高二数学导数测试题(经典版)
高二数学导数大题练习及详细答案
高二数学导数大题练习及详细答案一、解答题1.已知函数()()e ,R x f x x a a =+∈.(1)若函数()f x 在区间[3,)-+∞上是增函数,求实数a 的取值范围. (2)若2()e f x ≥在[]0,2x ∈时恒成立,求实数a 的取值范围. 2.已知函数()1ln f x ax x =--,a R ∈. (1)讨论函数()f x 在区间()1,e 的极值;(2)若函数()f x 在1x =处取得极值,对()0,x ∀∈+∞,()2f x bx ≥-恒成立,求实数b 的取值范围.3.求下列函数的导数: (1)221()(31)y x x =-+; (2)2321xy x -=+; (3)e cos x y x =4.已知函数2()ln (2)f x a x x a x =+-+,其中.a R ∈ (1)讨论函数()f x 的单调性;(2)若函数()f x 的导函数()'f x 在区间()1,e 上存在零点,证明:当()1,e x ∈时,()2e .f x >-5.已知()2ex x af x -=.(1)若()f x 在3x =处取得极值,求()f x 的最小值; (2)若()1f x x ≤-对[)1,x ∞∈+恒成立,求a 的取值范围. 6.已知函数2()ln (2)f x x a x a =+<. (1)若2a =-,求函数()f x 的极小值点;(2)当2(]0,x ∈时,讨论函数()f x 的图象与函数(2)22y a x a =+--的图象公共点的个数,并证明你的结论.7.已知函数()ln 1f x x ax =++,R a ∈,函数()()21e ln 2xg x x x x x x =-++-,)2e ,x -∈+∞⎡⎣.(1)试讨论函数()f x 的单调性;(2)若0x 是函数()g x 的最小值点,且函数()()h x xf x =在0x x =处的切线斜率为2,试求a 的值.8.求下列函数的导数: (1)2cos x xy x -=;(2)()e 1cos 2x x y x =+-; (3)()3log 51y x =-. 9.已知函数()ln xf x x=, ()()1g x k x =-. (1)证明: R k ∀∈,直线y g x 都不是曲线()y f x =的切线;(2)若2e,e x ⎡⎤∀∈⎣⎦,使()()f x g x ≤恒成立,求实数k 的取值范围.10.设函数()223ln 1f x a x ax x =+-+,其中0a >.(1)求()f x 的单调区间;(2)若()y f x =的图象与x 轴没有公共点,求a 的取值范围.【参考答案】一、解答题1.(1)[2,)+∞ (2)2[e ,)+∞ 【解析】 【分析】(1)求出导函数,由题意可得()0f x '≥在[3,)-+∞上恒成立,从而可求出a 的取值范围,(2)将问题转化为2e x a x -≥-在[]0,2x ∈时恒成立,构造函数2()e x g x x -=-,利用导数求出其最大值即可 (1)由()()e ,R x f x x a a =+∈,得()(1)e x f x x a '=++, 因为()f x 在区间[3,)-+∞上是增函数, 所()0f x '≥在[3,)-+∞上恒成立, 所以10x a ++≥在[3,)-+∞上恒成立, 因为1y x a =++在[3,)-+∞上为增函数, 所以满足题意只需310a -++≥,得2a ≥, 所以a 的取值范围为[2,)+∞ (2)因为()()e ,R x f x x a a =+∈所以2()e e x x a +≥ 即2e x a x -≥-在[]0,2x ∈时恒成立, 令2()e x g x x -=- ,[]0,2x ∈,则22()e 1(e 1)0x x g x --'=--=-+<, 所以2()e x g x x -=-在[]0,2x ∈上递减,所以2max ()(0)e g x g ==,所以2e a ≥,所以a 的取值范围为2[e ,)+∞ 2.(1)答案见解析 (2)211e b ≤-【解析】 【分析】(1)先讨论()f x 的单调性再确定()f x 在()1,e 上的极值(2)利用极值点处的导数为求出1a =,代入恒成立的不等式中,用分离参数法求b 的取值范围 (1)在区间()0,∞+上, ()11ax f x a xx-'=-=, 当0a ≤时, ()0f x '<恒成立, ()f x 在区间()1,e 上单调递减, 则()f x 在区间()1,e 上无极值; 当0a >时,令()0f x '=得1x a=, 在区间10,a⎛⎫ ⎪⎝⎭上,()0f x '<,函数()f x 单调递减,在区间1,a⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上,()0f x '>,函数()f x 单调递增.若11e a <<,即11e a<<,则()f x 在区间()1,e 上极小值1ln f a a ⎛⎫= ⎪⎝⎭若1a ≥或10ea <≤,即11a≤或1e a≥,则()f x 在区间()1,e 上无极值 (2)因为函数()f x 在1x =处取得极值,所以()10f '=,解得1a =,经检验可知满足题意 由已知()2f x bx ≥-,即1ln 2x x bx --≥-, 即1ln 1+xb xx-≥对()0,x ∀∈+∞恒成立, 令()1ln 1x g x xx =+-,则()22211ln ln 2x x g x x x x-='---=, 当()20,e x ∈时,()0g x '<;当()2e ,x ∈+∞时,()0g x '>所以()g x 在()20,e 上单调递减,在()2e ,+∞上单调递增,所以()()22min 1e 1e g x g ==-, 即211e b ≤-. 3.(1)21843x x +-;(2)222262(1)x x x --+;(3)e (cos sin )x x x -. 【解析】 【分析】(1)(2)(3)由基本初等函数的导数公式,结合求导的乘除法则求各函数的导函数. (1)2222(21)(31)(21)(31)4(31)3(21)1843y x x x x x x x x x '''=-++-+=++-=+-.(2)2222222222(32)(1)(32)(1)2(1)2(32)262(1)(1)(1)x x x x x x x x x y x x x ''-+--+-+----'===+++.(3)(e )cos e (cos )e (cos sin )x x x y x x x x '''=+=-.4.(1)答案不唯一,具体见解析 (2)证明见解析 【解析】 【分析】(1)求出函数的导数,通过讨论a 的范围,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间即可;(2)根据导函数在()1,e 上存在零点,则()0f x '=在()1,e 上有解,则有1e 2a<<,即22e a <<,得到函数()f x 的最小值,构造函数2()ln (1ln 2)4x g x x x x =--+,22e <<x ,利用导数判断出其单调性,结合不等式传递性可证.(1)函数()f x 的定义域是(0,)+∞,(2)(1)()2(2)a x a x f x x a x x'--=+-+=, ①0a 时,20x a ->,令()0f x '>,解得:1x >,令()0f x '<, 解得:01x <<,故()f x 在(0,1)递减,在(1,)+∞递增;②02a <<时,令()0f x '>,解得:1x >或02ax <<,令()0f x '<,解得:12ax <<,故()f x 在0,2a ⎛⎫⎪⎝⎭递增,在,12⎛⎫ ⎪⎝⎭a 递减,在()1,+∞递增;③2a =时,()0f x ',()f x 在(0,)+∞递增;④2a >时,令()0f x '>,解得:2ax >或01x <<,令()0f x '<,解得:12ax <<,故()f x 在(0,1)递增,在1,2⎛⎫ ⎪⎝⎭a 递减,在,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭a递增;综上:0a 时,()f x 在(0,1)递减,在(1,)+∞递增,02a <<时,()f x 在0,2a ⎛⎫⎪⎝⎭递增,在,12⎛⎫ ⎪⎝⎭a 递减,在(1,)+∞递增; 2a =时,()f x 在(0,)+∞递增;2a >时,()f x 在(0,1)递增,在1,2⎛⎫ ⎪⎝⎭a 递减,在,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭a 递增;(2)因为(2)(1)()2(2)a x a x f x x a x x'--=+-+=, 又因为导函数()'f x 在(1,)e 上存在零点,所以()0f x '=在(1,e)上有解, 则有1e 2a <<,即22e a <<,且当12a x <<时,()0f x '<,()f x 单调递减,当e 2ax <<时,()0f x '>,()f x 单调递增,所以22()ln (2)ln (1ln 2)22424⎛⎫=+-+=--+ ⎪⎝⎭a a a a a f x f a a a a a ,设2()ln (1ln 2)4x g x x x x =--+,22e x <<,则()ln 1(1ln 2)ln ln 222x xg x x x '=+--+=--,则11()02g x x ''=-<,所以()g x '在(2,2e)上单调递减,所以()g x 在(2,2e)上单调递减,则()()()222e 22e e 2e 1ln 2e 2g eln g =--+=-<,所以()2e g x >-,则根据不等式的传递性可得,当()1,e x ∈时,()2e .f x >-【点睛】本题考查利用导数表示曲线上某点处的斜率,考查函数的单调性,考查导数的综合应用以及分类讨论思想,转化思想,属于难题. 5.(1)2e - (2)[)1,+∞ 【解析】 【分析】(1)先求得函数的导函数,然后利用极值的必要条件求得a 的值,进而判定导数的正负区间,得到函数的单调性,然后结合左右两端的极限值与极小值,求得函数的最小值;(2)分离参数得到2(1)e x a x x ≥--对于任意[)1,x ∞∈+恒成立.构造函数,利用导数求得不等号右侧的最大值,进而根据不等式恒成立的意义得到实数a 的取值范围. (1)∵()2ex x af x -=,∴()()()2222e e 2e e x xxx x x a x x a f x ⋅--⋅--'==-, ∵()f x 在3x =处取得极值,()2332330e af -⨯-'=-=,∴3a =, ∴()23e x x f x -=,()223(1)(3)e e x xx x x x f x --+-'=-=-,当1x <-时,()’0f x <;当13x 时,()’0f x >;当3x >时,()’0f x <. ∴()f x 在(],1-∞-上单调递减,在[]1,3-上单调递增,在[)3,+∞上单调递减. 又∵当3x >时,()0f x >,()12e 0f -=-<, ∴()f x 的最小值为2e -. (2)由已知得221(1)e ex x x ax a x x -≤-⇔≥--对于任意[)1,x ∞∈+恒成立.令2()(1)e x g x x x =--,则()2e (2e )x x g x x x x '=-=-,在1≥x 时,()(2e )0x g x x '=-<,所以函数()g x 在1≥x 时上单调递减, 所以max ()(1)1g x g ==, 所以a 的取值范围是[)1,+∞. 6.(1)详见解析; (2)详见解析; 【解析】 【分析】(1)由2a =-,得到2()2ln f x x x =-,然后求导2()2f x x x'=-求解; (2)令2()ln (2)22=+-+++g x x a x a x a ,求导()()21()--'=x a x g x x,分0a ≤,012a <<,12a =,122a<<讨论求解. (1)解:当2a =-时,2()2ln f x x x =-, 所以2()2f x x x'=-,令()0f x '=,得1x =, 当01x <<时,()0f x '<,当1x >时,()0f x '>, 所以1x =是函数()f x 的极小值点; (2)当2(]0,x ∈时,令2()ln (2)22=+-+++g x x a x a x a ,则()()2212(2)()2(2)---++'=+-+==x a x a x a x a g x x a x x x, 当0a ≤时,01x <<时,()0g x '<,12x <≤时,()0g x '>, 所以当1x =时,()g x 取得极小值,且0x →,()g x ∞→+,当()110g a =+>,即10a -<≤,函数()f x 的图象与函数(2)22y a x a =+--的图象无公共点;当()110g a =+=,即1a =-时,函数()f x 的图象与函数(2)22y a x a =+--的图象有1个公共点;当()()11022ln 20g a g a ⎧=+<⎪⎨=+≥⎪⎩,即21ln 2-≤<-a 时,函数()f x 的图象与函数(2)22y a x a =+--的图象有2个公共点;当()()11022ln 20g a g a ⎧=+<⎪⎨=+<⎪⎩,即2ln 2a <-,函数()f x 的图象与函数(2)22y a x a =+--的图象有1个公共点; 当012a <<,即02a <<时,02ax <<或1x >时,()0g x '>,12a x <<时,()0g x '<,所以当2ax =时,()g x 取得极大值,当1x =时,()g x 取得极小值,且0x →,()g x →-∞,因为()110g a =+>恒成立,所以函数()f x 的图象与函数(2)22y a x a =+--的图象只有1个公共点; 当12a =,即2a =时,()0g x '≥恒成立,所以()g x 在(0,2]上递增,所以函数()f x 的图象与函数(2)22y a x a =+--的图象有1个公共点; 当122a <<,即24a <<时,01x <<或22a x <<时,()0g x '>,12ax <<时,()0g x '<,所以当1x =时,()g x 取得极大值,当2ax =时,()g x 取得极小值,且0x →,()g x →-∞,因为()110g a =+>,()22ln 20=+<g a ,2ln 20242⎛⎫=-+++>⎪⎝⎭a a a g a a 恒成立, 所以()f x 的图象与函数(2)22y a x a =+--的图象只有1个公共点.综上: 当10a -<≤时,函数()f x 的图象与函数(2)22y a x a =+--的图象无公共点;当1a =-或 2ln 2a <-或04a <<时,()f x 的图象与函数(2)22y a x a =+--的图象只有1个公共点; 当21ln 2-≤<-a 时,函数()f x 的图象与函数(2)22y a x a =+--的图象有2个公共点.7.(1)答案见解析; (2)12a =. 【解析】 【分析】(1)由题可得()11ax f x a xx+'=+=,讨论0a ≥,0a <即得; (2)由题可得()g x '是一个单调递增的函数,利用零点存在定理可得()2e ,1t -∃∈,使得()0g t '=,进而可得()0000111ln e e 1ln x x x x ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,利用导数可得001e x x =,结合条件可得00ln 20x ax +=,即求. (1)()11ax f x a x x+'=+=,0x >, 当0a ≥时,函数()f x 在定义域()0,∞+上单调递增; 当0a <时,函数的单调性如表格所示:由题可得()()()22121e 1ln 2e ln 1x xg x x x x x x x x '=-++-++-=++-,0x >,则()g x '是一个单调递增的函数, 当2e x -=时,()()2242e e e e e 30g ----'=+-<,当1x =时,()12e 10g '=->,故()2e ,1t -∃∈,使得()0g t '=,且所以0x t =,00000e ln 10g x x x x '=++-=,整理该式有()02000e 1ln x xx x +=-,()000001111e ln xx x x x +=+, ∴()000111ln ee1ln x x x x ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭令()()21ln ,e m x x x x -=+>,则()2ln 0m x x '=+>,所以函数在()2e ,-+∞上单调递增,故()000111ln ee1ln x x x x ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭的解满足001e xx =;又()2ln h x x x ax x =++,()1ln 21h x x ax '=+++,()0002ln 22h x x ax '=++=,所以00ln 20x ax +=,由01e xx =知,0020x ax -+=,故12a =. 8.(1)'y ()31sin 2cos x x xx --=;(2)'y ()e 1cos sin 2ln 2x xx x =+--;(3)'y ()551ln 3x =-⋅.【解析】 【分析】根据导数的运算法则,对(1)(2)(3)逐个求导,即可求得结果. (1)因为2cos x x y x -=,故'y ()()()243sin 12cos 1sin 2cos x x x x x x x x x x ------==. (2)因为()e 1cos 2x x y x =+-,故'y ()e 1cos sin 2ln 2x xx x =+--.(3)因为()3log 51y x =-,故'y ()()155?51ln 351ln 3x x =⨯=--⋅.9.(1)证明见解析 (2)e ,e 1⎡⎫+∞⎪⎢-⎣⎭【解析】 【分析】(1)求出()f x 的导数,设出切点,可得切线的斜率,根据斜率相等,进而构造函数()=ln 1h x x x +-,求出导数和单调区间,即可证明;(2)由2e,e x ⎡⎤∀∈⎣⎦,使()()f x g x ≤恒成立转化为()maxln 1x k x x ⎡⎤≥⎢⎥⎢⎥⎣⎦-2e,e x ⎡⎤∈⎣⎦,再 利用导数法求出()()n 1l xx x x ϕ-=在2e,e ⎡⎤⎣⎦的最大值即可求解.(1)由题意可知,()f x 的定义域为()()0,11,+∞,由()ln x f x x=,得()()2ln 1ln x f x x -'=, 直线y g x 过定点()1,0, 若直线yg x 与曲线()y f x =相切于点()00000,01ln x x x x x ⎛⎫>≠ ⎪⎝⎭且,则()002000ln 1ln 1ln x x x k x x --==-,即00ln 10x x +-=① 设()()=ln 1,0h x x x x +-∈+∞,则()1=10h x x'+>,所以()h x 在()0+∞上单调递增,又()1ln1110h =+-=,从而当且仅当01x =时,①成立,这与01x ≠矛盾.所以,R k ∀∈,直线y g x 都不是曲线()y f x =的切线.(2)由()()f x g x ≤,得()1ln x xk x ≤-, 22e e ,0e 11e 1x x ∴≤≤∴<-≤-≤-,()l 1n xk x x -∴≥若2e,e x ⎡⎤∀∈⎣⎦,使()()f x g x ≤恒成立转化为()max ln 1x k x x ⎡⎤≥⎢⎥⎢⎥⎣⎦-,2e,e x ⎡⎤∈⎣⎦即可. 令()()n 1l x x x x ϕ-=,2e,e x ⎡⎤∈⎣⎦,则()()2ln 1ln 1x x x x x ϕ---+'=⎡⎤⎣⎦, 令()ln 1t x x x =--+,2e,e x ⎡⎤∈⎣⎦,则()110t x x'=--<, 所以()t x 在2e,e ⎡⎤⎣⎦上是单调递减;所以()()e lne e 1e<0t x t ≤=--+=-,故()0ϕ'<x()ϕx 在2e,e ⎡⎤⎣⎦上是单调递减;当e x =时,()ϕx 取得最大值为()()e e e e 1ln e e 1ϕ==--,即e e 1k ≥-. 所以实数k 的取值范围为e ,e 1⎡⎫+∞⎪⎢-⎣⎭ 【点睛】 解决此题的关键利用导数的几何意义及两点求斜率,再根据同一切线斜率相等即可证明,对于恒成立问题通常采用分离常数法,进而转化为求函数的最值问题,利用导数法即可求解.10.(1)在10,a ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减,在1,a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递增 (2)1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭ 【解析】【分析】(1)求导,根据定义域和a 的范围,讨论导数符号可得单调区间; (2)由(1)中单调性可得函数最小值,由最小值大于0可解.(1)函数()f x 的定义域为()0+∞,,()()()222231323'2ax ax a x ax f x a x a x x x +-+-=+-== 由于0a >且()0x ∈+∞,,所以230ax +>,令()'0f x =,解得1x a=, 当10x a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,,()'0f x <,函数()f x 单调递减, 当1x a ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭,,()'0f x >,函数()f x 单调递增, ()f x ∴在10a ⎛⎫⎪⎝⎭,上单调递减,在1a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,上单调递增.(2)要使()y f x =的图像与x 轴没有公共点,所以只需min ()0f x >即可,由(1)知min 111()113ln 133ln 33ln 0f x f a a a a ⎛⎫==+-+=-=+> ⎪⎝⎭, 解得1e >a ,即a 的取值范围为1(,)e +∞。
