ( )A.a>b B.a<bC.a=b D.a、b的大小不能确定二、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 )1 3 213.若 f(x) =3x -f ′(1)x +x+5,则 f ′(1) = ________.π π14.已知函数 f(x) 满足 f(x) =f( π-x) ,且当 x∈ -2,2 时,f(x) =x+sin x,设a=f(1) ,b=f(2) ,c=f(3) ,则a、b、c 的大小关系是 ________.15.已知函数f(x) 为一次函数,其图像经过点(2,4) ,且1f(x) d x=3,则函数f(x) 的解析式为________.16.(2010 ·江苏卷) 函数2y=x(x>0)的图像在点 2(a k,a k) 处的切线与x 轴的交点的横坐标为a k+1,其中k∈N*. 若a1=16,则a1+a3+a5的值是________.三、解答题 ( 本大题共 6 小题,共 70 分,解答应出写文字说明、证明过程或演算步骤 )17.(10 分) 如图,直线y=kx分抛物线y=x-x2与x轴所围成图形为面积相等的两部分,求k 的值.18.(12 分) 已知函数 f(x) =x4-4x3+ax2-1 在区间 [0,1] 上单调递增,在区间 [1,2) 上单调递减.(1)求 a 的值;(2)若点 A(x0,f(x0)) 在函数 f(x) 的图像上,求证:点 A关于直线x=1 的对称点 B 也在函数 f(x) 的图像上.19.(12 分) 设 x=- 2 与 x=4 是函数 f(x) =x3+ax2+bx 的两个极值点.(1)求常数 a,b;(2)试判断 x=- 2,x= 4 是函数 f(x) 的极大值还是极小值,并说明理由.20.(12 分) 已知 f(x) =ax3-6ax2+b,x∈[ -1,2] 的最大值为 3,最小值为- 29,求 a,b 的值.21.(12 分)(2010 ·重庆卷 ) 已知函数 f(x) =ax3+x2+ bx( 其中常数a,b∈R) ,g( x) =f ( x) +f′(x) 是奇函数.(1)求 f ( x)的表达式;(2)讨论 g( x)的单调性,并求 g( x)在区间[1,2]上的最大值与最小值.1-x22.(12 分) 已知函数f ( x) =ln( ax+1) +1+x,x≥0,其中a>0.(1)若 f ( x)在 x=1处取得极值,求 a 的值;(2)求 f ( x)的单调区间;(3)若 f ( x)的最小值为1,求 a 的取值范围.参考答案1.答案 A解析设极值点依次为 x1,x2,x3且 a<x1<x2<x3<b,则 f ( x) 在( a,x1) ,( x2,x3) 上递增,在 ( x1,x2) ,( x3,b) 上递减,因此,x1、x3是极大值点,只有x2是极小值点.2.答案 D3.答案 B4.答案 A1解析因为函数 f ( x)=2x4-2x3+3m,所以 f ′(x)=2x3-6x2.令 f ′(x)=0,得 x=0或 x=3,经检验知 x=3是函数的一个最27小值点,所以函数的最小值为 f (3)=3m-2.不等式 f ( x)+9≥0恒成27 3立,即 f ( x)≥-9恒成立,所以3m-2≥-9,解得 m≥2.5.答案 A解析 f ( x)=cos2x-cos x-1,∴f′(x)=-2sin x·cos x+sin x=sin x·(1-2cos x).令 f ′(x)>0,结合选项,选A.6. 答案 D7. 答案 D8. 答案 A9. 答案 B解析 1 3 2设 f ( x ) =3x -ax +1,则2f ′(x )=x -2ax =x ( x -2a ) ,当 x ∈(0,2) 时, f ′(x )<0,f ( x ) 在(0,2) 上为减函数,又 f (0) f (2) =8 111 3-4a +1 = 3 -4a <0,f ( x ) =0 在(0,2) 上恰好有一个根,故选 B.10. 答案 D11. 答案 C解析 数形结合,如图.2f(x) d x = 1x 2d x + 2(2 -x) d x0 11 3 11 22= 3x+ 2x -2x11 1= 3+(4 -2-2+2)5= 6,故选 C .12. 答案Af ′(x) =x cos x -sin x解析 x 2, 令 g(x) =x cos x -sin x ,则g ′(x) =- x sin x +cos x -cos x =- x sin x.∵0<x<1,∴ g ′(x)<0 ,即函数 g(x) 在 (0,1) 上是减函数,得 g(x)<g(0) =0,故 f ′(x)<0 ,函数 f(x) 在(0,1) 上是减函数,得 a>b ,故选A .213. 答案 32 2解析 f ′(x) = x -2f ′(1)x + 1,令 x=1,得 f ′(1) =3.14. 答案 c<a<b解析f(2) = f( π-2) , f(3) = f( π- 3) ,因为 f ′(x) = 1+π ππcos x≥0,故f(x)在-2,2上是增函数,∵2 >π-2>1>π-3>0,∴f( π-2)>f(1)>f( π-3) ,即 c<a<b.2815.答案 f(x) =3x+3解析设函数 f(x) =ax+b(a ≠0) ,因为函数 f(x) 的图像过点(2,4) ,所以有 b=4-2a.∴1 f(x) d x= 1 (ax +4-2a) d x0 01 2 1 1=[ ax +(4 -2a)x] | 0=a+4-2a=1.2 22 8 2 8∴a=3. ∴b=3. ∴f(x) =3x+3.16. 答案21解析2 2∵y′=2x,∴过点( a k,a k)处的切线方程为y-a k=2a k( x1-a k),又该切线与 x 轴的交点为( a k+1,0),所以 a k+1=2a k,即数列{ a k}1是等比数列,首项a1=16,其公比q=2,∴ a3=4,a5=1,∴ a1+a3 +a5=21.17. 解析抛物线 y =x -x 2 与 x 轴两交点的横坐标为x 1=0,x 2=1,所以,抛物线与 x 轴所围图形面积 S = 12) d x =x 2 x 3 11 (x -x 2 -3 0=2-1 13=6.y =x -x 2,又 由此可得抛物线 y =x -x 2 与 y =kx 两交点的横y =kx ,S- 2 x 3 -坐标 x 3= , 4= - ,所以 = 1-k (x - x 2 kx) d x =1 k x - 1k -0 x 1 k 2 02313=6(1 -k) .3又 S = ,所以 (1 -k) 3=1,∴ k =1- 4.622118. 解析 (1) 由函数 f(x) =x4-4x3+ax2-1 在区间 [0,1] 单调递增,在区间 [1,2) 单调递减,∴x =1 时,取得极大值,∴ f ′(1) = 0.又 f ′(x) = 4x3-12x2+2ax ,∴4-12+2a = 0? a = 4.(2) 点 A(x0,f(x0)) 关于直线 x =1 的对称点 B 的坐标为 (2 -x0, f(x0)) ,f(2 -x0) =(2 -x0)4 -4(2 -x0)3 +4(2 -x0)2 -1= (2 -x0)2[(2 -x0) -2]2 -1= x 40-4x30+ ax20- 1=f(x0) ,∴A 关于直线 x =1 的对称点 B 也在函数 f(x) 的图像上.19.解析 f ′(x) =3x2+2ax+b.(1) 由极值点的必要条件可知:12-4a+b=0,f ′( - 2) =f ′(4) = 0,即48+8a+b=0,解得 a=- 3,b=- 24.或f ′(x) = 3x2+2ax+b=3(x +2)(x -4)=3x2-6x-24,也可得 a=- 3,b=- 24.(2) 由 f ′(x) = 3(x +2)(x -4) .当 x<- 2 时, f ′(x) > 0,当- 2<x<4 时, f ′(x) < 0. ∴x=- 2 是极大值点,而当x>4 时, f ′(x) > 0,∴x=4 是极小值点.20.解析 a≠0( 否则 f(x) =b 与题设矛盾 ) ,由f ′(x) = 3ax2-12ax=0 及 x∈[ - 1,2] ,得 x=0. (1) 当 a>0 时,列表:x ( -1,0) 0 (0,2)f ′(x) +0 -f(x) 增极大值 b 减由上表知, f(x) 在[ - 1,0] 上是增函数,f(x) 在[0,2] 上是减函数.则当 x=0 时, f(x) 有最大值,从而b=3.又f( -1) =- 7a+3,f(2) =- 16a+3,∵a>0,∴ f( -1) >f(2) .从而 f(2) =- 16a+3=- 29,得a=2.(2)当 a<0 时,用类似的方法可判断当 x=0 时 f(x) 有最小值.当x=2 时, f(x) 有最大值.从而 f(0) =b=- 29, f(2)=-16a-29=3,得a=- 2.综上, a= 2,b=3 或 a=- 2,b=- 29.21.解析 (1) 由题意得f′(x) = 3ax2+2x+b. 因此g( x) =f ( x) +f′(x)=ax3+(3 a+1) x2+( b+2) x+b.因为函数 g( x)是奇函数,所以g(-x)=- g( x),即对任意实数x,有 a(- x)3+(3 a+1)(-x)2+( b +2)( -x) +b=- [ ax3+(3 a+1) x2+( b+2) x+b] ,从而 3a+1=0,b=0,解得a=-1,b=0,因此f ( x) 的解析式为f ( x) =-x3+x2. 331(2)由(1) 知g( x) =-1x3+2x,所以g′(x) =-x2+2. 3令g′(x)=0,解得x1=-2,x2=2,则当x<-2或x> 2时,g′(x)<0,从而 g( x)在区间(-∞,-2],[ 2,+∞)上是减函数;当- 2<x< 2时,g′(x)>0 ,从而g( x) 在[ - 2, 2] 上是增函数.由前面讨论知, g( x)在区间[1,2] 上的最大值与最小值只能在x=1,2,2 时取得,而g(1)5=3,g( 2) =4 23,g(2)4=3. 因此g( x)在区间 [1,2] 上的最大值为g( 2) =4 2,最小值为3g(2)4=3.22. 分析解答本题,应先正确求出函数 f ( x)的导数f ′(x),再利用导数与函数的单调性、导数与极值、导数与最值等知识求解,并注意在定义域范围内求解.a 2 ax2+a-2解析 (1) f′(x) =ax+1-1+x 2=ax+1 1+x 2,∵f ( x)在 x=1处取得极值,2∴f ′(1)=0,即 a·1+a-2=0,解得 a=1.(2) f′(x) =ax2+a-22,ax+1 1+x∵x≥0, a>0,∴ ax+1>0.①当 a≥2时,在区间[0,+∞)上, f ′(x)>0,∴f( x)的单调增区间为[0,+∞).②当 0<a<2 时,由 f ′(x)>0,解得 x> 2-a a.由 f ′(x)<0,解得 x< 2-a a.∴f ( x)的单调减区间为(0, 2-a 2-a a ) ,单调增区间为 ( a,+∞ ) .(3) 当a≥2时,由 (2) ①知,f ( x) 的最小值为f (0) =1;当 0<a<2,由 (2) ②知,f ( x) 在x=2-aa 处取得最小值,且2-af ( a )< f (0) =1.综上可知,若 f ( x)的最小值为1,则 a 的取值范围是[2,+∞).。
高中数学选修2-2(人教B版)第一章导数及其应用1.2知识点总结含同步练习题及答案
′
解:(1)y ′ = (e3x+2 ) = e3x+2 ⋅ (3x + 2)′ = 3e3x+2 ; (2)y ′ = (ln(2x − 1))′ =
1 2 . ⋅ (2x − 1)′ = 2x − 1 2x − 1
2.利用导数求函数的切线方程 描述: 利用导数求函数的切线方程 步骤一:求出函数 y = f (x) 在点 x0 处的导数 f ′ (x0 ) ; 步骤二:根据直线方程的点斜式,得到切线方程为 y − f (x0 ) = f ′ (x0 )(x − x0 ). 例题: 求曲线 y = ex + 1 在 (0, 2) 处的切线方程. 解:因为 y = ex + 1,所以 y ′ = ex ,故曲线 y = ex + 1在 (0, 2)处的切线斜率为
解:(1)因为 y =
所以在点 P 处的切线的斜率等于 4 .所以在点 P 处的切线方程是
y−
即
8 = 4(x − 2), 3
12x − 3y − 16 = 0.
(2)设切点为 (x 0 , y 0 ),则由(1)知切线的斜率 k = x2 ,切线方程为 y − y 0 = x2 (x − x 0 ) . 0 0 又切线过点 P (2,
8 1 ) 且 (x0 , y 0 ) 在曲线 y = x3 上,所以 3 3 ⎧ ⎪ 8 − y = x2 (2 − x0 ), 0 0 ⎨3 1 ⎪ ⎩ y = x3 , ⎪ 0 3 0 − 3x2 + 4 = 0, x3 0 0
整理得
即
(x0 − 2)2 (x0 + 1) = 0.
