导 数 专题训练
高中数学导数压轴选择题专题训练30题
高中数学导数压轴选择题专项训练一．选择题（共30小题）1．如图是f（x）=x3+bx2+cx+d的图象，则x12+x22的值是（）A．B．C．D．考点：利用导数研究函数的极值；函数的图象与图象变化．专题：计算题；压轴题；数形结合．分析：先利用图象得：f（x）=x（x+1）（x﹣2）=x3﹣x2﹣2x，求出其导函数，利用x1，x2是原函数的极值点，求出x1+x2=，，即可求得结论．解答：解：由图得：f（x）=x（x+1）（x﹣2）=x3﹣x2﹣2x，∴f'（x）=3x2﹣2x﹣2∵x1，x2是原函数的极值点所以有x1+x2=，，故x12+x22=（x1+x2）2﹣2x1x2==．故选D．点评：本题主要考查利用函数图象找到对应结论以及利用导数研究函数的极值，是对基础知识的考查，属于基础题．2．定义方程f（x）=f′（x）的实数根x0叫做函数f（x）的“新驻点”，若函数g（x）=x，h（x）=ln（x+1），φ（x）=x3﹣1的“新驻点”分别为α，β，γ，则α，β，γ的大小关系为（）A．α＞β＞γB．β＞α＞γC．γ＞α＞βD．β＞γ＞α考点：导数的运算．专题：压轴题；新定义．分析：分别对g（x），h（x），φ（x）求导，令g′（x）=g（x），h′（x）=h（x），φ′（x）=φ（x），则它们的根分别为α，β，γ，即α=1，ln（β+1）=，γ3﹣1=3γ2，然后分别讨论β、γ的取值范围即可．解答：解：∵g′（x）=1，h′（x）=，φ′（x）=3x2，由题意得：α=1，ln（β+1）=，γ3﹣1=3γ2，①∵ln（β+1）=，∴（β+1）β+1=e，当β≥1时，β+1≥2，∴β+1≤＜2，∴β＜1，这与β≥1矛盾，∴0＜β＜1；②∵γ3﹣1=3γ2，且γ=0时等式不成立，∴3γ2＞0∴γ3＞1，∴γ＞1．∴γ＞α＞β．故选C．点评：函数、导数、不等式密不可分，此题就是一个典型的代表，其中对对数方程和三次方程根的范围的讨论是一个难点。
专题15导数与函数的极值最值(基础训练)(原卷版)
专题15 导数与函数的极值、最值[基础题组练]1．(2020·辽宁沈阳一模)设函数f (x )＝x e x ＋1，则( )A ．x ＝1为f (x )的极大值点B ．x ＝1为f (x )的极小值点C ．x ＝－1为f (x )的极大值点D ．x ＝－1为f (x )的极小值点2．函数y ＝x e x 在[0，2]上的最大值是( ) A.1eB ．2e 2C ．0D ．12e 3．(2020·广东惠州4月模拟)设函数f (x )在R 上可导，其导函数为f ′(x )，且函数f (x )在x ＝－2处取得极小值，则函数y ＝x ·f ′(x )的图象可能是( )4．(2020·河北石家庄二中期末)若函数f (x )＝(1－x )(x 2＋ax ＋b )的图象关于点(－2，0)对称，x 1，x 2分别是f (x )的极大值点与极小值点，则x 2－x 1＝( )A ．－ 3B ．2 3C ．－2 3D ． 35．已知函数f (x )＝x 3＋3x 2－9x ＋1，若f (x )在区间[k ，2]上的最大值为28，则实数k 的取值范围为( )A ．[－3，＋∞)B ．(－3，＋∞)C ．(－∞，－3)D ．(－∞，－3]6.函数f (x )＝x 3＋bx 2＋cx ＋d 的大致图象如图所示，则x 21＋x 22＝________．7．若函数f (x )＝x 3－3ax 在区间(－1，2)上仅有一个极值点，则实数a 的取值范围为________．8．函数f (x )＝x 3－3a 2x ＋a (a >0)的极大值是正数，极小值是负数，则a 的取值范围是________．9．已知函数f (x )＝13x 3－12(a 2＋a ＋2)x 2＋a 2(a ＋2)x ，a ∈R .(1)当a ＝－1时，求函数y ＝f (x )的单调区间；(2)求函数y ＝f (x )的极值点．10．已知函数f (x )＝ln x x －1.(1)求函数f (x )的单调区间；(2)设m >0，求函数f (x )在区间[m ，2m ]上的最大值．[综合题组练]1．(2020·重庆模拟)已知函数f (x )＝2e f ′(e)ln x －x e (e 是自然对数的底数)，则f (x )的极大值为() A ．2e －1 B ．－1eC ．1D ．2ln 22．若函数f (x )＝13x 3＋x 2－23在区间(a ，a ＋5)上存在最小值，则实数a 的取值范围是( )A ．[－5，0)B ．(－5，0)C ．[－3，0)D ．(－3，0)3．(2020·河南驻马店模拟)已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x 3＋3x 2＋2，x ≤0，e ax ，x >0在[－2，2]上的最大值为3，则实数a 的取值范围是( )A ．(ln 3，＋∞)B ．⎣⎡⎦⎤0，12ln 3 C.⎝⎛⎦⎤－∞，12ln 3 D ．(－∞，ln 3]4．若x ＝－2是函数f (x )＝(x 2＋ax －1)e x －1的极值点，则a ＝________，f (x )的极小值为________．5．(2020·石家庄市质量检测)已知函数f (x )＝a e x －sin x ，其中a ∈R ，e 为自然对数的底数．(1)当a ＝1时，证明：∀x ∈[0，＋∞)，f (x )≥1；(2)若函数f (x )在⎝⎛⎭⎫0，π2上存在极值，求实数a 的取值范围． 6．已知函数f (x )＝a ln x ＋1x(a >0)． (1)求函数f (x )的单调区间和极值；(2)是否存在实数a ，使得函数f (x )在[1，e]上的最小值为0？若存在，求出a 的值；若不存在，请说明理由．。
导数大题拔高练-高考数学重点专题冲刺演练(原卷版)
导数大题拔高练-新高考数学复习分层训练（新高考通用）1．（2023春·湖南长沙·高三长沙一中校考阶段练习）已知函数()1e ln ax f x x x-=+，a ∈R ．(1)当1a =时，求函数()f x x -的最小值；(2)若函数()f x x 的最小值为a ，求a 的最大值．2．（2023春·浙江杭州·高三浙江省杭州第二中学校考开学考试）已知函数()(π)sin b f x a x x =--，[π,)x ∈+∞(1)1b =时，若()0f x ≤恒成立，求a 的取值范围；(2)12b =，()f x 在3π,π2⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有极值点0x ，求证：00()πf x x +>．3．（2023秋·浙江宁波·高三期末）已知函数1()ln ,0f x x k x k x ⎛⎫=--> ⎪⎝⎭.(1)当3k =时，求曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程；(2)若对()()0,1,0x f x ∀∈<恒成立，求k 的取值范围；(3)求证：对(0,1)x ∀∈，不等式22e 11ln x x x x x-<+恒成立.4．（2023秋·广东茂名·高三统考阶段练习）已知0a >，函数()e x f x x a =-，()ln g x x x a =-.(1)证明：函数()f x ，()g x 都恰有一个零点；(2)设函数()f x 的零点为1x ，()g x 的零点为2x ，证明12x x a =.5．（2023春·广东·高三统考开学考试）已知函数()()2ln 2R f x a x x a a x=+++∈．(1)证明函数()f x 有唯一极小值点；(2)若e 04a <<，求证：()e 2x f x x x +<+．6．（2023秋·江苏苏州·高三苏州中学校考阶段练习）已知函数()sin ()cos f x x x a x =-+（a 为常数），函数3211()32g x x ax =+.(1)证明：（i ）当0x >时，sin x x >；（ii ）当0x <时，sin x x <；(2)证明：当0a ≥时，曲线()y f x =与曲线()y g x =有且只有一个公共点.7．（2023·山西朔州·怀仁市第一中学校校考二模）已知函数()ln a f x x x=+．(1)讨论函数()f x 的单调性；(2)令()()()2ln ln g x f x x x x =+--,若0x 是函数()g x 的一个极值点,且()02g x =-,求实数a 的值．8．（2023·江苏·高三专题练习）已知函数()ln m x n f x x+=在()()1,1f 处的切线方程为1y =.(1)求实数m 和n 的值；(2)已知()(),A a f a ，()(),B b f b 是函数()f x 的图象上两点，且()()f a f b =，求证：()()ln ln 1a b ab +<+.9．（2023秋·吉林松原·高三前郭尔罗斯县第五中学校考期末）已知函数()21e 12ax f x ax x =---．(1)当1a ≥时，证明：对任意的0x ≥，都有()0f x ≥；(2)证明：()()**112ln 1ln 2,nk n n k n k =>+-∈∈∑N N ．10．（2023春·黑龙江哈尔滨·高三哈尔滨市第五中学校校考开学考试）已知函数2()ln 2x f x x =-，()(1)g x k x =-+.（1）求函数()f x 的单调递减区间；（2）若存在01x >，当()01,x x ∈时，1()()2f xg x +>，求实数k 的取值范围.11．（2023·黑龙江·黑龙江实验中学校考一模）设函数()()()e 2,x f x ax x a =--∈R .(1)若曲线()y f x =在点()()22f ,处的切线斜率为2e ，求a 的值；(2)若()f x 存在两个极值点()1212,x x x x <，且对任意[]()20,,0x x f x ∈<恒成立，求实数a 的取值范围.12．（2023春·安徽·高三校联考开学考试）已知函数()()2e x f x x -=-．(1)求()f x 的单调区间；(2)若a ，b 为两个不相等的实数，且满足()e e 2e e b a b a a b -=-，求证：6a b +>．13．（2023春·安徽亳州·高三校考阶段练习）已知函数32()61()f x x ax x a =+-+∈R ，且(1)6f '=-．