高二数学导数试题答案及解析
高二数学导数试题答案及解析1.若曲线的一条切线l与直线垂直,则切线l的方程为 ( )A.B.C.D.【答案】A【解析】设切点为,因为,所以,由导数的几何意义可知切线的斜率为。
直线的斜率为。
由题意可得,解得,切点为,切线的斜率为4,所以切线的方程为,即。
故A正确。
【考点】1导数的几何意义;2两直线垂直时斜率的关系;3直线方程。
2.已知函数在处有极大值,则=()A.6B.C.2或6D.-2或6【答案】A【解析】根据题意,由于函数在处有极大值,则可知f’(2)=0,12-8c+=0,c=4.则可知=6,当c=2不符合题意,故答案为A.【考点】函数的极值点评:主要是考查了函数极值的运用,属于基础题。
3.函数在区间上最大值与最小值的和为【答案】【解析】根据题意,由于,故可知当0<x<1,递增,在1<x<2时函数递减,故可知函数在区间上最大值与最小值分别是,-2,故可知和为,故答案为。
【考点】函数的最值点评:主要是考查了导数在研究函数最值中的运用,属于基础题。
4.函数f(x)=(x-3)e x的单调递增区间是()A.(-∞,2)B.(0,3)C.(1,4)D.(2,+∞)【答案】D【解析】,由得:,故函数的单调递增区间为(2,+∞)。
故选D。
【考点】函数的单调性点评:求函数的单调区间,常结合导数来求,过程要用到的结论是:若,则函数的增区间为;若,则函数的减区间为5.下列命题:①若存在导函数,则;②若函数,则;③若函数,则;④若三次函数,则“”是“f(x)有极值点”的充要条件;⑤函数的单调递增区间是.其中真命题为____.(填序号)【答案】③⑤【解析】①若f(x)存在导函数,则f′(2x)=2[f(2x)]′,故不正确;②若函数h(x)=cos4x-sin4x,则h′()=-2sin=-1,故不正确;③若函数g(x)=(x-1)(x-2)…(x-2012)(x-2013),则g'(x)中含(x-2013)的将2013代入都为0,则g′(2013)=2012!故正确;④若三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d,则f'(x)=0有两个不等的根即b2-3ac>0,故不正确;⑤∵,∴,令得,解得x∈,故正确.综上,真命题为③⑤【考点】本题考查了导数的运用及三角函数的单调性点评:此类问题主要考查复合函数的导数,以及函数的极值、求值等有关知识,属于综合题6.若,则等于()A.B.C.D.【答案】A【解析】因为,,所以,,=,选A。
高二数学导数练习题及答案
高二数学导数练习题及答案导数是高中数学中的重要概念之一,它在数学和实际问题中具有广泛的应用。
为了帮助高二学生巩固导数的知识和提高解题能力,本文为大家准备了一些高二数学导数练习题及答案。
希望通过这些练习题的训练,同学们能够更好地理解导数的概念和运用。
练习题一:1. 求函数 f(x) = 2x^3 - 3x^2 + 4x - 1 在点 x = 2 处的导数。
2. 已知函数 f(x) = x^2 + 3x,求函数 f(x) = x^2 + 3x 的导函数。
3. 求函数 f(x) = (x + 1)(x - 2)(x + 3) 在点 x = -1 处的导数。
答案一:1. 函数 f(x) = 2x^3 - 3x^2 + 4x - 1 的导数为:f'(x) = 6x^2 - 6x + 4。
2. 函数 f(x) = x^2 + 3x 的导函数为:f'(x) = 2x + 3。
3. 函数 f(x) = (x + 1)(x - 2)(x + 3) 在点 x = -1 处的导数为:f'(-1) = 0。
练习题二:1. 求函数 f(x) = 3x^4 - 2x^3 + 5x^2 - 4x + 1 的极值点及极值。
2. 已知函数 f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x + 2,求函数 f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x+ 2 的拐点。
3. 求函数 f(x) = x^3 - 3x 在其定义域内的极值点。
答案二:1. 函数 f(x) = 3x^4 - 2x^3 + 5x^2 - 4x + 1 的极值点为 x = 1/2,极值为 f(1/2) = 47/16。
2. 函数 f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x + 2 的拐点为 x = 2。
3. 函数 f(x) = x^3 - 3x 在其定义域内的极值点为 x = 1。
练习题三:1. 求函数 f(x) = e^x 的导数。
2. 已知函数 f(x) = ln(x),求函数 f(x) = ln(x) 的导函数。
高二数学导数练习题(含答案)
高二数学导数练习题1、设函数f(x)在定义域内可导,y=f(x)的图象如图1所示,则导函数y=f′(x)可能为()2、已知函数,其导函数为①的单调减区间是;②的极小值是;③当时,对任意的且,恒有④函数满足其中假命题的个数为 ( )A.0个B.1个C.2个D.3个3、已知函数的导函数,函数的图象如右图所示,且,则不等式的解集为()A.B.C.(2,3)D.4、已知函数对定义域内的任意都有=,且当时其导函数满足若则()A. B.C. D.5、已知函数满足,且的导函数,则的解集为( )A. B. C. D.6、设是定义在R上的奇函数,且,当时,有恒成立,则不等式的解集是()A. (-2,0) ∪(2,+∞)B. (-2,0) ∪(0,2)C. (-∞,-2)∪(2,+∞)D. (-∞,-2)∪(0,2)7、设函数在R上可导,,则与大小是( )A. B. C. D.不确定8、已知定义在R上的奇函数f(x),设其导函数为f′(x),当x∈(-∞,0)时,恒有xf′(x)<f(-x),令F(x)=xf(x),则满足F(3)>F(2x-1)的实数x的取值范围是()A.(-1,2) B.(-1,12 ) C.(,2) D.(-2,1)9、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f(-3)·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)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(),c=f(3),则()A.a<b<c B.c<a<bC.c<b<a D.b<c<a11、定义在上的单调递减函数,若的导函数存在且满足,则下列不等式成立的是()A.B.C.D.12、已知二次函数=的导数为,>0,对任意实数都有≥0,则的最小值为()A.4B.3C.8D.2二、填空题14、设函数,若是奇函数,则+的值为15、已知函数,.若函数在区间内是减函数,则实数的取值范围是。
高二数学导数试题
高二数学导数试题1.用边长为48厘米的正方形铁皮做一个无盖的铁盒时,在铁皮的四角各截去一个面积相等的小正方形,然后把四边折起,就能焊成铁盒.当所做的铁盒的容积最大时,在四角截去的正方形的边长为()A.12B.10C.8D.6【答案】C【解析】设在四角截去的正方形的边长为,则铁盒容积为,而,即的单调递增区间为,单调递减区间为,所以在时V有极大值.【考点】导函数的应用、函数思想.2.已知函数在处有极大值,则=()A.6B.C.2或6D.-2或6【答案】A【解析】根据题意,由于函数在处有极大值,则可知f’(2)=0,12-8c+=0,c=4.则可知=6,当c=2不符合题意,故答案为A.【考点】函数的极值点评:主要是考查了函数极值的运用,属于基础题。
3.对于R上的可导的任意函数,若满足,则函数在区间上必有()A.B.C.D.或【答案】A【解析】根据题意,由于对于R上的可导的任意函数,若满足1<x<2时,则可知函数f(x)递增,故可知函数在区间上必有成立,故答案为A.【考点】函数的单调性点评:主要是考查了函数单调性的运用,属于基础题。
4.若函数的导函数在区间上是增函数,则函数在区间上的图象可能是()【答案】A【解析】根据题意,由于函数的导函数在区间上是增函数,函数在区间上的图象对于A,递增,的导数值从小的正数开始增大,成立,对于B,由于函数递增,导数的值逐渐减小,对于C,导数值不变,对于D,导数值先增大再减小,故选A.【考点】导数的概念点评:主要是考查了导数的几何意义的运用,属于基础题。
5.已知函数(1)当时,求的极小值;(2)若直线对任意的都不是曲线的切线,求的取值范围;(3)设,求的最大值的解析式.【答案】(1)-2(2)(3)【解析】(1) 1分当时,时,,2分的极小值是 3分(2)法1:,直线即,依题意,切线斜率,即无解 4分6分法2:, 4分要使直线对任意的都不是曲线的切线,当且仅当时成立, 6分(3)因故只要求在上的最大值. 7分①当时,9分②当时,(ⅰ)当在上单调递增,此时 10分(ⅱ)当时,在单调递增;1°当时,;2°当(ⅰ)当(ⅱ)当 13分综上 14分【考点】导数的几何意义及函数极值最值点评:利用函数在某一点处的导数值等于过改点的切线斜率可确定第二问中导数值不可能为,求函数极值最值首先求得导数,当导数等于0时得到极值点,确定单调区间从而确定是极大值还是极小值,第三问求最值要分情况讨论在区间上的单调性,对于分情况讨论题是一个难点内容6.已知点在曲线上,为曲线在点处的切线的倾斜角,则取值范围是A.B.C.D.【答案】D【解析】,设,所以斜率的范围倾斜角的范围【考点】函数导数计算与几何意义点评:函数的几何意义:函数在某一点处的导数值等于该点处的切线斜率,均值不等式求最值时要注意一正二定三相等的条件7.已知函数.(Ⅰ)求曲线在点处的切线方程;(Ⅱ)直线为曲线的切线,且经过原点,求直线的方程及切点坐标.【答案】(Ⅰ) (Ⅱ) 直线的方程为,切点坐标为【解析】(Ⅰ) 1分在点处的切线的斜率, 2分切线的方程为. 4分(Ⅱ)设切点为,则直线的斜率为,直线的方程为:. 6分又直线过点,,整理,得,,,的斜率, 10分直线的方程为,切点坐标为. 12分【考点】导数的几何意义及直线方程点评:几何意义:函数在某一点处的导数值等于该点处的切线斜率,在求切线方程时要从切点入手,找到切点满足的条件即可求得其坐标8.曲线上的点到直线的最短距离是__________.【答案】【解析】直线y=2x+3在曲线y=ln(2x+1)上方,把直线平行下移到与曲线相切,切点到直线2x-y+3=0的距离即为所求的最短距离.由直线2x-y+3=0的斜率,令曲线方程的导函数等于已知直线的斜率即可求出切点的横坐标,把求出的横坐标代入曲线方程即可求出切点的纵坐标,然后利用点到直线的距离公式求出切点到已知直线的距离即可.解:因为直线2x-y+3=0的斜率为2,所以令y′==2,解得:x=1,把x=1代入曲线方程得:y=0,即曲线上过(1,0)的切线斜率为2,则(1,0)到直线2x-y+3=0的距离d=即曲线y=ln(2x-1)上的点到直线2x-y+3=0的最短距离是故答案为:【考点】点到直线的距离点评:在曲线上找出斜率和已知直线斜率相等的点的坐标是解本题的关键.同时要求学生掌握求导法则及点到直线的距离公式的运用.9.已知函数,若,则实数的值为()A.B.C.D.【答案】A【解析】根据题意,由于函数,若,则实数的值为2,故答案为A.【考点】导数的概念点评:主要是考查了导数的概念的运用,属于基础题。
高二数学导数单元测试题(有答案)
高二数学导数单元测试题(有答案)(一).选择题(1)曲线y = x 3 -3x 2+1在点(1,-1)处的切线方程为()A . y = 3x —4 B。
y =—3x+2C。
y =-4x+3D。
y=4x-5a(2)函数y =ax2+I 的图象与直线y =x 相切,则a =(、\`丿1_8 . A 1_4 . B 1_2 . cD. 1(3)函数f(x)= x 3-3x 2 +1是减函数的区间为() A . (2,+oo) B . (-oo,2)C . (-oo ,O )D. CO, 2)(4)函数f(x)=x 3+ax 2+3x-9, 已知f(x)在X=-3时取得极值,则a =( )A. 2B. 3C. 4D. 5(5)在函数y= x 3-8x 的图象上,其切线的倾斜角小千产的点中,坐标为整数的点的个数4是A. 3B. 2C. 1D. 0(6)函数f(x)=ax 3+x+l 有极值的充要条件是( ) A . a>OB . a �OC . a <OD. a :s;O(7)函数f(x)=3x-4x3C xE[0,1]的最大值是()12(8)函数f(x)=x (x —1) (x—2)…(x —100)在x =O 处的导数值为()A.B .—l C. 0D. 1A、0B、1002C、200D、100!1 4(9)曲线y=:3x'+x 在点(13)处的切线与坐标轴围成的三角形面积为()1-9. A 2-9 . B 1_3 . c2-3 . D (二).填空题(1). 垂直千直线2x+6y+1=0且与曲线y = x 3+3x —5相切的直线方程是(2). 设f (X) = X 二归-2x+5,当XE [—1,2]时,f (X) < ill 恒成立,则实数m 2的取值范围为(3). 函数y = f (x) = x 3+ax 2+bx+a 2, 在X = 1时,有极值10,则a =3 (4). 已知函数f(x)=4x 3 +bx 2+ax+5在X=—,X=-1处有极值,那么a =; b =2(5). 酰门函数f(x)=x 3+ax在R上有两个极值点,则实数a 的取值范围是.(6). 已知函数f (x) = x 3+3ax 2 + 3(a + 2)x+ 1既有极大值又有极小值,则实数a的取值'b =范围是(7). 若函数f(x)= x3 +x勹m:x+l是R是的单调函数,则实数m的取值范围是2(8). 设点P是曲线y= x3—✓3x+—上的任意一点,P点处切线倾斜角为a,则角a的取3值范围是。
(完整word版)高二数学导数大题练习(详细答案)(word文档良心出品).doc
1.已知函数 f ( x) ax 3bx 2(c 3a 2b) x d 的图象如图所示.(I)求c, d的值;(II )若函数f (x)在x 2处的切线方程为3x y 11 0,求函数 f (x)的解析式;(III )在( II )的条件下,函数y f ( x) 与y 1 f (x) 5x m 的3图象有三个不同的交点,求m 的取值范围.2.已知函数 f (x) a ln x ax 3(a R) .(I)求函数f ( x)的单调区间;( II )函数 f ( x)的图象的在x 4 处切线的斜率为 3 , 若函数2g( x) 1x 3 x2 [ f '( x)m] 在区间(1,3)上不是单调函数,求m 的取值范围.3 23.已知函数 f ( x) x3 ax2 bx c 的图象经过坐标原点,且在 x 1 处取得极大值.(I)求实数a的取值范围;(II )若方程f ( x) (2a 3) 2 恰好有两个不同的根,求 f ( x) 的解析式;9(III )对于(II )中的函数f (x),对任意、R,求证:| f ( 2sin ) f ( 2sin ) | 81 .4.已知常数a0 ,e为自然对数的底数,函数 f ( x) e x x ,g(x)x 2 a ln x .(I)写出f (x)的单调递增区间,并证明e a a;(I I )讨论函数y g( x)在区间(1,e a)上零点的个数.5.已知函数 f (x)ln( x 1) k( x 1) 1.(I)当k 1时,求函数 f ( x)的最大值;(I I )若函数f ( x)没有零点,求实数k的取值范围;6.已知x 2 是函数f (x)(x2ax 2a 3)e x的一个极值点(e 2.718).(I)求实数a的值;(I I )求函数f ( x)在x [3,3]的最大值和最小值.27.已知函数 f ( x)x24x (2 a) ln x, (a R, a 0)(I)当 a=18 时,求函数 f ( x)的单调区间;(I I )求函数f (x)在区间[ e, e2]上的最小值.8.已知函数 f (x) x(x 6) a ln x在x (2, ) 上不具有单调性....(I)求实数a的取值范围;( II )若f ( x)是f (x)的导函数,设g( x) f ( x) 6 22,试证明:对任意两个不相38 x等正数 x1、x2,不等式 | g( x1 ) g ( x2 ) | | x1 x2 | 恒成立.279.已知函数 f ( x) 1 x2 ax (a 1) ln x, a 1.2(I)讨论函数 f (x)的单调性;(II )证明:若a 5, 则对任意 x1 , x2 (0, ), x1 x2 f ( x1 ) f (x2 ),有 1.x1 x210.已知函数 f (x) 1 x2 a ln x, g ( x) (a 1)x , a1.2(I)若函数f ( x), g( x)在区间[1,3]上都是单调函数且它们的单调性相同,求实数 a 的取值范围;(II )若a (1, e] ( e 2.71828 ) ,设 F (x) f (x) g (x) ,求证:当 x , x [1,a] 时,不1 2等式 | F ( x1 ) F ( x2 ) | 1 成立.11.设曲线C:f (x)ln x ex (e 2.71828), f ( x)表示 f ( x)导函数.(I )求函数f ( x)的极值;(II )对于曲线C上的不同两点A( x1, y1),B( x2, y2)x0( x1 ,x2 ) ,使直线AB的斜率等于 f ( x0 ) ., x1 x2,求证:存在唯一的12.定义F (x, y) (1 x) y , x, y ( 0, ) ,(I )令函数f (x) F (3,log2 (2 x x2 4)) ,写出函数 f ( x) 的定义域;使得(II )令函数g( x) F (1,log2 ( x3 ax2 bx 1)) 的图象为曲线,若存在实数bC曲线 C 在x0( 4 x0 1) 处有斜率为-8的切线,求实数a的取值范围;(III )当x, y N*且x y 时,求证 F ( x, y) F ( y, x) .高二数学 数部分大答案1.解:函数 f (x) 的 函数 f ' ( x) 3ax 2 2bx c 3a 2b (I )由 可知 函数 f (x) 的 象 点( 0,3),且 f ' (1)⋯⋯⋯⋯ (2 分)得d 3d 33a2b c 3a2b 0c 0(II )依 意f ' (2)3 且 f ( 2) 5⋯⋯⋯⋯ (4 分)12a 4b 3a 2b3 8a 4b 6a 4b 35解得 a 1,b 6 所以 f ( ) x 3 6 x 29 x 3 ⋯⋯⋯⋯ (8 分) x(III ) f ( x) 3x 2 12 x 9 .可 化 : x 3 6x 2 9 x 3 x 2 4x 3 5x m 有三个不等 根,即: g x x 3 7 x 2 8x m 与 x 有三个交点;g x 3x 214 x 8 3x 2 x 4 ,x,2 22,44,3 343g x+-+ g x增极大减极小增 g268 m, g 416 m .