高二数学选修2-2第一章 导数及其应用测试题及答案
(数学选修2-2) 第一章 导数及其应用一、选择题1.若()sin cos f x x α=-;则'()f α等于( ) A .sin α B .cos α C .sin cos αα+D .2sin α2.若函数2()f x x bx c =++的图象的顶点在第四象限;则函数'()f x 的图象是( )3.已知函数1)(23--+-=x ax x x f 在),(+∞-∞上是单调函数;则实数a 的取值范围是( )A .),3[]3,(+∞--∞B .]3,3[-C .),3()3,(+∞--∞D .)3,3(-4.对于R 上可导的任意函数()f x ;若满足'(1)()0x f x -≥;则必有( )A . (0)(2)2(1)f f f +< B. (0)(2)2(1)f f f +≤ C.(0)(2)2(1)f f f +≥ D. (0)(2)2(1)f f f +>5.若曲线4y x =的一条切线l 与直线480x y +-=垂直;则l 的方程为( )A .430x y --=B .450x y +-=C .430x y -+=D .430x y ++= 6.函数)(x f 的定义域为开区间),(b a ;导函数)(x f '在),(b a 内的图象如图所示; 则函数)(x f 在开区间),(b a 内有极小值点( )abxy)(x f y ?=OA .1个B .2个C .3个D .4个二、填空题1.若函数2f xx x c 在2x =处有极大值;则常数c 的值为_________;2.函数x x y sin 2+=的单调增区间为 。
3.设函数())(0)f x ϕϕπ=+<<;若()()f x f x '+为奇函数;则ϕ=__________ 4.设321()252f x x x x =--+;当]2,1[-∈x 时;()f x m <恒成立;则实数m 的 取值范围为 。
高二数学 人教A版选修2-2习题 第1章 导数及其应用1.2.2 Word版含答案
选修2-2 第一章 1.2 1.2.2一、选择题1.若f (x )=sin π3-cos x ,则f ′(α)等于( )A .Sin αB .Cos αC .sin π3+cos αD .cos π3+sin α[答案] A[解析] ∵f (x )=sin π3-cos x ,∴f ′(x )=sin x , ∴f ′(α)=sin α,故选A.2.设函数f (x )=x m +ax 的导数为f ′(x )=2x +1,则数列{1f (n )}(n ∈N *)的前n 项和是( )A.n n +1 B .n +2n +1 C.nn -1 D .n +1n[答案] A[解析] ∵f (x )=x m +ax 的导数为f ′(x )=2x +1, ∴m =2,a =1,∴f (x )=x 2+x , ∴f (n )=n 2+n =n (n +1),∴数列{1f (n )}(n ∈N *)的前n 项和为:S n =11×2+12×3+13×4+…+1n (n +1)=⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎫1n -1n +1=1-1n +1=nn +1,故选A.3.已知二次函数f (x )的图象如图所示,则其导函数f ′(x )的图象大致形状是( )[答案] B[解析] 依题意可设f (x )=ax 2+c (a <0,且c >0),于是f ′(x )=2ax ,显然f ′(x )的图象为直线,过原点,且斜率2a <0,故选B.4.已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且满足f (x )=2xf ′(e)+ln x ,则f ′(e)=( )A .e-1B .-1C .-e -1D .-e[答案] C[解析] ∵f (x )=2xf ′(e)+ln x , ∴f ′(x )=2f ′(e)+1x,∴f ′(e)=2f ′(e)+1e ,解得f ′(e)=-1e,故选C.5.曲线y =x sin x 在点⎝⎛⎭⎫-π2,π2处的切线与x 轴、直线x =π所围成的三角形的面积为( )A.π22 B .π2 C .2π2 D .12(2+π)2[答案] A[解析] 曲线y =x sin x 在点⎝⎛⎭⎫-π2,π2处的切线方程为y =-x ,所围成的三角形的顶点为O (0,0),A (π,0),C (π,-π),∴三角形面积为π22.6.已知f (x )=log a x (a >1)的导函数是f ′(x ),记A =f ′(a ),B =f (a +1)-f (a ),C =f ′(a +1),则( )A .A >B >C B .A >C >B C .B >A >CD .C >B >A [答案] A[解析] 记M (a ,f (a )),N (a +1,f (a +1)),则由于B =f (a +1)-f (a )=f (a +1)-f (a )(a +1)-a ,表示直线MN 的斜率,A =f ′(a )表示函数f (x )=log a x 在点M 处的切线斜率;C =f ′(a +1)表示函数f (x )=log a x 在点N 处的切线斜率.所以,A >B >C . 二、填空题7.已知f (x )为偶函数,当x ≤0时,f (x )=e -x -1-x ,则曲线y =f (x )在点(1,2)处的切线方程是__________________.[答案] y =2x[解析] 当x >0时,-x <0,则f (-x )=e x -1+x .又f (x )为偶函数,所以f (x )=f (-x )=e xe+x ,所以当x >0时,f ′(x )=e x -1+1,则曲线y =f (x )在点(1,2)处的切线的斜率为f ′(1)=2,所以切线方程为y -2=2(x -1),即y =2x .8.设函数f (x )=cos(3x +φ)(0<φ<π),若f (x )+f ′(x )是奇函数,则φ=________.[答案] π6[解析] f ′(x )=-3sin(3x +φ), f (x )+f ′(x )=cos(3x +φ)-3sin(3x +φ) =2sin ⎝⎛⎭⎫3x +φ+5π6. 若f (x )+f ′(x )为奇函数,则f (0)+f ′(0)=0, 即0=2sin ⎝⎛⎭⎫φ+5π6,∴φ+5π6=k π(k ∈Z ). 又∵φ∈(0,π),∴φ=π6.9.已知直线y =2x -1与曲线y =ln(x +a )相切,则a 的值为________.[答案] 12ln2[解析] ∵y =ln(x +a ),∴y ′=1x +a ,设切点为(x 0,y 0),则y 0=2x 0-1,y 0=ln(x 0+a ),且1x 0+a=2,解之得a =12ln2.三、解答题10.求下列函数的导数:(1)y =x (x 2+1x +1x 3);(2)y =(x +1)(1x -1);(3)y =sin 4x 4+cos 4x4;(4)y =1+x 1-x +1-x 1+x.[解析] (1)∵y =x ⎝⎛⎭⎫x 2+1x +1x 3=x 3+1+1x 2, ∴y ′=3x 2-2x 3.(2)∵y =(x +1)⎝⎛⎭⎫1x -1=-x 12+x -12,∴y ′=-12x -12-12x -32=-12x ⎝⎛⎭⎫1+1x . (3)∵y =sin 4x 4+cos 4x4=⎝⎛⎭⎫sin 2x 4+cos 2x 42-2sin 2x 4cos 2x4=1-12sin 2x 2=1-12·1-cos x 2=34+14cos x ,∴y ′=-14sin x .(4)∵y =1+x 1-x +1-x 1+x =(1+x )21-x +(1-x )21-x=2+2x 1-x =41-x-2, ∴y ′=⎝⎛⎭⎫41-x -2′=-4(1-x )′(1-x )2=4(1-x )2.一、选择题1.设曲线y =ax -ln(x +1)在点(0,0)处的切线方程为y =2x ,则a =( )A .0B .1C .2D .3[答案] D[解析] 本题考查导数的基本运算及导数的几何意义.令f (x )=ax -ln(x +1),∴f ′(x )=a -1x +1.∴f (0)=0,且f ′(0)=2.联立解得a =3,故选D.2.设f 0(x )=sin x ,f 1(x )=f 0′(x ),f 2(x )=f 1′(x ),…,f n +1(x )=f n ′(x ),n ∈N ,则f 2017(x )等于( )A .Sin xB .-sin xC .cos xD .-cos x[答案] C[解析] f 0(x )=sin x ,f 1(x )=f 0′(x )=(sin x )′=cos x , f 2(x )=f 1′(x )=(cos x )′=-sin x , f 3(x )=f 2′(x )=(-sin x )′=-cos x , f 4(x )=f 3′(x )=(-cos x )′=sin x ,∴4为最小正周期,∴f 2017(x )=f 1(x )=cos x .故选C. 二、填空题3.设曲线y =e x 在点(0,1)处的切线与曲线y =1x (x >0)上点P 处的切线垂直,则P 的坐标为________.[答案] (1,1)[解析] 设f (x )=e x ,则f ′(x )=e x ,所以f ′(0)=1,因此曲线f (x )=e x 在点(0,1)处的切线方程为y -1=1×(x -0),即y =x +1;设g (x )=1x (x >0),则g ′(x )=-1x 2,由题意可得g ′(x P )=-1,解得x P =1,所以P (1,1).故本题正确答案为(1,1).4.等比数列{a n }中,a 1=2,a 8=4,函数f (x )=x (x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8),则f ′(0)=________.[答案] 212[解析] f ′(x )=x ′·[(x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8)]+[(x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8)]′·x =(x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8)+[(x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8)]′·x ,所以f ′(0)=(0-a 1)(0-a 2)…(0-a 8)+[(0-a 1)(0-a 2)…(0-a 8)]′·0=a 1a 2…a 8. 因为数列{a n }为等比数列,所以a 2a 7=a 3a 6=a 4a 5=a 1a 8=8,所以f ′(0)=84=212. 三、解答题5.偶函数f (x )=ax 4+bx 3+cx 2+dx +e 的图象过点P (0,1),且在x =1处的切线方程为y =x -2,求y =f (x )的解析式.[解析] ∵f (x )的图象过点P (0,1),∴e =1. 又∵f (x )为偶函数,∴f (-x )=f (x ).故ax 4+bx 3+cx 2+dx +e =ax 4-bx 3+cx 2-dx +e . ∴b =0,d =0.∴f (x )=ax 4+cx 2+1.∵函数f (x )在x =1处的切线方程为y =x -2,∴切点为(1,-1).∴a +c +1=-1. ∵f ′(x )|x =1=4a +2c ,∴4a +2c =1. ∴a =52,c =-92.∴函数y =f (x )的解析式为f (x )=52x 4-92x 2+1.6.已知f (x )=13x 3+bx 2+cx (b ,c ∈R ),f ′(1)=0,x ∈[-1,3]时,曲线y =f (x )的切线斜率的最小值为-1,求b ,c 的值.[解析] f ′(x )=x 2+2bx +c =(x +b )2+c -b 2, 且f ′(1)=1+2b +c =0.①(1)若-b ≤-1,即b ≥1,则f ′(x )在[-1,3]上是增函数,所以f ′(x )min =f ′(-1)=-1, 即1-2b +c =-1.②由①②解得b =14,不满足b ≥1,故舍去.(2)若-1<-b <3,即-3<b <1,则f ′(x )min =f ′(-b )=-1, 即b 2-2b 2+c =-1.③由①③解得b =-2,c =3或b =0,c =-1.(3)若-b ≥3,即b ≤-3,则f ′(x )在[-1,3]上是减函数, 所以f ′(x )min =f ′(3)=-1, 即9+6b +c =-1.④由①④解得b =-94,不满足b ≤-3,故舍去.综上可知,b =-2,c =3或b =0,c =-1.。
【高二】选修2 2第一章 导数及其应用测试题及答案
【高二】选修2 2第一章导数及其应用测试题及答案【高二】选修2-2第一章导数及其应用测试题及答案(数学选修2-2)第一章导数及其应用一、1.如果是,则等于()a.b.c.d.2.如果函数图像的顶点位于第四象限,则函数图像为()3.已知函数在上是单调函数,则实数的值范围为()a.b.c、 d。
4.对于上可导的任意函数,若满足,则必有()a、 b。
c.d.5.如果曲线的一条切线与直线垂直,则方程为()a.b.c.d.6.函数的定义域是一个开区间,包含导数函数的图像如图所示,则函数在开区间内有极小值点()a、一个b.个c、一个d.个2、头衔1.若函数在处有极大值,则常数的值为_________;2.函数的单调递增区间为。
3.设函数,若为奇函数,则=__________4.假设此时常数成立,则实数为取值范围为。
5.对于正整数,将切线与曲线处轴的交点的纵坐标设置为数列的前项和的公式是三、回答问题1.求函数的导数。
2.找到函数的值范围。
3.已知函数在与时都取得极值(1)函数的值与单调区间(2)若对,不等式恒成立,求的取值范围。
4.已知是否有实数满足以下两个条件:(1)它是上的减函数和上的增函数;(2)的最小值是,如果存在,找到它,如果不存在,解释原因(数学选修2-2)第一章导数及其应用参考答案一、ww1.a2.a对称轴,直线过第一、三、四象限3.B成立于横城,4.c当时,,函数在上是增函数;当时,,在上是减函数,故当时取得最小值,即有不得不5.a与直线垂直的直线为,即在某一点的导数为,而,所以在处导数为,此点的切线为6.A最小值点应先减小后增大,即二、题1.在以下情况下取最小值:2.对于任何实数都成立3.要使为奇函数,需且仅需,即:。
再一次,所以只能如此。
4.时,5.,令,求出切线与轴交点的纵坐标为,所以,则数列的前项和三、回答问题1.解:。
2.解:函数的定义域为,在那个时候,也就是函数的增加间隔,在那个时候,所以值域为。
高二数学 人教A版选修2-2习题 第1章 导数及其应用1.2.1 Word版含答案
选修2-2 第一章 1.2 1.2.1一、选择题1.双曲线y =1x 在点(2,12)的切线方程是( ) A.14x +y =0 B.14x -y =0 C.14x +y +1=0 D .14x +y -1=0 [答案] D[解析] ∵y =1x 的导数为y ′=-1x 2, ∴曲线y =1x 在点(2,12)处的切线斜率k =-14, ∴切线方程是y -12=-14(x -2), 化简得,14x +y -1=0,故选D. 2.已知f (x )=x 3,则f ′(2)=( )A .0B .3x 2C .8D .12[答案] D[解析] ∵f ′(x )=3x 2,∴f ′(2)=3×22=12,故选D.3.已知f (x )=x α,若f ′(-1)=-2,则α的值等于( )A .2B .-2C .3D .-3 [答案] A[解析] 若α=2,则f (x )=x 2,∴f ′(x )=2x ,∴f ′(-1)=2×(-1)=-2适合条件.故应选A.4.一个物体的运动方程为s (t )=1-t +t 2,其中s 的单位是米,t 的单位是秒,那么物体在3秒末的瞬时速度是( )A .7米/秒B .6米/秒C .5米/秒D .8米/秒 [答案] C[解析] v (t )=s ′(t )=-1+2t ,∴v (3)=-1+2×3=5(米/秒),故选C.5.曲线y =13x 3在x =1处切线的倾斜角为( ) A .1 B .-π4 C.π4D .5π4[答案] C[解析] ∵y =13x 3,∴y ′|x =1=1,∴切线的倾斜角α满足tan α=1,∵0≤α<π,∴α=π4.6.设f (x )为可导函数,且满足lim x →0f (1)-f (1-x )2x =-1,则过曲线y =f (x )上点(1,f (1))处的切线斜率为( )A .2B .-1C .1D .-2 [答案] D[解析] 由导数的定义知lim x →0 f (1)-f (1-x )2x=12lim x →0 f (1)-f (1-x )x =12lim -x →0 f (1-x )-f (1)-x=12f ′(1)=-1. 二、填空题7.已知①y =f (x ),②y =g (x ),③y =h (x )都是路程y 关于时间x 的函数,且f ′(x )=1,g ′(x )=2,h ′(x )=3,则运动速度最快的是________(填序号).[答案] ③[解析] 由导数的几何意义知,y =f (x )的瞬时速度为1,y =g (x )的瞬时速度为2,y =h (x )的瞬时速度为3,且都是匀速运动,故最快的是③.8.若曲线y =x 3的某一切线与直线y =12x +6平行,则切点坐标是________.[答案] (2,8)或(-2,-8)[解析] 设切点坐标为(x 0,x 30),因为y ′=3x 2,所以切线的斜率k =3x 20,又切线与直线y =12x +6平行,所以3x 20=12,解得x 0=±2,故切点为(2,8)或(-2,-8).9.若曲线y =x 在点P (a ,a )处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积为2,则实数a 的值是________.[答案] 4[解析] y ′=12x ,切线方程为y -a =12a(x -a ), 令x =0得,y =a 2,令y =0得,x =-a , 由题意知12·a 2·a =2,∴a =4. 三、解答题10.求与曲线y =f (x )=3x 2在点P (8,4)处的切线垂直,且过点(4,8)的直线方程.[解析] 因为y =3x 2,所以y ′=(3x 2)′=(x 23)′=23x -13.所以f ′(8)=23×8-13=13,即曲线在点P (8,4)处的切线的斜率为13.所以适合条件的直线的斜率为-3.从而适合条件的直线方程为y -8=-3(x -4),即3x +y -20=0.一、选择题1.已知曲线y =x 3-1与曲线y =3-12x 2在x =x 0处的切线互相垂直,则x 0的值为( ) A.33 B .333C. 3 D .393[答案] D[解析] 由导数的定义容易求得,曲线y =x 3-1在x =x 0处切线的斜率k 1=3x 20,曲线y =3-12x 2在x =x 0处切线的斜率为k 2=-x 0,由于两曲线在x =x 0处的切线互相垂直,∴3x 20·(-x 0)=-1,∴x 0=393,故选D. 2.曲线y =3x 上的点P (0,0)处的切线方程为( )A .y =-xB .x =0C .y =0D .不存在 [答案] B[解析] ∵y =3x ,∴Δy =3x +Δx -3x=x +Δx -x(3x +Δx )2+3x (x +Δx )+(3x )2=Δx(3x +Δx )2+3x (x +Δx )+(3x )2,∴Δy Δx =1(3x +Δx )2+3x (x +Δx )+(3x )2, ∴y ′=lim Δx →0Δy Δx =13x 23. ∴曲线在点P (0,0)处切线的斜率不存在,∴切线方程为x =0.二、填空题3.已知函数f (x )=ax 3+x +1的图象在点(1,f (1))处的切线过点(2,7),则a =________.[答案] 1[解析] 因为f (x )=ax 3+x +1,所以f (1)=a +2,f ′(x )=3ax 2+1,f ′(1)=3a +1,所以在点(1,f (1))处的切线方程为y -(a +2)=(3a +1)(x -1),又因为切线过点(2,7),所以7-(a +2)=(3a +1)×(2-1),解之得a =1.4.函数y =x 2(x >0)的图象在点(a k ,a 2k )处的切线与x 轴的交点的横坐标为a k +1,其中k ∈N *,若a 1=16,则a 1+a 3+a 5的值是________.[答案] 21[解析] ∵y ′=2x ,∴在点(a k ,a 2k )的切线方程为y -a 2k =2a k (x -a k ),又该切线与x 轴的交点为(a k +1,0),所以a k +1=12a k ,即数列{a k }是等比数列,首项a 1=16,其公比q =12,∴a 3=4,a 5=1,∴a 1+a 3+a 5=21.三、解答题5.已知曲线C :y =1t -x经过点P (2,-1),求 (1)曲线在点P 处的切线的斜率.(2)曲线在点P 处的切线的方程.(3)过点O (0,0)的曲线C 的切线方程.[解析] (1)将P (2,-1)代入y =1t -x中得t =1, ∴y =11-x. ∴Δy Δx =f (x +Δx )-f (x )Δx =11-(x +Δx )-11-x Δx=1(1-x -Δx )(1-x ), ∴lim Δx →0 Δy Δx =1(1-x )2, ∴曲线在点P 处切线的斜率为k =y ′|x =2=1(1-2)2=1. (2)曲线在点P 处的切线方程为y +1=1×(x -2),即x -y -3=0.(3)∵点O (0,0)不在曲线C 上,设过点O 的曲线C 的切线与曲线C 相切于点M (x 0,y 0),则切线斜率k =y 0x 0=1(1-x 0)2,由于y 0=11-x 0,∴x 0=12,∴切点M (12,2),切线斜率k =4,切线方程为y -2=4(x -12),即y =4x . 6.求曲线y =1x与y =x 2在它们交点处的两条切线与x 轴所围成的三角形的面积.[解析] 两曲线方程联立得⎩⎪⎨⎪⎧ y =1x ,y =x 2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1.∴k 1=-1x2|x =1=-1,k 2=2x |x =1=2, ∴两切线方程为x +y -2=0,2x -y -1=0,所围成的图形如图所示.∵两直线与x 轴交点分别为(2,0),(12,0). ∴S =12×1×⎝⎛⎭⎫2-12=34.。
(完整版)数学选修2-2练习题及答案
目录:数学选修2-2第一章 导数及其应用 [基础训练A 组] 第一章 导数及其应用 [综合训练B 组] 第一章 导数及其应用 [提高训练C 组] 第二章 推理与证明 [基础训练A 组] 第二章 推理与证明 [综合训练B 组]第二章 推理与证明 [提高训练C 组] 第三章 复数 [基础训练A 组] 第三章 复数 [综合训练B 组]第三章 复数 [提高训练C 组](数学选修2-2)第一章 导数及其应用[基础训练A 组]一、选择题1.若函数()y f x =在区间(,)a b 内可导,且0(,)x a b ∈则000()()limh f x h f x h h→+--的值为( )A .'0()f xB .'02()f xC .'02()f x - D .02.一个物体的运动方程为21t t s +-=其中s 的单位是米,t 的单位是秒, 那么物体在3秒末的瞬时速度是( ) A .7米/秒 B .6米/秒 C .5米/秒 D .8米/秒 3.函数3yx x 的递增区间是( )A .),0(+∞B .)1,(-∞C .),(+∞-∞D .),1(+∞4.32()32f x ax x =++,若'(1)4f -=,则a 的值等于( )A .319 B .316C .313 D .310 5.函数)(x f y =在一点的导数值为0是函数)(x f y =在这点取极值的( )A .充分条件B .必要条件C .充要条件D .必要非充分条件6.函数344+-=x x y 在区间[]2,3-上的最小值为( )A .72B .36C .12D .0二、填空题1.若3'0(),()3f x x f x ==,则0x 的值为_________________;2.曲线x x y 43-=在点(1,3)- 处的切线倾斜角为__________; 3.函数sin xy x=的导数为_________________; 4.曲线x y ln =在点(,1)M e 处的切线的斜率是_________,切线的方程为_______________; 5.函数5523--+=x x x y 的单调递增区间是___________________________。
新课标高二数学选修2-2第一章导数及其应用测试题(含答案)
新课标⾼⼆数学选修2-2第⼀章导数及其应⽤测试题(含答案)新课改⾼⼆数学选修2-2第⼀章导数及其应⽤测试题第Ⅰ卷(选择题,共40分)⼀、选择题(本⼤题共10⼩题,每⼩题4分,共40分)1.设xx y sin 12-=,则='y ().A .x x x x x 22sin cos )1(sin 2---B .xx x x x 22sin cos )1(sin 2-+- C .x x x x sin )1(sin 22-+- D .xx x x sin )1(sin 22---2.设1ln )(2+=x x f ,则=)2('f ().A .54 B .52 C .51 D .53 3.已知2)3(',2)3(-==f f ,则3)(32lim3--→x x f x x 的值为().A .4-B .0C .8D .不存在 4.曲线3x y =在点)8,2(处的切线⽅程为().A .126-=x yB .1612-=x yC .108+=x yD .322-=x y 5.满⾜()()f x f x '=的函数是A . f (x )=1-x B. f (x )=x C . f (x )=0D . f (x )=16.曲线34y x x =-在点(-1,-3)处的切线⽅程是A . 74y x =+ B. 72y x =+ C. 4y x =- D. 2y x =-7.若关于x 的函数2m n y mx -=的导数为4y x '=,则m n +的值为 A. -4 B. 1- C. D . 48.设ln y x x =-,则此函数在区间(0,1)内为A .单调递增, B.有增有减 C.单调递减, D.不确定 9.函数3()31f x x x =-+在闭区间[-3,0]上的最⼤值、最⼩值分别是A . 1,-1 B. 3,-17 C. 1,-17 D. 9,-1910.函数)(x f 的定义域为开区间),(b a ,导函数)(x f '在),(b a 内的图象如图所⽰,则函数)(x f 在开区间),(b a 内有极⼩值点 A 1个B 2个C 3个D 4个第Ⅱ卷(⾮选择题,共60分)⼆、填空题(每⼩题5分,共15分。
第一章导数及其应用单元测试_A———高中数学选修2-2
第一章导数及其应用单元测试(A)参考答案
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一、选择题(共 12 小题,每小题 5 分,共 60 分) 题号 1 2 3 4 5 6 答案 C A D A C B
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21. (本小题满分 12 分)已知函数 f ( x) = x - 3 x.