(1)求函数()f x 的图象在点(1,(1))f 处的切线方程；(2)若函数()()g x f x m =-在区间[2,4]-上有三个零点，求实数m 的取值范围．14．（2023·安徽安庆·统考二模）已知函数()21ln e x f x a x bx -=+，a ，b ∈R .e 2.71828≈ .(1)若曲线()y f x =在点()()22f ,处的切线方程是ln 2y x =+，求a 和b 的值；(2)若e a =，且()f x 的导函数()f x '恰有两个零点，求b 的取值范围.15．（2023·重庆沙坪坝·重庆南开中学校考一模）设21()sin 2f x x x x =-+．（1）当0x ≥时，求证：()0f x ≥；（2）证明：对一切正整数n ，都有2222111111sin1sin sin sin sin 23422(1)n n +++++>-+ ．16．（2023春·重庆沙坪坝·高三重庆八中校考阶段练习）已知函数21()ln 2f x x kx x =-+(1)讨论函数()f x 的单调性；(2)若()f x 有两个极值点12,x x ，证明：212()()22k f x f x -<-17．（2023春·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习）已知函数()(0,1)x f x a a a =>≠在点()()11,A x f x 处的切线为1l ：11y k x b =+，函数()log (0,1)a g x x a a =>≠在点()()22,B x g x 处的切线为2l ：22y k x b =+.(1)若1l ，2l 均过原点，求这两条切线斜率之间的等量关系.(2)当e a =时，若12l l ∥，此时12b b -的最大值记为m ，证明：53ln 22m -<<.18．（2023·辽宁·校联考模拟预测）已知函数()e 3x f x x =+．(1)求()f x 在()3,-+∞上的极值；(2)若()()213,,32x ax x f x ∀∈-+∞≤-，求a 的最小值．19．（2023秋·江苏扬州·高三校考期末）已知函数()e 1ln x k f x x x+=+，其中0k ≥．(1)求函数()f x 的最小值；(2)证明：()11ln *,221n n n n ++>-∈≥+N ．20．（2023·辽宁沈阳·统考一模）已知()()()2212ln 212f x x x x a x a x ⎛⎫=-+-+- ⎪⎝⎭，0a >．(1)讨论()f x 的单调性；(2)若()f x 有两个零点，求a 的值．21．（2023·辽宁抚顺·统考模拟预测）已知函数2()()2ln f x x a x =++．(1)讨论函数()f x 的单调性；(2)若函数()f x 有两个极值点1x ，2x ，且12x x <，求证：()122x f x x <<．22．（2023秋·河北唐山·高三唐山市丰南区第一中学校考期末）已知函数()()2ln 0f x x x a x a =-->.(1)求()f x 的单调区间；(2)①若()0f x ≥，求实数a 的值；②设*n ∈N ，求证：()2111111ln 124n n n ⎛⎫⎛⎫++++++>+ ⎪⎝⎭⎝⎭ .23．（2023秋·河北衡水·高三河北衡水中学校考期末）已知函数()11e ln -=-+kx f x x kx x.(1)求证：()0f x ≥；(2)若()0,x ∀∈+∞，都()211e ≥+f x ，求k 满足的取值范围．24．（2023春·河北保定·高三校考阶段练习）已知函数()2ln f x ax x =-.(1)讨论()f x 的单调性；(2)设函数()2g x x =-，若对于任意31,e x ⎡⎤∈⎣⎦，都有()()f x g x ≥，求a 的取值范围.25．（2023秋·福建厦门·高三厦门外国语学校校考期末）已知函数()()2ex f x x x b =--(1)讨论函数()f x 的单调性(2)若()f x 有两个极值点1212,()x x x x >，且()()213,ef x f x ≥，求b 的取值范围26．（2023·山东枣庄·统考二模）已知函数()e sin x f x x x =-．(1)当π2x ≤时，求证：()0f x ≥；(2)当0x >时，函数()f x 的零点从小到大依次排列，记为{}()*n x n ∈N 证明：（i ）1sin sin n n x x +>；（ii ）212π2πn n x n x -+<<.27．（2023秋·湖北十堰·高三统考阶段练习）已知函数()()21e x f x x m x nx m=--+，且曲线()y f x =在0x =处的切线为=2y -.(1)求m ，n 的值和()f x 的单调区间；(2)若()()()()123123f x f x f x x x x ==<<，证明：120x x +>.28．（2023秋·湖北·高三湖北省云梦县第一中学校联考期末）已知函数()()ln 3(R)f x x a x x a a =--+-∈．(1)若0a =，求()f x 的极小值．(2)讨论函数()f x '的单调性；(3)当2a =时，证明：()f x 有且只有2个零点．29．（2023秋·湖南长沙·高三长沙一中校考阶段练习）已知函数()()e R x f x ax a =-∈，()πe cos 2x g x x =+.(1)若()0f x ≥，求a 的取值范围；(2)求函数()g x 在()0,∞+上的单调性；(3)求函数()()21e sinπ1x h x g x x -=--⎡⎤⎣⎦在()0,∞+上的零点个数.30．（2023·江苏泰州·泰州中学校考一模）已知函数e 1()e 1x x f x -=+（e 为自然对数的底数）.(1)若不等式e 1()e 1f x ->+恒成立，求实数x 的取值范围；(2)若不等式1()ln 23f x ax a <+-在(ln 2,)x ∈+∞上恒成立，求实数a 的取值范围.。
导数专题：隐零点问题专题
导数专题：隐零点问题专题导数专题：隐零点问题专题训练一、解答题（本大题共7小题，共84.0分）1.已知函数f（x）=e-ln（x+m）Ι）设x=0是f（x）的极值点，求m，并讨论f（x）的单调性；Ⅱ）当m≤2时，证明f（x）＞0.2.已知函数f（x）=．1）证明：对于任意k∈R，直线y=g（x）都不是曲线y=f （x）的切线；2）若存在x∈[e，e]，使得f（x）≤g（x），求实数k的取值范围．3.设函数f（x）=ex+ax+b在点（，f（））处的切线方程为x+y+1=0．Ⅰ）求a，b的值，并求f（x）的单调区间；Ⅱ）证明：当x≥时，f（x）＞x-4．4.已知函数f（x）=alnx-ex；1）讨论f（x）的极值点的个数；2）若a=2，求证：f（x）＜0．5.已知函数f（x）=+alnx有极值点，其中e为自然对数的底数．1）求a的取值范围；2）若a∈（，]，求证：对于任意x∈（，2]，都有f（x）＜0．6.设函数f（x）=ax2-lnx+1（a∈R）1）求函数f（x）的单调区间；2）若函数g（x）=ax2-ex+3，求证：对于任意x∈（，+∞），都有f（x）＞g（x）恒成立．7.已知函数f（x）=xlnx+ax+b在点（1，f（1））处的切线为3x-y-2=0．1）求函数f（x）的解析式；2）若k∈Z，并且对于任意x＞1，都有k＜f（x），求k的最大值．当m=2时，函数f(x)在(-2,+∞)上为增函数，且f'(-1)0．因此，f'(x)=0在(-2,+∞)上有唯一实数根x，且x∈(-1,0)．当x∈(-2,x)时，f'(x)0，从而当x=x时，f(x)取得最小值．由f'(x)=0，得ln(x+2)=-x．综上，当m≤2时，f(x)>ln(x+2)．解析】Ⅰ）求出原函数的导函数，因为x=0是函数f(x)的极值点，由极值点处的导数等于0得出m的值，代入函数解析式后再由导函数大于0和小于0求出原函数的单调区间；Ⅱ）证明当m≤2时，f(x)>ln(x+2)，转化为证明当m=2时f(x)>ln(x+2)．求出当m=2时函数的导函数，可知导函数在(-2,+∞)上为增函数，并进一步得到导函数在(-1,0)上有唯一零点x，则当x=x时函数取得最小值，借助于x是导函数的零点证出f(x)>ln(x+2)，从而结论得证．本题考查了利用导数研究函数的单调性，利用导数求函数在闭区间上的最值，考查了不等式的证明，考查了函数与方程思想，分类讨论的数学思想，综合考查了学生分析问题和解决问题的能力．熟练掌握函数与导数的基础知识是解决该题的关键，是难题．9.已知函数f(x)=ln(x+2)．1）证明：对于任意k∈R，直线y=g(x)都不是曲线y=f(x)的切线；2）若存在x∈[e,e^2]，使得f(x)≤g(x)+k成立，求实数k 的取值范围．答案】解：1）证明：f(x)的定义域为(-2,∞)。
导数训练案-2022届高三数学一轮专题复习
导数训练案一、单选题1.设f (x )存在导函数且满足2)21()1(lim0-=∆∆--→∆xx f f x ,则曲线y=f (x )在点(1,f (1))处的切线的斜率为( )A .-1B .-2C .1D .2 2.已知函数()f x 的导函数为()f x '，且满足()2()ln f x xf e x '=+，则()f e '等于（）A ．1B ．1e- C ．1- D ．e - 3.已知函数421)(3++=ax x x f ，则“a ＞0”是“f (x )在R 上单调递增”的( ) A ．充分不必要条件 B ．必要不充分条件C ．充要条件D ．既不充分也不必要条件4.已知函数223)(a bx ax x x f +++=在x ＝1处有极值10，则f (2)等于( )A ．11或18B ．11C ．18D ．17或18 5.已知函数21()cos 4f x x x =+，()'f x 是函数()f x 的导函数，则()'f x 的图象大致是（ ）A. B. C. D.6.()f x 是定义在R 上的偶函数，当0x <时，()0)(<'+x f x x f ，且(4)0f -=，则不等式()0xf x >的解集为（ ）A.),4()0,4(+∞⋃-B.)4,0()0,4(⋃-C.),4()4,(+∞⋃--∞D.)4,0()4,(⋃--∞二、多选题7.已知函数)(x f y =的导函数)('x f 的图象如图所示，则下列判断正确的是（ ）A.函数)(x f y =在区间⎪⎭⎫ ⎝⎛--213，内单调递增 B.当2-=x 时，函数)(x f y =取得最小值C.