⋯⋯⋯⋯ (10 分)327当且 当 g268 m 0且g 416 m 0 ,有三个交点,327故而,16 m68所求.⋯⋯⋯⋯ (12 分)272.解:(I ) f '( x)a(1 x) ( x 0)(2 分)x当 a 0时, f ( x)的单调增区间为 0,1 , 减区间为 1,当 a 0时 , f (x)的单调增区间为 1,, 减区间为 0,1 ;当 a=1 , f ( x) 不是 函数(5 分)(II ) f ' (4) 3a3得 a 2, f ( x) 2 ln x 2x 34 2g (x)1 x3( m2) x 2 2x, g' (x) x 2 ( m 4)x 2 (6 分)3 2g (x)在区间 (1,3)上不是单调函数 , 且 g' (0) 2g' (1) 0, g' (3) 0.m 3,19, 3) (8 分)m 19 ,(10分)m (33(12 分)3.解:(I ) f (0)0 c 0, f ( x) 3x 2 2axb, f (1) 0 b 2a 3 f ( x)3x 22ax (2a 3) ( x 1)(3x 2a 3),由 f ( x)0 x1或 x2a 3,因 当 x1 取得极大 ,3所以2a 3 1a3 ,所以 a 的取值范围是 : (, 3) ;3(II )由下表:x(,1)12 a 32a 32a 3(1,)3(, )33f (x)+ 0- 0-极大极小f (x)增减增a6(2a3)2a 227依 意得:a6 ( 2a 3)2( 2a 3)2,解得: a9279所以函数 f (x) 的解析式是: f ( x) x 3 9x 2 15x(III ) 任意的 数,都有 22sin 2, 2 2 sin2,在区 [-2,2] 有:f (2)8 36 30 74, f (1) 7, f ( 2)8 36 30 2f ( x)的最大值是 f (1) 7, f ( x)的最小值是 f ( 2)8 36 3074函数 f ( x)在区间 [ 2,2] 上的最大 与最小 的差等于81,所以 | f (2 sin ) f (2sin ) | 81.4.解:(I ) f (x) e x1 0 ,得 f (x) 的 增区 是 (0, ) , ⋯⋯⋯⋯ (2 分)∵ a 0 ,∴ f (a) f (0) 1,∴ e aa 1 a ,即 e aa . ⋯⋯⋯⋯ (4 分)(II ) g (x)a2( x2a)( x 2a )2a,列表2x 2x2,由 g (x)0 ,得 xx2x( 0, 2a2a2a ))2(,22g (x)-+g( x)减极小增当 x2a,函数 yg( x) 取极小 g( 2a )22由( I ) eae 2 ae aa,∴ e aa ,∵a ,∴ e 2 aa22g (1) 1 0 , g(e a ) e 2 aa 2 (e a a)(e aa) 0a (1 ln a) ,无极大 .2 2 2a 2⋯⋯⋯⋯ (8 分)( i )当( ii )当2a 1 ,即 0 a 2 ,函数 yg( x) 在区 (1, e a ) 不存在零点22a1 ,即 a 22若 a (1 ln a) 2 2若 a (1 ln a) 2 2若a(1 ln a) 2 2上所述, y0 ,即 2 a 2e ,函数 y g (x) 在区 (1,e a ) 不存在零点0 ,即 a 2e ,函数 yg( x) 在区 (1, e a ) 存在一个零点 xe ;0 ,即 a 2e ,函数 y g( x) 在区 (1, e a ) 存在两个零点;g(x) 在 (1,e a) 上,我 有 :当 0 a 2e ,函数 f (x) 无零点; 当 a 2e ,函数 f ( x) 有一个零点;当 a 2e ,函数 f (x) 有两个零点.5.解:(I )当 k1 , f( x)2 xx 1f ( x) 定 域 ( 1,+),令 f ( x) 0, 得x2 ,∵当 x (1,2)时 , f ( x) 0 ,当 x (2, )时, f (x) 0 ,∴ f (x)在 (1,2) 内是增函数, 在(2, ) 上是减函数 ∴当 x 2 , f ( x) 取最大 f (2) 0 (II )①当 k 0时 ,函数 y ln( x 1) 象与函数 y k( x 1) 1 象有公共点,∴函数 f ( x) 有零点,不合要求;②当 k 0时 ,11 k kx k ( x 1 k )f ( x)kk⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (6 分)1x1x令x1f ( x)0, 得xk1,∵ xk 1 时, f ( x) 0, x1,) 时, f( x) 0 ,k (1,k) (1 ∴11 k在(1,1) 内是增函数,在 [1 ) 上是减函数,f (x)k,1k∴ f ( x) 的最大 是 f (1ln k,)k∵函数 f ( x) 没有零点,∴ ln k 0 , k1 ,因此,若函数 f ( x) 没有零点, 数 k 的取 范 k(1,)6. 解:(I )由 f (x)( x 2 ax 2a 3)e x 可得f (x)(2 x a)e x (x 2 ax 2a 3)e x [ x 2 (2 a) x a3]e x ⋯⋯ (4 分)∵ x 2 是函数 f (x) 的一个极 点,∴ f (2)∴ (a 5)e 2 0 ,解得 a5,1) 增,在 ( 2,) 增,(II )由 fx( x2)( x 1) ex0 ,得 f ( x) 在 (( )由 f (x) 0 ,得 f (x) 在在 (1,2) 减∴ f (2)e 2 是f ( x) 在 x [ 3,3] 的最小 ;⋯⋯⋯⋯⋯ (8 分)e 232e 23e 23f ( 3 ) 7 , f (3)e 3∵ f (3) f (3 ) e 37 1 ( 4e e 7) 0, f (3) f (3 )242442∴ f (x) 在 x [ 3,3] 的最大 是 f (3)e 3 .27.解:(Ⅰ) f (x)x 2 4x 16 ln x ,f ' ( x) 2x 4162( x 2)( x 4)2 分x x由 f ' (x) 0 得 ( x 2)( x 4) 0 ,解得 x4 或 x2注意到 x 0,所以函数 f ( x) 的 增区 是( 4,+∞) 由 f ' (x) 0 得 ( x 2)( x 4) 0 ,解得 -2< x <4, 注意到 x 0,所以函数 f ( x) 的 减区 是 (0,4] .高二数学 数部分大上所述,函数 f ( x) 的 增区 是( 4,+∞), 减区 是 ( 0,4] 6 分(Ⅱ)在 x [e,e 2 ] , f ( x) x 2 4x (2 a) ln x 所以 f ' ( x) 2x 42 a2x 2 4x 2 a ,g ( x) 2x 2xx 4x 2 a当 a 0 ,有 △=16+4×2 ( 2 a) 8a 0 ,此 g (x) 0,所以 f ' (x) 0 , f ( x) 在[ e, e 2 ] 上 增,所以 f (x)min f (e) e 2 4e 2 a 8 分当 a 0 , △=16 4 2(2 a) 8a 0 ,令 f ' (x) 0 ,即 2x 2 4x 2 a 0 ,解得 x 令 f ' (x) 0 ,即 2x 2 4x 2 a0 , ①若 12a≥e 2,即 a ≥2( e21)2 ,2f (x) 在区 [ e, e 2 ] 减,所以 f ( x)min②若 e 12a e 2 ,即 2(e 1) 2a 2(e 2212a 或 x 1 2a ; 22解得 12a x 12a .22f (e 2 ) e 4 4e 2 4 2a .1)2 ,f (x) 在区 [ e,12a] 上 减,在区 [12a, e 2 ] 上 增,22所以 f (x)minf (12a ) a 2a3 ( 2 a) ln(12a) .222③若 12a e(e 1) 2,f ( x)在区[ e, e 2 ]增,2 ≤ ,即 0a ≤2所以 f (x)min f (e) e 2 4e 2 a上所述,当 a ≥2(e 21)2 , f ( x) mina 4 4e 2 4 2a ;当 2(e 1) 2 a 2(e 2 1) 2 , 当 ≤1)2, f ( x) min e 2a 2(e8.解:(I )f ( x)2x a 2x 26xf ( x)mina2a 3 ( 2 a) ln(12a ) ;2 24e2 a14 分6x a ,x∵ f ( x) 在 x (2,) 上不具有 性, ∴在 x (2,) 上 f ( x) 有正也有 也有0,...即二次函数 y 2x 2 6x a 在 x (2,) 上有零点 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (4 分)∵ y 2x 2 6xa 是 称 是 x3,开口向上的抛物 ,∴ y 2 22 6 2 a2的 数 a 的取 范 ( ,4)(II )由( I ) g( x)2x a 22,x x方法 1: g( x)f (x)2 6 2 xa 2 ( x 0) ,x 2x x 2高二数学 数部分大∵ a 4 ,∴g ( x)2a 42442x 34x 4 ,⋯⋯⋯⋯ (8 分)x2x 3x2x 3x3h( x) 244, h ( x)8 12 4(2 x 3)x 2x 3x 3x 4x 4h( x) 在 (0, 3 ) 是减函数,在 ( 3 , ) 增函数,当 x3, h( x) 取最小382 2 227∴从而 g ( x) 38 ,∴ ( g( x) 380 ,函数 y g( x) 38x 是增函数,x)27 27 27x 1、x 2 是两个不相等正数,不妨x 1x 2 , g (x 2 )3838x 2 g ( x 1 )x 12727∴ g ( x 2 ) g (x 1 )38( x 2 x 1 ) ,∵ x 2x 10 ,∴ g ( x 1 ) g( x 2 ) 3827x 1 x 2 27∴g( x 1 ) g ( x 2 )38 ,即 | g ( x 1 )g ( x 2 ) | 38x 2 |⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (12 分)x 1 x 227| x 127方法 2: M ( x 1 , g( x 1 )) 、 N (x 2 , g( x 2 )) 是曲 yg( x) 上任意两相异点,g ( x 1 ) g( x 2 )22( x 1 x 2 ) a ,12 21 2,x 1 x 2x 12x 22x 1 x 2x xx xa 42( x 1 x 2 )a(4a44⋯⋯⋯ (8 分)2 x 12 x 22x 1x 22x 1 x 2 )3x 1 x 22( x 1 x 2 )3 x 1x 2t1 ,t 0 ,令 k MNu(t)2 4t3 4t 2 , u (t)4t(3t2),x 1 x 2由 u (t)0,得 t2, 由 u (t) 0 得 0 t2 ,2323u( t) 在 (0, ) 上是减函数,在 ( ,) 上是增函数,33u(t) 在 t2 取极小38, u(t)38 ,∴所以 g( x 1 )g( x 2 ) 3832727x 1x 227即 | g ( x ) g( x ) |38| x x 2 |1227 1x 29. (1) f ( x) 的定 域 (0,) , f ' ( x)x a a 1 ax a 1 ( x 1)( x 1 a)xxx(i )若 a 1 1, 即 a 2 , f ' ( x)( x 1) 2 . 故 f ( x) 在 (0,) 增加.(ii )若 ax1 1,而 a 1,故1 a 2,则当 x (a 1,1)时 , f ' (x) 0.当 x (0, a 1) 及 x (1,)时 , f ' ( x)0,故 f ( x)在(a 1,1) 减少,在( 0,a-1),(1,) 增加.(iii )若 a1 1,即 a 2,同理可得 f ( x)在 (1, a 1)单调减少 ,在 (0,1), (a 1,) 增加.(II )考 函数 g( x)f ( x) x1 x2 ax (a1) ln x x.2由 g ' ( x) x ( a 1)a 1 2 x a 1(a 1) 1 ( a 1 1) 2 .x x由于 a a5,故 g' ( x) 0,即 g( x)在 (0, )单调增加 ,从而当 x 1 x 2 0 有g(x 1 ) g( x 2 )0,即 f (x 1 )f (x 2 ) x 1x 2 0,高二数学导数部分大题练习故f (x 1)f ( x 2 ) 1 ,当 0 x 1 x 2 时,有 f (x 1 ) f ( x 2 ) f (x 2 ) f ( x 1 )1x 1x 2x 1x 2x 2 x 110.解:(I ) f (x)aa 1 ,x, g ( x)x∵函数 f (x), g(x) 在区间 [1,3] 上都是单调函数且它们的单调性相同,∴当 x [1,3] 时, f (x) g ( x) ( a 1)( x 2 a) 0 恒成立,即 (a 1)( x 2a) 0 恒x成立,∴∵a 1在 x [1,3] 时恒成立,或 a 1在 x [1,3] 时恒成立,ax 2 ax 2 9 x1 ,∴ a1 或 a 9(II ) F ( x)1 x2 a ln x,(a 1)x , F (x) xa (a 1) ( x a)( x 1)2xx ∵ F ( x) 定义域是 (0, ) , a (1, e] ,即 a 1∴ F ( x) 在 (0,1) 是增函数,在 (1,a) 实际减函数,在 ( a, ) 是增函数 ∴当 x 1 时, F ( x) 取极大值 MF (1)a 1 ,2当 x a 时, F ( x) 取极小值 mF (a) aln a1 a2 a ,2∵ x , x2 [1,a] ,∴121| F ( x ) F ( x ) | | M m | M m设 G (a) M m1 a2 a ln a 1,则 G (a) a ln a 1 ,2 2∴ [G (a)]11,∵ a (1, e] ,∴ [ G (a)] 0a∴ G ( a) a ln a 1 在 a (1, e] 是增函数,∴ G ( a)G (1)∴ G(a) 1 a2a ln a1在 a (1, e] 也是增函数221)2∴ G (a) G(e) ,即 G (a) 1 e 2 e 1 (e 1,22 2而 1 e 2 e 1 (e 1)21 (3 1)2 1 1 ,∴ G (a) M m 12 2 2 2 ∴当 x 1 , x 2 [1,a] 时,不等式 | F (x 1 ) F (x 2 ) | 1 成立.11.解:(I ) f ( x) 1 e 1 ex 1x x 0 ,得 xe当 x 变化时, f (x) 与 f ( x) 变化情况如下表:x(0, 1)e1( 1, )eef ( x)+ 0-f ( x) 单调递增 极大值 单调递减 ∴当 x 1 时, f ( x) 取得极大值 f (1)2 ,没有极小值;ee(II )(方法 1)∵ f (x 0 ) k AB ,∴1e ln x 2 ln x 1e( x 2x 1),∴x 0x 2 x 1x 2x 1lnx2x 0 x 1高二数学 数部分大即 x 0 lnx2( x 2 x 1 )x 1g (x 1) x 1 lnx 2( x 2x 1∵ x 1 x 2 ,∴ g (x 1)0 , g (x) x lnx 2( x 2 x 1 )x 1/lnx2x 1) , g (x 1) x 11 0 , g (x 1) 是 x 1 的增函数,x 1g(x 2 ) x 2 lnx 2( x 2 x 2 ) 0 ;x 2g (x 2 ) x 2 lnx 2( x 2/ lnx 2 1 0 , g( x 2 ) 是 x 2 的增函数,x 1 ) ,g(x 2 ) x2x 1x 1∵ x 1x 2 ,∴ g (x 2 ) g( x 1 )x 1 lnx 1(x 1 x 1) 0 ,x 1∴函数 g ( x) x lnx 2(x 2 x 1 ) 在 ( x 1 , x 2 ) 内有零点 x 0 ,x 1又∵ x 21, ln x 2 0,函数 g(x) xln x 2( xx )在 1 2) 是增函数,x 1x 1x 121( x , x∴函数 g ( x) x 2 x 1 ln x 2在 ( x 1 ,x 2 ) 内有唯一零点 x 0 ,命 成立xx 1(方法 2)∵ f (x 0 )kAB ,∴1e ln x 2 ln x 1 e( x 2x 1),x 0x 2 x 1即 x 0 ln x 2 x 0 ln x 1 x 1 x 2 0 , x 0 ( x 1 , x 2 ) ,且 x 0 唯一g ( x) x ln x 2 x ln x 1 x 1 x 2 , g ( x 1 ) x 1 ln x 2 x 1 ln x 1 x 1 x 2 , 再 h(x) x ln x 2x ln x x x 2 , 0x x 2 ,∴ h (x) ln x 2ln x 0∴ h( x) x ln x 2 x ln x x x 2 在 0 x x 2 是增函数∴ g ( x 1 ) h( x 1 ) h(x 2 ) 0 ,同理 g (x 2 ) 0 ∴方程 x ln x 2 x ln x 1 x 1 x 2 0 在 x 0 ( x 1 , x 2 ) 有解∵一次函数在 ( x 1 , x 2 ) g( x) (ln x 2ln x 1) x x 1 x 2 是增函数∴方程 x ln x 2 x ln x 1 x 1 x 2 0 在 x 0 ( x 1 , x 2 ) 有唯一解,命 成立 ⋯⋯⋯(12 分)注: 用函数 性 明,没有去 明曲C 不存在拐点,不 分. 12.解:(I ) log 2 (2 x x 2 4) 0 ,即 2x x 2 4 1得函数 f ( x) 的定 域是 ( 1,3) , (II ) g( x) F (1,log 2 ( x 2 ax 2 bx 1)) x 3 ax 2 bx 1,曲 C 在x 0 ( 4x 01) 有斜率 - 8 的切 ,又由 log 2 (x 3ax 2bx 1)0, g ( x) 3x 22axb,3x 02 2ax 0 b8∴存在 数 b 使得①4 x 01②有解,由①得x 03ax 02bx 0 1③ 1b8 3x 02 2ax 0 , 代入③得 2x 02 ax 0 8 0 ,由 2x 02 ax 08 0 有4 x 01解, ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (8 分)高二数学数部分大方法 1:a 2( x) 8 ,因 4 x0 1 ,所以 2( x0 ) 8 [8,10) ,( x0 ) ( x0 )当 a 10 ,存在数 b ,使得曲C在x0( 4 x0 1) 有斜率-8的切方法 2:得2 ( 4)2⋯⋯⋯⋯⋯⋯(10 分)a ( 4) 8 0或 2 ( 1) 2 a ( 1) 8 0 ,a 10或a 10, a 10.方法 3:是 2 ( 4) 2 a ( 4) 8 0的集,即 a 102 ( 1)2 a ( 1) 8 0ln(1 x) , x xln(1 x)(III )令h( x)1,由h( x) 1 xx2 x又令 p( x) x ln(1 x), x 0, p ( x) 1 1 x 0 ,x (1 x) 2 1 x (1 x) 21p( x)在[ 0, )减. ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(12)分当 x 0时有 p( x) p(0) 0, 当x 1时有 h ( x) 0,h( x)在[1, ) 减,1 x y时,有 ln(1 x) ln(1 y), y ln(1 x) x ln(1 y), (1 x) y (1 y)x,x y当 x, y N 且 x y时 F (x, y) F ( y, x).。