3
(1)求曲线 y = f ( x ) 在点 x = 2 处的切线方程; (2)若过点 A(1, m) ( m ¹ -2) 可作曲线 y = f ( x ) 的三条切线,求实数 m 的取值范围.
a2 , g ( x ) = x + ln x ,其中 a > 0 . 22. (本小题满分14分)已知函数 f ( x ) = x + x (1)若 x = 1 是函数 h ( x ) = f ( x ) + g ( x ) 的极值点,求实数 a 的值;
第一章导数及其应用单元测试(A)
一、选择题(共 12 小题,每小题 5 分,共 60 分) 1. f ( x) = x , f '( x0 ) = 6 ,则 x0 = (
3
) D. ±1
b
A. 2 2.设连续函数
B. - 2
C. ± 2
f ( x) > 0 ,则当 a < b 时,定积分 òa f ( x )dx 的符号
2 3 21.解(1) f ¢( x ) = 3 x - 3, f ¢(2) = 9, f (2) = 2 - 3 ´ 2 = 2
………………………2 分
高考理科数学(选修2-2) 第一章导数及其应用 本章达标测评【含答案】
第一章本章达标测评一、单选题1.一个物体的运动方程为s(t)= 1-t+t ²,其中s 的单位是米,t 的单位是秒,那么物体在4秒末的瞬时速度是 ( ) A .5米/秒 B.6米/秒 C .7米/秒 D .8米/秒 2.下列求导运算正确的是 ( ) A .B .C .(χ²cos χ)’=-2χsin χD .3.已知函数f(χ)=2In 3χ+8χ+1,则值为 ( )A.10 B .-10 C.-20 D .20 4.若,则实数a 等于 ( )A.-1B.1 C . D . 5.已知函数,χ∈R ,若f(χ)+9≥0恒成立,则实数m 的取值范围是 ( ) A .B . C.D .6.已知函数为偶函数,若曲线y=f(χ)的一条切线的斜率为,则切点的横坐标等于 ( )χχ=)'n 11(1)'e (+=x e x x 211)'1(x x x -=+xf x f oim∆-∆-→∆)1()21(l χ⎰=+2π02)cos (sin dx x a x 3-3mx x x f 332421)(+-=23≥m 23>m 23≤m 23<m x ae x e x f -+=)(23A .In 2B .21n 2C .2D . 7.已知函数是函数的导函数,则的图象大致是 ( )8.若曲线y=In (χ+a )的一条切线为y=e χ+b ,其中a ,b 为正实数,则的取值范围是 ( )A .B . C. D .[2,e)9.若函数χ在(1,+∞)上为增函数,则实数a 的取值范围是( )A.(1,+∞)B.[1,+∞)C.(-∞ ,1)D.(-∞,1] 10.若a>2,则方程在(0,2)上恰好有 ( )A .0个根B .1个根C .2个根D .3个根2xf x x x f ',cos 241)(+=)(x f )('x f 2++b ea ),22(+∞+ee [)+∞,e [)+∞,2na x x f 1221)(-=012331=+-ax x11.若函数,且0<χ₁<χ₂<1,设,,则a,b 的大小关系是( )A .a>bB .a<bC .a=bD .a 、b 的大小不能确定12.设函数f ’(χ)是函数f(χ)(χ∈ R)的导函数,若f(χ)-f( -χ)= 2χ³,且当x>0时,f ’(χ)>3χ²,则不等式f(χ)-f(χ-1)>3χ²-3χ+1的解集为 ( )A .(-∞,2)B .C .D .(2,+∞)二.填空题13.若曲线y=a χ²-1n(x+1)在点(1,b)处的切线平行于x 轴,则a=____. 14.定义1:若函数f(χ)在区间D 上可导,即f ’(χ)存在,且导函数f ’(χ)在区间D 上也可导,则称函数f(χ)在区间D 上存在二阶导数,记作f ’(χ),即f ’(χ)=[f ’(χ)]’.定义2:若函数f(χ)在区间D 上的二阶导数恒为正,即f ’(χ)>0恒成立,则称函数f(χ)在区间D 上为凹函数. 已知函数f(χ)=χ³-+1在区间D 上为凹函数,则χ的取值范围是_________ .15.要数一个圆锥形漏斗,其母线的长为20 cm ,要使体积最大,则高为____. 16.函数y=χ²(χ>0)的图象在点(,a )处的切线与χ轴的交点的横坐标为,其中k ∈N*,若a ₁=16,则a ₁+a ₃+a ₅,的值是_______三.解答题x x x f sin )(=11sin xx a =22sin x x b =),21(+∞)21,(-∞223x k a2k1+k a17.已知函数.(1)求函数在区间[1,e]上的最大值、最小值;(2)求证:在区间[1,+∞)上,函数的图象在函数的图象的下方.18.设函数=(1)讨论函数的单调性;(2)若函数在区间(-1,1)内单调递增,求k 的取值范围.19.已知函数=χIn χ,g (χ)=(-χ²+a χ-3)(a 为实数). (1)当a=5时,求函数y=g (χ)的图象在χ=1处的切线方程;(2)若关于x 的方程g(χ)=在上有两个不相等的实数根,求实数anxx x f 1221)(+=)(x f )(x f 332)(x x g =)(x f )0(≠k kx xe )(x f )(x f )(x f xe )(2xf x e ⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e ,1的取值范围.20.设=xIn χ-a χ²+(2a-1)χ,a ∈R . (1)令g (χ)=,讨论g(χ)的单调性;(2)已知在χ=1处取得极大值,求实数a 的取值范围.21.经过多年的运作,“双十一”抢购活动已经成为整个电商行业的大型集体促销盛宴,为庆祝“双十一”网购狂欢节,某厂商决定对网上所售产品进行促销.经调查测算,该促销产品在“双十一”的销售量P (万件)与促销费用菇(万元)满足(其中0<χ≤a ,a 为正常数).已知生产该批产品P 万件还需投入成本( 10+2P)万元(不含促销费用),产品的销售价格定为元/件,假定厂)(x f )('x f )(x f 123+-=x p )204(p+家的生产能力完全能满足市场的销售需求.(1)将该产品的利润,y (万元)表示为关于促销费用χ(万元)的函数; (2)促销费用为多少万元时,厂家的利润最大?22.已知函数=χ³+(1-a )χ²-a(a+2)x+b ,a ,b ∈R. (1)若函数在区间(-1,1)上不单调,求a 的取值范围; (2)令,若对任意χ₁∈[-1,1],存在χ₂∈[0,2],使得f ’(χ₁) +2aχ₁=g(χ₂)成立,求a 的取值范围.第一章本章达标测评 一、选择题1.C 由题知s ’(t)= - 1+2t ’s ’(4)=7,故选C .2.DA 项,;)(x f )(x f 31619)(-=x x g 2)1(1)'11(nx x nx -=B 项,C 项,D 正确,故选D . 3.C,,故选C .4.B ,=0-(-1)+a=2,a=1,故选B .5.A,f ’(χ)=2χ³-6χ²,令,f ’(χ)=0,得χ=0或χ=3. 易知χ=3是函数的最小值点,所以函数f(χ)的最小值为f( 3)= 3m-.因为不等式f(χ)+9≥0恒成立,即f(χ)≥-9恒成立,所以3m-≥-9,解得m ≥,故选A .6.A 因为f(χ)是偶函数,所以f(χ)=f(-x ),即 ,解得a=1.所以f(χ)=,所以f ’(χ)=,设切点的横坐标为χₒ,则.设t=,则,解得t=2,即,所以χₒ=In 2,故选A .x xe x e x xe +=)'(x x x x x x sin 2cos 2)'cos 2(-=836)('+=x x f 20)1('22)1()21(0lim 2)1()21(0lim-=-∆--∆-→∆-=∆-∆-→∆f x f x f x x f x f x ⎰=+202)cos (sin πdx x a x 2020sin 2020)cos (cos sin ππππ⎰⎰+-=+xa x xds a xdx 22722723)(x ae x ae x e --+-+x e x e -+x e x e --230)0('0=--=x e x e x f )0(0>t x e 231==t t 20=x e7.A 由于f(χ)=,f ’(χ)= ,f ’(-χ)=-f ’(χ),故f ’(χ)为奇函数,其图象关于原点对称, 排除B 和D ,又当时,排除C .故选A .8.C 由题意得,设切点为(χₒ,y ₒ),则有解得b=ae-2,b>0,,,当且仅当a=1时,等号成立,故选C .9.D 由题意知f ’(χ)=。
高二数学选修2-2导数及其应用测试题(含答案)(可编辑修改word版)
x 2 + 1 1 高二数学选修 2-2 导数及其应用测试题一、 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,请将所选答案写在答题卡上)1 - x2 1. 设 y = sin x,则 y ' = ().- 2x sin x - (1 - x 2 ) cos xA .sin 2x - 2x sin x + (1 - x 2 )-2x sin x + (1 - x 2 ) cos xB .sin 2 x - 2x sin x - (1 - x 2 )C.D .sin xsin x2.设 f (x ) = ln ,则 f '(2) = ( ).4 2 13 A.B .C .D .55552x - 3 f (x ) 3.已知 f (3) = 2, f '(3) = -2 ,则limx →3x - 3的值为( ).A. - 4B. 0C . 8D .不存在4. 曲线 y = x 3 在点(2,8) 处的切线方程为( ).A . y = 6x - 12 C . y = 8x + 10B . y = 12x - 16 D . y = 2x - 325. 已知函数 f (x ) = ax 3 + bx 2+ cx + d 的图象与 x 轴有三个不同交点(0,0),(x ,0), (x ,0) ,且 f (x ) 在 x = 1, x = 2 时取得极值,则 x 1 ⋅ x 2 的值为( )A .4B .5C .6D .不确定6. 在 R 上的可导函数 f (x ) =1 x 3 + 1 ax 2+ 2bx + c ,当 x ∈ (0,1) 取得极大值,当 x ∈ (1,2) 3 2b - 2取得极小值,则的取值范围是( ).a - 1A. ( 1 4,1)B. ( 1 2,1)C. (- 1 , 1 )2 4D. (- 1 , 1 )2 27.函数 f (x ) = 1 e x(sin x + cos x ) 在区间 2 [0, ]的值域为( ).2A .[ 1, 2 1e 2 ]2B . ( 1 , 1 2 2e 2 )C .[1, e 2 ]D . (1, e 2)23 4V a42 n8.积分⎰-a a 2-x2dx=().A.1a24x 2 y 2B.1a22C.a2D.2a29.由双曲线-a 2b 2积为()= 1,直线y =b, y =-b 围成的图形绕y 轴旋转一周所得旋转体的体A.8ab23B.8a2b3C.4a2b3D.4ab2310.由抛物线y 2= 2x 与直线y =x - 4 所围成的图形的面积是().38 16A.18 B.C.D .163 311.设底面为等边三角形的直棱柱的体积为V ,则其表面积最小时,底面边长为().A.3V B.32V C.D.23V12.某人要剪一个如图所示的实心纸花瓣,纸花瓣的边界由六段全等的正弦曲线弧y = sin x(0 ≤x ≤) 组成,其中曲线的六个交点正好是一个正六边形的六个顶点,则这个纸花瓣的面积为().A.6 + 3 32B.12 +3 3 22C.6+2D.6 +3 3 22第Ⅱ卷(非选择题,共90 分)二、填空题(每小题4 分,共16 分。
人教A版选修2-2第一章导数及其应用单元测试试卷(导数的应用,定积分,微积分基本定理)含答案
高二数学第一章单元测试试题(满分150分 时间 120分钟) (导数的应用,定积分,微积分基本定理)一、选择题(每小题5分)1.()220310x k dx +=⎰,则k =( )A .1B .2C .3D .42.已知()60cos 1x t dx π-=⎰,则常数t 的值为()A .3π-B .1π-C .32π-D .52π-3.下列关于积分的结论中不正确的是( ) A .11cos d 0x x x -=⎰B .111sin d 2sin d x x x x x x -=⎰⎰C .若()f x 在区间[],a b 上恒正,则()d 0ba f x x >⎰D .若()d 0ba f x x >⎰,则()f x 在区间[],ab 上恒正4.若220a x dx =⎰,230b x dx =⎰,2sin c xdx =⎰,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .c a b <<B .a b c <<C .c b a <<D .a c b <<5.设[](]2,0,1,(){1,1,e x x f x x x∈=∈(其中为自然对数的底数),则0()ef x dx ⎰的值为( )A .43B .54C .65D .6.函数()3234f x x x =+-的零点个数为( )A .0B .1C .2D .37.某公司生产一种产品,固定成本为20000元,每生产一单位的产品,成本增加100元,若总收入R 与年产量()0390x x ≤≤的关系是()3400900x R x x =-+,0390x ≤≤,则当总利润最大时,每年生产的产品单位数是( )A .150B .200C .250D .3008.已知,由抛物线2y x =、x 轴以及直线1x =所围成的曲边区域的面积为S.如图可以通过计算区域内多个等宽的矩形的面积总和来估算S.所谓“分之弥细,所失弥少”,这就是高中课本中的数列极限的思想.由此可以求出S 的值为( ) A .12B .13C .14D .259.用S 表示图中阴影部分的面积,若有6个对面积S 的表示,如图所示,()caS f x dx =⎰①;()caS f x dx =⎰②;()c a S f x dx =⎰③;()()b ca bS f x dx f x dx =-⎰⎰④;()()c b baS f x dx f x dx =-⎰⎰⑤;()()b cabS f x dx f x dx =-⎰⎰⑥.则其中对面积S 的表示正确序号的个数为( )A .2B .3C .4D .510.函数f (x )1lnxx =+的图象大致是( ) A . B . C . D .11.已知函数()22f x ax x a =-+,对[]1,2x ∀∈都有()0f x ≤成立,则实数a 的取值范围是( ) A .(],0-∞B .4,5⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦C .(],1-∞D .[]1,0-12.设函数()(21)xf x e x ax a =--+,其中1a < ,若存在唯一的整数0x ,使得0()0f x <,则a 的取值范围是( )A .3,12e ⎡⎫-⎪⎢⎣⎭B .33,2e 4⎡⎫-⎪⎢⎣⎭C .33,2e 4⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .3,12e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭二、填空题(每小题5分)13.1||-1x e dx ⎰值为______.14.已知实数x ,y 满足不等式组2025020x y x y y --≤⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩,且z =2x -y 的最大值为a ,则1e a dxx⎰=______.15.已知函数()()32,f x x ax bx a b R =++∈的图象如图所示,它与直线0y =在原点处相切,此切线与函数图象所围区域(图中阴影部分)的面积为274,则a 的值为_________16.若()f x 在R 上可导, 2()2(2)3f x x f x ='++,则3()=f x dx ⎰____________.三、解答题(17题10分,其他每小题12分)17.已知2()(0)f x ax bx c a =++≠,且()12f -=,()00f '=,10()2f x dx =-⎰,求a 、b 、c 的值.18.设()x f 连续,且()x f =⎰+10)(2dt t f x ,求)(x f .19.设函数f(x)=a x 3+bx+c(a>0)为奇函数,其图象在点(1,f(1))处的切线与直线x-6y-7=0垂直,导函数f'(x)的最小值是-12,求a,b,c 的值.20.已知函数()32f x x ax bx c =+++在1x =处有极值,其导函数()f x ¢的图象关于直线13x =对称.(1)说明()f x 的单调性;(2)若函数()f x 的图象与()22g x x x =-的图象有且仅有三个公共点,求c 的取值范围.21.