函数)(x f y =在区间()22，-内单调递增 D.当3=x 时，函数)(x f y =取得极小值8.若函数()y f x =的图象上存在两点，使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直，则称()y f x =具有T 性质，下列函数中具有T 性质的是（ ）A ．cos y x =B ．ln y x =C ．e x y =D ．2y x9.已知函数1)(3+-=ax x x f 的图象在x=2处切线的斜率为9，则下列说法正确的是（ ） A.a=3 B.1)(-=x x f 在处取得极大值C.当(](]3,1)(1,2-∈-∈x f x 时，D.）的图象关于点（1,0)(x f 中心对称10.已知函数)(x f 是定义在R 上的奇函数，当.1)(0xe x xf x -=>时，则下列结论正确的是（ ） A. 当)1()(0+-=<x e x f x x时， B. 函数)(x f 在R 上有且仅有三个零点C. 若关于x 的方程m x f =)(有解，则实数m 的取值范围是)2()2(f m f ≤≤-D. 2)()(,,1221<-∈∀x f x f R x x三、填空题11.已知()(2019ln ),f x x x =+若'0()2020f x =，则0x 等于.12．写出一个存在极值的奇函数)(x f =.13.若函数)()()(2R a e a x x f x∈+=存在单调递减区间，则实数a 的取值范围是. 14.若曲线))0(,0()0(2)1ln()(f a x a e x f x 在点>-++=处的切线也是曲线131)(3-++=a x x x g 的切线，则a=.四、解答题15.已知函数()163-+=x x x f . （1）直线l 为曲线)(x f y =的切线，且经过原点，求直线l 的方程及切点坐标；（2）如果曲线)(x f y =的某一切线与直线341+-=x y 垂直，求切点坐标与切线的方程.16.设函数)(86)1(32)(23R a ax x a x x f ∈+++-=3=x 在处取得极值.（1）求常数a 的值；（2）求)(x f 在[-2,2]上的最值.17.已知函数f (x )＝kx －ln x (k >0)．（1）若k ＝1，求f (x )的单调区间；（2）若函数f (x )有且只有一个零点，求实数k 的值．18.已知函数()f x x a ax x )12(ln 2+++= ．讨论)(x f 的单调性.19.已知函数()xf x e ax =+.讨论函数()()1f x +∞在，上的单调性.20.已知函数()sin ln(1)f x x x =-+，()f x '为()f x 的导数．证明：()f x '在区间(1,)2π-存在唯一极大值点.。
导数专题训练(含答案)
导数专题训练及答案专题一导数的几何意义及其应用导数的几何意义是高考重点考查的内容之一，常与解析几何知识交汇命题，主要题型是利用导数的几何意义求曲线上某点处切线的斜率或曲线上某点的坐标或过某点的切线方程，求解这类问题的关键就是抓住切点P(x0，f(x0))，P点的坐标适合曲线方程，P点的坐标也适合切线方程，P点处的切线斜率k＝f′(x0)．解题方法:(1) 解决此类问题一定要分清“在某点处的切线”，还是“过某点的切线”的问法．(2)解决“过某点的切线”问题，一般是设切点坐标为P(x0，y0)，然后求其切线斜率k＝f′(x0)，写出其切线方程．而“在某点处的切线”就是指“某点”为切点．(3)曲线与直线相切并不一定只有一个公共点，当曲线是二次曲线时，我们知道直线与曲线相切，有且只有一个公共点，这种观点对一般曲线不一定正确．[例1]已知曲线y＝13x3＋43.(1)求曲线在点P(2，4)处的切线方程；(2)求曲线过点P(2，4)的切线方程；(3)求斜率为4的曲线的切线方程．[变式训练]已知函数f(x)＝x3＋x－16.(1)求曲线y＝f(x)在点(2，－6)处的切线的方程；(2)直线l为曲线y＝f(x)的切线，且经过原点，求直线l的方程及切点坐标．专题二导数在研究函数单调性中的应用利用导数的符号判断函数的单调性，进而求出函数的单调区间，是导数几何意义在研究曲线变化规律时的一个重要应用，体现了数形结合思想．这类问题要注意的是f(x)为增函数⇔f′(x)≥0且f′(x)＝0的根有有限个，f(x)为减函数⇔f′≤0且f′(x)＝0的根有有限个．解题步骤：(1)确定函数的定义域；(2)求导数f′(x)；(3)①若求单调区间(或证明单调性)，只需在函数f(x)的定义域内解(或证明)不等式f′(x)>0或f′(x)<0.②若已知函数f(x)的单调性，则将原问题转化为不等式f′(x)≥0或f′(x)≤0在单调区间上恒成立问题，再进行求解．[例2]设函数f(x)＝x e a－x＋bx，曲线y＝f(x)在点(2，f(2))处的切线方程为y＝(e－1)x＋4.(1)求a，b的值；(2)求f(x)的单调区间．[变式训练]设函数f(x)＝xekx(k≠0)．(1)讨论函数f(x)的单调性；(2)若函数f(x)在区间(－1，1)内单调递增，求k的取值范围．专题三 导数在求函数极值与最值中的应用利用导数可求出函数的极值或最值，反之，已知函数的极值或最值也能求出参数的值或取值范围．该部分内容也可能与恒成立问题、函数零点问题等结合在一起进行综合考查，是高考的重点内容．解题方法：(1)运用导数求可导函数y ＝f(x)的极值的步骤：①先求函数的定义域，再求函数y ＝f(x)的导数f ′(x)；②求方程f ′(x)＝0的根；③检查f ′(x)在方程根的左右的值的符号，如果左正右负，那么f(x)在这个根处取得极大值，如果左负右正，那么f(x)在这个根处取得极小值．(2)求闭区间上可导函数的最值时，对函数极值是极大值还是极小值，可不再作判断，只需要直接与端点的函数值比较即可获得．(3)当连续函数的极值点只有一个时，相应的极值点必为函数的最值．[例3] 已知函数f (x )＝－x 3＋ax 2＋bx 在区间(－2，1)内，当x ＝－1时取极小值，当x ＝23时取极大值．(1)求函数y ＝f (x )在x ＝－2时的对应点的切线方程；(2)求函数y ＝f (x )在[－2，1]上的最大值与最小值．[变式训练] 设函数f (x )＝[ax 2－(4a ＋1)x ＋4a ＋3]e x .(1)若曲线y ＝f (x )在点(1，f (1))处的切线方程与x 轴平行，求a ；(2)若f (x )在x ＝2处取得极小值，求a 的取值范围．专题四 导数在证明不等式中的应用在用导数方法证明不等式时，常构造函数，利用单调性和最值方法证明不等式．解题方法：一般地，如果证明f(x)＞g(x)，x ∈(a ，b)，可转化为证明F(x)＝f(x)－g(x)＞0，若F ′(x)＞0，则函数F(x)在(a ，b)上是增函数，若F(a)≥0，则由增函数的定义知，F(x)＞F(a)≥0，从而f(x)＞g(x)成立，同理可证f(x)＜g(x)，f(x)＞g(x)．[例4] 已知函数f (x )＝ln x －（x －1）22. (1)求函数f (x )的单调递增区间；(2)证明：当x ＞1时，f (x )＜x －1.[变式训练] 已知函数f (x )＝a e x －ln x －1.(1)设x ＝2是f (x )的极值点，求a ，并求f (x )的单调区间；(2)证明：当a ≥1e 时，f (x )≥0.专题五 定积分及其应用定积分的基本应用主要有两个方面：一个是求坐标平面上曲边梯形的面积，另一个是求变速运动的路程(位移)或变力所做的功．高考中要求较低，一般只考一个小题．解题方法：(1)用微积分基本定理求定积分，关键是找出被积函数的原函数，这就需要利用求导运算与求原函数是互逆运算的关系来求原函数．(2) 利用定积分求平面图形的面积的步骤如下：①画出图形，确定图形范围；②解方程组求出图形交点坐标，确定积分上、下限；③确定被积函数，注意分清函数图形的上、下位置；④计算定积分，求出平面图形面积．(3)利用定积分求加速度或路程(位移)，要先根据物理知识得出被积函数，再确定时间段，最后用求定积分方法求出结果．[例5] 已知抛物线y ＝x 2－2x 及直线x ＝0，x ＝a ，y ＝0围成的平面图形的面积为43，求a 的值．[变式训练] (1)若函数f (x )在R 上可导，f (x )＝x 3＋x 2f ′(1)，则∫20f (x )d x ＝ ____；(2)在平面直角坐标系xOy 中，直线y ＝a (a ＞0)与抛物线y ＝x 2所围成的封闭图形的面积为823，则a ＝____．专题六 化归与转化思想在导数中的应用化归与转化就是在处理问题时，把待解决的问题或难解决的问题，通过某种转化过程，归结为一类已解决或易解决的问题，最终求得问题的解答．解题方法：与函数相关的问题中，化归与转化思想随处可见，如，函数在某区间上单调可转化为函数的导数在该区间上符号不变，不等式的证明可转化为最值问题等．[例6] 设f (x )＝e x1＋ax 2，其中a 为正实数． (1)当a ＝43时，求f (x )的极值点；(2)若f (x )为R 上的单调函数，求a 的取值范围．[变式训练] 如果函数f(x)＝2x2－ln x 在定义域内的一个子区间(k －1，k ＋1)上不是单调函数，则实数k 的取值范围是________．答案例1 解：(1)因为P (2，4)在曲线y ＝13x 3＋43上，且y ′＝x 2，所以在点P (2，4)处的切线的斜率k ＝y ′|x ＝2＝4.所以曲线在点P (2，4)处的切线方程为y －4＝4(x －2)，即4x －y －4＝0.(2)设曲线y －13x 3＋43与过点P (2，4)的切线相切于点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0，13x 30＋43，则切线的斜率k ＝y ′|x ＝x 0＝x 20，所以切线方程为y －⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 30＋43＝x 20(x －x 0)， 即y ＝x 20·x －23x 30＋43.因为点P (2，4)在切线上，所以4＝2x 20－23x 30＋43，即x 30－3x 20＋4＝0，所以x 30＋x 20－4x 20＋4＝0，所以(x 0＋1)(x 0－2)2＝0，解得x 0＝－1或x 0＝2，故所求的切线方程为4x －y －4＝0或x －y ＋2＝0.