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高二数学导数局部大题练习1.函数f(x) ax3bx2(c 3a 2b)x d的图象如图所示.〔I〕求c,d的值;〔II〕假设函数f(x)在x2处的切线方程为3xy110,求函数f(x)的解析式;〔III〕在〔II〕的条件下,函数y f(x)与y 1f(x)5xm的3图象有三个不同的交点,求m的取值范围.2.函数f(x)alnx ax3(aR).〔I〕求函数f(x)的单调区间;〔II〕函数f(x)的图象的在x4处切线的斜率为3,假设函数2g(x)1x3x2[f'(x)m]在区间〔1,3〕上不是单调函数,求m的取值范围.323.函数f(x)x3ax2bxc的图象经过坐标原点,且在x1处取得极大值.〔I〕求实数a的取值范围;〔II〕假设方程f(x)(2a3)2恰好有两个不同的根,求f(x)的解析式;9〔III〕对于〔II〕中的函数f(x),对任意、R,求证:|f(2sin)f(2sin)|81.(4.常数a0,e为自然对数的底数,函数f(x) e x x,g(x)x2alnx.(I〕写出f(x)的单调递增区间,并证明e a a;(I I〕讨论函数yg(x)在区间(1,e a)上零点的个数.高二数学导数局部大题练习5.函数f(x) l n(x 1) k(x 1) 1.I 〕当k1时,求函数f(x)的最大值;II 〕假设函数f(x)没有零点,求实数k 的取值范围;( 6.x 2是函数f(x)(x 2 ax 2a 3)e x 的一个极值点〔e〕.(I 〕求实数a 的值;( I I 〕求函数f(x)在x[3,3]的最大值和最小值.27.函数f(x) x 2 4x (2 a)lnx,(a R,a 0) I 〕当a=18时,求函数f(x)的单调区间; II 〕求函数f(x)在区间[e,e 2]上的最小值.8.函数f(x)x(x6)alnx 在x(2,)上不具有单调性....〔I 〕求实数a 的取值范围;〔II 〕假设f(x)是f(x)的导函数,设g(x)f(x) 622,试证明:对任意两个不相38x等正数x 1、x 2,不等式|g(x 1)g(x 2)||x 1x 2|恒成立.27高二数学导数局部大题练习9.函数f(x)1x 2 ax(a1)lnx,a1.2〔I 〕讨论函数f(x)的单调性;〔II 〕证明:假设a5,那么对任意x 1,x 2(0,),x 1x 2 f(x 1)f(x 2),有1.x 1 x 210.函数f(x)1 x2 alnx,g(x)(a1)x,a1.2( I 〕假设函数f(x),g(x)在区间[1,3]上都是单调函数且它们的单调性相同,求实数a 的取值范围; 〔II 〕假设 a(1,e](e),设F(x) f(x)g(x),求证:当x,x [1,a]时,不1 2等式|F(x 1)F(x 2)|1成立.11.设曲线C :f(x) lnx ex 〔e〕,f(x)表示f(x)导函数.〔I 〕求函数f(x)的极值;〔II 〕对于曲线C 上的不同两点A(x 1,y 1),B(x 2,y 2) x 0 (x 1,x 2),使直线AB 的斜率等于 f(x 0).,x 1x 2,求证:存在唯一的12.定义F(x,y)(1x)y ,x,y(0,),〔I 〕令函数f(x)F(3,log 2(2xx 2 4)),写出函数f(x)的定义域;使得〔II 〕令函数g(x)F(1,log 2(x 3ax 2bx1))的图象为曲线,假设存在实数bC曲线C 在x 0(4 x 01)处有斜率为-8的切线,求实数a 的取值范围;〔III 〕当x,yN*且xy 时,求证F(x,y)F(y,x).高二数学导数局部大题练习 答案1.解:函数f(x)的导函数为f '(x)3ax 2 2bxc3a 2b 〔I 〕由图可知函数f(x)的图象过点〔0,3〕,且f '(1)〔2分〕得d 3d33a2b c3a 2b 0c〔II 〕依题意f '(2) 3 且f(2) 5〔4分〕12a 4b 3a 2b 38a 4b 6a 4b 35解得a 1,b 6 所以f () x 3 6 x 29 x 3 〔8分〕 x〔III 〕f(x) 3x 2 12x 9.可转化为:x 3 6x 2 9x3 x 2 4x35xm 有三个不等实根,即:gx x 3 7x 2 8x m 与x 轴有三个交点;gx3x 214x83x2x4,x,22 2,44,3343g x+-+ gx增极大值减极小值增g268 m,g4 16 m .〔10分〕327当且仅当g268 m 0且g 416 m 0时,有三个交点,327故而,16 m68为所求.〔12分〕272.解:〔I 〕f'(x)a(1 x)(x 0)〔2分〕x当a0时,f(x)的单调增区间为0,1,减区间为1, 1,,减区间为0,1;当a=1时,f(x)不是单调函数〔5分〕〔II 〕f'(4) 3a 3得a 2,f(x)2lnx2x34 2g(x)1 x 3(m2)x 2 2x, g'(x) x 2 (m4)x 2〔6分〕3 2g(x)在区间(1,3)上不是单调函数,且g'(0) 2g'(1) 0, g'(3)0.m 3, 19,3)〔8分〕m19,〔10分〕m(33〔12分〕3.解:〔I 〕 f (0)0c 0,f (x) 3x 2 2ax b,f(1)0b2a3 f(x)3x 2 2ax (2a 3) (x 1)(3x 2a 3), 由f(x)x1或x2a3,因为当 x1时取得极大值,3高二数学导数局部大题练习所以2a31a3,所以a 的取值范围是:(,3) ;3〔II 〕由下表:x(,1)1 2a32a 32a3(1,3 )3(, )3f(x)+ 0 --极大极小值f(x)递增值递减递增a6(2a3)2a227依题意得:a6(2a3)2(2a 3)2 ,解得:a927 9 所以函数f(x)的解析式是:f(x) x 3 9x 2 15x〔III 〕对任意的实数,都有22sin2,22sin2,在区间[-2,2]有:f(2) 8363074,f(1)7,f(2)836302f(x)的最大值是f(1)7, f(x)的最小值是f(2)8363074函数f(x)在区间[2,2]上的最大值与最小值的差等于81,所以|f(2sin ) f(2sin )| 81.4.解:〔I 〕f(x)e x1 0,得f(x)的单调递增区间是(0, ),〔2分〕∵a0,∴f(a) f(0) 1,∴e aa 1 a ,即e aa .〔4分〕〔II 〕g(x)a2(x2a)(x2a )2a,列表2x2x2,由g(x)0 ,得xx2x (0, 2a )2a( 2a ,)222g(x)-+g(x)单调递减极小值单调递增当x2a时,函数yg(x)取极小值g( 2a )a (1 ln a),无极大值.2222由〔I 〕e ae 2ae aa,∴e a2aa ,∵aa,∴e 2a222g(1)10,g(e a)e 2a〔i 〕当2a 1,即02〔ii 〕当2a 1,即a2假设a(1 ln a) 0 ,即2 2假设a(1 ln a) 0 ,即2 2 假设a(1 ln a)0,即22a 2 (e a a)(e a a) 0〔8分〕a2时,函数y g(x)在区间(1,e a )不存在零点时2 a2e 时,函数yg(x)在区间(1,e a )不存在零点a 2e 时,函数y g(x)在区间(1,e a )存在一个零点x e ;a 2e 时,函数y g(x)在区间(1,e a )存在两个零点;综上所述, y g(x)在(1,e a )上,我们有结论:高二数学导数局部大题练习当0a2e 时,函数f(x)无零点;当a2e 时,函数f(x)有一个零点;当a2e 时,函数f(x)有两个零点.5.解:〔I 〕当k 1时,f (x)2 xx 1f(x)定义域为〔1,+〕,令f (x)0,得x2,∵当x(1,2)时,f(x)0,当x (2, )时,f (x) 0, ∴f(x)在(1,2)内是增函数,在(2, )上是减函数 ∴当x 2时,f(x)取最大值f(2)0〔II 〕①当k 0时,函数y ln(x 1)图象与函数y k(x1) 1图象有公共点,∴函数f(x)有零点,不合要求;②当k0时,11 k kx k(x1 k ) f(x)kk〔6分〕1x1x令x1f (x)0,得xk1,∵xk1时,f (x) 0,x1, ) 时,f(x)0,k(1,k ) (1∴11k在(1,1) 内是增函数, 在[1)上是减函数,f(x)k,1k∴f(x)的最大值是f(1lnk ,)k∵函数f(x)没有零点,∴lnk 0,k 1,因此,假设函数f(x)没有零点,那么实数k 的取值范围k (1, )6.解:〔I 〕由f(x)(x 2ax 2a 3)e x 可得f (x)(2x a)e x (x 2ax2a3)e x[x 2(2a)xa3]e x 〔4分〕∵x2是函数f(x)的一个极值点,∴f(2) 0∴(a 5)e 2 0 ,解得a5〔II 〕由f () ( x 2)( x 1) e x 0,得f(x)在( ,1)递增,在(2,)递增,x由f(x)0,得f(x)在在(1,2)递减∴f(2)e 2是f(x)在x[3 ,3]的最小值;〔8分〕e 232e 23 e 23f( 3 ) 7 ,f(3)e 3∵f(3)f(3 ) e 37 1 (4ee7)0,f(3)f( 3 )2 42442∴f(x)在x[3,3]的最大值是f(3)e 3.27.解:〔Ⅰ〕f(x)x 24x16lnx ,f'(x)2x4162(x2)(x4)2分x x由f'(x) 0 得(x 2)(x 4) 0,解得x4或x 2注意到x 0,所以函数 由f'(x) 0得(x 2)(x 4) 注意到x 0,所以函数 f(x)的单调递增区间是〔 4,+∞〕 0,解得-2<x <4,f(x)的单调递减区间是 (0,4].高二数学导数局部大题练习综上所述,函数f(x)的单调增区间是〔4,+∞〕,单调减区间是(0,4] 6分〔Ⅱ〕在x [e,e 2]时,f(x) x 2 4x (2a)lnx 所以f'(x)2x42a2x 2 4x2a ,设g(x)2x 2xx 4x2a当a0时,有△=16+4×2(2 a) 8a0,此时g(x)0,所以f'(x) 0,f(x)在[e,e 2]上单调递增,所以f(x)min f(e) e 24e2 a 8分当a0时,△=16 4 2(2 a)8a0,令f'(x) 0,即2x 2 4x 2a 0,解得x 令f'(x) 0,即2x 24x2a0,①假设12a≥e 2,即a ≥2(e 2 1)2时,2f(x)在区间[e,e 2]单调递减,所以f(x)min ②假设e12a e 2,即2(e1)2a2(e 2212a 或x1 2a ;22解得12a x12a .2 2f(e 2) e 4 4e 2 4 2a .1)2时间,f(x)在区间[e,12a]上单调递减,在区间[12a,e 2]上单调递增,22所以f(x)minf(12a ) a 2a3 (2 a)ln(12a).222③假设 1 2a e(e1)2时, f(x)在区间 [e,e 2 ]单调递增,2 ≤,即0a ≤2所以f(x)min f(e)e 2 4e 2a综上所述,当a ≥2(e 2 1)2时,f(x)mina 4 4e 2 42a ;当2(e1)2a 2(e 2 1)2时, 当 ≤ 1)2时, f(x)min e 2a2(e8.解:〔I 〕 f(x)2xa 2x 26xf(x)mina 2a3(2a)ln(12a );2 24e2 a14分6x a ,x∵f(x)在x(2,)上不具有单调性,∴在x(2,)上f(x)有正也有负也有0,...即二次函数y2x 26x a 在x(2, )上有零点 〔4分〕∵y2x 2 6xa 是对称轴是x3,开口向上的抛物线,∴y22262a2的实数a 的取值范围(,4)〔II 〕由〔I 〕g(x)2x a22 ,x x方法1:g(x)f(x)2 6 2xa 2 (x 0),x 2x x 2高二数学导数局部大题练习∵a4,∴g(x)2a4 2442x 34x 4 ,〔8分〕x2x3x 2x 3x3设h(x)24 4 ,h(x)8 12 4(2x 3)x 2x3x 3x 4x 4h(x)在(0, 3 )是减函数,在( 3 , )增函数,当x3时,h(x)取最小值382 2 227∴从而g(x) 38,∴(g(x) 380 ,函数yg(x) 38x 是增函数,x)27 27 27x 1、x 2是两个不相等正数,不妨设x 1x 2,那么g(x 2)38 38 x 2g(x 1) x 12727∴g(x 2)g(x 1)38(x 2x 1),∵x 2x 1 0,∴g(x 1)g(x 2)3827x 1 x 227∴g(x 1)g(x 2)38 ,即|g(x 1)g(x 2)| 38 x 2|〔12分〕x 1x 227 |x 127方法2:M(x 1,g(x 1))、N(x 2,g(x 2))是曲线yg(x)上任意两相异点,g(x 1)g(x 2)22(x 1 x 2) a ,12212,x 1 x 2x 12x 22x 1x 2Qx xxxa42(x 1 x 2)a(4a44〔8分〕2x 12x 22x 1x 22x 1x 2)3x 1x 22(x 1x 2)3x 1x 2设t1 ,t 0,令k MNu(t)2 4t3 4t 2,u(t)4t(3t2) ,x 1x 2 由u(t)0,得t2,由u(t)得0t2,232 3u(t)在(0, )上是减函数,在( ,)上是增函数,33u(t)在t2 处取极小值38,u(t)38,∴所以g(x 1)g(x 2) 383 2727x 1x 227即|g(x)g(x)|38|xx 2 |1227 1x 29.〔1〕f(x)的定义域为(0,),f'(x)x a a1axa1 (x1)(x1a)xxx〔i 〕假设a1 1,即a2 ,那么f'(x) (x 1)2 .故f(x)在(0, )单调增加.〔ii 〕假设a x1 1,而a 1,故1 a 2,那么当x (a 1,1)时,f'(x)0.当x (0,a1)及x (1,)时,f'(x)0,故f(x)在(a 1,1)单调减少,在〔0,a-1〕,(1,)单调增加.〔iii 〕假设a1 1,即a 2,同理可得f(x)在(1,a1)单调减少,在(0,1),(a1, )单调增加.〔II 〕考虑函数g(x)f(x) x1x 2 ax(a 1)lnxx.2由g'(x)x(a1)a1 2xa1(a1)1(a11)2.x x由于a a5,故g'(x)0,即g(x)在(0,)单调增加,从而当x 1x 2 0时有g(x 1)g(x 2)0,即f(x 1)f(x 2)x 1x 20,高二数学导数局部大题练习故f(x 1)f(x 2) 1 ,当0 x 1x 2 时,有f(x 1) f(x 2) f(x 2)f(x 1) 1x 1x 2x 1x 2x 2x 110.解:〔I 〕f(x)aa1,x,g(x)x∵函数f(x),g(x)在区间[1,3]上都是单调函数且它们的单调性相同,∴当x[1,3]时,f (x) g(x) (a1)(x 2a)0恒成立,即(a 1)(x 2a)0恒x成立, ∴∵a 1在x[1,3]时恒成立,或a 1在x [1,3]时恒成立,ax 2 ax 2 9 x1,∴a1或a9〔II 〕F(x)1 x 2alnx, (a 1)x ,F(x)x a (a 1)(xa)(x1)2x x∵F(x)定义域是(0, ),a (1,e],即a 1∴F(x)在 (0,1) 是增函数,在 (1,a) 实际减函数,在(a,)是增函数 ∴当x 1 时,F(x)取极大值MF(1)a 1,2当xa 时,F(x)取极小值mF(a)alna1 a2 a ,2∵x 1,x 2[1,a],∴|F(x 1)F(x 2)||Mm| M m设G(a)Mm1a 2 alna 1,那么G(a)alna1,22∴[G(a)]11,∵a(1,e],∴[G(a)]a∴G(a) alna1在a (1,e]是增函数,∴G(a)G(1)∴G(a)1 a 2alna1在a (1,e]也是增函数221)2∴G(a)G(e),即G(a)1e 2 e 1 (e 1,2 2 2而1e 2e 1(e1)21(31)211,∴G(a)Mm1 222 2∴当x 1,x 2[1,a]时,不等式|F(x 1) F(x 2)|1 成立.11.解:〔I 〕f (x)1e 1 ex0,得x1xx e当x 变化时,f (x)与f(x)变化情况如下表:x(0,1)e1(1,)eef(x)+-f(x) 单调递增 极大值 单调递减 ∴当x1 时,f(x)取得极大值f(1)2,没有极小值;ee〔II 〕〔方法 1〕∵f(x 0)k AB ,∴1e lnx 2lnx 1e(x 2x 1),∴xx2x1ln20x0x1高二数学导数局部大题练习即x 0 lnx2(x 2x 1)x 1g(x 1)x 1lnx 2(x 2x 1∵x 1x 2,∴g(x 1)0,设g(x)xlnx 2(x 2 x 1)x 1/ln x 2x 1),g(x 1)x 110 ,g(x 1)是x 1的增函数,x 1g(x 2)x 2lnx 2(x 2 x 2)0;x 2g(x 2)x 2lnx 2(x 2/lnx 2 1 0,g(x 2)是x 2的增函数,x 1),g(x 2)x2x 1x 1∵x 1x 2,∴g(x 2)g(x 1)x 1lnx 1(x 1 x 1)0,x 1∴函数g(x)xlnx 2(x 2 x 1)在(x 1,x 2)内有零点x 0,x 1又∵x 21,lnx 2 0,函数 g(x)xln x 2(xx)在1 2)是增函数,x 1x 1x 121(x,x∴函数g(x)x 2 x 1 ln x 2在(x 1,x 2)内有唯一零点x 0,命题成立x x 1〔方法2〕∵f(x 0)kAB,∴1e lnx 2lnx 1 e(x 2x 1),x 0x 2 x 1 即x 0lnx 2x 0lnx 1 x 1 x 2 0,x 0 (x 1,x 2),且x 0唯一设g(x)xlnx 2 xlnx 1x 1 x 2,那么g(x 1)x 1lnx 2x 1lnx 1x 1x 2, 再设h(x)xlnx 2 xlnxxx 2,0xx 2,∴h(x)lnx 2 lnx0∴h(x) xlnx 2 xlnxx x 2在0xx 2 是增函数∴g(x 1)h(x 1)h(x 2) 0 ,同理g(x 2) 0∴方程xlnx 2 xlnx 1x 1 x 2 0 在x 0 (x 1,x 2)有解∵一次函数在(x 1,x 2)g(x)(lnx 2lnx 1)xx 1 x 2是增函数∴方程xlnx 2xlnx 1x 1 x 20 在x 0 (x 1,x 2)有唯一解,命题成立〔12分〕注:仅用函数单调性说明,没有去证明曲线C 不存在拐点,不给分.12.解:〔I 〕log 2(2x x 2 4) 0,即2x x 2 4 1得函数f(x)的定义域是( 1,3), 〔II 〕g(x) F(1,log 2(x 2 ax 2 bx 1)) x 3 ax 2 bx 1,设曲线C 在x 0(4 x 01)处有斜率为-8的切线,又由题设log 2(x 3ax 2bx1)0,g(x)3x 22axb,3x 02 2ax 0 b8∴存在实数b 使得①4 x 01②有解,由①得x 03ax 02bx 01③1b8 3x 02 2ax 0,代入③得2x 02 ax 08 0 ,由2x 02 ax 08 0有4 x 01解, 〔8分〕高二数学导数局部大题练习方法1:a2(x)8,因为4x01,所以2(x0)8[8,10),(x0)(x0)当a10时,存在实数b,使得曲线C在x0(4x01)处有斜率为-8的切线方法2:得2(4)2〔10分〕a(4)80或2(1)2a(1)80,a10或a10,a10.方法3:是2(4)2a(4)80的补集,即a102(1)2a(1)80ln(1x)xln(1x)〔III〕令h(x),x1,由h(x)1xx2x又令p(x)x ln(1x),x0,p(x)11x0,x(1x)21x(1x)21p(x)在[0,)单调递减.〔12〕分当x0时有p(x)p(0)0,当x1时有h(x)0,h(x)在[1,)单调递减,1x y时,有ln(1x)ln(1y),yln(1x)xln(1y),(1x)y(1y)x,x y当x,y N且x y时F(x,y)F(y,x).。
高二数学导数计算试题答案及解析
高二数学导数计算试题答案及解析1.已知函数,则=____________。
【解析】,所以【考点】导数公式的应用2.函数的导函数为,若对于定义域内任意,,有恒成立,则称为恒均变函数.给出下列函数:①;②;③;④;⑤.其中为恒均变函数的序号是.(写出所有满足条件的函数的序号)【答案】①②【解析】对于①f(x)=2x+3,满足,为恒均变函数;对于②f(x)=x2-2x+3,,,故满足,为恒均变函数;对于;③f(x)=,,显然不满足,故不是恒均变函数;对于④f(x)=e x,,显然不满足,故不是恒均变函数;对于⑤f(x)=lnx,,显然不满足,故不是恒均变函数.故应填入:①②.【考点】1.函数的导数运算;2.判断命题的真假.3.下列函数求导运算正确的个数为()①(3x)′=3x log3e;②(log2x)′=;③(e x)′=e x;④()′=x;⑤(x·e x)′=e x+1.A.1B.2C.3D.4【答案】【解析】,所以正确的有②③.【考点】函数导数的运算.4.定义在区间上的连续函数的导函数为,如果使得,则称为区间上的“中值点”.下列函数:①;②;③;④在区间上“中值点”多于一个的函数序号为 .【答案】①④【解析】根据“中值点”的定义,设为区间上的中值点,则,①中,因为,此时区间的任一实数都为“中值点”;对于②,即;对于③即;对于④即;综上可知,选①④.【考点】1.新定义;2.导数的计算.5.设,若,则()A.B.C.D.【答案】A【解析】因为,所以当时,解得,所以。
故A正确。
【考点】导数的计算。