已知函数f (x )=x 3-ax 2+bx+c(a,b,c ∈R),(1)若函数f(x)在x=-1和x=3处取得极值,试求a,b 的值;(2)在(1)的条件下,当x ∈[-2,6]时,f(x)<2|c|恒成立,求c 的取值范围. 22.已知函数f(x)=ln x −ax .(1)当a>0时,判断f(x)在定义域上的单调性; (2)若f(x)在区间[1,e]上的最小值为32,求a 的值;(3)设g(x)=ln x-a,若g(x)<x 2在区间(0,e]上恒成立,求a 的取值范围.参考答案1.∵()223x k dx +⎰()332|220x kx k =+=+. 由题意得:32210k +=, ∵1k =.2.因为()60cos 1x t dx π-=⎰,所以()60sin |1x tx π-=,所以3t π=-3.对于A ,函数cos y x x =是R 上的奇函数,11cos d 0x x x -=⎰正确;对于B ,因为函数sin y x x =是R 上的偶函数,所以1110sin d 2sin d x x x x x x -=⎰⎰正确;对于C ,因为()f x 在区间[],a b 上恒正,所以()f x 图象都在x 轴上方,故()d 0ba f x x >⎰正确; 对于D ,若()d 0ba f x x >⎰,可知()f x 的图象在区间[],ab 上,在x 轴上方的面积大于下方的面积,故选项D 不正确.4.由题得22320018|33a x dx x ===⎰,2342001|44b x dx x ===⎰,2200sin cos |cos 21c xdx x ==-=-+⎰,则23,3,12a b c <<<,所以c a b <<,故A .5.0()ef x dx⎰.6.由()()32234'36f x x x f x x x =+-⇒=+,令()'0f x =得0x =或2x =-,当()(),2,0,x ∈-∞-+∞时,()f x 单调递增,当()2,0x ∈-时,函数单调递减,()()20,04f f -==-,画出函数图像,如图所示:故函数图像有两个零点,故C7.设总利润为334001002000030020000900900()x x x x x P x -+--=-+-=(0390x ≤≤) ,2'()300300x P x =-+(0390x ≤≤),令'()0P x =,可得300x =, 当0300x ≤≤时,'()0P x >,当300390x <≤时,'()0P x <,当300x =时,()P x 取得最大值.8.由题意有2311111=(10)00333S x dx x ⎰==⨯-=,即由抛物线2y x =、x 轴、直线1x =所围成的曲边区域的面积为13,故B. 9.由定积分的几何意义知,区域内的面积为:()+()cbbaf x dx f x dx ⎰⎰,又当[],x a b ∈时,()0f x ≤,当[],x b c ∈时,()0f x ≥, 所以()+()=()()()()cb c bbbabaacbf x dx f x dx f x dx f x dx f x dx f x dx -=-⎰⎰⎰⎰⎰⎰,或者()()()()|()||()|=|()|cb c b c b cbababaaf x dx f x dx f x dx f x dx f x dx f x dx f x dx -=+-=+⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰,所以∵,∵,∵是正确的.故B.10.由f (x )1lnxx =+,得f ′(x )211(0)(1)lnx x x x +-=>+, 令g (x )=11lnx x +-,则g ′(x )22111xx x x+=--=-<0,所以g (x )在(0,+∞)上单调递减,又g (e )1e=>0,g (e 2)2221111lne e e =+-=-<0,∴存在x 0∵(e ,e 2),使得g (x 0)=0,∴当x ∵(0,x 0)时,g (x )>0,f ′(x )>0; 当x ∵(x 0,+∞)时,g (x )<0,f ′(x )<0,∴f (x )在(0,x 0)上单调递增,在(x 0,+∞)上单调递减.故C .11.函数()22f x ax x a =-+,对[]1,2x ∀∈都有()0f x ≤,当[]1,2x ∈时,()0f x ≤即220ax x a -+≤,即为()221a x x +≤,可化为()212x a x ≤+ 令()22()1x g x x +=,则()()22'22221)22((12(212))x x x x g x x x -++-++== 当[]1,2x ∈时,'()0g x <,单调递减. ∴()min 2224()(2)152g x g ⨯==+=∴min 4()5a g x ≤=故实数a 的取值范围是4,5⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦故B12设()()e 21x g x x =-,()1y a x =-,由题意知,函数()y g x =在直线y ax a =-下方的图象中只有一个点的横坐标为整数,()()21x g x e x '=+,当21x <-时,()0g x '<;当12x >-时,()0g x '>.∴函数()y g x =的最小值为11222g e ⎛⎫-=-- ⎪⎝⎭.又()01g =-,()10g e =>.直线y ax a =-恒过定点()1,0且斜率为a ,故()01a g ->=-且()31g a a e -=-≥--,解得312a e≤<,故D.13.22e -.因为||x y e =是偶函数,11||110-122|2()2(1)x x x e dx e dx e e e e ∴===-=-⎰⎰, 14.6作出不等式组对应的平面区域如图:(阴影部分). 由z =2x -y 得y =2x -z ,平移直线y =2x -z ,由图象可知当直线y =2x -z 经过点B 时,直线y =2x -z 的截距最小,此时z 最大.由220y x y =⎧⎨--=⎩,得(4,2)B ,即a =z max =2×4-2=6,则1e a dx x ⎰=16e dx x ⎰=6lnx 1|e =6.15.-3.2'()32f x x ax b =++,由题意'(0)0f b ==,32()f x x ax =+,()00f x x x a =⇒==-或,易知0a <,3243401127()()|043124aa a x ax dx x x a --+=+=-=-⎰,所以3a =-.16.-18()()'22'2f x x f =+,令2x =,则()'24f =-,∴()283f x x x =-+,()()3320083f x dx x x dx =-+⎰⎰323043|183x x x ⎛⎫=-+=- ⎪⎝⎭,故填18-.17. ∵()12f -=,∵2a b c -+=.∵ 又∵()2f x ax b '=+,∵()00f b '==.∵ 而()1120()f x dx ax bx c dx =++⎰⎰,取3211()32F x ax bx cx =++,则()2F x ax bx c '=++,∵1011()(1)(0)232f x dx F F a b c =-=++=-⎰.∵ 解∵∵∵得6a =,0b =,4c =-. 18.记10()a f t dt =⎰,则()2f x x a =+两端积分得111()(2)22f x dx x a dx a =+=+⎰⎰, 122a a =+,12a =-. ∴()1f x x =-19.解:∵f(x)是奇函数,∴f(-x)=-f(x),即-ax 3-bx+c=-ax 3-bx-c,∴c=0. ∵f'(x)=3ax 2+b 的最小值为-12,且a>0,∴b=-12.又f(x)在点(1,f(1))处的切线与直线x-6y-7=0垂直. ∴f'(1)=3a+b=-6,∴a=2. 综上可得,a=2,b=-12,c=0.20. (1)()232f x x ax b '=++,由已知得()10133f a ⎧=⎪⎨-='⎪⎩,即3201a b a ++=⎧⎨=-⎩,解得:11a b =-⎧⎨=-⎩,()()()2321311x x x x f x --=+'-= 由()0f x ¢>,得()1,31,x ⎛⎫∈-∞- ⎪⎝∞⎭+U , 由()0f x ¢<,得1,13x ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,∴()f x 在区间1,3⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭,()1,+?上单调递增,1,13⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递减; (2)由(1)知()32f x x x x c =--+,()()322f x g x x x x c -=-++, 设()322F x x x x c -=++,则()()()2341311F x x x x x '=-+=--,令()0F x '=,得1x =或1x =,列表:两个图象有且仅有三个公共点,只需()12703410F c F c ⎧⎛⎫=+>⎪ ⎪⎝⎭⎨⎪=<⎩,解得4027c -<<.∵c 的取值范围是4,027⎛⎫- ⎪⎝⎭. 21解:(1)f'(x)=3x 2-2ax+b.∵函数f(x)在x=-1和x=3处取得极值, ∴-1,3是方程3x 2-2ax+b=0的两根.∴{-1+3=2a3,-1×3=b3,∴{a =3,b =-9. (2)由(1)知f(x)=x 3-3x 2-9x+c, f'(x)=3x 2-6x-9.∴当x ∈[-2,6]时,f(x)的最大值为c+54, 要使f(x)<2|c|恒成立,只要c+54<2|c|即可, 当c≥0时,c+54<2c,∴c>54; 当c<0时,c+54<-2c,∴c<-18, ∴c ∈(-∞,-18)∪(54,+∞).故c 的取值范围为(-∞,-18)∪(54,+∞).22.解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),且f'(x )=1x +ax =x+a x .因为a>0,x>0,所以f'(x)>0,因此f(x)在区间(0,+∞)内是增函数. (2)由(1)知f'(x )=x+a x .①若a≥-1,则x+a≥0,从而f'(x)≥0(只有当a=-1,x=1时,f'(x)=0),即f'(x)≥0在区间[1,e]上恒成立,此时f(x)在区间[1,e]上为增函数.所以f(x)的最小值为f(1)=-a =32,即a=−32,不符合题意,舍去. ②若a≤-e,则x+a≤0,从而f'(x)≤0(只有当a=-e,x=e 时,f'(x)=0),即f'(x)≤0在区间[1,e]上恒成立,此时f(x)在区间[1,e]上为减函数.所以f(x)的最小值为f(e)=1−ae =32,即a=−e2,不符合题意,舍去. ③若-e<a<-1,由f'(x)=0,得x=-a,当1<x<-a 时,f'(x)<0,即f(x)在区间(1,-a)内为减函数;当-a<x<e 时,f'(x)>0,即f(x)在区间(-a,e)内为增函数,所以x=-a 是函数f(x)在区间(1,e)内的极小值点,也就是它的最小值点,因此f(x)的最小值为f(-a)=ln(-a)+1=32,即a=−√e.综上,a=−√e.(3)g(x)<x2即ln x-a<x2,所以a>ln x-x2,故g(x)<x2在区间(0,e]上恒成立,也就是a>ln x-x2在(0,e]上恒成立.令h(x)=ln x-x2,则h'(x)=1x −2x=1-2x2x,由h'(x)=0及0<x≤e,得x=√22.当0<x<√22时,h'(x)>0;当√22<x≤e时,h'(x)<0,即h(x)在区间(0,√22)内为增函数,在区间(√22,e]上为减函数,所以当x=√22时,h(x)取得最大值为ℎ(√22)=ln√22−12.所以当g(x)<x2在区间(0,e]上恒成立时,a的取值范围为(ln√22-12,+∞).。
选修2-2人教版第一章--导数与应用测试(含答案)
第一章 导数与应用姓名:__________班级:__________一、选择题1.函数)22(9323<<---=x x x x y 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.直线y x =与曲线y 围成的平面图形的面积是. ( )A .14 B .2 C .1 D .123.设,35,3)21,0(4)(24最小值为的最大值为≤≤>+-=x a b ax ax x f 则a 、b 值依次为 ( )A .31 , 3 B .3 , 31 C .—31, 3 D .—31, —3 4.曲线12ex y =在点2(4e ),处的切线与坐标轴所围三角形的面积为( )A.29e 2B.24e C.22e D.2e 5.若21()ln(2)2f x x b x =-++∞在(-1,+)上是减函数,则b 的取值范围是( )A. [1,)-+∞B. (1,)-+∞C. (,1]-∞-D. (,1)-∞-6.函数x x x x f cos sin cos )(23-+=上最大值等于 ( )A .274 B .278 C .2716 D .27327.函数223)(a bx ax x x f +--=在1=x 处有极值10, 则点),(b a 为 ( )A.)3,3(-B.)11,4(-C. )3,3(-或)11,4(-D.不存在8.函数1,(10)()cos ,(0)2x x f x x x π+-≤<⎧⎪=⎨≤≤⎪⎩的图象与x 轴所围成的封闭图形的面积为( )A .32 B . 1 C . 2 D .12 9.在1[,2]2x ∈上,函数2()f x x Px q =++与33()22x g x x=+在同一点取得相同的最小值,那么()f x 在1[,2]2x ∈上的最大值是( )A .134B .4C .8D .5410.函数=)(x f 12+-x x 的最大值为( )A .2-B .22-C .3-D .33- 11.函数f(x)=)(sin 2R x x x ∈-π的部分图象是 ( )A. B. C. D.12.已知函数2()f x x bx =+的图像在点(1,(1))A f 处的切线的斜率为3,数列1()f n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭()n N *∈的前n 项和为n S ,则2009S 的值为( ) A .20072008 B .20082009 C .20092010 D .20102011 13.设c bx ax x x f +++=22131)(23,当)1,0(∈x 时取得极大值,当)2,1(∈x 时取得极小值,则12--a b 的取值范围为( )A .)4,1(B .)1,21(C .)21,41(D .)1,41(14.设定义域为R 的函数x x x f 2)(2-=,则关于x 的方程2)()(31)(23+-=x f x f x g ,能让)(x g 取极大值的x 个数为( ) A.2 B.3 C.5 D.7 二、填空题15.30|2|x dx -⎰=_____________16.已知某质点的位移s 与移动时间t 满足224t s t e-=⋅,则质点在2=t 的瞬时速度是 ;17.设函数())(0)f x ϕϕπ=+<<,若()()f x f x '+为奇函数,则ϕ=__________ 18.已知函数f (x )是以2为周期的偶函数,且当)10(log ,12)(,)1,0(2f x f x x则时-=∈的值为19.已知x x x f cos sin )(1+=,记'21()()f x f x =,'32()()f x f x =,…,)()('1x f x f n n -=)2*,(≥∈n N n ,则122009()()()444f f f πππ+++= .三、解答题20.已知()y f x =是二次函数,方程()0f x =有两相等实根,若)('x f 为)(x f 的导函数,且()22f x x '=+ (1)求()f x 的解析式.(2)求函数()y f x =与函数241y x x =--+所围成的图形的面积.21.某地建一座桥,两端的桥墩已建好,这两墩相距m 米,余下工程只需要建两端桥墩之间的桥面和桥墩,经预测,一个桥墩的工程费用为256万元,距离为x 米的相邻两墩之间的桥 面工程费用为(2x 万元。
高中 人教A版 选修2-2 第一章 导数及其应用【答案及解析】
因为 是函数 的一个极值点,所以 , ,所以 ,故答案为 .
14. 【解析】由 是定义在R上的奇函数,可得 ,
当 时, ,当 ,即有 , , ,
则导数为 , ,又切点为 ,切线方程为 ,
即 .故答案为: .
15. 【解析】 时, 是减函数,又 ,∴由 得 在 上恒成立, .
16. 【解析】由题知 , .
.
在 上单调递增;在 上单调递减,易知 在区间 上的最大值为 , , ,都有 成立,即 在 上的最大值大于等于 在 上的最大值,即 ,即 ,解得
17.(1) ;(2)1
【解析】(1) , ,
∵ , ,∴ .
由正弦定理可知 .
(2)∵ , ,∴ .