(3)设切点为(x 1，y 1)，则切线的斜率k ＝x 21＝4，得x 0＝±2.所以切点为(2，4)，⎝ ⎛⎭⎪⎫－2，－43， 所以切线方程为y －4＝4(x －2)和y ＋43＝4(x ＋2)，即4x －y －4＝0和12x －3y ＋20＝0.变式训练 解：(1)因为f (2)＝23＋2－16＝－6，所以点(2，－6)在曲线上．因为f ′(x )＝(x 3＋x －16)′＝3x 2＋1，所以在点(2，－6)处的切线的斜率为k ＝f ′(2)＝3×22＋1＝13，所以切线的方程为y ＝13(x －2)＋(－6)，即y ＝13x －32.(2)设切点坐标为(x 0，y 0)，则直线l 的斜率为f ′(x 0)＝3x 20＋1，所以直线l 的方程为y ＝(3x 20＋1)(x －x 0)＋x 30＋x 0－16.又因为直线l 过点(0，0)，所以0＝(3x 20＋1)(－x 0)＋x 30＋x 0－16，整理得x 30＝－8，所以x 0＝－2，y 0＝(－2)3＋(－2)－16＝－26，所以k ＝3×(－2)2＋1＝13，所以直线l 的方程为y ＝13x ，切点坐标为(－2，－26)．例2 解：(1)因为f (x )＝x e a －x ＋bx ，所以f ′(x )＝(1－x )e a －x ＋b .依题设，知⎩⎪⎨⎪⎧f （2）＝2e ＋2，f ′（2）＝e －1，即⎩⎪⎨⎪⎧2e a －2＋2b ＝2e ＋2，－e a －2＋b ＝e －1.解得a ＝2，b ＝e.(2)由(1)知f (x )＝x e 2－x ＋e x .由f ′(x )＝e 2－x (1－x ＋e x －1)及e 2－x >0知，f ′(x )与1－x ＋e x －1同号． 令g (x )＝1－x ＋e x －1，则g ′(x )＝－1＋e x －1.所以，当x ∈(－∞，1)时，g ′(x )<0，g (x )在区间(－∞，1)上单调递减；当x ∈(1，＋∞)时，g ′(x )>0，g (x )在区间(1，＋∞)上单调递增． 故g (1)＝1是g (x )在区间(－∞，＋∞)上的最小值，从而g (x )>0，x ∈(－∞，＋∞)．综上可知，f ′(x )>0，x ∈(－∞，＋∞)． 故f (x )的单调递增区间为(－∞，＋∞)．变式训练 解：(1)f ′(x )＝(1＋kx )e kx (k ≠0)， 令f ′(x )＝0得x ＝－1k (k ≠0)．若k >0，则当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫－∞，－1k 时，f ′(x )<0，函数f (x )单调递减，当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫－1k ，＋∞时，f ′(x )>0，函数f (x )单调递增； 若k <0，则当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫－∞，－1k 时，f ′(x )>0，函数f (x )单调递增，当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫－1k ，＋∞时，f ′(x )<0，函数f (x )单调递减． (2)由(1)知，若k >0时，则当且仅当－1k ≤－1，即k ≤1，函数f (x )在(－1，1)上单调递增．若k <0时，则当且仅当－1k ≥1，即k ≥－1时，函数f (x )在(－1，1)上单调递增．综上可知，函数f (x )在(－1，1)上单调递增时，k 的取值范围是[－1，0)∪(0，1]．例3 解：(1)f ′(x )＝－3x 2＋2ax ＋b .又x ＝－1，x ＝23分别对应函数取得极小值、极大值的情况，所以－1，23为方程－3x 2＋2ax ＋b ＝0的两个根．所以a ＝－12，b ＝2，则f (x )＝－x 3－12x 2＋2x . x ＝－2时，f (x )＝2，即(－2，2)在曲线上． 又切线斜率为k ＝f ′(x )＝－3x 2－x ＋2， f ′(－2)＝－8，所求切线方程为y －2＝－8(x ＋2)， 即为8x ＋y ＋14＝0.(2)x 在变化时，f ′(x )及f (x )的变化情况如下表： ↘↗↘则f (x )在[－2，1]上的最大值为2，最小值为－32.变式训练 解：(1)因为f (x )＝[ax 2－(4a ＋1)x ＋4a ＋3]e x ， 所以f ′(x )＝[2ax －(4a ＋1)]e x ＋[ax 2－(4a ＋1)x ＋4a ＋3]e x ＝[ax 2－(2a ＋1)x ＋2]e x .所以f ′(1)＝(1－a )e.由题设知f ′(1)＝0，即(1－a )e ＝0，解得a ＝1. 此时f (1)＝3e ≠0. 所以a 的值为1.(2)由(1)得f ′(x )＝[ax 2－(2a ＋1)x ＋2]e x ＝(ax －1)(x －2)e x .若a >12，则当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ，2时，f ′(x )<0；当x ∈(2，＋∞)时，f ′(x )>0. 所以f (x )在x ＝2处取得极小值．若a ≤12，则当x ∈(0，2)时，x －2<0，ax －1≤12x －1<0，所以f ′(x )>0.所以2不是f (x )的极小值点．综上可知，a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫12，＋∞.例4 (1)解：f ′(x )＝1x －x ＋1＝－x 2＋x ＋1x，x ∈(0，＋∞)． 由f ′(x )＞0得⎩⎪⎨⎪⎧x ＞0，－x 2＋x ＋1＞0，解得0＜x ＜1＋52. 故f (x )的单调递增区间是⎝ ⎛⎭⎪⎫0，1＋52. (2)证明：令F (x )＝f (x )－(x －1)，x ∈(0，＋∞)． 则有F ′(x )＝1－x 2x .当x ∈(1，＋∞)时，F ′(x )＜0， 所以F (x )在[1，＋∞)上单调递减，故当x ＞1时，F (x )＜F (1)＝0，即当x ＞1时，f (x )＜x －1.变式训练 (1)解：f (x )的定义域为(0，＋∞)，f ′(x )＝a e x －1x .由题设知，f ′(2)＝0，所以a ＝12e 2. 从而f (x )＝12e 2e x －ln x －1，f ′(x )＝12e 2e x －1x . 当0<x <2时，f ′(x )<0；当x >2时，f ′(x )>0.所以f (x )在(0，2)上单调递减，在(2，＋∞)上单调递增． (2)证明：当a ≥1e 时，f (x )≥e xe －ln x －1. 设g (x )＝e x e －ln x －1，则g ′(x )＝e x e －1x . 当0<x <1时，g ′(x )<0；当x >1时，g ′(x )>0. 所以x ＝1是g (x )的最小值点． 故当x >0时，g (x )≥g (1)＝0. 因此，当a ≥1e 时，f (x )≥0.例5 解：作出y ＝x 2－2x 的图象如图所示．(1)当a ＜0时，S ＝∫0a (x 2－2x )d x ＝⎝⎛⎭⎪⎫13x 3－x 2|0a ＝－a 33＋a 2＝43，所以(a ＋1)(a －2)2＝0， 因为a ＜0，所以a ＝－1. (2)当a ＞0时， ①若0＜a ≤2，则S ＝－∫a 0(x 2－2x )d x ＝ －⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3－x 2|a 0＝a 2－a 33＝43， 所以a 3－3a 2＋4＝0， 即(a ＋1)(a －2)2＝0. 因为a ＞0，所以a ＝2. ②当a ＞2时，不合题意． 综上a ＝－1或a ＝2.变式训练 解析：(1)因为f (x )＝x 3＋x 2f ′ 所以f ′(x )＝3x 2＋2xf ′(x )， 所以f ′(1)＝3＋2f ′(1)， 所以f ′(1)＝－3，所以∫20f (x )d x ＝⎝⎛⎭⎪⎫14x 4＋13x 3f ′（1）|20＝－4.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝x 2，y ＝a 可得A (－a ，a )，B (a ，a )，S ＝ (a －x 2)d x＝⎝ ⎛⎭⎪⎫ax －13x 3|＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫a a －13a a ＝4a 323＝823， 解得a ＝2. 答案：(1)－4 (2)2例6 解：(1)对f (x )求导得f ′(x )＝e x·1＋ax 2－2ax （1＋ax 2）2.①当a ＝43时，若f ′(x )＝0，则4x 2－8x ＋3＝0， 解得x 1＝32，x 2＝12. 综合①，可知： ↗↘↗所以，x 1＝32是极小值点，x 2＝12是极大值点． (2)若f (x )为R 上的单调函数，则f ′(x )在R 上不变号，结合①与条件a ＞0， 知ax 2－2ax ＋1≥0在R 上恒成立， 因此Δ＝4a 2－4a ＝4a (a －1)≤0， 由此并结合a ＞0，知0＜a ≤1.变式训练 解析：显然函数f (x )的定义域为(0，＋∞)， y ′＝4x －1x ＝4x 2－1x .由y ′＞0，得函数f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫12，＋∞； 由y ′＜0，得函数f (x )的单调递减区间为⎝⎛⎭⎪⎫0，12，由于函数在区间(k －1，k ＋1)上不是单调函数，所以⎩⎨⎧k －1＜12＜k ＋1，k －1≥0，解得1≤k ＜32. 答案：⎣⎢⎡⎭⎪⎫1，32。
导数—求导的速算(练习及答案)【高考数学强化训练第9练】高考数学二轮重难点复习专题