6.设,若,则()A.B.C.D.【答案】B【解析】由题意,则,故由题【考点】导数及其运算7.已知函数的导函数为,则.【答案】2【解析】因为,所以.【考点】导数的运算法则.8.已知函数的导数处取到极大值,则的取值范围是.【答案】(-1,0)【解析】∵且在处取到极大值,则必有时,,且时,.当时,不成立;当时,有时,,时,,符合题意;当时,有时,,时,,在处取到极小值.综合可得.【考点】利用导数研究函数的极值.9.某水产养殖场拟造一个无盖的长方体水产养殖网箱,为了避免混养,箱中要安装一些筛网,其平面图如下,如果网箱四周网衣(图中实线部分)建造单价为每米56元,筛网(图中虚线部分)的建造单价为每米48元,网箱底面面积为160平方米,建造单价为每平方米50元,网衣及筛网的厚度忽略不计.(1)把建造网箱的总造价y(元)表示为网箱的长x(米)的函数,并求出最低造价;(2)若要求网箱的长不超过15米,宽不超过12米,则当网箱的长和宽各为多少米时,可使总造价最低?(结果精确到0.01米)【答案】(1),最低为13120元,(2)网箱长为15m,宽为10.67m时,可使总造价最低【解析】(1)建造网箱的总造价为网箱四周网衣建造总造价与筛网建造总造价之和. 网箱的长x,则网箱的宽为,所以.当时,,当且仅当时取等号,此时(2)因为网箱的长不超过15米,宽不超过12米,所以(1)中等号不成立.需从单调性上考虑最值. 因为,所以在上单调递减,而时,y最小,此时宽=.⑴网箱的宽为,4分当时,,当且仅当时取此时网箱的长为16m时,总造价最低为13120元 8分⑵由题意 10分此时,在上单调递减,而时,y最小,此时宽=.网箱长为15m,宽为10.67m时,可使总造价最低 16分【考点】函数应用题,利用不等式及导数求函数最值10.设直线与函数,的图象分别交于M、N两点,则当MN达到最小时t的值为【答案】【解析】由题意得:,设则由得:,当,当,所以当MN达到最小时t的值为.【考点】利用导数求最值11.已知函数图象与直线相切,切点横坐标为.(1)求函数的表达式和直线的方程;(2)求函数的单调区间;(3)若不等式对定义域内的任意恒成立,求实数的取值范围.【答案】(1);(2)单调减区间为,单调增区间为;(3) .【解析】(1)求函数导数,利用导数的几何意义求直线方程斜率,再利用点斜式求出方程.(2)利用导数和分别求函数的单调增减区间.(3)将不等式转化为恒成立,然后利用导数求函数的最值.解:(1)因为,所以,所以所以 2分,所以,所以切点为(1,1),所以所以直线的方程为 4分(2)因为的定义域为所以由得 6分由得 7分故函数的单调减区间为,单调增区间为 8分(3)令,则得所以在上是减函数,在上是增函数 10分,所以 11分所以当在的定义域内恒成立时,实数的取值范围是 12分.【考点】1.利用导数求闭区间上函数的最值;2.利用导数研究曲线上某点切线方程.12.已知点P(1,2)是曲线y=2x2上一点,则P处的瞬时变化率为()A.2B.4C.6D.【答案】B【解析】y′|x=1=4x|x=1=4,故答案为B.【考点】导数的运算.13.下列求导运算正确的是()A.B.C.D.【答案】B【解析】A.(x+)′=1-,∴A错误.B.(x2cosx)′=-2xsinx-x2sinx,∴B错误.C.(3x)′=3x ln3,∴C错误.D.(log2x)′=,正确.故选:D..【考点】导数的运算..14.函数的导数为()A.B.C.D.【答案】B【解析】因为,所以.【考点】积的导数15.函数的导数A.B.C.D.【答案】A【解析】根据导函数运算公式可知A正确.【考点】导函数的计算公式.16.已知函数,则()A.B.C.D.【答案】B【解析】由导数的计算公式,可知,故选B.【考点】导数的计算.17.设函数,(是互不相等的常数),则等于()A.B.C.D.【答案】A【解析】根据题意,由于函数,则可知,,同理可知,,那么可知为零,故可知答案为A.【考点】导数的计算点评:主要是考查了导数的基本运算,属于基础题。
(完整word版)高二数学导数大题练习详细答案
(完整word 版)高二数学导数大题练习详细答案一、解答题1.已知函数()ln f x ax x =+ (1)讨论()f x 的单调区间;(2)设()2xg x =,若对任意的[]11,100x ∈,存在[]20,1x ∈,使()()12f x g x <成立,求实数a 的取值范围.2.直线:l y kx t =+交抛物线24x y =于A ,B 两点,过A ,B 作抛物线的两条切线,相交于点C ,点C 在直线3y =-上. (1)求证:直线l 恒过定点T ,并求出点T 坐标;(2)以T 为圆心的圆交抛物线于PQMN 四点,求四边形PQMN 面积的取值范围. 3.已知函数()f x 满足()21bf x ax =-,0a ≠,()11f =,()02f '=-. (1)求函数()f x 的表达式; (2)若0a <,数列{}n a 满足123a =,11n n a f a +⎛⎫= ⎪⎝⎭,设11n n b a =-,*n N ∈,求数列{}n b 的通项公式.4.已知函数21()ln (1)()22=+-+++∈R x f x a x a x a a 有一个大于1的零点0x .(1)求实数a 的取值范围;(2)证明:对任意的(]01,x x ∈,都有ln 10-+>a x x 恒成立.5.已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的离心率是2,12F F 、分别是椭圆C 的左、右焦点,以线段12F F . (1)求椭圆C 的标准方程;(2)已知点P ,直线:l y x m =+与椭圆C 交于A 、B 两点,求PAB △面积的最大值.6.已知()2ex x af x -=.(1)若()f x 在3x =处取得极值,求()f x 的最小值; (2)若()1f x x ≤-对[)1,x ∞∈+恒成立,求a 的取值范围. 7.已知()21e 2x f x k x =-.(1)若函数()f x 有两个极值点,求实数k 的取值范围;(2)证明:当n *∈N 时,()222221123123e 4e 1e n n n -+++⋅⋅⋅+<+.8.设函数()1eln 1x af x a x -=--,其中0a >(1)当1a =时,讨论()f x 单调性;(2)证明:()f x 有唯一极值点0x ,且()00f x ≥.9.已知函数()()24e 1xf x x =-+.(1)求()f x 的极值.(2)设()()()f m f n m n =≠,证明:7m n +<.10.已知函数e ()(1)1xf x b x a=+-+(1)当114a b ==-,时,求曲线()y f x =在点(0,f (0))处的切线方程; (2)当1a =时,()2f x ≥恒成立,求b 的值.【参考答案】一、解答题1.(1)答案见解析 (2)31a e ≤-【解析】 【分析】(1)由()()110ax f x a x xx+=+=>',按0a ≥,0a <进行分类讨论求解; (2)由已知,转化为()()max max f x g x <,由已知得()()max 12g x g ==,由此能求出实数a 的取值范围. (1)()(]110ax f x a x x x+'=+=>, ①当0a ≥时,由于0x >,故10ax +>,()0f x '>, 所以()f x 的单调递增区间为()0,∞+; ②当0a <时,由()0f x '=,得1x a=-,在区间10,a ⎛⎫- ⎪⎝⎭上()0f x '>,在区间1,a∞⎛⎫-+ ⎪⎝⎭上()0f x '<,所以,函数()f x 的单调递增区间为10,a ⎛⎫- ⎪⎝⎭,单调递减区间为1,a∞⎛⎫-+ ⎪⎝⎭;(2)由题目知,只需要()()max max f x g x <即可又因为()()max 12g x g ==,所以只需要()max 2f x <即可()max 2f x <即等价于()2f x <恒成立,由变量分离可知2ln xa x-<,[]1,100x ∈, 令()2ln xh x x -=,下面求()h x 的最小值, 令()23ln xh x x-+'=,所以()0h x '=得3x e =, 所以()h x 在31,e ⎡⎤⎣⎦为减函数,3,100e ⎡⎤⎣⎦为增函数, 所以()()33min 1h x h e e -==,所以31a e ≤-. 2.(1)证明见解析,()0,3T ;(2)⎛ ⎝⎦. 【解析】 【分析】(1)设()11,A x y ,()22,B x y ,(),3C m -,利用点斜式写出直线AC ,BC 的方程,由C 在两直线上,即可知直线AB 的方程,进而确定定点.(2)联立抛物线24x y =和圆T :()2223x y r +-=,由题设及一元二次方程根的个数求参数r 的范围,由122PQMN QM PNS y y +=⋅-结合韦达定理得到PQMN S 关于r 的表达式,构造函数并利用导数研究区间单调性,进而求范围. (1)设()11,A x y ,()22,B x y ,(),3C m -,则12AC x k =,22BC xk =,直线AC 为:()1111122x x x y y x x y y -=-⇒=-,同理直线BC 为:222x xy y =-,把(),3C m -代入直线AC ,BC 得:11223232x m y x m y⎧-=-⎪⎪⎨⎪-=-⎪⎩, ∴()11,A x y ,()22,B x y 都满足直线方程32xm y -=-,则32xmy =+为直线AB 的方程,故直线l 恒过定点()0,3T .(2)如图,设圆T 的半径为r ,()11,M x y ,()22,N x y ,()11,Q x y -,()22,P x y -, 把24x y =代入圆T :()2223x y r +-=,整理得22290y y r -+-=,由题意知:关于y 的一元二次方程有两个不等实根,则()21221244902090r y y y y r ⎧∆=-->⎪⎪+=>⎨⎪=->⎪⎩,可得223r <.(1212121212122222PQMN QM PNS y y y y y y y y y y y y +=⋅-=-=++-()()()2222222944942198r r r r =+---=+--29r t -=,由223r <得:01t <<,则()()2211PQMN S t t =+-令()()()211f t t t =+-且01t <<,则()()()311f t t t '=--+,故在1(0,)3上()0f t '>,()f t 递增;在1(,1)3上()0f t '<,()f t 递减;所以132()()327f t f ≤=,又(0)1f =,(1)0f =,故f t 的取值范围是320,27⎛⎤⎥⎝⎦,综上,PQMN S 的取值范围是323⎛ ⎝⎦.【点睛】关键点点睛:第二问,由圆T :()2223x y r +-=,联立抛物线方程,结合四边形面积公式得到关于参数r 的表达式,再应用函数思想并利用导数求面积的范围. 3.(1)2()1f x x =+或1()21f x x =-;(2)12n nb =. 【解析】 【分析】(1)求出导函数,然后列方程组求得,a b ,得函数解析式; (2)由(1)得2()1f x x =+,求出{}n a 的递推关系,从而得出{}n b 的递推式,得其为等比数列,从而易得通项公式. (1)由题意22()(1)ab f x ax '=--,所以2(1)11(0)22b f a f ab ⎧==⎪-⎨⎪=-=-⎩',解得11a b =-⎧⎨=-⎩或212a b =⎧⎪⎨=⎪⎩,所以2()1f x x =+或1()21f x x =-;(2)0a <,则2()1f x x =+, 11n n a f a +⎛⎫= ⎪⎝⎭22111n n n a a a ==++,11111222n n n n a a a a ++==+,11111(1)2n n a a +-=-, 11n n b a =-,则112n n b b +=,又111112b a =-=,所以{}n b 是等比数列,1111()222n n nb -=⨯=. 4.(1)1a > (2)证明见解析 【解析】 【分析】(1)先求导,分1a ≤和1a >进行讨论,1a >时结合零点存在定理说明存在零点即可;(2)先构造函数()ln 1g x a x x =-+,求导证明函数先增后减,故只要说明两个端点大于0即可,化简得到()()0001()1212g x x x a =--+,由(21)0f a ->借助()f x 的单调性说明021<<-a x a ,即可得到0()0g x >. (1)2(1)(1)()()(1)a x a x a x x a f x x a x x x-++--=+-+==',①若1a ≤,则()0f x '>在(1,)+∞恒成立,即()f x 在(1,)+∞上单调递增, 当1x >时,()(1)0f x f >=,与()f x 有一个大于1的零点0x 矛盾.②若1a >,令()0f x '>,解得01x <<或x a >,令()0f x '<,解得1x a <<.所以()f x 在(0,1)和(,)a +∞上单调递增,在(1,)a 单调递减.所以()(1)0f a f <=,当x →+∞时,()f x →+∞,由零点存在性定理,()f x 在(,)a +∞上存在一个零点0x . 综上,1a >. (2)令()ln 1,()1'-=-+=-=a a x g x a x x g x x x,由(1)知01<<a x ,令()0g x '>,解得1x a <<,令()0g x '<,解得0a x x <<,故()g x 在(1,)a 单调递增,在()0,a x 单调递减.(1)0g =,()000ln 1=-+g x a x x因为0x 为函数()f x 的零点,故()20001ln (1)022=+-+++=x f x a x a x a ,即20001ln (1)22=-++--x a x a x a ,所以()()220000000011ln 1112222x x g x a x x a x a x ax a =-+=-++---+=-+-+()()0011212=--+x x a . 又因为2(21)1(21)ln(21)(1)(21)ln(21)2222--=-+-+-++=--+a f a a a a a a a a a , 令()ln(21)22=--+h a a a a ,则21()ln(21)2ln(21)12121=-+-=-+-'--a h a a a a a ,令1()ln(21)121m a a a =-+--, 22224(1)()021(21)(21)a m a a a a -'=-=>---恒成立, 所以()h a '在(1,)+∞单调递增,()(1)0h a h ''>=,所以()h a 在(1,)+∞单调递增,()(1)0h a h >=,即(21)0f a ->,由(1)可知()0f a <,所以021<<-a x a ,因为0010,210-<-+<x x a ,所以()()()000112102=--+>g x x x a , 所以()0>g x 在(]01,x x ∈恒成立,故对任意的(]01,x x ∈,都有ln 10-+>a x x 恒成立. 【点睛】本题关键点在于构造函数()ln 1g x a x x =-+后,如何说明()()0001()1212g x x x a =--+大于0,由(21)0f a ->借助()f x 的单调性说明021<<-a x a ,即可得到0()0g x >,即可得证.5.(1)22142x y +=;【解析】 【分析】(1)2sin60c =,根据离心率可得c a =a 、c ,再利用222b a c =-可求b ,据此可求椭圆C 的标准方程;(2)利用点到直线距离公式求出P 到直线l 的距离d ,联立直线l 与椭圆C 的方程,求出AB ,12PAB S AB d =⋅⋅△,研究PABS 表达式单调性判断最大值即可.(1)由题可知,22sin60c a a c c ⎧=⎪=⎧⎪⎪⇒⎨=⎪⎩= ∴2222b a c =-=,22:142x y C ∴+=;(2)设()11,A x y ,()22,B x y ,由22142x y y x m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩得,2234240x mx m ++-=, ()222Δ1612248480m m m =-⨯-=-+>,∴26m <,即m <1243m xx ∴+=-,212243mx x -=,12AB x x∴=-===, P到直线l:x -y +m =0的距离为d ==1122PABSAB dm∴=⋅==(m t =∈,则m t =,则PABS t==令()(43,0,g t t t=-+∈,则()(322422g t t t t'=-+=-+,当0t<<()0g t'>,()g t单调递增,t<<()0g t'<,g()t单调递减,故当t=,即m=时,g (t)取最大值,PABS取最大值,∴PABS最大值为:3⎭.6.(1)2e-(2)[)1,+∞【解析】【分析】(1)先求得函数的导函数,然后利用极值的必要条件求得a的值,进而判定导数的正负区间,得到函数的单调性,然后结合左右两端的极限值与极小值,求得函数的最小值;(2)分离参数得到2(1)e xa x x≥--对于任意[)1,x∞∈+恒成立.构造函数,利用导数求得不等号右侧的最大值,进而根据不等式恒成立的意义得到实数a的取值范围.(1)∵()2e xx af x-=,∴()()()2222e e2eex xxxx x a x x af x⋅--⋅--'==-,∵()f x在3x=处取得极值,()2332330eaf-⨯-'=-=,∴3a=,∴()23e xxf x-=,()223(1)(3)e ex xx x x xf x--+-'=-=-,当1x<-时,()’0f x<;当13x时,()’0f x>;当3x>时,()’0f x<.∴()f x在(],1-∞-上单调递减,在[]1,3-上单调递增,在[)3,+∞上单调递减.又∵当3x>时,()0f x>,()12e0f-=-<,∴()f x的最小值为2e-.(2)由已知得221(1)e ex x x ax a x x -≤-⇔≥--对于任意[)1,x ∞∈+恒成立.令2()(1)e x g x x x =--,则()2e (2e )x x g x x x x '=-=-,在1≥x 时,()(2e )0x g x x '=-<,所以函数()g x 在1≥x 时上单调递减, 所以max ()(1)1g x g ==, 所以a 的取值范围是[)1,+∞. 7.(1)1(0,)e(2)证明见解析 【解析】 【分析】(1)求解导函数,再构造新函数,求导,判断单调性,求解极值,分类讨论1e k ≥与10e <<k 两种情况;(2)由(1)知,1e ex x ≤,可证2121(1)e (1)n n n n -++≤,由21111(1)(1)1n n n n n <=-+++,可得2111(1)e 1n n n n n -≤-++,从而利用裂项相消法求和可证明()222221123123e 4e 1en nn -+++⋅⋅⋅+<+. (1)由21()e 2x f x k x =-,得()e e ()e x xxxf x k x k '=-=-. 设()e x xg x =,则1()ex x g x -'=,当1x <时,()0g x '>,()g x 是增函数;当1x >时,()0g x '<,()g x 是减函数.又(1)0g '=,∴max 1()()(1)eg x g x g ===极大.设1e λ≥,当1ln x λ<-时,11111ln ln ()ln e x x g x e λλλλλ--=<=-<-.由于(0)0g =,所以()g x 在区间(,0)-∞上的值域是(,0)-∞.又0x >时,()0>g x ,所以当0k ≤时,直线y k =与曲线()y g x =有且只有一个交点,即()'f x 只有一个零点,不合题意,舍.当1ek ≥时,()0f x '≥,()f x 在R 上是增函数,不合题意,舍.当10e <<k 时,若1x ≤,由(1)可知,直线y k =与曲线()y g x =有一个交点.下面证明若1x >,直线y k =与曲线()y g x =有一个交点.由于()g x 是区间(1,)+∞上的减函数,所以需要证明()g x 在区间(1,)+∞上的值域为1(0,)e,即对21(0,)eλ∀∈,都存在01x >,使得020()g x λ<<.构造函数2()e x h x x =-,则()e 2x h x x '=-,∴当ln 2x >时,()'()20xh x e =->',()h x '在区间(ln2,)+∞上是增函数,∴当1x >时,()(1)e 20h x h ''>=->,即()h x 是区间[1,)+∞的增函数,∴1x >时,()(1)e 10h x h >=->,此时2e x x >.