设 ,则 ,
在△ 与△ 中,由余弦定理可知,
3.C【解析】因为 ( ),所以 ,
由 得 ,所以,当 时, ,即 单调递增;
当 时, ,即 单调递减;
又函数 在区间 上不是单调函数,
所以有 ,解得 .故选C
4.C【解析】函数 是偶函数,排除选项 ;
当 时,函数 ,可得 ,
当 时, ,函数是减涵数,当 时,函数是增函数,排除项选项
5.B【解析】 , , , , ,……则 是一个周期为4的周期函数,
人教A版 选修2-2 第一章 导数及其应用
第I卷(选择题)
一、单选题
1.已知 ,则 ()
A. B. C. D.
2.曲线 在点 处的切线方程为
A. B. C. D.
3.已知函数 在区间 上不是单调函数,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.函数 的图象大为( )
A. B. C. D.
最新人教A版高中数学选修2-2 第一章 导数及其应用 综合检测习题(含答案解析)
第一章导数及其应用综合检测时间120分钟,满分150分。
一、选择题(本大题共12个小题,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.(2010·全国Ⅱ文,7)若曲线y=x2+ax+b在点(0,b)处的切线方程是x-y+1=0,则( ) A.a=1,b=1B.a=-1,b=1C.a=1,b=-1D.a=-1,b=-1[答案] A[解析] y′=2x+a,∴y′|x=0=(2x+a)|x=0=a=1,将(0,b)代入切线方程得b=1.2.一物体的运动方程为s=2t sin t+t,则它的速度方程为( )A.v=2sin t+2t cos t+1B.v=2sin t+2t cos tC.v=2sin tD.v=2sin t+2cos t+1[答案] A[解析] 因为变速运动在t0的瞬时速度就是路程函数y=s(t)在t0的导数,S′=2sin t+2t cos t+1,故选A.3.曲线y=x2+3x在点A(2,10)处的切线的斜率是( )A.4B.5C.6D.7[答案] D[解析] 由导数的几何意义知,曲线y=x2+3x在点A(2,10)处的切线的斜率就是函数y=x2+3x在x =2时的导数,y′|x=2=7,故选D.4.函数y=x|x(x-3)|+1( )A.极大值为f(2)=5,极小值为f(0)=1B.极大值为f(2)=5,极小值为f(3)=1C.极大值为f(2)=5,极小值为f(0)=f(3)=1D.极大值为f(2)=5,极小值为f(3)=1,f(-1)=-3[答案] B[解析] y =x |x (x -3)|+1=⎩⎪⎨⎪⎧x 3-3x 2+1 (x <0或x >3)-x 3+3x 2+1 (0≤x ≤3) ∴y ′=⎩⎪⎨⎪⎧3x 2-6x (x <0或x >3)-3x 2+6x (0≤x ≤3)x 变化时,f ′(x ),f (x )变化情况如下表:x (-∞,0)0 (0,2) 2 (2,3) 3 (3,+∞)f ′(x ) ++-+f (x )无极值极大值5极小值1极大极小故应选B.5.(2009·安徽理,9)已知函数f (x )在R 上满足f (x )=2f (2-x )-x 2+8x -8,则曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程是( )A .y =2x -1B .y =xC .y =3x -2D .y =-2x +3 [答案] A[解析] 本题考查函数解析式的求法、导数的几何意义及直线方程的点斜式. ∵f (x )=2f (2-x )-x 2+8x -8, ∴f (2-x )=2f (x )-x 2-4x +4, ∴f (x )=x 2,∴f ′(x )=2x ,∴曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线斜率为2,切线方程为y -1=2(x -1),∴y =2x -1. 6.函数f (x )=x 3+ax 2+3x -9,已知f (x )在x =-3时取得极值,则a 等于( ) A .2 B .3 C .4 D .5 [答案] D[解析] f ′(x )=3x 2+2ax +3, ∵f (x )在x =-3时取得极值, ∴x =-3是方程3x 2+2ax +3=0的根, ∴a =5,故选D.7.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.(-3,0)∪(3,+∞)B.(-3,0)∪(0,3)C.(-∞,-3)∪(3,+∞)D.(-∞,-3)∪(0,3)[答案] D[解析] 令F(x)=f(x)·g(x),易知F(x)为奇函数,又当x<0时,f′(x)g(x)+f(x)g′(x)>0,即F′(x)>0,知F(x)在(-∞,0)内单调递增,又F(x)为奇函数,所以F(x)在(0,+∞)内也单调递增,且由奇函数知f(0)=0,∴F(0)=0.又由g(-3)=0,知g(3)=0∴F(-3)=0,进而F(3)=0于是F(x)=f(x)g(x)的大致图象如图所示∴F(x)=f(x)·g(x)<0的解集为(-∞,-3)∪(0,3),故应选D.8.下面四图都是同一坐标系中某三次函数及其导函数的图象,其中一定不正确的序号是( )A.①②B.③④C.①③D.①④[答案] B[解析] ③不正确;导函数过原点,但三次函数在x=0不存在极值;④不正确;三次函数先增后减再增,而导函数先负后正再负.故应选B.9.(2010·湖南理,5)⎠⎛241xd x 等于( )A .-2ln2B .2ln2C .-ln2D .ln2 [答案] D[解析] 因为(ln x )′=1x,所以 ⎠⎛241xdx =ln x |42=ln4-ln2=ln2.10.已知三次函数f (x )=13x 3-(4m -1)x 2+(15m 2-2m -7)x +2在x ∈(-∞,+∞)是增函数,则m 的取值范围是( )A .m <2或m >4B .-4<m <-2C .2<m <4D .以上皆不正确 [答案] D[解析] f ′(x )=x 2-2(4m -1)x +15m 2-2m -7,由题意得x 2-2(4m -1)x +15m 2-2m -7≥0恒成立,∴Δ=4(4m -1)2-4(15m 2-2m -7) =64m 2-32m +4-60m 2+8m +28 =4(m 2-6m +8)≤0, ∴2≤m ≤4,故选D.11.已知f (x )=x 3+bx 2+cx +d 在区间[-1,2]上是减函数,那么b +c ( ) A .有最大值152B .有最大值-152C .有最小值152D .有最小值-152[答案] B[解析] 由题意f ′(x )=3x 2+2bx +c 在[-1,2]上,f ′(x )≤0恒成立.所以⎩⎪⎨⎪⎧f ′(-1)≤0f ′(2)≤0即⎩⎪⎨⎪⎧2b -c -3≥04b +c +12≤0令b +c =z ,b =-c +z ,如图 过A ⎝⎛⎭⎪⎫-6,-32得z 最大, 最大值为b +c =-6-32=-152.故应选B.12.设f (x )、g (x )是定义域为R 的恒大于0的可导函数,且f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )<0,则当a <x <b 时有( )A .f (x )g (x )>f (b )g (b )B .f (x )g (a )>f (a )g (x )C .f (x )g (b )>f (b )g (x )D .f (x )g (x )>f (a )g (x ) [答案] C [解析] 令F (x )=f (x )g (x )则F ′(x )=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )g 2(x )<0f (x )、g (x )是定义域为R 恒大于零的实数∴F (x )在R 上为递减函数, 当x ∈(a ,b )时,f (x )g (x )>f (b )g (b )∴f (x )g (b )>f (b )g (x ).故应选C.二、填空题(本大题共4个小题,每小题4分,共16分.将正确答案填在题中横线上) 13.⎠⎛-2-1d x(11+5x )3=________.[答案]772[解析] 取F (x )=-110(5x +11)2,从而F ′(x )=1(11+5x )3则⎠⎛-2-1d x(11+5x )3=F (-1)-F (-2) =-110×62+110×12=110-1360=772.14.若函数f (x )=ax 2-1x的单调增区间为(0,+∞),则实数a 的取值范围是________.[答案] a ≥0[解析] f ′(x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫ax -1x ′=a +1x2,由题意得,a +1x2≥0,对x ∈(0,+∞)恒成立,∴a ≥-1x2,x ∈(0,+∞)恒成立,∴a ≥0.15.(2009·陕西理,16)设曲线y =xn +1(n ∈N *)在点(1,1)处的切线与x 轴的交点的横坐标为x n ,令a n=lg x n ,则a 1+a 2+…+a 99的值为________.[答案] -2[解析] 本小题主要考查导数的几何意义和对数函数的有关性质.k =y ′|x =1=n +1,∴切线l :y -1=(n +1)(x -1), 令y =0,x =n n +1,∴a n =lg nn +1, ∴原式=lg 12+lg 23+…+lg 99100=lg 12×23×…×99100=lg 1100=-2.16.如图阴影部分是由曲线y =1x,y 2=x 与直线x =2,y =0围成,则其面积为________.[答案] 23+ln2[解析] 由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=x ,y =1x,得交点A (1,1)由⎩⎪⎨⎪⎧x =2y =1x得交点B ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,12.故所求面积S =⎠⎛01x d x +⎠⎛121xd x=23x 32| 10+ln x | 21=23+ln2. 三、解答题(本大题共6个小题,共74分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 17.(本题满分12分)(2010·江西理,19)设函数f (x )=ln x +ln(2-x )+ax (a >0). (1)当a =1时,求f (x )的单调区间;(2)若f (x )在(0,1]上 的最大值为12,求a 的值.[解析] 函数f (x )的定义域为(0,2),f ′(x )=1x -12-x+a ,(1)当a =1时,f ′(x )=-x 2+2x (2-x ),所以f (x )的单调递增区间为(0,2),单调递减区间为(2,2);(2)当x ∈(0,1]时,f ′(x )=2-2xx (2-x )+a >0,即f (x )在(0,1]上单调递增,故f (x )在(0,1]上的最大值为f (1)=a ,因此a =12.18.(本题满分12分)求曲线y =2x -x 2,y =2x 2-4x 所围成图形的面积.[解析] 由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x -x 2,y =2x 2-4x 得x 1=0,x 2=2.由图可知,所求图形的面积为S =⎠⎛02(2x -x 2)d x +|⎠⎛02(2x 2-4x )d x |=⎠⎛02(2x -x 2)d x -⎠⎛02(2x 2-4x )d x .因为⎝⎛⎭⎪⎫x 2-13x 3′=2x -x 2,⎝ ⎛⎭⎪⎫23x 3-2x 2′=2x 2-4x ,所以S =⎝⎛⎭⎪⎫x 2-13x 3⎪⎪⎪20-⎝ ⎛⎭⎪⎫23x 3-2x 2⎪⎪⎪2=4.19.(本题满分12分)设函数f (x )=x 3-3ax +b (a ≠0).(1)若曲线y =f (x )在点(2,f (2))处与直线y =8相切,求a ,b 的值; (2)求函数f (x )的单调区间与极值点.[分析] 考查利用导数研究函数的单调性,极值点的性质,以及分类讨论思想. [解析] (1)f ′(x )=3x 2-3a .因为曲线y =f (x )在点(2,f (2))处与直线y =8相切, 所以⎩⎪⎨⎪⎧f ′(2)=0,f (2)=8.即⎩⎪⎨⎪⎧3(4-a )=0,8-6a +b =8.解得a =4,b =24.(2)f ′(x )=3(x 2-a )(a ≠0).当a <0时,f ′(x )>0,函数f (x )在(-∞,+∞)上单调递增,此时函数f (x )没有极值点. 当a >0时,由f ′(x )=0得x =±a .当x ∈(-∞,-a )时,f ′(x )>0,函数f (x )单调递增; 当x ∈(-a ,a )时,f ′(x )<0,函数f (x )单调递减; 当x ∈(a ,+∞)时,f ′(x )>0,函数f (x )单调递增. 此时x =-a 是f (x )的极大值点,x =a 是f (x )的极小值点. 20.(本题满分12分)已知函数f (x )=12x 2+ln x .(1)求函数f (x )的单调区间; (2)求证:当x >1时,12x 2+ln x <23x 3.[解析] (1)依题意知函数的定义域为{x |x >0}, ∵f ′(x )=x +1x,故f ′(x )>0,∴f (x )的单调增区间为(0,+∞). (2)设g (x )=23x 3-12x 2-ln x ,∴g ′(x )=2x 2-x -1x,∵当x >1时,g ′(x )=(x -1)(2x 2+x +1)x>0,∴g (x )在(1,+∞)上为增函数, ∴g (x )>g (1)=16>0,∴当x >1时,12x 2+ln x <23x 3.21.(本题满分12分)设函数f (x )=x 3-92x 2+6x -a .(1)对于任意实数x, f ′(x )≥m 恒成立,求m 的最大值;(2)若方程f (x )=0有且仅有一个实根,求a 的取值范围.[分析] 本题主要考查导数的应用及转化思想,以及求参数的范围问题. [解析] (1)f ′(x )=3x 2-9x +6=3(x -1)(x -2).因为x ∈(-∞,+∞).f ′(x )≥m ,即3x 2-9x +(6-m )≥0恒成立. 所以Δ=81-12(6-m )≤0,得m ≤-34,即m 的最大值为-34.(2)因为当x <1时,f ′(x )>0;当1<x <2时,f ′(x )<0;当x >2时f ′(x )>0. 所以当x =1时,f (x )取极大值f (1)=52-a ,当x =2时,f (x )取极小值f (2)=2-a .故当f (2)>0或f (1)<0时,方程f (x )=0仅有一个实根,解得a <2或a >52.22.(本题满分14分)已知函数f (x )=-x 3+ax 2+1(a ∈R ).(1)若函数y =f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫0,23上递增,在区间⎣⎢⎡⎭⎪⎫23,+∞上递减,求a 的值; (2)当x ∈[0,1]时,设函数y =f (x )图象上任意一点处的切线的倾斜角为θ,若给定常数a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞,求θ的取值范围;(3)在(1)的条件下,是否存在实数m ,使得函数g (x )=x 4-5x 3+(2-m )x 2+1(m ∈R )的图象与函数y =f (x )的图象恰有三个交点.若存在,请求出实数m 的值;若不存在,试说明理由.[解析] (1)依题意f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫23=0,由f ′(x )=-3x 2+2ax ,得-3⎝ ⎛⎭⎪⎫232+2a ·23=0,即a =1.(2)当x ∈[0,1]时,tan θ=f ′(x )=-3x 2+2ax =-3⎝ ⎛⎭⎪⎫x -a 32+a23.由a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞,得a 3∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞. ①当a 3∈⎝ ⎛⎦⎥⎤12,1,即a ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤32,3时,f ′(x )max =a 23,f (x )min =f ′(0)=0.此时0≤tan θ≤a 23. ②当a3∈(1,+∞),即a ∈(3,+∞)时,f ′(x )max =f ′(1)=2a -3,f ′(x )min =f ′(0)=0,此时,0≤tan θ≤2a -3.又∵θ∈[0,π),∴当32<a ≤3时,θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,arctan a 23, 当a >3时,θ∈[0,arctan(2a -3)].(3)函数y =f (x )与g (x )=x 4-5x 3+(2-m )x 2+1(m ∈R )的图象恰有3个交点,等价于方程-x 3+x 2+1=x 4-5x 3+(2-m )x 2+1恰有3个不等实根,∴x 4-4x 3+(1-m )x 2=0,显然x =0是其中一个根(二重根),方程x 2-4x +(1-m )=0有两个非零不等实根,则⎩⎪⎨⎪⎧Δ=16-4(1-m )>01-m ≠0∴m >-3且m ≠1故当m >-3且m ≠1时,函数y =f (x )与y =g (x )的图象恰有3个交点.。
(完整版)人教版高中数学选修2-2课后习题参考答案(可编辑修改word版)