导数的简单运算1.求下列函数的导数：(1)y＝x3·e x；(2)y＝x－sin x2cosx2；(3)y＝x2＋log3x；(4)y＝e x＋1 e x－1.(5)y＝(2x－1)4；(6)y＝102x＋3；(7)y＝sin4x＋cos4x.2.求函数f(x)＝x在x＝1处的导数．3.求函数y＝4x2在x＝2处的导数．4.利用导数的定义求函数f(x)＝x3＋x－2的导数f′(x)，并利用f′(x)求f′(－1)，f′(1)．5.已知曲线y＝13x3及其上一点P⎝⎛⎭⎪⎫2，83.(1)求点P处切线的斜率；(2)写出点P处的切线方程．6.已知曲线y＝2x2＋a在点P处的切线方程为8x－y－15＝0，求切点P的坐标和实数a的值．7.若曲线y＝x2＋6在点P处的切线垂直于直线2x－y＋5＝0，求点P的坐标及切线方程．8.曲线y＝13x3－2在点⎝⎛⎭⎪⎫－1，－73处切线的倾斜角为________．9.若f(x)＝(2x＋a)2，且f′(2)＝20，则a＝________.10.已知函数f(x)＝ax3＋x＋1的图象在点(1，f(1))处的切线过点(2,7)，则a＝________.11已知函数f(x)＝ax ln x，x∈(0，＋∞)，其中a为实数，f′(x)为f(x)的导函数．若f′(1)＝3，则a的值为________．12.设曲线y＝e ax在点(0,1)处的切线与直线x＋2y＋1＝0垂直，则a＝________.习题1.下列函数中，在(0，＋∞)内为增函数的是()A．y＝sin2x B．y＝x e x C．y＝x3－x D．y＝－x＋ln(1＋x)2.求证：函数f(x)＝e x－x－1在(0，＋∞)内是增函数，在(－∞，0)内是减函数．3.求下列函数的单调区间：(1)f(x)＝x－x3；(2)f(x)＝x2－ln x.4.已知函数f(x)＝x3－ax－1，讨论f(x)的单调区间．5.已知函数f(x)＝ax＋1x＋2在(－2，＋∞)内单调递减，则实数a的取值范围为________．6.设函数f(x)＝x(e x－1)－ax2.(1)若a＝12，求f(x)的单调区间；(2)若当x≥0时f(x)≥0，求实数a的取值范围．7.求下列函数的极值：(1)f (x )＝x 3－12x ； (2)y ＝x 3－22x －12.8.求下列函数的极值：（1）f (x )＝x 3－3x 2－9x ＋5； （2）f (x )＝ln x x .9.已知函数f (x )＝(x 2＋ax －2a 2＋3a )e x ，其中a ≠23，求f (x )的极值．10.设函数f (x )＝－13x 3＋x 2＋(m 2－1)x (x ∈R)，其中m >0.(1)当m ＝1时，求曲线y ＝f (x )在点(1，f (1))处的切线的斜率；(2)求函数f (x )的单调区间与极值．11.已知f(x)＝ax3＋bx2＋cx(a≠0)在x＝±1处取得极值，且f(1)＝－1.(1)试求常数a，b，c的值；(2)试判断x＝±1是函数的极大值点还是极小值点，并说明理由．12.已知函数f(x)＝x3－bx2＋2cx的导函数的图象关于直线x＝2对称．(1)求b的值；(2)若函数f(x)无极值，求c的取值范围．13.设函数f（x）=x3+bx2+cx（x∈R），已知g（x）=f（x）﹣f′（x）是奇函数（1）求b、c的值．（2）求g（x）的单调区间与极值．14.求下列各函数的最值：(1)f(x)＝－x3＋3x，x∈[－3，3]；(2)f(x)＝x2－54x(x＜0)．15.求函数f(x)＝ln(1＋x)－14x2在区间[0,2]上的最值．16.若f(x)＝x3＋3x2－9x＋1在区间[k,2]上的最大值为28，求k的取值范围．17.已知函数f(x)＝ax3－6ax2＋b，x∈[－1,2]的最大值为3，最小值为－29，求a，b的值．18.设函数f(x)＝tx2＋2t2x＋t－1(x∈R，t＞0)．(1)求f(x)的最小值h(t)；(2)若h(t)＜－2t＋m对t∈(0,2)恒成立，求实数m的取值范围．19.已知函数f(x)＝2x3＋3ax2＋3bx＋8c在x＝1及x＝2时取得极值．(1)求a，b的值；(2)若对于任意的x∈[0,3]，都有f(x)＜c2成立，求c的取值范围．。
高考数学导数及其应用专题训练参考答案
高考数学:导数及其应用专题训练【参考答案】1.A2.A3.D4.A5.C6.C7.A8.A9.C10.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x | 12<x<2 ； 11. 4 ； 12. 32； 13.—16 ； 14.y ＝3x ＋1 ； 15.3－1【部分习题解析】4．解析：f ′(x)＝6x(x －2)，∵f(x)在(－2,0)上为增函数，在(0,2)上为减函数，∴当x ＝0时，f(x)＝m 最大．∴m ＝3，f(－2)＝－37，f(2)＝－5.答案：A5.解析：因为y ′＝－x2＋81，所以当x ＞9时，y ′＜0；当x ∈(0,9)时，y ′＞0，所以函数y ＝－13x3＋81x －234在(9，＋∞)上单调递减，在(0,9)上单调递增，所以x ＝9是函数的极大值点，又因为函数在(0，＋∞)上只有一个极大值点，所以函数在x ＝9处取得最大值． 答案：C6．解析：∵f(x)＝－12x2＋bln(x ＋2)在(－1，＋∞)上是减函数，∴f ′(x)＝－x ＋bx ＋2<0在(－1，＋∞)上恒成立，即b<x(x ＋2)在(－1，＋∞)上恒成立．设g(x)＝x(x ＋2)＝(x ＋1)2－1在(－1，＋∞)上单调递增， ∴g(x)>－1. ∴当b ≤－1时，b<x(x ＋2)在(－1，＋∞)上恒成立．即f(x)＝－12x2＋bln(x ＋2)在(－1，＋∞)上是减函数．答案：C7．解析：由函数f(x)可知f(x －1)＝⎩⎪⎨⎪⎧x x ＜1，－x x ≥1.①当x ＜1时，原不等式等价于x ＋(x ＋1)x ≤3，解得－3≤x ≤1，又x ＜1，所以－3≤x ＜1；②当x ≥1时，原不等式等价于x ＋(x＋1)(－x)≤3，即x2≥－3恒成立，所以x ≥1，综合①②可知，不等式的解集为{x|x ≥－3}．9．解析：船速度为x(x>0)时，燃料费用为Q 元，则Q ＝kx3，由6＝k ×103可得k ＝3500，∴Q ＝3500x3.∴总费用y ＝⎝⎛⎭⎫3500x3＋96·1x ＝3500x2＋96x ，y ′＝6500x －96x2.令y ′＝0得x ＝20，当x ∈(0,20)时，y ′<0，此时函数单调递减，当x ∈(20，＋∞)时，y ′>0，此时函数单调递增，∴当x ＝20时，y 取得最小值，∴此轮船以20公里/小时的速度使行驶每公里的费用总和最小．答案：C10．[解析] 由题意可知a>0，且－2,1是方程ax2＋bx ＋c ＝0的两个根，则⎩⎨⎧－ba＝－1，ca ＝－2，解得⎩⎪⎨⎪⎧b ＝a ，c ＝－2a ，所以不等式cx2＋bx ＋a>c(2x －1)＋b 可化为－2ax2＋ax ＋a>－2a(2x －1)＋a ，整理得2x2－5x ＋2<0，解得12<x<2.∴原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x | 12<x<2.11．解析：若x ＝0，则不论a 取何值，f(x)≥0显然成立． 当x ＞0，即x ∈(0,1]时，f(x)＝ax3－3x ＋1≥0可化为a ≥3x2－1x3.设g(x)＝3x2－1x3，则g ′(x)＝31－2x x4，所以g(x)在区间⎝⎛⎦⎤0，12上单调递增，在区间⎣⎡⎦⎤12，1上单调递减，因此g(x)max ＝g ⎝⎛⎭⎫12＝4，从而a ≥4. 当x ＜0，即x ∈[－1,0]时， 同理，a ≤3x2－1x3. g(x)在区间[－1,0)上单调递增，∴g(x)min ＝g(－1)＝4，从而a ≤4，综上，可知a ＝4. 答案：412．解析：由题意得f ′(x)＝3x2－12，令f ′(x)＝0得x ＝±2，且f(－3)＝17，f(－2)＝24，f(2)＝－8，f(3)＝－1，所以M ＝24，m ＝－8，M －m ＝32. 答案：3215．解析：f ′(x)＝x2＋a －2x2x2＋a 2＝a －x2x2＋a 2，当x ＞a 时，f ′(x)＜0，f(x)单调递减，当－a ＜x ＜a 时，f ′(x)＞0，f(x)单调递增，当x ＝a 时，f(x)＝a 2a ＝33，a ＝32＜1，不合题意． ∴f(x)max ＝f(1)＝11＋a ＝33，a ＝3－1. 答案：3－116.解：(1)f ′(x)＝3x2－9x ＋6＝3(x －1)(x －2)，因为x ∈(－∞，＋∞)，f ′(x)≥m ， 即3x2－9x ＋(6－m)≥0恒成立．所以Δ＝81－12(6－m)≤0，得m ≤－34，即m 的最大值为－34.17.解析：(1)∵f(x)＝1－x ax ＋lnx ，∴f ′(x)＝ax －1ax2(a>0)．∵函数f(x)在[1，＋∞)上为增函数，∴f ′(x)＝ax －1ax2≥0对x ∈[1，＋∞)恒成立．∴ax －1≥0对x ∈[1，＋∞)恒成立．即a ≥1x 对x ∈[1，＋∞)恒成立． ∴a ≥1.（2）当a ＝1时，f ′(x)＝x －1x2.∴当x ∈⎣⎡⎭⎫12，1时，f ′(x)<0， 故f(x)在x ∈⎣⎡⎭⎫12，1上单调递减；当x ∈(1,2]时，f ′(x)>0，故f(x)在x ∈(1,2]上单调递增． ∴f(x)在区间⎣⎡⎦⎤12，2上有唯一极小值点，故f(x)min ＝f(x)极小值＝f(1)＝0. 又f ⎝⎛⎭⎫12＝1－ln2，f(2)＝－12＋ln2，f(12)－f(2)＝32－2ln2＝lne3－ln162， ∵e3>16，∴f ⎝⎛⎭⎫12－f(2)>0，即f ⎝⎛⎭⎫12>f(2)． ∴f(x)在区间⎣⎡⎦⎤12，2上的最大值f(x)max ＝f ⎝⎛⎭⎫12＝1－ln2. 综上可知，函数f(x)在⎣⎡⎦⎤12，2上的最大值是1－ln2，最小值是0.(3)当a ＝1时，f(x)＝1－x x ＋lnx ，f ′(x)＝x －1x2，故f(x)在[1，＋∞)上为增函数．当n>1时，令x ＝nn －1，则x>1，故f(x)>f(1)＝0. ∴f ⎝⎛⎭⎫n n －1＝1－n n －1n n －1＋ln n n －1＝－1n ＋ln n n －1>0， 即ln n n －1>1n . ∴ln 21>12，ln 32>13，ln 43>14，…，ln n n －1>1n .∴ln 21＋ln 32＋ln 43＋…＋ln n n －1>12＋13＋14＋…＋1n .∴lnn>12＋13＋14＋ (1).即对大于1的任意正整数n ，都有lnn>12＋13＋14＋…＋1n .本题的关键在于f(x)＝1－x x ＋lnx ，f ′(x)＝x －1x2，故f(x)在[1，＋∞)上为增函数．当n>1时，令x ＝n n －1，则x>1，故f(x)>f(1)＝0，∴f ⎝⎛⎭⎫n n －1＝1－nn －1n n －1＋lnnn －1＝－1n ＋ln n n －1>0，即ln n n －1>1n.