设210e λ<<,当21x λ>时,0()e x x g x <=<221x x xλ=<,∴当10e<<k 时,直线y k =与曲线()y g x =有两个交点,即()'f x 有两个零点.设这两零点分别为1x ,212()x x x <,则1201x x <<<,不等式()0f x '>的解集为12(,)(,)x x -∞+∞,不等式()0f x '<的解集为12(,)x x .所以1x 为函数()f x 的极大值点,2x 为函数()f x 的极小值点. 综上所述,实数k 的取值范围是1(0,)e. (2)证明:由(1)知,1e ex x ≤,∴对*n N ∀∈,2121(1)e (1)n n n n -++≤.∵211(1)(1)n n n <=++111n n -+, ∴2111(1)1n n n e n n -<-++,∴22222112311111111(1)()()()123e 4e (1)e 2233411n n n n n n -++++<-+-+-++-=-+++, 所以,222221123123e 4e (1)e n nn -++++<+.【点睛】导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,而函数是高中数学中重要的知识点,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行: (1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系. (2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数. (3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题. (4)考查数形结合思想的应用.8.(1)()f x 在0,1上单调递减,在()1,+∞上单调递增; (2)证明见解析. 【解析】 【分析】(1)首先确定()f x 定义域,再应用二阶导数的符号判断f x 的单调性,进而分区间判断f x 的符号,即可确定()f x 的单调性.(2)求()f x 的二阶导,根据其符号知f x 在()0,+∞上单调递增,令0f x得到ln 1x x a +=,构造()ln 1x h x x a=+-结合其单调性,注意利用导数研究()ln 1x x x ϕ=-+的符号,再用放缩法判断1a h a ⎛⎫⎪+⎝⎭、()1ea h +的符号,即可判断零点0x 的唯一性,进而得到00011ln ln x x a x -==-,结合基本不等式求证()00f x ≥. (1)当1a =时,()1e ln 1xf x x -=--,定义域为()0,+∞,则()11e x f x x -'=-,()121e 0xf x x -+'=>', 所以f x 在()0,+∞上单调递增,又()10f '=, 当01x <<时,0f x ,所以()f x 在区间0,1上单调递减; 当1x >时,0f x,所以()f x 在区间()1,+∞上单调递增.综上,()f x 在0,1上单调递减,在()1,+∞上单调递增. (2)由题意,()11ex af x x -='-,()1211e 0x af x a x-=⋅+'>',则f x 在()0,+∞上单调递增,至多有一个零点,令()ln 1x x x ϕ=-+,其中1x >,则()111xx x xϕ-'=-=, 当()0,1x ∈时,()0ϕ'>x ,()ϕx 单调递增. 当()1,x ∈+∞时,()0ϕ'<x ,()ϕx 单调递减,所以()()10x ϕϕ≤=,即ln 10x x -+≤,于是ln 1≤-x x , 令0f x,则e e x a x ⋅=,两边取自然对数可得ln 1xx a+=,令()ln 1x h x x a=+-,则()h x 在()0,+∞上单调递增. 故11ln 1111011111a a a h a a a a a ⎛⎫=+-≤-+-=-<⎪+++++⎝⎭,又()11111e eln ee 10a a a a h a a a++++=+⋅-=+>, 所以()h x 在()0,+∞上有唯一零点0x ,则f x 有唯一零点0x ,即()f x 有唯一极值点0x .下证()00f x ≥: 因为()01001e0x af x x -'=-=,所以0101e x a x -=,可得00011ln ln x x a x -==-,所以()010000e ln 11120x ax a f x a x x a -=--=+--≥=,当且仅当0x a =时等号成立,综上,()f x 有唯一极值点0x 且()00f x ≥,得证. 【点睛】关键点点睛:第二问,利用二阶导数研究一阶导数的单调性,根据零点所得的等量关系构造()ln 1x h x x a=+-,结合单调性、零点存在性定理判断f x 零点的唯一性,进而利用基本不等式证明不等式. 9.(1)极小值为71e 12-+,()f x 无极大值; (2)证明见解析﹒ 【解析】 【分析】(1)根据f (x )的导数判断f (x )的单调性,根据单调性即可求其极值; (2)由函数单调性指数函数性质可得x <72时,f (x )<1,设m <n ,则若()()()f m f n m n =≠,则m <72,n >72,由()()1f m f n =<可求742n <<﹒当m ≤3时,易证7m n +<;当732m <<时,构造函数()()()7p m f m f m =--,根据p (m )单调性即可证明7m n +<﹒ (1)()()227e x f x x =-',由()0f x '=,得72x =.当7,2x ⎛⎫∈-∞ ⎪⎝⎭时,()0f x '<;当7,2x ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭时,()0f x '>.∴()f x 的单调递减区间为7,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭,单调递增区间为7,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭.故()f x 的极小值为771e 122f ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,()f x 无极大值.(2)由(1)可知,()f x 的极值点为72,f (x )在7,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭上单调递减,在7,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递增,∵当x →-∞时,2e 0x →,∴f (x )→1,故当x <72时,f (x )<1.设m n <,则若()()()f m f n m n =≠,则m <72,n >72, 则()()1f m f n =<,则()274e 1142n n n -+<⇒<<. ①当3m ≤时,7m n +<,显然成立.②当732m <<时,77,42m ⎛⎫-∈ ⎪⎝⎭,()()()()214274e 3e m m f m f m m m ---=---.设()()()7p m f m f m =--,则()()()214227e em mp m m -=--'. 设()2142e e x xh x -=-,73,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则()h x 为增函数,则()702h x h ⎛⎫<= ⎪⎝⎭.∵732m <<,∴270m -<,()0p m '>,则()p m 在73,2⎛⎫⎪⎝⎭上为增函数,∴()()()()77()()77022p m p f m f m f n f m p ⎛⎫<⇒--=--<= ⎪⎝⎭,∴()()7f n f m <-.又∵7,42n ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,77,42m ⎛⎫-∈ ⎪⎝⎭,且()f x 在7,42⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增, ∴7n m <-,即7m n +<. 综上,7m n +<. 10.(1)25y x =+ (2)0b = 【解析】 【分析】(1)利用切点和斜率求得切线方程.(2)由()2f x ≥恒成立构造函数()()2g x f x =-,对b 进行分类讨论,结合()'g x 研究()g x 的最小值,由此求得b 的值. (1)当114a b ==-,时,()4e 21x f x x =-+,则()4e 2x f x '=- 又因为(0)5,(0)2f f '==所以曲线()y f x =在点(0,f (0))处的切线方程为()520y x -=-, 即25y x =+.(2)当1a =时,令函数()()()2e 11xg x f x b x =-=+--,则()2f x ≥恒成立等价于()0g x ≥恒成立. 又()e 1,x g x b '=+-.当1b ≥时,()e 10,x g x b '=+->,g (x )在R 上单调递增,显然不合题意; 当1b <时,令()e 10,x g x b '=+-<,得ln(1)x b <-.令()e 10x g x b '=+->,得()ln 1x b >-,所以函数g (x )在(,ln(1))b -∞-上单调递减,在(ln(1),)b -+∞上单调递增, 所以当ln(1)x b =-时,函数g (x )取得最小值. 又因为()00g =,所以0x =为g (x )的最小值点. 所以ln(1)0b -=,解得0b =.。
高二数学导数测试题(经典版)
一、选择题〔每小题5分,共70分.每小题只有一项是符合要求的〕1.设函数()y f x =可导,则0(1)(1)lim 3x f x f x∆→+∆-∆等于〔 〕.A .'(1)fB .3'(1)fC .1'(1)3f D .以上都不对2.已知物体的运动方程是43214164S t t t =-+〔t 表示时间,S 表示位移〕,则瞬时速度为0的时刻是〔 〕.A .0秒、2秒或4秒B .0秒、2秒或16秒C .2秒、8秒或16秒D .0秒、4秒或8秒 3.若曲线21y x =-与31y x =-在0x x =处的切线互相垂直,则0x 等于〔 〕.AB. C .23 D .23或04.若点P在曲线3233(34y x x x =-++上移动,经过点P 的切线的倾斜角为α,则角α的取值X 围是〔 〕.A .[0,]πB .2[0,)[,)23πππC .2[,)3ππD .2[0,)(,)223πππ5.设'()f x 是函数()f x 的导数,'()y f x =的图像如图 所示,则()y f x =的图像最有可能的是〔3x ) C .(3,)-+∞ D .(,3)-∞-7.已知函数32()f x x px qx =--的图像与x 轴切于点(1,0),则()f x 的极大值、极小值分别为〔 〕.A .427 ,0B .0,427C .427- ,0D .0,427-8.由直线21=x ,2=x ,曲线x y 1=与x 轴所围图形的面积是〔 〕.A. 415B.417C.2ln 21D.2ln 29.函数3()33f x x bx b =-+在(0,1)内有极小值,则〔 〕.A .01b <<B .1b <C .0b >D .12b < 10.21y ax =+的图像与直线y x =相切,则a 的值为〔 〕.A .18B .14C .12D .111. 已知函数()x x x f cos sin +=,则=)4('πf 〔 〕A. 2B.0C. 22D. 2-12.函数3()128f x x x =-+在区间[3,3]-上的最大值是〔 〕 A. 32B. 16C. 24D. 17 13.已知〔m 为常数〕在上有最大值3,那么此函数在上的最小值为〔 〕A .B .C .D .14.dx e e x x ⎰-+1)(=〔 〕A .ee 1+B .2eC .e2D .ee 1-二、填空题〔每小题5分,共30分〕 15.由定积分的几何意义可知⎰--2224x=_________.16.函数)0(ln )(>=x x x x f 的单调递增区间是.17.已知函数()ln f x ax x =-,若()1f x >在区间(1,)+∞内恒成立,则实数a 的X 围为______________. 18.设是偶函数,若曲线在点处的切线的斜率为1,则该曲线在处的切线的斜率为_________.19.已知曲线交于点P,过P 点的两条切线与x 轴分别交于A,B 两点,则△ABP 的面积为; 20.220(3)10,x k dx k +==⎰则三、解答题〔50分〕21.求垂直于直线2610x y -+=并且与曲线3235y x x =+-相切的直线方程.22.已知函数xx x f 4)(+=. 〔Ⅰ〕求函数)(x f 的定义域与单调区间;〔Ⅱ〕求函数)(x f 在区间[1,4]上的最大值与最小值.23.某厂生产某种电子元件,如果生产出一件正品,可获利200元,如果生产出一件件次品则损失100元,已知该厂制造电子元件过程中,次品率P 与日产量x 的函数关系是3()432xP x x *=∈+N . 〔1〕将该厂的日盈利额T〔元〕表示为日产量x 〔件〕的函数; 〔2〕为获最大盈利,该厂的日产量应定为多少件? 24.设函数323()(1)1,32a f x x x a x a =-+++其中为实数. 〔Ⅰ〕已知函数()f x 在1x =处取得极值,求a 的值;〔Ⅱ〕已知不等式'2()1f x x x a >--+对任意(0,)a ∈+∞都成立,##数x 的取值X 围.高二数学导数测试题参考答案一、选择题:CDABC BADAB BCDD 二、填空题15.π2 16.1,e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭17.1a ≥18.19.20.1三、解答题21.解:设切点为(,)P a b ,函数3235y x x =+-的导数为'236y x x =+切线的斜率'2|363x a k y a a ===+=-,得1a =-,代入到3235y x x =+-得3b =-,即(1,3)P --,33(1),360y x x y +=-+++=.22.解:〔Ⅰ〕函数的定义域为}0|{≠x x . 241)('x x f -=, 令0)('=x f ,即0412=-x, 解得 21-=x ,22=x . 当x 变化时,)('x f ,)(x f 的变化情况如下表:x)2,(--∞-2 )0,2(- )2,0(2 ),2(+∞)('x f+ 0- - 0+)(x f↗ -4 ↘ ↘ 4 ↗因此函数xx x f 4)(+=在区间)2,(--∞内是增函数,在区间)0,2(-内是减函数,在区间)2,0(内是减函数,在区间),2(+∞内是增函数.〔Ⅱ〕在区间[1,4]上,当x =1时,f <x >=5;当x =2时,f <x >=4;当x =4时,f <x >=5. 因此,函数)(x f 在区间[1,4]上的最大值为5,最小值为4. 23:解:〔1〕∵次品率3432x P x =+,当每天生产x 件时,有3432xx x +·件次品,有31432x x x ⎛⎫- ⎪+⎝⎭件正品,所以233642001100254324328x x x x T x xx x x -⎛⎫=--= ⎪+++⎝⎭··, 〔2〕由〔1〕得2(32)(16)25(8)x x T x +-'=-+·. 由0T '=得16x =或32x =-〔舍去〕.当016x <<时,0T '>;当16x >时,0T '<.所以当16x =时,T 最大.即该厂的日产量定为16件,能获得最大利润.24.解: 〔Ⅰ〕'2()3(1)f x ax x a =-++,由于函数()f x 在1x =时取得极值,所以'(1)0f =, 即 310,1a a a -++==∴.〔Ⅱ〕方法一:由题设知:223(1)1ax x a x x a -++>--+对任意(0,)a ∈+∞都成立, 即22(2)20a x x x +-->对任意(0,)a ∈+∞都成立.设 22()(2)2()g a a x x x a R =+--∈, 则对任意x R ∈,()g a 为单调递增函数()a R ∈. 所以对任意(0,)a ∈+∞,()0g a >恒成立的充分必要条件是(0)0g ≥. 即 220x x --≥,20x -≤≤∴ 于是x 的取值X 围是}{|20x x -≤≤.方法二:由题设知:223(1)1ax x a x x a -++>--+对任意(0,)a ∈+∞都成立 即22(2)20a x x x +-->对任意(0,)a ∈+∞都成立.于是2222x x a x +>+对任意(0,)a ∈+∞都成立,即22202x xx +≤+.20x -≤≤∴. 于是x 的取值X 围是}{|20x x -≤≤.。
高二数学导数大题练习(详细答案)
高二数学导数大题练习(详细答案)一、解答题1.已知函数()ln ex f x x =,()2ln 1g x a x x =-+,e 是自然对数的底数.(1)求函数()f x 的最小值;(2)若()0g x ≤在()0,∞+上恒成立,求实数a 的值;(3)求证:2022202320232023e 20222022⎛⎫⎛⎫<< ⎪⎪⎝⎭⎝⎭.2.对于正实数a ,b (a b >),我们熟知基本不等式:()()G a b A a b <,,,其中()G a b ,a ,b 的几何平均数,()2a bA a b +=,为a ,b 的算术平均数.现定义a ,b 的对数平均数:(),ln ln a bL a b a b-=-.(1)设1x >,求证:12ln x x x<-,并证明()()G a b L a b <,,;(2)若不等式()()(),,,G a b A a b m L a b +>⋅对任意正实数a ,b (a b >)恒成立,求正实数m 的取值范围.3.已知函数21()ln (1)()22=+-+++∈R x f x a x a x a a 有一个大于1的零点0x .(1)求实数a 的取值范围;(2)证明:对任意的(]01,x x ∈,都有ln 10-+>a x x 恒成立. 4.已知函数21()ln (R)2f x x ax x a =--∈ (1)若2a =时,讨论函数()f x 的单调性;(2)设23()()12g x f x x =++,若函数()g x 在1e e⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上有两个零点,求实数a 的取值范围5.己知函数()2ln ,f x x ax a R =-∈.(1)当0a =时,求曲线()y f x =在()()1,1f 处的切线方程;(2)设函数()()ln 21g x f x x x =--+,若()0g x ≤在其定义域内恒成立,求实数a 的最小值;(3)若关于x 的方程()2ln f x x x =+恰有两个相异的实根12,x x ,求实数a 的取值范围,并证明121x x >.6.已知函数()e xf x kx =-,()()28ln ag x x x a R x=--∈.(1)当1k =时,求函数()f x 在区间[]1,1-的最大值和最小值;(2)当()0f x =在1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦有解,求实数k 的取值范围;(3)当函数()g x 有两个极值点1x ,()212x x x <,且11x ≠时,是否存在实数m ,总有()21221ln 51a x m x x x >--成立,若存在,求出实数m 的取值范围,若不存在,请说明理由.7.已知函数()e (1)()x f x a x a -=++∈R . (1)当1a =时,求函数()y f x =的极值;(2)若函数()()ln e g x f x x =-+-在[1,)+∞有唯一的零点,求实数a 的取值范围.8.已知函数()()e ln 1xf x a x =+-+,()'f x 是其导函数,其中a R ∈.(1)若()f x 在(,0)-∞上单调递减,求a 的取值范围;(2)若不等式()()f x f x '≤对(,0)x ∀∈-∞恒成立,求a 的取值范围. 9.已知函数2()e 1x f x ax x =---. (1)当1a =-时,讨论()f x 的单调性; (2)当0x ≥时,321()22f x x ax ≥-恒成立,求实数a 的取值范围.10.