3V 34新课程标准数学选修 2—2 第一章课后习题解答第一章 导数及其应用 3.1 变化率与导数练习(P6)在第 3 h 和 5 h 时,原油温度的瞬时变化率分别为-1和 3. 它说明在第 3 h 附近,原 油温度大约以 1 ℃/h 的速度下降;在第 5 h 时,原油温度大约以 3 ℃/h 的速率上升. 练习(P8)函数h (t ) 在t = t 3 附近单调递增,在t = t 4 附近单调递增. 并且,函数h (t ) 在t 4 附近比在t 3 附近增加得慢. 说明:体会“以直代曲”1 的思想.练习(P9)函数r (V ) = (0 ≤ V ≤ 5) 的图象为根据图象,估算出r '(0.6) ≈ 0.3 , r '(1.2) ≈ 0.2 .说明:如果没有信息技术,教师可以将此图直接提供给学生,然后让学生根据导数的几何意义估算两点处的导数. 习题 1.1 A 组(P10)1、在t 处,虽然W (t ) = W (t ) ,然而W 1 (t 0 ) -W 1 (t 0 - ∆t ) ≥ W 2 (t 0 ) -W 2 (t 0 - ∆t ) .0 1 0 2 0-∆t -∆t所以,企业甲比企业乙治理的效率高.说明:平均变化率的应用,体会平均变化率的内涵.2、 ∆h = h (1+ ∆t ) - h (1) = -4.9∆t - 3.3 ,所以, h '(1) = -3.3 .∆t ∆t这说明运动员在t = 1s 附近以 3.3 m /s 的速度下降.3、物体在第 5 s 的瞬时速度就是函数 s (t ) 在t = 5 时的导数.∆s = s (5 + ∆t ) - s (5) = ∆t +10 ,所以, s '(5) = 10 . ∆t ∆tt 因 此 , 物 体 在 第 5 s 时 的 瞬 时 速 度 为 10 m / s , 它 在 第 5 s 的 动 能 E = 1⨯ 3⨯102 = 150 J. k24、设车轮转动的角度为,时间为t ,则= kt 2 (t > 0) . 由题意可知,当t = 0.8 时,= 2. 所以k =25,于是= 25 2. 88车轮转动开始后第 3.2 s 时的瞬时角速度就是函数(t ) 在t = 3.2 时的导数. ∆=(3.2 + ∆t ) -(3.2) = 25∆t + 20,所以'(3.2) = 20.∆t∆t8因此,车轮在开始转动后第 3.2 s 时的瞬时角速度为20s -1 .说明:第 2,3,4 题是对了解导数定义及熟悉其符号表示的巩固.5、由图可知,函数 f (x ) 在 x = -5 处切线的斜率大于零,所以函数在 x = -5 附近单调递增. 同理可得,函数 f (x ) 在 x = -4 , -2 ,0,2 附近分别单调递增,几乎没有变化,单调递减,单调递减.说明:“以直代曲”思想的应用.6、第一个函数的图象是一条直线,其斜率是一个小于零的常数,因此,其导数 f '(x )的图象如图(1)所示;第二个函数的导数 f '(x ) 恒大于零,并且随着 x 的增加, f '(x )的值也在增加;对于第三个函数,当 x 小于零时, f '(x ) 小于零,当 x 大于零时,f '(x ) 大于零,并且随着 x 的增加, f '(x ) 的值也在增加. 以下给出了满足上述条件的导函数图象中的一种.说明:本题意在让学生将导数与曲线的切线斜率相联系.习题 3.1 B 组(P11)1、高度关于时间的导数刻画的是运动变化的快慢,即速度;速度关于时间的导数刻 画的是速度变化的快慢,根据物理知识,这个量就是加速度.1 2 x -11 33 4V 23 2、说明:由给出的v (t ) 的信息获得 s (t ) 的相关信息,并据此画出 s (t ) 的图象的大致形状. 这个过程基于对导数内涵的了解,以及数与形之间的相互转换.3、由(1)的题意可知,函数 f (x ) 的图象在点(1, -5) 处的切线斜率为-1,所以此点 附近曲线呈下降趋势. 首先画出切线的图象,然后再画出此点附近函数的图象. 同理可得(2)(3)某点处函数图象的大致形状. 下面是一种参考答案.说明:这是一个综合性问题,包含了对导数内涵、导数几何意义的了解,以及对以直代曲思想的领悟. 本题的答案不唯一. 1.2 导数的计算练习(P18)1、 f '(x ) = 2x - 7 ,所以, f '(2) = -3 , f '(6) = 5 .2、(1) y ' = 1x l n 2;(2) y ' = 2e x ;(3) y ' = 10x 4 - 6x ;(4) y ' = -3sin x - 4 cos x ;(5) y ' = - 1 sin x;(6) y ' =.3 3习题 1.2 A 组(P18)1、 ∆S = S (r + ∆r ) - S (r ) = 2r + ∆r ,所以, S '(r ) = lim(2r + ∆r ) = 2r .∆r ∆r∆r →02、h '(t ) = -9.8t + 6.5 .3、r '(V ) =.2 x =0 4、(1) y ' = 3x 2 +1x l n 2; (2) y ' = nx n -1e x + x n e x ;(3) y ' 3x 2 sin x - x 3 cos x + cos x sin 2x; (4) y = 99(x +1)98;(5) y ' = -2e -x ;(6) y ' = 2 s in(2x + 5) + 4x cos(2x + 5) .5、 f '(x ) = -8 + 2 2x . 由 f '(x 0 ) = 4 有 4 = -8 + 2 2x 0 ,解得 x 0 = 3 .6、(1) y ' = ln x +1; (2) y = x -1.7 、 y = - x +1.8、(1)氨气的散发速度 A '(t ) = 500 ⨯ln 0.834 ⨯ 0.834t .(2) A '(7) = -25.5 ,它表示氨气在第 7 天左右时,以 25.5 克/天的速率减少. 习题 1.2 B 组(P19) 1、(1)(2) 当h 越来越小时, y =sin(x + h ) - sin x就越来越逼近函数 y = cos x .h(3) y = sin x 的导数为 y = cos x .2、当 y = 0 时, x = 0 . 所以函数图象与 x 轴交于点 P (0, 0) .y ' = -e x ,所以 y ' = -1 .所以,曲线在点 P 处的切线的方程为 y = -x .2、d '(t ) = -4 sin t . 所以,上午 6:00 时潮水的速度为-0.42 m /h ;上午 9:00 时潮水 的速度为-0.63 m /h ;中午 12:00 时潮水的速度为-0.83 m /h ;下午 6:00 时潮水的速度为-1.24 m /h.1.3 导数在研究函数中的应用练习(P26)1、(1)因为 f (x ) = x 2 - 2x + 4 ,所以 f '(x ) = 2x - 2 .当 f '(x ) > 0 ,即 x > 1 时,函数 f (x ) = x 2 - 2x + 4 单调递增;= '当 f '(x ) < 0 ,即 x < 1时,函数 f (x ) = x 2 - 2x + 4 单调递减.(2)因为 f (x ) = e x - x ,所以 f '(x ) = e x -1.当 f '(x ) > 0 ,即 x > 0 时,函数 f (x ) = e x - x 单调递增; 当 f '(x ) < 0 ,即 x < 0 时,函数 f (x ) = e x - x 单调递减. (3)因为 f (x ) = 3x - x 3 ,所以 f '(x ) = 3 - 3x 2 .当 f '(x ) > 0 ,即-1 < x < 1时,函数 f (x ) = 3x - x 3 单调递增; 当 f '(x ) < 0 ,即 x < -1或 x > 1 时,函数 f (x ) = 3x - x 3 单调递减. (4)因为 f (x ) = x 3 - x 2 - x ,所以 f '(x ) = 3x 2 - 2x -1.当 f '(x ) > 0 ,即 x < - 1或 x > 1 时,函数 f (x ) = x 3 - x 2 - x 单调递增;3 当 f '(x ) < 0 ,即- 1< x < 1 时,函数 f (x ) = x 3 - x 2 - x 单调递减.32、注:图象形状不唯一.3、因为 f (x ) = ax 2 + bx + c (a ≠ 0) ,所以 f '(x ) = 2ax + b .(1)当a > 0 时,f '(x ) > 0 ,即 x > - b2a f '(x ) < 0 ,即 x < - b2a(2)当a < 0 时,f '(x ) > 0 ,即 x < - b 2a f '(x ) < 0 ,即 x > - b2a时,函数 f (x ) = ax 2 + bx + c (a ≠ 0) 单调递增;时,函数 f (x ) = ax 2 + bx + c (a ≠ 0) 单调递减.时,函数 f (x ) = ax 2 + bx + c (a ≠ 0) 单调递增;时,函数 f (x ) = ax 2 + bx + c (a ≠ 0) 单调递减.4、证明:因为 f (x ) = 2x 3 - 6x 2 + 7 ,所以 f '(x ) = 6x 2 -12x .当 x ∈(0, 2) 时, f '(x ) = 6x 2 -12x < 0 ,因此函数 f (x ) = 2x 3 - 6x 2 + 7 在(0, 2) 内是减函数.练习(P29)1、 x 2 , x 4 是函数 y = f (x ) 的极值点,1 1 其中 x = x2 是函数 y = f (x ) 的极大值点, x = x 4 是函数 y = f (x ) 的极小值点.2、(1)因为 f (x ) = 6x 2 - x - 2 ,所以 f '(x ) = 12x -1 .令 f '(x ) = 12x -1 = 0 ,得 x =1.12调递减.当 x >1时, f '(x ) > 0 , f (x ) 单调递增;当 x < 112 12时, f '(x ) < 0 , f (x ) 单 所 以 , 当x = 1时 , 12f (x ) 有 极 小 值 , 并 且 极 小 值 为f ( ) = 6 ⨯( )2 - 1 - 2 = - 49. 12 12 12 24(2)因为 f (x ) = x 3 - 27x ,所以 f '(x ) = 3x 2 - 27 .令 f '(x ) = 3x 2 - 27 = 0 ,得 x = ±3 . 下面分两种情况讨论:①当 f '(x ) > 0 ,即 x < -3 或 x > 3 时;②当 f '(x ) < 0 ,即-3 < x < 3 时.当 x 变化时, f '(x ) , f (x ) 变化情况如下表:因此,当 x = -3 时, f (x ) 有极大值,并且极大值为 54; 当 x = 3 时, f (x ) 有极小值,并且极小值为-54 . (3)因为 f (x ) = 6 +12x - x 3 ,所以 f '(x ) = 12 - 3x 2 .令 f '(x ) = 12 - 3x 2 = 0 ,得 x= ±2 . 下面分两种情况讨论:①当 f '(x ) > 0 ,即-2 < x < 2 时;②当 f '(x ) < 0 ,即 x < -2 或 x > 2 时.当 x 变化时, f '(x ) , f (x ) 变化情况如下表:=-因此,当x =-2 时,f (x) 有极小值,并且极小值为-10 ;当x = 2 时,f (x) 有极大值,并且极大值为22(4)因为 f (x) = 3x -x3,所以 f '(x) = 3 - 3x2.令 f '(x) = 3 - 3x2= 0 ,得 x =±1 .下面分两种情况讨论:①当f '(x) > 0 ,即-1 <x < 1时;②当f '(x) < 0 ,即x <-1或x > 1 时. 当x 变化时,f '(x) ,f (x) 变化情况如下表:因此,当x =-1 时,f (x) 有极小值,并且极小值为-2 ;当x = 1 时,f (x) 有极大值,并且极大值为2练习(P31)(1)在[0, 2] 上, 当 x =1 49f ( ) .12 24 1 时,12f (x) = 6x2-x - 2 有极小值,并且极小值为又由于 f (0) =-2 , f (2) = 20 .因此,函数 f (x) = 6x2-x - 2 在[0, 2] 上的最大值是 20、最小值是-49.24(2)在[-4, 4] 上,当 x =-3 时, f (x) =x3- 27x 有极大值,并且极大值为 f (-3) = 54 ;当x = 3 时, f (x) =x3- 27x 有极小值,并且极小值为 f (3) =-54 ;又由于 f (-4) = 44 , f (4) =-44 .(0, ) ,所以 f (x )因此,函数 f (x ) = x 3 - 27x 在[-4, 4] 上的最大值是 54、最小值是-54 .( 3) 在[- 1, 3] 上, 当 x = 2 时, 3f (x ) = 6 +12x - x 3 有极大值, 并且极大值为f (2) = 22 .又由于 f (- 1) = 55, f (3) = 15 .3 27因此,函数 f (x ) = 6 +12x - x 3 在[- 1 , 3] 上的最大值是 22、最小值是 55.3 27(4)在[2, 3] 上,函数 f (x ) = 3x - x 3 无极值.因为 f (2) = -2 , f (3) = -18 .因此,函数 f (x ) = 3x - x 3 在[2, 3] 上的最大值是-2 、最小值是-18 . 习题 1.3 A 组(P31)1、(1)因为 f (x ) = -2x +1,所以 f '(x ) = -2 < 0 .因此,函数 f (x ) = -2x +1是单调递减函数.(2)因为 f (x ) = x + cos x , x ∈ ' = 1- sin x > 0 , x ∈ 2(0, ) . 2 因此,函数 f (x ) = x + cos x 在 (0, ) 上是单调递增函数. 2(3)因为 f (x ) = -2x - 4 ,所以 f '(x ) = -2 < 0 .因此,函数 f (x ) = 2x - 4 是单调递减函数.(4)因为 f (x ) = 2x 3 + 4x ,所以 f '(x ) = 6x 2 + 4 > 0 .因此,函数 f (x ) = 2x 3 + 4x 是单调递增函数.2、(1)因为 f (x ) = x 2 + 2x - 4 ,所以 f '(x ) = 2x + 2 .当 f '(x ) > 0 ,即 x > -1 时,函数 f (x ) = x 2 + 2x - 4 单调递增.当 f '(x ) < 0 ,即 x < -1时,函数 f (x ) = x 2 + 2x - 4 单调递减.(2)因为 f (x ) = 2x 2 - 3x + 3 ,所以 f '(x ) = 4x - 3 .当 f '(x ) > 0 ,即 x > 3时,函数 f (x ) = 2x 2 - 3x + 3 单调递增.4当 f '(x ) < 0 ,即 x < 3时,函数 f (x ) = 2x 2 - 3x + 3 单调递减.4(3)因为 f (x ) = 3x + x 3 ,所以 f '(x ) = 3 + 3x 2 > 0 .因此,函数 f (x ) = 3x + x 3 是单调递增函数.(4)因为 f (x ) = x 3 + x 2 - x ,所以 f '(x ) = 3x 2 + 2x -1.当 f '(x ) > 0 ,即 x < -1或 x > 1时,函数 f (x ) = x 3 + x 2 - x 单调递增.3 当 f '(x ) < 0 ,即-1 < x < 1时,函数 f (x ) = x 3 + x 2 - x 单调递减.33、(1)图略. (2)加速度等于 0.4、(1)在 x = x 2 处,导函数 y = f '(x ) 有极大值;(2) 在 x = x 1 和 x = x 4 处,导函数 y = f '(x ) 有极小值;(3) 在 x = x 3 处,函数 y =(4) 在 x = x 5 处,函数 y = f (x ) 有极大值;f (x ) 有极小值.5、(1)因为 f (x ) = 6x 2 + x + 2 ,所以 f '(x ) = 12x +1.令 f '(x ) = 12x +1 = 0 ,得 x = - 1.12当 x > - 112 当 x < - 112时, f '(x ) > 0 , f (x ) 单调递增;时, f '(x ) < 0 , f (x ) 单调递减.所 以 ,x = - 1 时 , 12f (x ) 有 极 小 值 , 并 且 极 小 值 为 f (- 1 ) = 6 ⨯(- 1 )2 - 1 - 2 = - 49 .12 12 12 24(2)因为 f (x ) = x 3 -12x ,所以 f '(x ) = 3x 2 -12 .令 f '(x ) = 3x 2 -12 = 0 ,得 x = ±2 . 下面分两种情况讨论:①当 f '(x ) > 0 ,即 x < -2 或 x > 2 时;②当 f '(x ) < 0 ,即-2 < x < 2 时.当 x 变化时, f '(x ) , f (x ) 变化情况如下表:因此,当 x =-2 时, f (x) 有极大值,并且极大值为 16;当x = 2 时, f (x) 有极小值,并且极小值为-16 .(3)因为 f (x) = 6 -12x +x3,所以 f '(x) =-12 + 3x2.令 f '(x) =-12 + 3x2= 0 ,得 x =±2 .下面分两种情况讨论:①当f '(x) > 0 ,即x <-2 或x > 2 时;②当f '(x) < 0 ,即-2 <x < 2 时. 当x 变化时,f '(x) ,f (x) 变化情况如下表:因此,当 x =-2 时, f (x) 有极大值,并且极大值为 22;当x = 2 时, f (x) 有极小值,并且极小值为-10 .(4)因为 f (x) = 48x -x3,所以 f '(x) = 48 - 3x2.令 f '(x) = 48 - 3x2= 0 ,得 x =±4 .下面分两种情况讨论:①当f '(x) > 0 ,即x <-2 或x > 2 时;②当f '(x) < 0 ,即-2 <x < 2 时. 当x 变化时,f '(x) ,f (x) 变化情况如下表:因此,当x =-4 时,f (x) 有极小值,并且极小值为-128 ;当x = 4 时,f (x) 有极大值,并且极大值为128.6、(1)在[-1,1] 上,当 x =-112时,函数f (x) = 6x2+x + 2 有极小值,并且极小值为47.24由于f (-1) = 7 ,f (1) = 9 ,所以,函数f (x) = 6x2+x + 2 在[-1,1] 上的最大值和最小值分别为9,47.24(2)在[-3, 3] 上,当 x =-2 时,函数 f (x) =x3-12x 有极大值,并且极大值为 16; 当x = 2 时,函数 f (x) =x3-12x 有极小值,并且极小值为-16 .由于f (-3) = 9 ,f (3) =-9 ,所以,函数 f (x) =x3-12x 在[-3, 3] 上的最大值和最小值分别为 16, -16 .(3)在[-1,1] 上,函数f (x) = 6 -12x +x3在[-1,1] 上无极值.3 3由于f (-1) =269,f (1) =-5 ,3 27所以,函数f (x) = 6 -12x +x3在[-1,1] 上的最大值和最小值分别为269,-5 .3 27(4)当x = 4 时,f (x) 有极大值,并且极大值为128..由于f (-3) =-117 ,f (5) = 115 ,所以,函数 f (x) = 48x -x3在[-3, 5] 上的最大值和最小值分别为 128, -117 . 习题3.3 B 组(P32)1、(1)证明:设 f (x) = sin x -x ,x ∈(0,) .因为 f '(x) = cos x -1 < 0 , x ∈(0,)所以f (x) = sin x -x 在(0,) 内单调递减因此 f (x) = sin x -x <f (0) = 0 , x ∈(0,) , 即 sin x <x , x ∈(0,) . 图略(2)证明:设 f (x) =x -x2, x ∈(0,1) .因为 f '(x) = 1- 2x , x ∈(0,1)又1 1所以,当 x ∈1(0, )2时,f '(x) = 1- 2x > 0 ,f (x) 单调递增,f (x) =x -x2> f (0) = 0 ;当 x ∈1时,f '(x) = 1- 2x < 0 ,f (x) 单调递减,( ,1)2f (x) =x -x2> f (1) = 0 ;f ( ) => 0 . 