怎么想到要这么做，主要受前面两小题的强烈提示．通过本题的学习，我们要掌握此类问题一般规律．本题出错在于同学完全没有想到利用前面的结论，而直接讨论函数f(x)＝ln x x －1－1x 的单调性求解，可以试试看，肯定行不通．18.解：(1)由f(x)＝g(x)，得k ＝lnxx2.令h(x)＝lnx x2，所以方程f(x)＝g(x)在区间⎣⎡⎦⎤1e ，e 内解的个数即为函数h(x)＝lnxx2，x ∈⎣⎡⎦⎤1e ，e 的图象与直线y ＝k 交点的个数．h ′(x)＝1－2lnxx3，当h ′(x)＝0时，x ＝ e.当x 在区间⎣⎡⎦⎤1e ，e 内变化时，h ′(x)，h(x)变化如下： x ⎣⎡⎭⎫1e ，ee (e ，e] h ′(x) ＋ 0 － h(x)递增12e递减当x ＝1e 时，y ＝－e2；当x ＝e 时，y ＝12e ；当x ＝e 时，y ＝1e2.所以，①当k>12e 或k<－e2时，该方程无解．②当k ＝12e 或－e2≤k<1e2时，该方程有一个解．③当1e2≤k<12e 时，该方程有两个解．(2)由(1)知lnx x2≤12e ，∴lnx x4≤12e ·1x2.∴ln224＋ln334＋…＋lnn n4≤12e ⎝⎛⎭⎫122＋132＋…＋1n2. ∵122＋132＋…＋1n2<11·2＋12·3＋…＋1n －1·n ＝⎝⎛⎭⎫1－12＋⎝⎛⎭⎫12－13＋…＋⎝⎛⎭⎫1n －1－1n ＝1－1n <1.∴ln224＋ln334＋…＋lnn n4<12e. 19．解析：设包装盒的高为h(cm)，底面边长为a(cm)．由已知得a ＝2x ，h ＝60－2x2＝2(30－x)，0＜x ＜30.(1)S ＝4ah ＝8x(30－x)＝－8(x －15)2＋1 800，所以当x ＝15时，S 取得最大值．(2)V ＝a2h ＝22(－x3＋30x2)，V ′＝62x(20－x)． 由V ′＝0得x ＝0(舍去)或x ＝20.当x ∈(0,20)时，V ′＞0；当x ∈(20,30)时，V ′＜0. 所以当x ＝20时，V 取得极大值，也是最大值． 此时h a ＝12. 即包装盒的高与底面边长的比值为12.引入恰当的变量、建立适当的模型是解题的关键．第(1)中侧面积 S是关于 x 的二次函数，可以利用抛物线的性质求最值，也可以利用导数求解；而第(2)题中容积 V 是关于 x 的三次函数，因此只能利用导数求最值．20．解析：(1)f ′(x)＝3ax2＋2bx ＋c ，依题意⎩⎪⎨⎪⎧ f ′1＝3a ＋2b ＋c ＝0，f ′－1＝3a －2b ＋c ＝0⇒⎩⎪⎨⎪⎧b ＝0，3a ＋c ＝0. 又f ′(0)＝－3，∴c ＝－3，a ＝1. ∴f(x)＝x3－3x.(2)设切点为(x0，x30－3x0)，∵f ′(x)＝3x2－3，∴f ′(x0)＝3x20－3. ∴切线方程为y －(x30－3x0)＝(3x20－3)(x －x0)， 又切线过点A(2，m)，∴m －(x30－3x0)＝(3x20－3)(2－x0)． ∴m ＝－2x30＋6x20－6. 令g(x)＝－2x3＋6x2－6，则g ′(x)＝－6x2＋12x ＝－6x(x －2)． 由g ′(x)＝0得x ＝0或x ＝2.g(x)极小值＝g(0)＝－6，g(x)极大值＝g(2)＝2. 画出草图知(如图4－3－3)，当－6＜m ＜2时，m ＝－2x3＋6x2－6有三解， ∴ m 的取值范围是(－6,2)．21．解析：(1)由已知有f ′(x)＝x ＋1x ，当x ∈[1，e]时，f ′(x)＞0，f(x)在[1，e]上为增函数，∴f(x)max ＝f(e)＝12e2＋1，f(x)min ＝f(1)＝12.(2)证明：设F(x)＝12x2＋lnx －23x3， 则F ′(x)＝x ＋1x －2x2＝1－x 1＋x ＋2x2x当x ∈[1，＋∞)时，F ′(x)＜0，F(x)在[1，＋∞)上为减函数，且F(1)＝－16＜0故x ∈[1，＋∞)时，F(x)＜0. ∴12x2＋lnx ＜23x3.∴在[1，＋∞)上，函数f(x)的图像在函数g(x)＝23x3图像的下方．方法点睛 一般地，在闭区间[a ，b]上的连续函数f(x)必有最大值与最小值，在开区间(a ，b)内的连续函数不一定有最大值与最小值，若函数y ＝f(x)在闭区间[a ，b]上单调递增，则f(a)是最小值，f(b)是最大值；反之，则f(a)是最大值，f(b)是最小值．22．解析：(1)f ′(x)＝3x2＋2ax.由已知条件⎩⎪⎨⎪⎧ f 1＝0，f ′1＝－3，即⎩⎪⎨⎪⎧a ＋b ＋1＝0，2a ＋3＝－3，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－3，b ＝2. (2)由(1)知f(x)＝x3－3x2＋2，f ′(x)＝3x2－6x ＝3x(x －2)，f ′(x)与f(x)随x 变化情况如下：x (－∞，0) 0 (0,2) 2 (2，＋∞) f ′(x)＋－＋f(x) 2 ↘ －2由f(x)＝f(0)解得x ＝0，或x ＝3.因此根据f(x)的图像当0＜t ≤2时，f(x)的最大值为f(0)＝2，最小值为f(t)＝t3－3t2＋2； 当2＜t ≤3时，f(x)的最大值为f(0)＝2，最小值为f(2)＝－2； 当t ＞3时，f(x)的最大值为f(t)＝t3－3t2＋2，最小值为f(2)＝－2. 23．解析：(1)函数f(x)的定义域为(－∞，＋∞)，因为f ′(x)＝x ＋ex －(ex ＋xex)＝x(1－ex)， 由f ′(x)＝x(1－ex)＞0得x ＜0，f ′(x)＜0得x ＞0，则f(x)的单调递增区间为(－∞，0)，单调递减区间为(0，＋∞)． (2)由(1)知，f(x)在[0,2]上单调递减，在[－2,0)上单调递增，又f(－2)＝2＋3e2，f(2)＝2－e2，且2＋3e2＞2－e2，所以x ∈[－2,2]时，[f(x)]min ＝2－e2，故m ＜2－e2时，不等式f(x)＞m 恒成立．【方法点睛】 1.不等式恒成立问题一般转化为函数的最值(或值域)来求解．其解题步骤为①分离参数；②构造函数；③求函数的最值(或值域)；④由恒成立得出参数的取值范围．2.在求实际问题中的最大值或最小值时，一般先设自变量、因变量、建立函数关系式，并确定其定义域，利用求函数最值的方法求解，注意结果应与实际情况相符合，用导数求解实际问题中的最大(小)值，如果函数在区间内只有一个极值点，那么根据实际意义该极值点就是最值点．24．规范解题：(1)f ′(x)＝a ⎝⎛⎭⎫x ＋1x －lnx x ＋12－bx2.(1分)由于直线x ＋2y －3＝0的斜率为－12，且过点(1,1)．故⎩⎪⎨⎪⎧f 1＝1，f ′1＝－12，(3分) 即⎩⎪⎨⎪⎧b ＝1，a 2－b ＝－12.解得a ＝1，b ＝1.(4分)(2)证明：由(1)知f(x)＝lnx x ＋1＋1x ，所以f(x)－lnx x －1＝11－x2⎝⎛⎭⎫2lnx －x2－1x .(5分) 考虑函数h(x)＝2lnx －x2－1x(x ＞0)，(6分)则h ′(x)＝2x －2x2－x2－1x2＝－x －12x2.(8分)所以当x ≠1时，h ′(x)＜0.而h(1)＝0，故 当x ∈(0,1)时，h(x)＞0，可得11－x2h(x)＞0；(9分)当x ∈(1，＋∞)时，h(x)＜0，可得11－x2h(x)＞0.(10分)从而当x ＞0，且x ≠1时，f(x)－lnxx －1＞0，即f(x)＞lnxx －1.(12分)【方法点睛】模板构建：利用导数证明不等式的基本步骤： 第一步 作差f(x)－lnxx －1； 第二步 构造新的函数h(x)； 第三步 对h(x)求导；第四步 利用h ′(x)判断11－x2h(x)的正负；第五步 结论.。
高三数学三角函数与函数导数专题训练(含解析)
三角函数与函数导数单元测试一、选择题1、函数()()m nf x ax x =1-在区间〔0,1〕上的图像如图所示，则m ，n 的值可能是（A ）1,1m n == (B) 1,2m n == (C) 2,1m n == (D) 3,1m n ==2、已知函数()xf x e x =+，对于曲线()y f x =上横坐标成等差数列的三个点A ，B ，C ，给出以下判断：①△ABC 一定是钝角三角形 ②△ABC 可能是直角三角形③△ABC 可能是等腰三角形 ④△ABC 不可能是等腰三角形 其中，正确的判断是A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④ 3、设)(),(),(x h x g x f 是R 上的任意实值函数．如下定义两个函数()()x g f 和()()x g f •；对任意R x ∈,()()())(x g f x g f = ；()()())(x g x f x g f =•．则下列等式恒成立的是（ ）A ．()()()()()())(x h g h f x h g f ••=•B ．()()()()()())(x h g h f x h g f •=•C ．()()()()()())(x h g h f x h g f =D ． ()()()()()())(x h g h f x h g f •••=••4、已知函数2()1,()43,x f x e g x x x =-=-+-若有()(),f a g b =则b 的取值范围为 A ．[22,22]-+ B ．(22,22)-+ C ．[1,3] D ．(1,3)5、设直线x t =与函数2(),()ln f x x g x x ==的图像分别交于点,M N ，则当||MN 达到最小时t 的值为（ ）A ．1 B ．12 C ．52 D ．226、设函数⎩⎨⎧>-≤=-1,log 11,2)(21x x x x f x ，则满足2)(≤x f 的x 的取值范围是A ．1[-，2]B ．[0，2]C ．[1，+∞]D ．[0，+∞]7、函数)(x f 的定义域为R ，2)1(=-f ，对任意R ∈x ，2)(>'x f ，则42)(+>x x f 的解集为A ．（1-，1）B ．（1-，+∞）C ．（∞-，1-）D ．