已知函数2()ln (2)(R)f x a x x a x a =+-+∈. (1)若1a =,求()f x 在区间[]1,e 上的最大值; (2)求()f x 在区间[]1,e 上的最小值()g a .【参考答案】一、解答题 1.(1)1- (2)2(3)证明见解析 【解析】 【分析】(1)根据导数判断函数()f x 的单调性,进而可得最值;(2)将不等式恒成立转化为求函数()g x 的最大值问题,可得参数取值范围; (3)根据函数()f x 与()g x 的单调性直接可证不等式. (1)函数()ln ln ex f x x x x x ==-的定义域为()0,∞+,()ln f x x '=,当()0,1x ∈时,()0f x '<,()1,x ∈+∞时,()0f x '>, 故()f x 在()0,1上单调递减,在()1,+∞上单调递增, 所以()()min 11f x f ==-. (2)函数()2ln 1g x a x x =-+,0x >,则()()2220a a x g x x x x x-'=-=>,当0a ≤时,()0g x '<,()g x 在()0,∞+上单调递减, 此时存在()00,1x ∈,使得()()010g x g >=,与题设矛盾,当0a >时,x ⎛∈ ⎝时,()0g x '>,x ⎫∈+∞⎪⎪⎭时,()0g x '<,故()g x 在⎛⎝上单调递增,在⎫+∞⎪⎪⎭上单调递减,所以()max 1ln 12222a a a ag x g a ==+=-+, 要使()0g x ≤在()0,∞+恒成立, 则()max 0g x ≤,即ln 10222aa a -+≤,又由(1)知()ln 1f x x x x =-≥-即ln 10x x x -+≥,(当且仅当1x =时,等号成立).令2a x =有ln 10222a a a -+≥,故ln 1022a a -+=且12a =, 所以2a =. (3)由(1)知()l n 1l n x f x x x x ex ==-≥-(当且仅当1x =时等号成立).令()10t x t t +=>,则1x >,故111ln 1t t t t t t +++->-,即11ln 1tt t ++⎛⎫> ⎪⎝⎭,所以11e tt t ++⎛⎫> ⎪⎝⎭令2022t =,则20232023e 2022⎛⎫> ⎪⎝⎭;由(2)知22ln 1x x ≤-在()0,∞+上恒成立,所以22ln 1x x ≤-(当且仅当1x =时等号成立).令()210m x m m +=>,则21x >,故11ln 1m m m m ++<-,即1ln 1mm m +⎛⎫< ⎪⎝⎭, 所以1e mm m +⎛⎫< ⎪⎝⎭.令2022m =,则20222023e 2022⎛⎫< ⎪⎝⎭综上,2022202320232023e 20222022⎛⎫⎛⎫<< ⎪⎪⎝⎭⎝⎭.【点睛】导函数中常用的两种常用的转化方法:一是利用导数研究含参函数的单调性,常化为不等式恒成立问题.注意分类讨论与数形结合思想的应用;二是函数的零点、不等式证明常转化为函数的单调性、极(最)值问题处理. 2.(1)证明见解析 (2)02m <≤ 【解析】 【分析】(1)令()11ln 2f x x x x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,利用导数证明当1x >时,()0f x <,即可得到12ln x x x<-. 用分析法证明()()G a b L a b <,,.(2)把题意转化为1112ln a a b m a b b -⎛⎫⋅+ ⎪⎝⎭恒成立.令)1t t =>,即为1ln 01t m t t -⋅-<+恒成立.令()()1ln 11t g t m t t t -=⋅->+,分2m >和02m <≤两种情况求出正实数m 的取值范围. (1)令()11ln 2f x x x x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,定义域为()0,+∞.则()()222221111212222x x x f x x x x x ---'=--==-. 所以当1x >时,()0f x '<,()f x 在()1,+∞上单调递减. 又()10f =,所以当1x >时,()0f x <.所以当1x >时,11ln 2x x x ⎛⎫<- ⎪⎝⎭,即12ln x x x<-.(*)要证()()G a b L a b <,,ln ln a ba b--,只需证ln a b<令)1t t =>,则由(*),得12ln t t t <-.所以()()G a b L a b <,,.(2)由()()(),,,G a b A a b m L a b +<⋅恒成立,得ln ln 2a b a b m a b -+⋅-恒成立,即1112ln aa b m a b b-⎛⎫⋅<+ ⎪⎝⎭恒成立.令)1t t =>,由()221112ln 2t m t t t -⋅<++恒成立,得()1112ln 2t m t t -⋅<+恒成立. 所以1ln 01t m t t -⋅-<+恒成立. 令()()1ln 11t g t m t t t -=⋅->+,则 ()()()()()()222222121121111mt t t m t g t m t t t t t t-+-+--'=⋅-==++⋅+⋅. (注:()10g =) i.当0∆>,即2m >时,易知方程()22110t m t -+--=有一根1t 大于1,一根2t 小于1,所以()g t 在()11,t 上单调递增.所以()()110g t g >=,不符合题意. ii.当02m <≤时,有()()()222214110mt t t t t -+≤-+=--<, 所以()0g t '<,从而()g t 在()1,+∞上单调递减. 故当1t >时,恒有()()10g t g <=,符合题意. 综上可知,正实数m 的取值范围为02m <≤. 【点睛】导数的应用主要有:(1)利用导函数几何意义求切线方程;(2)利用导数研究原函数的单调性,求极值(最值); (3)利用导数求参数的取值范围. 3.(1)1a > (2)证明见解析【解析】 【分析】(1)先求导,分1a ≤和1a >进行讨论,1a >时结合零点存在定理说明存在零点即可;(2)先构造函数()ln 1g x a x x =-+,求导证明函数先增后减,故只要说明两个端点大于0即可,化简得到()()0001()1212g x x x a =--+,由(21)0f a ->借助()f x 的单调性说明021<<-a x a ,即可得到0()0g x >. (1)2(1)(1)()()(1)a x a x a x x a f x x a x x x-++--=+-+==',①若1a ≤,则()0f x '>在(1,)+∞恒成立,即()f x 在(1,)+∞上单调递增, 当1x >时,()(1)0f x f >=,与()f x 有一个大于1的零点0x 矛盾.②若1a >,令()0f x '>,解得01x <<或x a >,令()0f x '<,解得1x a <<. 所以()f x 在(0,1)和(,)a +∞上单调递增,在(1,)a 单调递减.所以()(1)0f a f <=,当x →+∞时,()f x →+∞,由零点存在性定理,()f x 在(,)a +∞上存在一个零点0x . 综上,1a >. (2)令()ln 1,()1'-=-+=-=a a xg x a x x g x x x,由(1)知01<<a x ,令()0g x '>,解得1x a <<,令()0g x '<,解得0a x x <<,故()g x 在(1,)a 单调递增,在()0,a x 单调递减.(1)0g =,()000ln 1=-+g x a x x因为0x 为函数()f x 的零点,故()20001ln (1)022=+-+++=x f x a x a x a ,即20001ln (1)22=-++--x a x a x a ,所以()()220000000011ln 1112222x x g x a x x a x a x ax a =-+=-++---+=-+-+()()0011212=--+x x a . 又因为2(21)1(21)ln(21)(1)(21)ln(21)2222--=-+-+-++=--+a f a a a a a a a a a ,令()ln(21)22=--+h a a a a ,则21()ln(21)2ln(21)12121=-+-=-+-'--a h a a a a a ,令1()ln(21)121m a a a =-+--, 22224(1)()021(21)(21)a m a a a a -'=-=>---恒成立, 所以()h a '在(1,)+∞单调递增,()(1)0h a h ''>=,所以()h a 在(1,)+∞单调递增,()(1)0h a h >=,即(21)0f a ->,由(1)可知()0f a <,所以021<<-a x a ,因为0010,210-<-+<x x a ,所以()()()000112102=--+>g x x x a , 所以()0>g x 在(]01,x x ∈恒成立,故对任意的(]01,x x ∈,都有ln 10-+>a x x 恒成立. 【点睛】本题关键点在于构造函数()ln 1g x a x x =-+后,如何说明()()0001()1212g x x x a =--+大于0,由(21)0f a ->借助()f x 的单调性说明021<<-a x a ,即可得到0()0g x >,即可得证.4.(1)单调递减区间为1),单调递增区间为1,)+∞ (2)(3,2e] 【解析】 【分析】(1)当2a =时,221()x x f x x--'=,由()0f x '<,可求()f x 的单调递减区间,由()0f x '>,可求()f x 的单调递增区间;(2)函数()g x 在1e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上有两个零点等价于1ln 2xa x x x =+-在1e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上有两解,构造函数1ln ()2x h x x x x =+-,1e e x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,,利用导数可求得实数a 的取值范围. (1)当2a =时,21()2ln 2f x x x x =--,定义域为()0+∞,, 则212()21x x x xf x x '=----=, 令()0f x '=,解得1x =,或1x =(舍去),所以当1)x ∈时,()0f x '<,()f x 单调递减; 当1,)x ∈+∞时,()0f x '>,()f x 单调递增;故函数的单调递减区间为1),单调递增区间为1,)+∞. (2)设223()()121ln 2g x f x x x ax x =++=-+-,函数()g x 在1e e⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上有两个零点等价于1ln 2x a x xx =+-在1e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上有两解, 令1ln ()2x h x x x x =+-,1e e x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,,则221ln 1()2x x xh x x x ⋅-'=--2222ln x xx -+=, 令2()22ln t x x x =-+,1e e x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,,显然,()t x 在区间1e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上单调递增, 又()10t =,所以当1[,1)e时,有()0t x <,即()0h x '<, 当(1e]x ∈,时,有()0t x >,即()0h x '>,所以()h x 在区间11e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭,上单调递减,在区间(1,e]上单调递增, 则min ()(1)3h x h ==,12()2e eeh =+,(e)2e h =,由方程1ln 2x a x x x =+-在1e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上有两解及()1e e h h ⎛⎫> ⎪⎝⎭, 可得实数a 的取值范围是(3,2e]. 5.(1)22y x =- (2)1-(3)(),1-∞-;证明见解析. 【解析】 【分析】(1)根据题意,()2ln f x x =,分别求出()1f 和()1f '求解即可; (2)条件等价于ln 12maxx a x +⎛⎫+≥ ⎪⎝⎭,令()ln 1x h x x +=()0,∞+求解最大值即可; (3)令()()ln 0xm x x a x x=-->,求出()m x 的单调性,得到()()11max m x m a ==--, 根据题意求解a 的范围即可;不妨设12x x <,则1201x x <<<,2101x <<,题设即证明()121m x m x ⎛⎫>⎪⎝⎭成立,构造()()11ln 1x x x x x x x ϕ⎛⎫=+-+> ⎪⎝⎭, 求解单调性得到()()10x ϕϕ>=即可求解. (1)当0a =时,()2ln f x x =,所以()2l 01n1=f =,()2f x x'=,所以()12f '=,所以曲线()y f x =在()()1,1f 处的切线方程为:()021y x -=-,即22y x =- (2)由题意得,()ln 21g x x ax x =--+,因为()0g x ≤在其定义域内恒成立, 所以ln 210x ax x --+≤在()0,∞+恒成立,即ln 12x a x++≥在()0,∞+恒成立, 等价于ln 12maxx a x +⎛⎫+≥ ⎪⎝⎭,令()ln 1x h x x +=()0,∞+,所以()2ln x h x x -'=, 令()0h x '>解得01x <<,令()0h x '<解得1x >,所以函数()h x 在()0,1单调递增, 在()1,+∞单调递减,所以()()1=1h x h ≤,所以21a +≥,即1a ≥-,故a 的最小值为1-.(3)先证明必要性:由()2ln f x x x =+得2ln x ax x -=,即ln 0xx a x--=, 令()()ln 0x m x x a x x =-->,则()221ln x x m x x --'=, 设()21ln t x x x =--,则()12t x x x'=--,因为0x >,所以()0t x '<恒成立,函数()t x 在()0,∞+单调递减,而()10t =,故在()0,1上()0t x >,()0m x '>,()m x 单调递增,在()1,+∞上()0t x <,()0m x '<,()m x 单调递减,所以()()11max m x m a ==--.故方程()2ln f x x x =+恰有两个相异的实根只需:10a -->,所以实数a 的取值范围是(),1-∞-; 再证明充分性:当(),1a ∞∈--时,方程()2ln f x x x =+恰有两个相异的实根,条件等价于2ln x ax x -=,即ln x x a x -=,即y a =与ln x y x x=-, 当1a <-,0x >时有两个不同的交点,所以221ln x xy x --'=,由上面必要性的证明可知函数在()0,1单调递增,在()1,+∞单调递减, 所以ln x y x x =-在0x >时的最大值为:ln11=11y =--,最小值趋近于负无穷, 所以当(),1a ∞∈--时,程()2ln f x x x =+恰有两个相异的实根,即充分性成立.下证:121x x >,不妨设12x x <,则1201x x <<<,2101x <<,所以()121122111x x x m x m x x ⎛⎫>⇔>⇔> ⎪⎝⎭,因为()()120m x m x ==, 所以()()22122222221ln ln 1111x x m x m m x m x a a x x x x x ⎛⎫⎪⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪-=-=----- ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ⎪⎝⎭ 2222222222221lnln ln 11ln 1x x x x x x x x x x x x =--+=-++2222211ln x x x x x ⎛⎫=+-+ ⎪⎝⎭,令()()11ln 1x x x x x x x ϕ⎛⎫=+-+> ⎪⎝⎭,则()211ln 0x x xϕ⎛⎫'=-> ⎪⎝⎭,所以()x ϕ在()1,+∞上单调递增,所以当1x >时,()()10x ϕϕ>=, 即2222211ln 0x x x x x ⎛⎫+-+> ⎪⎝⎭,所以()121m x m x ⎛⎫> ⎪⎝⎭,所以121x x >. 【点睛】导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,而函数是高中数学中重要的知识点,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行: (1)考查导数的几何意义, 往往与解析几何、微积分相联系. (2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数. (3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题.(4)考查数形结合思想的应用. 6.(1)最大值为e 1-,最小值为1;(2)21e,?e 2⎡⎤⎢⎥⎣⎦; (3)(],1-∞-. 【解析】 【分析】(1)求得'()f x ,利用导数研究函数在区间上的单调性,再利用单调性求其最值即可;(2)分离参数并构造函数()e xh x x=,求其在区间上的值域即可求得参数的范围;(3)根据12,x x 是()g x 的极值点,求得12,,x x a 的等量关系以及取值范围,等价转化目标不等式,且构造函数()()212ln ,02m x m x x x x-=+<<,对参数进行分类讨论,利用导数研究其值域,即可求得参数范围. (1)当1k =时,()e xf x x =-,'()f x e 1x =-,令'()f x 0=,解得0x =,当()1,,0x ∈-时,()f x 单调递减,当()0,1x ∈时,()f x 单调递增; 又()()()111,01,1e 1ef f f -=+==-,且()()11f f >-, 故()f x 在[]1,1-上的最大值为e 1-,最小值为1. (2)令()e xf x kx =-0=,因为1,22x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,则0x ≠,故e xk x =,令()e 1,,22x h x x x ⎡⎤=∈⎢⎥⎣⎦,则'()h x ()2e 1 x x x-=, 故当1,12x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,()h x 单调递减,当()1,2x ∈,()h x 单调递增,又()()2111e,2e 22h h h ⎛⎫=== ⎪⎝⎭,且()122h h ⎛⎫> ⎪⎝⎭,故()h x 的值域为21e,?e 2⎡⎤⎢⎥⎣⎦,则要满足题意,只需21e,?e 2k ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦.即()h x 的取值范围为:21e,?e 2⎡⎤⎢⎥⎣⎦.(3)因为()28ln a g x x x x =--,'()g x 2228282a x x a x x x -+=+-=,因为()g x 有两个极值点12,x x ,故可得12126480,4,02a a x x x x ->+==>, 也即08a <<,且12124,2ax x x x +==. 