因此, x -x22 4>0 ,x ∈(0,1) . (3)证明:设 f (x) =e x-1-x , x ≠ 0 .因为 f '(x) =e x-1, x ≠ 0所以,当x > 0 时,f '(x) =e x-1 > 0 ,f (x) 单调递增,f (x) =e x-1-x > f (0) = 0 ;当x < 0 时,f '(x) =e x-1 < 0 ,f (x) 单调递减,f (x) =e x-1-x >f (0) = 0 ;综上,e x-1 >x ,x ≠ 0 . 图略(4)证明:设 f (x) = ln x -x ,x > 0 .因为 f '(x) =1-1 ,x ≠ 0 x所以,当0 <x < 1时,f '(x) =1-1 > 0 ,f (x) 单调递增,xf (x) = ln x -x < f (1) =-1 < 0 ;当x > 1 时,f '(x) =1-1 < 0 ,f (x) 单调递减,xf (x) = ln x -x < f (1) =-1 < 0 ;当x =1 时,显然ln1 <1. 因此,ln x <x .由(3)可知, e x>x +1 >x , x > 0 .. 综上,ln x <x <e x,x > 0 图略2、(1)函数f (x) =ax3+bx2+cx +d 的图象大致是个“双峰”图象,类似“”或“”的形状. 若有极值,则在整个定义域上有且仅有一个极大值和一个极小值,从图象图略( ) 上能大致估计它的单调区间.(2)因为 f (x ) = ax 3 + bx 2 + cx + d ,所以 f '(x ) = 3ax 2 + 2bx + c . 下面分类讨论:当a ≠ 0 时,分a > 0 和a < 0 两种情形: ①当a > 0 ,且b 2 - 3ac > 0 时,设方程 f '(x ) = 3ax 2 + 2bx + c = 0 的两根分别为 x , x ,且 x < x ,1212当 f '(x ) = 3ax 2 + 2bx + c > 0 ,即 x < x 或 x > x 时,函数 f (x ) = ax 3 + bx 2 + cx + d 单12调递增;当 f '(x ) = 3ax 2 + 2bx + c < 0 ,即 x < x < x 时,函数 f (x ) = ax 3 + bx 2 + cx + d 单调递减.12当a > 0 ,且b 2 - 3ac ≤ 0 时,此时 f '(x ) = 3ax 2 + 2bx + c ≥ 0 ,函数 f (x ) = ax 3 + bx 2 + cx + d 单调递增.②当a < 0 ,且b 2 - 3ac > 0 时,设方程 f '(x ) = 3ax 2 + 2bx + c = 0 的两根分别为 x , x ,且 x < x ,1212当 f '(x ) = 3ax 2 + 2bx + c > 0 ,即 x < x < x 时,函数 f (x ) = ax 3 + bx 2 + cx + d 单调递12增;当 f '(x ) = 3ax 2 + 2bx + c < 0 ,即 x < x 或 x > x 时,函数 f (x ) = ax 3 + bx 2 + cx + d 单12调递减.当a < 0 ,且b 2 - 3ac ≤ 0 时,此时 f '(x ) = 3ax 2 + 2bx + c ≤ 0 ,函数 f (x ) = ax 3 + bx 2 + cx + d 单调递减 1.4 生活中的优化问题举例习题 1.4 A 组(P37)1、设两段铁丝的长度分别为 x , l - x ,则这两个正方形的边长分别为 x , l - x,4 4两个正方形的面积和为 S = f (x ) = x 2 + (l - x )2 = 1 (2x 2- 2lx + l 2 ) , 0 < x < l .4 4 16 令 f '(x ) = 0 ,即4x - 2l = 0 , x = l.2当 x ∈ l (0, ) 2时, f '(x ) < 0 ;当 x ∈ l( , l ) 2 时, f '(x ) > 0 .因此, x = l是函数 f (x ) 的极小值点,也是最小值点.2V3 2 V321 ni 所以,当两段铁丝的长度分别是 l时,两个正方形的面积和最小.22、如图所示,由于在边长为a 的正方形铁片的四角截去四个边长为 x 的小正方形,做成一个无盖方盒,所以无盖方盒的底面为正方形,且边长为a - 2x ,高为 x .(1)无盖方盒的容积V (x ) = (a - 2x )2 x , 0 < x < a.2(2)因为V (x ) = 4x 3 - 4ax 2 + a 2 x ,所以V '(x ) = 12x 2 - 8ax + a 2 .令V '(x ) = 0 ,得 x = a (舍去),或 x = a.(第 2 题)当 x ∈ a (0, ) 6 2 时,V '(x ) > 0 ;当 x ∈ 6 a a( , ) 6 2 时,V '(x ) < 0 . 因此, x = a是函数V (x ) 的极大值点,也是最大值点.6 所以,当 x = a时,无盖方盒的容积最大.63、如图,设圆柱的高为h ,底半径为 R ,则表面积 S = 2Rh + 2R 2由V = R 2h ,得h =V .R 2因此, S (R ) = 2R2V V R 2 + 2R 2 = 2V + 2R 2 , R > 0 . R令 S '(R ) = - + 4R = 0 ,解得 R = .R当 R ∈(0, 3 V) 时, S '(R ) < 0 ;2当 R ∈( 3 V2, +∞) 时, S '(R ) > 0 .(第 3 题)因 此 , R =是 函 数 S (R ) 的 极 小 值 点 , 也 是 最 小 值 点 . 此 时 ,h = V R 2 = 23 V= 2R .2所以,当罐高与底面直径相等时,所用材料最省.n 4、证明:由于 f (x ) = ∑(x - a )2,所以 f '(x ) = 2 ∑(x - a ) .n i =1 n i =1i8a 4 + 令 f (x ) = 0 ,得 x = n ∑ = n ∑ n ∑ )x ' 1 na i =11 n可以得到, x a i是函数 f (x ) 的极小值点,也是最小值点.i =11 n这个结果说明,用 n 个数据的平均值 a i 表示这个物体的长度是合理i =1的,这就是最小二乘法的基本原理.5、设矩形的底宽为 x m ,则半圆的半径为 x 2m ,半圆的面积为x 2 8m 2 ,矩形的面积为a -x 2 8 m 2 ,矩形的另一边长为( a x - x ) m8因此铁丝的长为l (x ) =x + x + 2a - x = (1+ + 2a, 0 < x < 2 x 4 4 x令l '(x ) = 1+ - 4 2a = 0 ,得 x = x2(负值舍去).当 x ∈(0, ) 时, l '(x ) < 0 ;当 x ∈( 8a ,8a ) 时, l '(x ) > 0 .因此, x = 4 +是函数l (x ) 的极小值点,也是最小值点.所以,当底宽为m 时,所用材料最省.6、利润 L 等于收入 R 减去成本C ,而收入 R 等于产量乘单价. 由此可得出利润 L 与产量q 的函数关系式,再用导数求最大利润.收入 R = q ⋅ p = q (25 - 1 q ) = 25q - 1q 2 ,8 8 利润 L = R - C = (25q - 1 q 2 ) - (100 + 4q ) = - 1q 2 + 21q -100 , 0 < q < 200 .8 8求导得 L ' = - 1q + 214 令 L ' = 0 ,即- 1q + 21 = 0 , q = 84 .4当 q ∈(0,84) 时, L ' > 0 ;当 q ∈(84, 200) 时, L ' < 0 ;8a8a 4 + 8a4 + 8a4 +i ,n ∆ ( ) ⋅ + ⋅ ] 因此, q = 84 是函数 L 的极大值点,也是最大值点.所以,产量为 84 时,利润 L 最大,习题 1.4 B 组(P37)1、设每个房间每天的定价为 x 元,那么宾馆利润 L (x ) = (50 - x -180)(x - 20) = - 110 10令 L '(x ) = - 1x + 70 = 0 ,解得 x = 350 .5x 2 + 70x -1360 ,180 < x < 680 .当 x ∈(180, 350) 时, L '(x ) > 0 ;当 x ∈(350, 680) 时, L '(x ) > 0 .因此, x = 350 是函数 L (x ) 的极大值点,也是最大值点.所以,当每个房间每天的定价为 350 元时,宾馆利润最大. 2、设销售价为 x 元/件时,利润 L (x ) = (x - a )(c + c b - x ⨯ 4) = c (x - a )(5 - 4 x ) , a < x < 5b.b b 4令 L '(x ) = - 8c x + 4ac + 5bc = 0 ,解得 x = 4a + 5b.b b 8 当 x ∈(a , 4a + 5b ) 时, L '(x ) > 0 ;当 x ∈( 4a + 5b , 5b) 时, L '(x ) < 0 .8 8 4 当 x = 4a + 5b 是函数 L (x ) 的极大值点,也是最大值点.8所以,销售价为 4a + 5b元/件时,可获得最大利润.81.5 定积分的概念练习(P42) 8 . 3说明:进一步熟悉求曲边梯形面积的方法和步骤,体会“以直代曲”和“逼近”的思想.练习(P45)1、∆s ≈ ∆s ' = v ( i )∆t = [-( i )2 + 2]⋅ 1 = -( i )2 ⋅ 1 + ⋅ 2, i = 1, 2, , n .i i n n n n n n于是 s = ∑ ∆s ≈ ∑ ∆s ' = ∑ i v ( ) ti =1 i ii =1 i =1n= ∑ i =1[- i 2 1 2n n n = - 1 2 1n -1 2 1 n 2 1( n ) ⋅ n- - ( ) ⋅ - ( ) n n n ⋅ + 2 n = - 1[1+ 22 + + n 2 ] + 2n 3nn n= ∑ i =1i =1i =1⎰ ∑a= - 1 ⋅ n (n +1)(2n +1) + 2 n 3 6 = - 1 (1+ 1 )(1+ 1) + 23 n 2n 取极值,得s = lim ∑ 1 i n[ v ( )] lim [- 1 (1+ 1 )(1+ 1 ) + 2] = 5n →∞ i =1 nn n →∞ i =1 3 n 2n 3 说明:进一步体会“以不变代变”和“逼近”的思想. 2、 22 km.3说明:进一步体会“以不变代变”和“逼近”的思想,熟悉求变速直线运动物体路程的方法和步骤. 练习(P48)2x 3dx = 4 .说明:进一步熟悉定积分的定义和几何意义.从几何上看,表示由曲线 y = x 3 与直线 x = 0 , x = 2 , y = 0 所围成的曲边梯形的面积 S = 4 . 习题 1.5 A 组(P50)2100i -1 1 1、(1) ⎰1 (x -1)dx ≈ ∑[(1+ 100 ) -1]⨯ 100 = 0.495 ; 2500i -1 1 (2) ⎰1 (x -1)dx ≈ ∑[(1+ 500) -1]⨯ 500 = 0.499 ; 21000i -1 1 (3) ⎰1 (x -1)dx ≈ ∑[(1+ 1000) -1]⨯ 1000 = 0.4995 . 说明:体会通过分割、近似替换、求和得到定积分的近似值的方法. 2、距离的不足近似值为:18⨯1+12 ⨯1+ 7 ⨯1+ 3⨯1+ 0 ⨯1 = 40 (m ); 距离的过剩近似值为: 27 ⨯1+18⨯1+12 ⨯1+ 7 ⨯1+ 3⨯1 = 67 (m ). 3、证明:令 f (x ) = 1 . 用分点 a = x 0 < x 1 < < x i -1 < x i < < x n = b将区间[a , b ] 等分成 n 个小区间, 在每个小区间[x i -1 , x i ] 上任取一点i(i = 1, 2, , n )作和式∑ f (i )∆x = ∑ b - an = b - a , i =1bi =1nb - a 从而 1dx = lim n →∞i =1= b - a ,nnn n⎰1- x 2 1 ⎰⎰⎰⎰⎰⎰-1-1说明:进一步熟悉定积分的概念. 4、根据定积分的几何意义, ⎰01- x 2 dx 表示由直线 x = 0 , x = 1 , y = 0 以及曲线y = 所围成的曲边梯形的面积, 即四分之一单位圆的面积, 因此 1- x 2 d x = . 0 4 5、(1) ⎰0 x 3dx = - 1 . -1 4由于在区间[-1, 0] 上 x 3≤ 0 ,所以定积分 0x 3dx 表示由直线 x = 0 , x = -1 , y = 0-1和曲线 y = x 3 所围成的曲边梯形的面积的相反数.(2)根据定积分的性质,得⎰1x 3dx = ⎰0x 3dx + ⎰1x 3dx = - 1 + 1= 0 .-1 -1 0 4 4由于在区间[-1, 0] 上 x 3 ≤ 0 ,在区间[0,1] 上 x 3≥ 0 ,所以定积分 1x 3dx 等于位于 x-1轴上方的曲边梯形面积减去位于 x 轴下方的曲边梯形面积.(3)根据定积分的性质,得⎰2 x 3dx = ⎰0 x 3dx + ⎰2 x 3dx = - 1 + 4 = 15-1 -1 0 4 4由于在区间[-1, 0] 上 x 3 ≤ 0 ,在区间[0, 2] 上 x 3 ≥ 0 ,所以定积分 2x 3dx 等于位于 x-1轴上方的曲边梯形面积减去位于 x 轴下方的曲边梯形面积.说明:在(3)中,由于 x 3 在区间[-1, 0] 上是非正的,在区间[0, 2] 上是非负的,如果直接利用定义把区间[-1, 2] 分成n 等份来求这个定积分,那么和式中既有正项又 有负项,而且无法抵挡一些项,求和会非常麻烦. 利用性质 3 可以将定积分 2x 3dx-1化为 0 x 3dx + 2x 3dx ,这样, x 3 在区间[-1, 0] 和区间[0, 2] 上的符号都是不变的,再-1利用定积分的定义,容易求出⎰0x 3dx , ⎰2x 3dx ,进而得到定积分⎰2x 3dx 的值. 由此可见,利用定积分的性质可以化简运算.在(2)(3)中,被积函数在积分区间上的函数值有正有负,通过练习进一步体会定积分的几何意义.习题 1.5 B 组(P50)1、该物体在t = 0 到t = 6 (单位:s )之间走过的路程大约为 145 m.说明:根据定积分的几何意义,通过估算曲边梯形内包含单位正方形的个数来估计物体走过的路程. 2、(1) v = 9.81t .8 i 1 1 8⨯ 9(2)过剩近似值: ∑9.81⨯ ⨯ = 9.81⨯ ⨯ = 88.29 (m ); i =12 2 4 2 1⎰4 4∑ i l ∑ ∑ ∑ n8i -1 1 1 8⨯ 7不足近似值: ∑9.81⨯i =1⨯ = 9.81⨯ ⨯ 2 2 4 2 = 68.67 (m )(3) ⎰09.81tdt ; 3、(1)分割⎰09.81t d t = 78.48 (m ).在区间[0, l ] 上等间隔地插入n -1个分点,将它分成n 个小区间:l l 2l(n - 2)l [0, ] ,[ , ],……,[ , l ] , n n n n 记第i 个区间为[(i -1)l iln , n ] ( i = 1, 2, n ),其长度为 ∆x = il - (i -1)l = l .n n n 把细棒在小段 ll 2l(n - 2)l[0, ] ,[ , ],……,[ , l ] 上质量分别记作: n n n n∆m 1 , ∆m 2 , , ∆m n ,则细棒的质量m = ∑∆m i .i =1 (2) 近似代替当n 很大,即∆x 很小时,在小区间[(i -1)l , il] 上,可以认为线密度(x ) = x 2 n n的值变化很小, 近似地等于一个常数, 不妨认为它近似地等于任意一点 ∈[(i -1)l il处的函数值 () = 2. 于是, 细棒在小段 [(i -1)l il上质量 i , ] i i , ] n n n n∆m ≈ ()∆x = 2 l ( i = 1, 2, n ).i i i n(3) 求和得细棒的质量n nnm = ∆m ≈ ()∆x = 2. i ii n(4) 取极限i =1i =1nl2i =1l 2细棒的质量 m = limn →∞i =1n,所以m = ⎰0 x dx ..1.6 微积分基本定理练习(P55)(1)50;(2) 50 ;(3)4 2 - 5; (4)24; 33 3(5) 3 - ln 2 ; (6) 1 ;(7)0;(8) -2 .2 23 6 说明:本题利用微积分基本定理和定积分的性质计算定积分. 习题 1.6 A 组(P55)1、(1) 40 ; (2) - 1- 3ln 2 ;(3) 9+ ln 3 - ln 2 ;3 (4) - 17 ;(5) 6232 82+1; (6) e 2- e - 2 ln 2 .说明:本题利用微积分基本定理和定积分的性质计算定积分.2、 3sin xdx = [-cos x ]3= 2 . ⎰0 它表示位于 x 轴上方的两个曲边梯形的面积与 x 轴下方的曲边梯形的面积之差. 或表述为:位于 x 轴上方的两个曲边梯形的面积(取正值)与 x 轴下方的曲边梯形的面积(取负值)的代数和. 习 题 1.6 B 组 (P55)1 e2 11 11、(1)原式=[ e 2x ]1 = - ;(2)原式=[ sin 2x ]4 = - ;2 0 2 22x 3 62 4 (3)原式=[ ln 2]1 = ln 2.2、(1) sin mxdx = [- cos mx ]= - 1[cos m - cos(-m )] = 0 ; ⎰-m - msin mx 1(2) cos mxdx = | = [sin m - sin(-m )] = 0 ;⎰-m - m(3) sin 2 mxdx = 1- cos 2mx dx = [ x - sin 2mx ]= ;⎰- ⎰- 2 2 4m - (4) cos 2mxdx = 1+ cos 2mx dx = [ x + sin 2mx ] = .⎰- ⎰- 2 2 4m -3、 ( 1) s (t ) = t g (1- e -kt )dt = g+ g e - kt ]t = g t + g e - kt - g = 49t + 245e -0.2t - 245 . ⎰0 k [ k t k2 0 k k 2 k 2(2)由题意得 49t + 245e -0.2t - 245 = 5000 .这是一个超越方程,为了解这个方程,我们首先估计t 的取值范围.根据指数函数的性质,当t > 0 时, 0 < e -0.2t < 1 ,从而 5000 < 49t < 5245 ,因此, 5000 < t < 5245 .49 49因此245e-0.2⨯500049≈ 3.36 ⨯10-7 , 245e-0.2⨯524549≈ 1.24 ⨯10-7 ,所以,1.24 ⨯10-7 < 245e -0.2t < 3.36 ⨯10-7 .从而,在解方程49t + 245e -0.2t - 245 = 5000 时, 245e -0.2t 可以忽略不计.240 ⎰ ⎰= ⎰ 0a a 1]a 3因此,. 