（∞-，+∞）8、函数11y x =-的图像与函数2sin (24)y x x π=-≤≤的图像所有交点的横坐标之和等于（A ）2 (B) 4 (C) 6 (D)89、函数2sin 2xy x =-的图象大致是10）已知()f x 是R 上最小正周期为2的周期函数，且当02x ≤<时,3()f x x x =-,则函数()y f x =的图象在区间[0,6]上与x 轴的交点的个数为（A ）6 （B ）7 （C ）8 （D ）911、设函数()()212log ,0log ,0x x f x x x >⎧⎪=⎨-<⎪⎩若()()f a f a >-，则实数a 的取值范围是（ ）．Ａ．()()1001,,-Ｂ．()()11,,-∞-+∞Ｃ．()()101,,-+∞Ｄ．()()101,,-∞-12、设函数()22g x x =-()x ∈R ，()()()()()4,,,,g x x x g x f x g x x x g x ++<⎧⎪=⎨-≥⎪⎩则()f x 的值域是（ ）． Ａ．()9,01,4⎡⎤-+∞⎢⎥⎣⎦Ｂ．[)0,+∞， Ｃ．9,4⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭ Ｄ．()9,02,4⎡⎤-+∞⎢⎥⎣⎦13、若02πα＜＜，02πβ-＜＜，1cos()43πα+=，3cos()423πβ-=，则cos()2βα+=A ．33B ．33-C ．39D ．69-y0.1xO0.14已知函数()sin(2)f x x ϕ=+，其中ϕ为实数，若()()6f x f π≤对x R ∈恒成立，且()()2f f ππ>，则()f x 的单调递增区间是（A ）,()36k k k Z ππππ⎧⎫-+∈⎨⎬⎩⎭ （B ）,()2k k k Z πππ⎧⎫+∈⎨⎬⎩⎭（C ）2,()63k k k Z ππππ⎧⎫++∈⎨⎬⎩⎭ （D ）,()2k k k Z πππ⎧⎫-∈⎨⎬⎩⎭15）设函数()sin()cos()f x x x ωϕωϕ=+++(0,||)2πωϕ><的最小正周期为π，且()()f x f x -=则（A ）()y f x =在(0,)2π单调递减 （B ）()y f x =在3(,)44ππ单调递减 （C ）()y f x =在(0,)2π单调递增 （D ）()y f x =在3(,)44ππ单调递增 二、填空题16\如图，△ABC 中，AB=AC=2，BC=23，点D 在BC 边上，∠ADC=45°，则AD 的长度等于______。
导数专题训练题
导数专题训练题1．已知对任意实数x ，有()()()()f x f x g x g x -=--=，，且0x >时，()0()0f x g x ''>>，，则0x <时（ ） A ．()0()0f x g x ''>>， B ．()0()0f x g x ''><， C ．()0()0f x g x ''<>，D ．()0()0f x g x ''<<，2．设()f x '是函数()f x 的导函数，将()y f x =和()y f x '=的图象画在同一个直角坐标系中，不可能正确的是（ ）3．已知二次函数2()f x ax bx c =++的导数为'()f x ，'(0)0f >，对于任意实数x 都有()0f x ≥，则(1)'(0)f f 的最小值为（ ） A ．3 B ．52 C ．2 D ．324．设2:()e ln 21x p f x x x mx =++++在(0)+∞，内单调递增，:5q m -≥，则p 是q 的（ ）Ａ．充分不必要条件 Ｂ．必要不充分条件 Ｃ．充分必要条件Ｄ．既不充分也不必要条件5． 函数)(x f 的图像如图所示，下列数值排序正确的是（ ）（A ）)2()3()3()2(0//f f f f -<<< （B ） )2()2()3()3(0//f f f f <-<< （C ）)2()3()2()3(0//f f f f -<<< （D ）)3()2()2()3(0//f f f f <<-< 6、 若a >0，b >0，且函数f (x )＝4x 3－ax 2－2bx ＋2在x ＝1处有极值，则ab 的最大值等于( )A ．2B ．3C ．6D ．97、已知二次函数f (x )＝ax 2＋bx ＋1的导函数为f ′(x )，f ′(0)＞0，f (x )与x 轴恰有一个交点，则'(1)(0)f f 的最小值为 ( )A ．2B ．32C ．3D ．528、 已知α、β是三次函数f (x )＝13x 3＋12ax 2＋2bx 的两个极值点，且α∈(0,1)，β∈(1,2)，则b －2a －1的取值范围是( )A ．1,14⎛⎫⎪⎝⎭ B ．1,12⎛⎫ ⎪⎝⎭C ．11,24⎛⎫- ⎪⎝⎭ D ．11,22⎛⎫- ⎪⎝⎭9、函数f (x )的定义域为R ，f (－1)＝2，对任意x ∈R ，f ′(x )＞2，则f (x )＞2x ＋4的解集为 ( )A ．(－1,1)B ．(－1，＋∞)C ．(－∞，－1)D ．(－∞，＋∞)10. 设函数()322()311f x kx k x k =+--+在()0,4上是减函数，则k 的取值范围是（ ）A ．13k <B ．103k <≤C ．103k ≤<D ．13k ≤ 11. 点P 在曲线323y x x =-+上移动时，过点P 的切线的倾斜角的取值范围是（ ）A ．[]0,πB ．30,,24πππ⎛⎫⎡⎤ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦C ．30,,224πππ⎡⎤⎛⎫ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭D ．30,,24πππ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦12. 方程5436151010x x x -++=的实解的集合中（ ）A ．至少有2个元素B ．至少有3个元素C ．至多有1个元素D ．恰好有5个元素13.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15．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) 16．f (x )与g (x )是定义在R 上的两个可导函数，若f (x )、g (x )满足f ′(x )＝g ′(x )，则( )A BC DA f (x )=g (x )B f (x )－g (x )为常数函数C f (x )=g (x )=0D f (x )+g (x )为常数函数 17. 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 +>18、 ()f x 与()g x 是定义在R 上的两个可导函数，若()f x ,()g x 满足''()()f x g x =,则()f x 与()g x 满足（ ）A ()f x =2()g xB ()f x -()g x 为常数函数C ()f x =()0g x =D ()f x +()g x 为常数函数19.若函数f(x)在区间（a ，b ）内函数的导数为正，且f(b)≤0，则函数f(x)在（a ， b ）内有（ ） A. f(x) 〉0 B.f(x)〈 0 C.f(x) = 0 D.无法确定 20.0'()f x =0是可导函数y =f(x)在点x =x 0处有极值的 ( ) A ．充分不必要条件 B ．必要不充分条件 C ．充要条件 D ．非充分非必要条件21．已知函数3()f x x ax =+在R 上有两个极值点，则实数a 的取值范围是 .22． 幂指函数y ＝f (x )g (x )在求导数时，可以运用对数法：在函数解析式两边求对数得ln y ＝g (x )ln f (x )，两边求导得y ′y ＝g ′(x )ln f (x )＋g (x )f ′(x )f (x )，于是y ′＝f (x )g (x )·⎣⎡⎦⎤g ′(x )ln f (x )＋g (x )f ′(x )f (x ).运用此方法可以探求得知y ＝x 1x(x >0)的一个单调递增区间为________23.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 .24. 设函数())(0)f x ϕϕπ=+<<，若()()f x f x '+为奇函数，则ϕ=__________25. 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 .26. 要做一个长方体的带盖的盒子，其体积为372cm ，其底面两邻边长之比为1:2，则盒子的长、宽、高各为多少时，才能使其表面积最小？27、设函数329()62f x x x x 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()0f x =有且仅有一个实根，求a 的取值范围． 28、 已知a 为实数，))(4()(2a x x x f --=。
2023届全国高考数学复习：专题(导数的运算)重点讲解与练习(附答案)
2023届全国高考数学复习：专题（导数的运算）重点讲解与练习1．基本初等函数的导数公式2．导数的运算法则若f ′(x )，g ′(x )存在，则有[cf (x )]′＝cf ′(x )；[f (x )±g (x )]′＝f ′(x )±g ′(x )；[f (x )g (x )]′＝f ′(x )g (x )＋f (x )g ′(x )；⎣⎡⎦⎤f (x )g (x )′＝f ′(x )g (x )－f (x )g ′(x )[g (x )]2(g (x )≠0)； 3．复合函数的定义及其导数(1)一般地，对于两个函数y ＝f (u )和u ＝g (x )，如果通过中间变量u ，y 可以表示成x 的函数，那么称这个函数为函数y ＝f (u )与u ＝g (x )的复合函数，记作y ＝f (g (x ))．(2)复合函数y ＝f (g (x ))的导数和函数y ＝f (u )，u ＝g (x )的导数间的关系为y ′x ＝y ′u ꞏu ′x ，即y 对x 的导数等于y 对u 的导数与u 对x 的导数的乘积．【方法总结】导数运算的原则和方法基本原则：先化简、再求导； 具体方法：(1)连乘积形式：先展开化为多项式的形式，再求导；(2)分式形式：观察函数的结构特征，先化为整式函数或较为简单的分式函数，再求导； (3)对数形式：先化为和、差的形式，再求导； (4)根式形式：先化为分数指数幂的形式，再求导；(5)三角形式：先利用三角函数公式转化为和或差的形式，再求导； (6)复合函数：由外向内，层层求导． 