因为11x ≠,12x x <,故()()10,11,2x ∈⋃,则()21221ln 51a x m x x x >--,即()()()211111124ln 5441x x x m x x x -⎡⎤>---⎣⎦-, 因为140x ->,故上式等价于()11112ln 11x x m x x >+-,即()21111112ln 01m x x x x x ⎡⎤-⎢⎥+>-⎢⎥⎣⎦,又当()0,1x ∈时,1101x x >-,当()1,2x ∈时,1101xx <-,令()()212ln ,02m x m x x x x-=+<<,则'()m x 222mxx mx ++=, 当0m ≥时,'()m x 0>,故()m x 在()0,2单调递增,又()10m =, 故当()0,1x ∈时,()0m x <,当()1,2x ∈时,()0m x >,故不满足题意;当0m <时,令()22n x mx x m =++,若方程()0n x =对应的2440m =-≤时,即1m ≤-时,'()m x 0≤,()m x 单调递减, 又()10m =,故当()0,1x ∈时,()0m x >,当()1,2x ∈时,()0m x <,满足题意; 若2440m =->,即10m -<<时,又()y n x =的对称轴11x m=->,且开口向下, 又()1220n m =+>,不妨取1min ,2b m ⎧⎫=-⎨⎬⎩⎭, 故当()1,x b ∈,'()m x 0>,()m x 单调递增,又()10m =, 故此时()0m x >,不满足题意,舍去; 综上所述:m 的取值范围为(],1-∞-. 【点睛】本题考察利用导数研究函数值域,有解问题,以及利用导数处理恒成立问题;其中第三问中,合理的处理12,,x x a 以及m 多变量问题,以及构造函数,是解决本题的关键,属综合困难题. 7.(1)()f x 的极小值为2,无极大值; (2)(,e 1]-∞+ 【解析】 【分析】(1)当1a =时,求导分析()f x 的单调性,即可得出答案.(2)由题意可得()()ln e e ln e(1)x g x f x x ax a x x =-+-=-++-,求导得()g x ',从而可推出()g x '在(1,)+∞单调递增,(1)e 1g a '=+-,分两种情况讨论:①当e 10a +-,②当e 10a +-<,分析()g x 的单调性,即可得出答案.(1)当1a =时,()(1)xf x e x -=++,1()1xxxe f x e e --+'=-+=,令1e 0x -+>,得0x >, 令1e 0x -+<,得0x <,则()f x 单调递增区间为(0,)+∞,单调递减区间为(,0)-∞, ∴()f x 存在极小值为()02f =,无极大值; (2)()()ln e e (1)ln e e ln e(1)x x g x f x x a x x ax a x x =-+-=+-++-=-++-,则1()xg x e a x'=-+,令1()xh x e a x =-+,则221()x x e h x x -'=,由1x >得,21x >,210x x e ->,则()0h x '>,故()g x '在(1,)+∞单调递增,(1)e 1g a '=+-,①当e 10a +-,即e 1a +时,即(1,)x ∈+∞时,()0g x '>, ∴()g x 在(1,)+∞上单调递增,又(1)0g =, ∴当1x >时,函数()g x 没有零点, ②当e 10a +-<,即e 1a >+时, 由e e (1)x y x x =->,得e e 0x y '=->, ∴e e x x >,∴11()e e xg x a x a x x '=+->+-,e ee 0e e a a g a a a⎛⎫'>⋅+-=> ⎪⎝⎭,又∵e 1e ea >=,∴存在01,e a x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,使得()00g x '=,当()01,x x ∈时,()0g x '<,()g x 单调递减, 又∵(1)0g =,∴当0(]1,x x ∈时,()0g x <,在()01,x 内,函数()g x 没有零点, 又∵()0,x x ∈+∞时,()0g x '>, ∴()g x 单调递增,又∵22e )e 1(ln e a a g a a a a a +-+>-=-+, 令2()e 1(1)>x k x x x =-+,()()e 2x s x k x x '==-,()e 2e 20x s x '=->->,∴()k x '在(1,)+∞上单调递增, 又∵(1)0k '>,∴1x >时,()0k x '>,()k x 在(1,)+∞上单调递增, ∴()(1)0k a k >>, ∴()0g a >, 又∵0eaa x >>, ∴由零点的存在定理可知存在()()101,,0x x a g x ∈=, ∴在()0,x a 内,函数()g x 有且只有1个零点, 综上所述,实数a 的取值范围是(,e 1]-∞+.8.(1)1,e⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭(2)(],1-∞- 【解析】 【分析】(1)求出导函数()e x a f x x'=+,根据()f x 在(,0)-∞上单调递减,可得()e 0x af x x'=+≤在(,0)-∞上恒成立,分类参数可得e x a x ≥-⋅在(,0)-∞上恒成立,令()()e ,0x g x x x =-⋅<,利用导数求出函数()g x 的最大值即可得解;(2)将已知不等式转化为()ln 10a a x x--+≤对(,0)x ∀∈-∞恒成立,令()()()ln 1,0ah x a x x x=--+<,在对a 分类讨论,求出()h x 的最大值小于等于0,即可求出答案. (1)解:()e xa f x x'=+,因为()f x 在(,0)-∞上单调递减,所以()e 0xa f x x'=+≤在(,0)-∞上恒成立,即e x a x ≥-⋅在(,0)-∞上恒成立,令()()e ,0xg x x x =-⋅<, 则()()e e 1e x x xg x x x '=--=-+,当1x <-时,()0g x '>,当10x -<<时,()0g x '<, 所以函数()g x 在(),1-∞-上递增,在()1,0-上递减, 所以()()max 11eg x g =-=,所以a 的取值范围为1,e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭;(2)解:由()()f x f x '≤得()ln 1aa x x-+≤,即()ln 10a a x x--+≤对(,0)x ∀∈-∞恒成立, 令()()()ln 1,0ah x a x x x=--+<,()()()221,0a x a a h x x x x x +'=+=<,当0a =时,()1h x =,不满足()0h x ≤;当0a >时,1x <-时,()0h x '<,10x -<<时,()0h x '>, 所以函数()h x 在(),1-∞-上递减,在()1,0-上递增, 所以()()min 110h x h a =-=+>,不符合题意;当0a <时,1x <-时,()0h x '>,10x -<<时,()0h x '<, 所以函数()h x 在(),1-∞-上递增,在()1,0-上递减, 所以()()max 110h x h a =-=+≤,解得1a ≤-, 综上所述,a 的取值范围(],1-∞-. 【点睛】本题主要考查了利用导数研究函数的单调性和最值,考查了不等式恒成立问题,考查了转化思想和分类讨论思想,考查了学生的计算能力.9.(1)()f x 在()0+∞,上单调递增,在()0-∞,上单调递减; (2)274e a -≥【解析】 【分析】(1)直接求导,先确定导数的单调性及零点,即可确定()f x 的单调性;(2)当0x =时, a R ∈,当0x >时,参变分离得3211e 2xx x a x++-≥,构造函数()h x 求导得()321e 2()21xx x h x x x ⎛⎫⎪⎝⎭'--=--,再构造函数21e 12()x m x x x ---=确定()h x 单调性后,即可求出实数a 的取值范围. (1)当1a =-时,2()e 1x f x x x =+--,()e 21x f x x '=+-,易得()'f x 在R 上递增,又(0)0f '=,故当()0x ∈+∞,时,()0f x '>,()f x 单调递增;故当(),0x ∈-∞时,()0f x '<,()f x 单调递减,所以()f x 在()0+∞,上单调递增,在()0-∞,上单调递减; (2)当0x =时,不等式321()22f x x ax ≥-恒成立,可得a R ∈;当0x >时,由2321e 122xax x x ax ---≥-恒成立可得3211e 2x x x a x ++-≥恒成立, 设3211e 2()xx x h x x++-=,则()4223333111e 222(2)1e e 22x x xh x x x x x x x x x x x⎛⎫⎛⎫+-⋅-⋅+'+=--+-- ⎪ ⎪⎝⎭⎭=⎝()()()33322211e 22e 1222x x x x x x x x x x x x⎛⎫ ⎪⎝⎭=⎛⎫-+-+----- ⎪⎝⎭=-, 可设21e 12()x m x x x ---=,可得e 1()x x m x =--',设e 1,e 1()()x x k x k x x '-=--=,由0x >,可得()0k x '>恒成立,可得()k x 在()0+∞,递增,即()m x '在()0+∞,递增,所以()(0)0m x m ''>=,即()0m x '>恒成立,即()m x 在()0+∞,递增, 所以()(0)0m x m >=,再令()0h x '=,可得2x =,当02x <<时,()0h x '>,()h x 在()0,2上递增,当2x >时,()0h x '<,()h x 在()2,+∞递减,所以2max7e ()(2)4h x h -==,所以274e a -≥;综上可得274e a -≥. 【点睛】本题关键点在于参变分离构造函数求导后,通过因式分解将导数变为()321e 2()21xx x h x x x ⎛⎫⎪⎝⎭'--=--,再把分子的因式构造成函数21e 12()x m x x x ---=,确定()(0)0m x m >=后,即得()h x '的正负,进而求解.10.(1)2e 3e 1-+(2)()()221,2ln ,22e 241e e 2e,2ea a a a g a a a a a a --≤⎧⎪⎪=--<<⎨⎪-+-≥⎪⎩【解析】 【分析】(1)利用导数求得()f x 在区间[]1,e 上的最大值.(2)由()'f x 对a 进行分类讨论,由此求得()f x 在区间[]1,e 上的最小值()g a .(1)当1a =时,()()2ln 31e f x x x x x =+-≤≤,()()()'123123x x f x x x x--=+-=, 所以()f x 在区间()()'31,,0,2f x f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭递减;在区间()()'3,e ,0,2f x f x ⎛⎫> ⎪⎝⎭递增.()()212,e e 3e 10f f =-=-+>,所以()f x 在区间[]1,e 上的最大值为2e 3e 1-+. (2)2()ln (2)(R,1e)f x a x x a x a x =+-+∈≤≤,()()()()'1222x x a af x x a x x--=+-+=, 当1,22aa ≤≤时,()f x 在区间()()()'1,e ,0,f x f x >递增,所以()f x 在区间[]1,e 上的最小值为()()1121f a a =-+=--.当1e,22e 2aa <<<<时,()f x 在区间()()'1,,0,2a f x f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭递减;在区间()',e ,02af x ⎛⎫> ⎪⎝⎭,()f x 递增.所以()f x 在区间[]1,e 上的最小值为()22ln 2ln 222224a a a a a a f a a a a ⎛⎫⎛⎫=+-+⋅=-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.当e,2e 2a a ≥≥时,()f x 在区间()()()'1,e ,0,f x f x <递减,所以()f x 在区间[]1,e 上的最小值为()()()22e e 2e 1e e 2ef a a a =+-+=-+-.所以()()221,2ln ,22e 241e e 2e,2e a a a a g a a a a a a --≤⎧⎪⎪=--<<⎨⎪-+-≥⎪⎩.【点睛】利用导数求解函数的单调性、最值,若导函数含有参数,则需要对参数进行分类讨论,分类讨论标准的制定,可以考虑利用导函数的零点分布来进行分类.。
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一、选择题(每小题5分,共70分.每小题只有一项是符合要求的)
1.设函数()y f x =可导,则0(1)(1)
lim 3x f x f x
∆→+∆-∆等于( ).
A .'(1)f
B .3'(1)f
C .1
'(1)3
f D .以上都不对
2.已知物体的运动方程是4321
4164
S t t t =-+(t 表示时间,S 表示位移),则瞬时速度
为0的时刻是( ).
A .0秒、2秒或4秒
B .0秒、2秒或16秒
C .2秒、8秒或16秒
D .0秒、4秒或8秒 3.若曲线21y x =-与31y x =-在0x x =处的切线互相垂直,则0x 等于( ).
A
B
. C .23 D .23
或0
4.若点P
在曲线323
3(34
y x x x =-++上移动,经过点P 的切线的倾斜角为α,则角α的取值范围是( ).
A .[0,]π
B .2[0,)[,)23
ππ
π
C .2[,)3ππ
D .2[0,)(,)223πππ
5.设'()f x 是函数()f x 的导数,'()y f x =的图像如图 所示,则()y f x =的图像最有可能的是( ).
6.函数3
(
)2f x x ax =+-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)-∞-
7.已知函数32
()f x x px qx =--的图像与x 轴切于点(1,0),则()f x 的极大值、极小
值分别为( ).
'()f x
A .
427 ,0 B .0,427 C .427- ,0 D .0,4
27
-
8.由直线21=x ,2=x ,曲线x y 1
=及x 轴所围图形的面积是( ).
A. 415
B. 4
17 C. 2ln 21 D. 2ln 2
9.函数3
()33f x x bx b =-+在(0,1)内有极小值,则( ).
A .01b <<
B .1b <
C .0b >
D .1
2
b < 10.21y ax =+的图像与直线y x =相切,则a 的值为( ).
A .18
B .14
C .1
2
D .1
11. 已知函数()x x x f cos sin +=,则=)4
('π
f ( )
A. 2
B.0
C. 22
D. 2- 12.函数3
()128f x x x =-+在区间[3,3]-上的最大值是( ) A. 32 B. 16 C. 24 D. 17 13.已知
(m 为常数)在
上有最大值3,那么此函数在 上的最小值为
( )
A .
B .
C .
D .
14.
dx e e x x ⎰
-+1
)(=
( )
A .e
e 1
+
B .2e
C .
e
2
D .e
e 1-
二、填空题(每小题5分,共30分) 15.由定积分的几何意义可知⎰
--2
2
2
4x
=_________.
16.函数
)0(ln )(>=x x x x f 的单调递增区间是 .
17.已知函数()ln f x ax x =-,若()1f x >在区间(1,)+∞内恒成立,则实数a 的范围为______________. 18.设
是偶函数,若曲线
在点
处的切线的斜率为1,则该曲线在
处的切线的斜率为_________.
19.已知曲线交于点P ,过P 点的两条切线与x 轴分别交于A ,B 两
点,则△ABP 的面积为 ; 20.
2
20(3)10,x k dx k +==⎰则 三、解答题(50分)
21.求垂直于直线2610x y -+=并且与曲线3235y x x =+-相切的直线方程.
22.已知函数x
x x f 4
)(+=.
(Ⅰ)求函数)(x f 的定义域及单调区间;
(Ⅱ)求函数)(x f 在区间[1,4]上的最大值与最小值.
23.某厂生产某种电子元件,如果生产出一件正品,可获利200元,如果生产出一件件次品则损失100元,已知该厂制造电子元件过程中,次品率P 与日产量x 的函数关系是
3()432
x
P x x *=
∈+N . (1)将该厂的日盈利额T(元)表示为日产量x (件)的函数; (2)为获最大盈利,该厂的日产量应定为多少件?
24.设函数32
3()(1)1,32
a f x x x a x a =
-+++其中为实数. (Ⅰ)已知函数()f x 在1x =处取得极值,求a 的值;
(Ⅱ)已知不等式'2()1f x x x a >--+对任意(0,)a ∈+∞都成立,求实数x 的取值范围.
高二数学导数测试题答题卷
二.填空题(5分×6=30分)
15. ; 16. ; 17. ;
18. ; 19. ; 20. .
三、解答题(50分)
21. (满分12分)
22、(满分12分)
座号: 23、(满分12分)
24、(满分14分)
高二数学导数测试题参考答案
一、选择题:CDABC BADAB BCDD 二、填空题
15.π2 16.1,e ⎡⎫
+∞⎪⎢⎣⎭
17. 1a ≥ 18.
19.
20. 1
三、解答题
21.解:设切点为(,)P a b ,函数3235y x x =+-的导数为'2
36y x x =+
切线的斜率'2|363x a k y a a ===+=-,得1a =-,代入到32
35y x x =+-
得3b =-,即(1,3)P --,33(1),360y x x y +=-+++=.
22.解:(Ⅰ)函数的定义域为}0|{≠x x 。
24
1)('x
x f -=, 令0)('=x f ,即04
12
=-
x , 解得 21-=x ,22=x 。
当x 变化时,)('x f ,)(x f 的变化情况如下表:
x
)2,(--∞
-2 )0,2(- )2,0(
2 ),2(+∞
)('x f + 0 - - 0 + )(x f
↗
-4
↘
↘
4
↗
因此函数x
x x f 4
)(+
=在区间)2,(--∞内是增函数,在区间)0,2(-内是减函数,在区间)2,0(内是减函数,在区间),2(+∞内是增函数。
(Ⅱ)在区间[1,4]上,
当x =1时,f (x )=5;当x =2时,f (x )=4;当x =4时,f (x )=5。
因此,函数)(x f 在区间[1,4]上的最大值为5,最小值为4。
23:解:(1)∵次品率3432x P x =
+,当每天生产x 件时,有3432x
x x +·件次品,有31432x x x ⎛⎫- ⎪
+⎝⎭
件正品,所以233642001100254324328x x x x T x x
x x x -⎛
⎫=--= ⎪+++⎝⎭
··, (2)由(1)得2
(32)(16)25(8)x x T x +-'=-+·.
由0T '=得16x =或32x =-(舍去).
当016x <<时,0T '>;当16x >时,0T '<.所以当16x =时,T 最大. 即该厂的日产量定为16件,能获得最大利润.
24.解: (Ⅰ) '2()3(1)f x ax x a =-++,由于函数()f x 在1x =时取得极值,所以 '(1)0f =, 即 310,1a a a -++==∴.
(Ⅱ)方法一:由题设知:223(1)1ax x a x x a -++>--+对任意(0,)a ∈+∞都成立, 即22(2)20a x x x +-->对任意(0,)a ∈+∞都成立.
设 22()(2)2()g a a x x x a R =+--∈, 则对任意x R ∈,()g a 为单调递增函数()a R ∈. 所以对任意(0,)a ∈+∞,()0g a >恒成立的充分必要条件是(0)0g ≥. 即 220x x --≥,20x -≤≤∴ 于是x 的取值范围是}{|20x x -≤≤.
方法二:由题设知:223(1)1ax x a x x a -++>--+对任意(0,)a ∈+∞都成立 即22(2)20a x x x +-->对任意(0,)a ∈+∞都成立.
于是2222x x a x +>+对任意(0,)a ∈+∞都成立,即22
202
x x
x +≤+. 20x -≤≤∴. 于是x 的取值范围是}{|20x x -≤≤.。