49t - 245 ≈ 5000 ,解之得 t ≈5245(s ).49说明:B 组中的习题涉及到被积函数是简单的复合函数的定积分,可视学生的具体情况选做,不要求掌握. 1.7 定积分的简单应用练习(P58)(1) 32; (2)1.3说明:进一步熟悉应用定积分求平面图形的面积的方法与求解过程.练习(P59)52 51、 s = (2t + 3)dt = [t + 3t ] = 22 (m ).⎰3 2、W = ⎰0 (3x + 4)dx = [ 2 3x 2 + 4x ]4 = 40 (J ). 习题 1.7 A 组(P60)1、(1)2; (2) 9.2 2、W = ⎰b k q dr = [-q b = k q - k q.a r r a b3、令v (t ) = 0 ,即40 -10t = 0 . 解得t = 4 . 即第 4s 时物体达到最大高度.42 4最大高度为 h = (40 -10t )dt = [40t - 5t ] = 80 (m ).⎰4、设t s 后两物体相遇,则 0t(3t 2+1)dt = t10tdt + 5 , 0解之得t = 5 . 即 A , B 两物体 5s 后相遇.此时,物体 A 离出发地的距离为 5(3t 2 +1)dt = [t 3 + t ]5 = 130 (m ).⎰5、由 F = kl ,得10 = 0.01k . 解之得k = 1000 .所做的功为 0.1W1000ldl = 500l 2 |0.1= 5 (J ). 06、(1)令v (t ) = 5 - t + 551+ t= 0 ,解之得t = 10 . 因此,火车经过 10s 后完全停止.(2) s = (5 - t + 55 )dt = [5t - 1 t 2 + 55 ln(1+ t )]10 = 55 ln11(m ). ⎰1+ t2习题 1.7 B 组(P60)1、(1) ⎰- aa 2 - x 2 dx 表示圆 x 2 + y 2 = a 2 与 x 轴所围成的上半圆的面积,因此⎰- adx =a 22(2) ⎰[ - x ]dx 表示圆(x -1)2 + y 2 = 1与直线( 第 1( 2)2 a 2- x 21- (x -1)210k3 x 2 33x33x= 2bh . (第 2 题) 0⎩ ⎰ ⎰ y = x 所围成的图形(如图所示)的面积,1⨯12 1 1因此, ⎰0 [ - x ]dx =- ⨯1⨯1 = - . 4 2 4 22、证明:建立如图所示的平面直角坐标系,可设抛物线的方程为 y = ax 2 ,则h = a ⨯ (b )2 ,所以a = 4h. 2 b 2从而抛物线的方程为y = 4h x 2. b 2b4h4h b 于是,抛物线拱的面积 S = 2 2(h - 0b 2 x 2 )dx = 2[hx - 3b 2 x 3 ]2 3⎧ y = x 2 + 23、如图所示.解方程组⎨ y = 3x得曲线 y = x 2 + 2 与曲线 y = 3x 交点的横坐标 x = 1 , x = 2 .12于是,所求的面积为 1[(x 2 + 2) - 3x ]dx + 2[3x - (x 2 + 2)]dx = 1 .0 14、证明:W = R +h G Mm dr = [-G Mm ]R +h = GMmh .⎰Rr2rRR (R + h )第一章 复习参考题 A 组(P65)1、(1)3;(2) y = -4 .2、(1) y ' =2 s in x cos x + 2x; (2) y ' = 3(x - 2)2 (3x +1)(5x - 3) ;cos 2x(3) y ' =2x ln x ln 2 + 2x x;(4) y 2x - 2x 2(2x +1)4.3、 F ' = -2GMm .r34、(1) f '(t ) < 0 . 因为红茶的温度在下降.(2) f '(3) = -4 表明在 3℃附近时,红茶温度约以 4℃/min 的速度下降. 图略.5、因为 f (x ) = ,所以 f '(x ) =2 .当 f '(x ) =2> 0 ,即 x > 0 时, f (x ) 单调递增; 1- (x -1)2 ⎰ ' =33x=当 f '(x ) =2< 0 ,即 x < 0 时, f (x ) 单调递减.6、因为 f (x ) = x 2 + px + q ,所以 f '(x ) = 2x + p .当 f '(x ) = 2x + p = 0 ,即 x = - p= 1 时, f (x ) 有最小值.2由- p= 1,得 p = -2 . 又因为 f (1) = 1- 2 + q = 4 ,所以q = 5 .27、因为 f (x ) = x (x - c )2 = x 3 - 2cx 2 + c 2 x ,所以 f '(x ) = 3x 2 - 4cx + c 2 = (3x - c )(x - c ) .当 f '(x ) = 0 ,即 x = c,或 x = c 时,函数 f (x ) = x (x - c )2 可能有极值.3由题意当 x = 2 时,函数 f (x ) = x (x - c )2 有极大值,所以c > 0 . 由于所以,当x = c 时,函数 f (x ) = x (x - c )2 有极大值. 此时, c = 2 , c = 6 . 3 3 8、设当点 A 的坐标为(a , 0) 时, ∆AOB 的面积最小.因为直线 AB 过点 A (a , 0) , P (1,1) ,所以直线 AB 的方程为 y - 0 = x - a,即 y =x - 0 1- a1 (x - a ) . 1- a 当 x = 0 时, y = a ,即点 B 的坐标是(0, a) .a -1因此, ∆AOB 的面积 S ∆AOB = S (a ) = a -11 aa 22 a a -1 2(a -1) .令 S '(a ) = ' = 1 ⋅a 2 - 2a =0 ,即 S (a ) 2 (a -1)2 0 .当a = 0 ,或a = 2 时, S '(a ) = 0 , a = 0 不合题意舍去.x (-∞, c )3c 3( c , c ) 3c(c , +∞)f '(x ) +-+f (x )单调递增 极大值 单调递减 极小值 单调递增由于所以,当a = 2 ,即直线 AB 的倾斜角为135︒ 时, ∆AOB 的面积最小,最小面积为 2. 9、 D .10、设底面一边的长为 x m ,另一边的长为(x + 0.5) m. 因为钢条长为 14.8m. 所以,长方体容器的高为14.8 - 4x - 4(x + 0.5) = 12.8 - 8x = 3.2 - 2x .4 4设容器的容积为V ,则V = V (x ) = x (x + 0.5)(3.2 - 2x ) = -2x 3 + 2.2x 2 +1.6x , 0 < x < 1.6 .令V '(x ) = 0 ,即-6x 2 + 4.4x +1.6 = 0 .所以, x = - 4 15(舍去),或 x = 1 .当 x ∈(0,1) 时,V '(x ) > 0 ;当 x ∈(1,1.6) 时,V '(x ) < 0 .因此, x = 1 是函数V (x ) 在(0,1.6) 的极大值点,也是最大值点. 所以,当长方体容器的高为 1 m 时,容器最大,最大容器为 1.8 m 3. 11、设旅游团人数为100 + x 时,旅行社费用为 y = f (x ) = (100 + x )(1000 - 5x ) = -5x 2 + 500 +100000 (0 ≤ x ≤ 80) .令 f '(x ) = 0 ,即-10x + 500 = 0 , x = 50 .又 f (0) = 100000 , f (80) = 108000 , f (50) = 112500 .所以, x = 50 是函数 f (x ) 的最大值点.所以,当旅游团人数为 150 时,可使旅行社收费最多. 12、设打印纸的长为 x cm 时,可使其打印面积最大.因为打印纸的面积为 623.7,长为 x ,所以宽为 623.7,x打印面积 S (x ) = (x - 2 ⨯ 2.54)( 623.7- 2 ⨯ 3.17)x= 655.9072 - 6.34x - 3168.396, 5.08 < x < 98.38 .x2 令 S '(x ) = 0 ,即6.34 - 3168.396 = 0 , x ≈ 22.36 (负值舍去), 623.7≈ 27.89 .x 2 22.365 2dx = 2 (cos x - sin x )dx = [sin x + cos x ]2 = 0 ; (5)原式= 2 dx = [ ]2 = x = 22.36 是函数 S (x ) 在(5.08, 98.38) 内唯一极值点,且为极大值,从而是最大值点.所以,打印纸的长、宽分别约为 27.89cm ,22.36cm 时,可使其打印面积最大. 13、设每年养q 头猪时,总利润为 y 元.则 y = R (q ) - 20000 -100q = - 1q 2 + 300q - 20000 (0 < q ≤ 400, q ∈ N ) .2令 y ' = 0 ,即-q + 300 = 0 , q = 300 .当q = 300 时, y = 25000 ;当q = 400 时, y = 20000 .q = 300 是函数 y ( p ) 在(0, 400] 内唯一极值点,且为极大值点,从而是最大值点.所以,每年养 300 头猪时,可使总利润最大,最大总利润为 25000 元. 14、(1) 2 - 2 ;(2) 2e - 2 ; (3)1;cos 2 x - sin 2 x⎰0cos x + sin x⎰01- cos x x - sin x - 2⎰0 2 2 0 4 15、略. 说明:利用函数图象的对称性、定积分的几何意义进行解释.16、2 - 2 .17、由 F = kl ,得0.049 = 0.01k . 解之得k = 4.9 .0.3l 2 0.3所做的功为 W = ⎰0.1 4.9ldl = 4.9 ⨯ 2|0.1 = 0.196 (J )第一章 复习参考题 B 组(P66)1、(1) b '(t ) = 104 - 2 ⨯103t . 所以,细菌在t = 5 与t = 10 时的瞬时速度分别为 0 和-104 .(2)当0 ≤ t < 5 时, b '(t ) > 0 ,所以细菌在增加;当5 < t < 5 + 5 时, b '(t ) < 0 ,所以细菌在减少.2、设扇形的半径为r ,中心角为弧度时,扇形的面积为 S .因为 S = 1r 2 , l - 2r =r ,所以= l- 2 .2 rS = 1r 2 = 1 ( l - 2)r 2 = 1 (lr - 2r 2 ) , 0 < r < l .2 2 r 2 23 2 (4)原式= .令 S ' = 0 ,即l - 4r = 0 , r = l,此时为 2 弧度.4r = l 是函数 S (r ) 在 4 l(0, ) 内唯一极值点,且是极大值点,从而是最大值点.2所以,扇形的半径为 l、中心角为 2 弧度时,扇形的面积最大.43、设圆锥的底面半径为r ,高为h ,体积为V ,那么r 2 + h 2 = R 2 . 因此,V =1r 2h = 1(R 2 - h 2 )h = 1R 2h -1h 3 , 0 < h < R .3 3 33令V ' = 1R 2 -h 2 = 0 ,解得h = 33 R .3容易知道, h =3 R 是函数V (h ) 的极大值点,也是最大值点.3所以,当h =3 R 时,容积最大.3把h =3 R 代入r 2 + h 2 = R 2 ,得r =36 R .3由 R = 2r ,得= 2 6 .3所以,圆心角为=2 6 时,容积最大.34、由于80 = k ⨯102 ,所以k = 4.5设船速为 x km /h 时,总费用为 y ,则 y = 4 x 2 ⨯ 20 + 20⨯ 4805 x x令 y ' = 0 ,即16 - 9600= 0 , x ≈ 24 .x2 = 16x + 9600, x > 0x容易知道, x = 24 是函数 y 的极小值点,也是最小值点.当 x = 24 时, (16 ⨯ 24 + 9600) ÷ ( 20) ≈ 941(元/时)24 24所以,船速约为 24km /h 时,总费用最少,此时每小时费用约为 941 元.5、 设汽车以 x km / h 行驶时, 行车的总费用y = 390x(3 +x 2 360 ) + 130 ⨯14 , x。
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(数学选修2-2) 第一章 导数及其应用
一、选择题
1.若()sin cos f x x α=-,则'
()f α等于( ) A .sin α B .cos α C .sin cos αα+
D .2sin α
2.若函数2
()f x x bx c =++的图象的顶点在第四象限,则函数'
()f x 的图象是( )
3.已知函数1)(2
3--+-=x ax x x f 在),(+∞-∞上是单调函数,则实数a 的
取值范围是( )
A .),3[]3,(
+∞--∞ B .]3,3[- C .),3()3,(+∞--∞ D .)3,3(-
4.对于R 上可导的任意函数()f x ,若满足'
(1)()0x f x -≥,则必有( )
A . (0)(2)2(1)f f f +< B. (0)(2)2(1)f f f +≤ C.
(0)(2)2(1)f f f +≥ D. (0)(2)2(1)f f f +>
5.若曲线4
y x =的一条切线l 与直线480x y +-=垂直,则l 的方程为( )
A .430x y --=
B .450x y +-=
C .430x y -+=
D .430x y ++= 6.函数)(x f 的定义域为开区间),(b a ,导函数)(x f '在),(b a 内的图象如图所示, 则函数
)(x f 在开区间),(b a 内有极小值点( )
a
b
x
y
)
(x f y ?=O
A .1个
B .2个
C .3个
D .4个
二、填空题
1.若函数2
f x
x x c 在2x =处有极大值,则常数c 的值为_________;
2.函数x x y sin 2+=的单调增区间为 。
3.设函数())(0)f x ϕϕπ=+<<,若()()f x f x '+为奇函数,则ϕ=__________ 4.设3
2
1()252
f x x x x =-
-+,当]2,1[-∈x 时,()f x m <恒成立,则实数m 的 取值范围为 。
5.对正整数n ,设曲线)1(x x y n -=在2x =处的切线与y 轴交点的纵坐标为n a ,则 数列1n a n ⎧⎫
⎨
⎬+⎩⎭
的前n 项和的公式是 三、解答题
1.求函数3
(1cos 2)y x =+的导数。
2.求函数y =
3.已知函数3
2
()f x x ax bx c =+++在2
3
x =-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[1,2]x ∈-,不等式2
()f x c <恒成立,求c 的取值范围。
4.已知23()log x ax b
f x x
++=,(0,)x ∈+∞,是否存在实数a b 、,使)(x f 同时满足下列
两个条件:(1))(x f 在(0,1)上是减函数,在[)1,+∞上是增函数;(2))(x f 的最小值是1,若存在,求出a b 、,若不存在,说明理由.
(数学选修2-2)第一章 导数及其应用
参考答案
一、选择题
1.A '
'
()sin ,()sin f x x f αα== 2.A 对称轴'0,0,()22
b
b f x x b -
><=+,直线过第一、三、四象限 3.B '2
()3210f x x ax =-+-≤在),(+∞-∞
恒成立,2
4120a a ∆=-≤⇒≤4.C 当1x ≥时,'()0f x ≥,函数()f x 在(1,)+∞上是增函数;当1x <时,'
()0f x ≤,
()f x 在(,1)-∞上是减函数,故()f x 当1x =时取得最小值,即有 (0)(1),(2)(1),f f f f ≥≥得(0)(2)2(1)f f f +≥
5.A 与直线480x y +-=垂直的直线l 为40x y m -+=,即4
y x =在某一点的导数为
4,而34y x '=,所以4y x =在(1,1)处导数为4,此点的切线为430x y --=
6.A 极小值点应有先减后增的特点,即'
'
'
()0()0()0f x f x f x <→=→> 二、填空题
1.6 '
2
2
'
2
()34,(2)8120,2,6f x x cx c f c c c =-+=-+==或,2c =时取极小值 2.(,)-∞+∞ '
2cos 0y x =+>对于任何实数都成立
3.
6
π
''
()))f x ϕϕϕ=-++=+
()())3f x f x π
ϕ'+=++
要使()()f x f x '+为奇函数,需且仅需,32
k k Z ππ
ϕπ+=+∈,
即:,6k k Z πϕπ=+∈。
又0ϕπ<<,所以k 只能取0,从而6
π
ϕ=。
4.(7,)+∞ ]2,1[-∈x 时,max ()7f x = 5.1
2
2n +- ()()/
112
22,:222(2)n n n x y n y n x --==-++=-+-切线方程为,
令0x =,求出切线与y 轴交点的纵坐标为()012n
y n =+,所以
21
n n
a n =+,则数列1n a n ⎧⎫
⎨⎬+⎩⎭
的前n 项和()
12122212n
n n S +-==--
三、解答题
1.解:3
2
3
6
(1cos 2)(2cos )8cos y x x x =+==
'5'548cos (cos )48cos (sin )y x x x x =⋅=⋅-
548sin cos x x =-。
2.解:函数的定义域为[2,)-+∞,'
y =
=当2x ≥-时,'
0y >,即[2,)-+∞是函数的递增区间,当2x =-时,min 1y =- 所以值域为[1,)-+∞。
3.解:(1)3
2
'
2
(),()32f x x ax bx c f x x ax b =+++=++
由'
2124()0393f a b -=
-+=,'(1)320f a b =++=得1
,22
a b =-=-
'2()32(32)(1)f x x x x x =--=+-,函数的单调区间如下表:
所以函数()f x 的递增区间是(,)3-∞-与(1,)+∞,递减区间是2
(,1)3
-;
(2)3
21()2,[1,2]2f x x x x c x =--+∈-,当23x =-时,222()327
f c -=+
为极大值,而(2)2f c =+,则(2)2f c =+为最大值,要使2
(),[1,2]f x c x <∈- 恒成立,则只需要2
(2)2c f c >=+,得1,2c c <->或。
4.解:设2()x ax b
g x x
++=
∵()f x 在(0,1)上是减函数,在[1,)+∞上是增函数 ∴()g x 在(0,1)上是减函数,在[1,)+∞上是增函数.
∴⎩⎨⎧==3)1(0)1('g g ∴⎩⎨⎧=++=-3101b a b 解得⎩
⎨⎧==11
b a
经检验,1,1a b ==时,()f x 满足题设的两个条件.。