【例题选讲】[例1] 求下列函数的导数： (1)y ＝x 2sin x ；(2)y ＝cos x e x ；(3)y ＝x sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π2cos ⎝⎛⎭⎫2x ＋π2； (4)y ＝ln(2x －5)．[例2] (1) (2020ꞏ全国Ⅲ)设函数f (x )＝e x x ＋a ．若f ′(1)＝e4，则a ＝________．(2)已知函数f (x )的导函数为f ′(x )，f (x )＝2x 2－3xf ′(1)＋ln x ，则f (1)＝ ．(3)已知f 1(x )＝sin x ＋cos x ，f n ＋1(x )是f n (x )的导函数，即f 2(x )＝f 1′(x )，f 3(x )＝f 2′(x )，…，f n ＋1(x )＝f n ′(x )，n ∈N *，则f 2 022(x )等于( )A ．－sin x －cos xB ．sin x －cos xC ．－sin x ＋cos xD ．sin x ＋cos x (4)(多选)给出定义：若函数f (x )在D 上可导，即f ′(x )存在，且导函数f ′(x )在D 上也可导，则称f (x )在D 上存在二阶导函数，记f ″(x )＝(f ′(x ))′，若f ″(x )＜0在D 上恒成立，则称f (x )在D 上为凸函数．以下四个函数在⎝⎛⎭⎫0，π2上是凸函数的是( ) A ．f (x )＝sin x ＋cos x B ．f (x )＝ln x －2x C ．f (x )＝x 3＋2x －1 D ．f (x )＝x e x(5)已知f (x )的导函数为f ′(x )，若满足xf ′(x )－f (x )＝x 2＋x ，且f (1)≥1，则f (x )的解析式可能是( ) A ．x 2－x ln x ＋x B ．x 2－x ln x －x C ．x 2＋x ln x ＋x D ．x 2＋2x ln x ＋x 【对点训练】1．下列求导运算正确的是( )A ．⎝⎛⎭⎫x ＋1x ′＝1＋1x 2B ．(log 2x )′＝1x ln 2C ．(5x )′＝5x log 5xD ．(x 2cos x )′＝－2x sin x 2．函数y ＝x cos x －sin x 的导数为( )A ．x sin xB ．－x sin xC ．x cos xD ．－x cos x 3．(多选)下列求导运算正确的是( )A ．(sin a )′＝cos a (a 为常数)B ．(sin 2x )′＝2cos 2xC ．(x )′＝12xD ．(e x －ln x ＋2x 2)′＝e x －1x ＋4x4．已知函数f (x )＝sin x cos x ＋1x 2，则f ′(x )＝ ．5．已知函数f (x )的导函数为f ′(x )，记f 1(x )＝f ′(x )，f 2(x )＝f ′1(x )，…，f n ＋1(x )＝f ′n (x )(n ∈N *)，若f (x )＝x sin x ，则f 2 019(x )＋f 2 021(x )＝( )A ．－2cos xB ．－2sin xC ．2cos xD ．2sin x 6．f (x )＝x (2 021＋ln x )，若f ′(x 0)＝2 022，则x 0等于( )A ．e 2B ．1C ．ln 2D ．e7．已知函数f (x )＝1ax －1＋e x cos x ，若f ′(0)＝－1，则a ＝ ．8．已知函数f (x )＝ln(2x －3)＋ax e －x ，若f ′(2)＝1，则a ＝ ．9．已知函数f (x )的导函数为f ′(x )，且满足关系式f (x )＝x 2＋3xf ′(2)＋ln x ，则f ′(2)的值等于( )A ．－2B ．2C ．－94D ．94 10．已知f (x )＝x 2＋2xf ′(1)，则f ′(0)＝________．11．设函数f (x )在(0，＋∞)内可导，其导函数为f ′(x )，且f (ln x )＝x ＋ln x ，则f ′(1)＝ ． 12．已知f ′(x )是函数f (x )的导数，f (x )＝f ′(1)ꞏ2x ＋x 2，则f ′(2)＝( )A ．12－8ln 21－2ln 2B ．21－2ln 2C ．41－2ln 2 D ．－213．(多选)若函数f (x )的导函数f ′(x )的图象关于y 轴对称，则f (x )的解析式可能为( )A ．f (x )＝3cos xB ．f (x )＝x 3＋xC ．f (x )＝x ＋1x D ．f (x )＝e x ＋x 14．f (x )＝3e x＋1＋x 3，其导函数为f ′(x )，则f (2020)＋f (－2020)＋f ′(2019)－f ′(－2019)的值为( ) A ．1 B ．2 C ．3 D ．4 15．已知f (x )＝ax 4＋b cos x ＋7x －2．若f ′(2 020)＝6，则f ′(－2 020)＝______． 16．分别求下列函数的导数：(1)y ＝e xln x ；(2)y ＝x ⎝⎛⎭⎫x 2＋1x ＋1x 3；(3)y ＝x －sin x 2cos x2；(4)y ＝ln 1＋2x ．(5)f (x )＝x 3＋2x －x 2ln x －1x 2．参考答案【例题选讲】[例1] 求下列函数的导数： (1)y ＝x 2sin x ； (2)y ＝cos x e x ；(3)y ＝x sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π2cos ⎝⎛⎭⎫2x ＋π2； (4)y ＝ln(2x －5)．解析 (1)y ′＝(x 2)′sin x ＋x 2(sin x )′＝2x sin x ＋x 2cos x ．(2)y ′＝⎝⎛⎭⎫cos x e x ′＝(cos x )′e x －cos x (e x )′(e x )2＝－sin x ＋cos x e x ． (3)∵y ＝x sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π2cos ⎝⎛⎭⎫2x ＋π2＝12x sin(4x ＋π)＝－12sin4x ， ∴y ′＝－12sin 4x －12x ꞏ4cos 4x ＝－12sin 4x －2x cos 4x ． (4)令u ＝2x －5，y ＝ln u ．则y ′＝(ln u )′u ′＝12x －5ꞏ2＝22x －5，即y ′＝22x －5． [例2] (1) (2020ꞏ全国Ⅲ)设函数f (x )＝e xx ＋a．若f ′(1)＝e 4，则a ＝________． 答案 1 解析 f ′(x )＝e x (x ＋a )－e x (x ＋a )2＝e x (x ＋a －1)(x ＋a )2，则f ′(1)＝a e (a ＋1)2＝e 4，整理可得a 2－2a ＋1＝0，解得a ＝1．(2)已知函数f (x )的导函数为f ′(x )，f (x )＝2x 2－3xf ′(1)＋ln x ，则f (1)＝ ．答案 －74 解析 ∵f (x )＝2x 2－3xf ′(1)＋ln x ，∴f ′(x )＝4x －3f ′(1)＋1x x ＝1代入，得f ′(1)＝4－3f ′(1)＋1，得f ′(1)＝54．∴f (x )＝2x 2－154x ＋ln x ，∴f (1)＝2－154＝－74．(3)已知f 1(x )＝sin x ＋cos x ，f n ＋1(x )是f n (x )的导函数，即f 2(x )＝f 1′(x )，f 3(x )＝f 2′(x )，…，f n ＋1(x )＝f n ′(x )，n ∈N *，则f 2 022(x )等于( )A ．－sin x －cos xB ．sin x －cos xC ．－sin x ＋cos xD ．sin x ＋cos x 答案 C 解析 ∵f 1(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 ，f 5(x )＝f 4′(x )＝sin x ＋cos x ，∴f n (x )的解析式以4为周期重复出现，∵2 022＝4×505＋2，∴f 2 022(x )＝f 2(x )＝cos x －sin x ．故选C ．(4)(多选)给出定义：若函数f (x )在D 上可导，即f ′(x )存在，且导函数f ′(x )在D 上也可导，则称f (x )在D 上存在二阶导函数，记f ″(x )＝(f ′(x ))′，若f ″(x )＜0在D 上恒成立，则称f (x )在D 上为凸函数．以下四个函数在⎝⎛⎭⎫0，π2上是凸函数的是( )A ．f (x )＝sin x ＋cos xB ．f (x )＝ln x －2xC ．f (x )＝x 3＋2x －1D ．f (x )＝x e x答案 AB 解析 对于A ：f ′(x )＝cos x －sin x ，f ″(x )＝－sin x －cos x ，∵x ∈⎝⎛⎭⎫0，π2，∴f ″(x )＜0，f (x )在⎝⎛⎭⎫0，π2上是凸函数，故A 正确．对于B ：f ′(x )＝1x －2，f ″(x )＝－1x 2＜0，故f (x )在⎝⎛⎭⎫0，π2上是凸函数，故B 正确；对于C ：f ′(x )＝3x 2＋2，f ″(x )＝6x ＞0，故f (x )在⎝⎛⎭⎫0，π2上不是凸函数，故C 错误；对于D ：f ′(x )＝(x ＋1)e x ，f ″(x )＝(x ＋2)e x ＞0，故f (x )在⎝⎛⎭⎫0，π2上不是凸函数，故D 错误．故选AB ． (5)已知f (x )的导函数为f ′(x )，若满足xf ′(x )－f (x )＝x 2＋x ，且f (1)≥1，则f (x )的解析式可能是( ) A ．x 2－x ln x ＋x B ．x 2－x ln x －x C ．x 2＋x ln x ＋x D ．x 2＋2x ln x ＋x 答案 C 解析 由选项知f (x )的定义域为(0，＋∞)，由题意得xf ′(x )－f (x )x 2＝1＋1x ，即⎣⎡⎦⎤f (x )x ′＝1＋1x ，故f (x )x ＝x ＋ln x ＋c (c 为待定常数)，即f (x )＝x 2＋(ln x ＋c )x ．又f (1)≥1，则c ≥0，故选C ．【对点训练】1．下列求导运算正确的是( )A ．⎝⎛⎭⎫x ＋1x ′＝1＋1x 2B ．(log 2x )′＝1x ln 2C ．(5x )′＝5x log 5xD ．(x 2cos x )′＝－2x sin x 1．答案 B 解析 (log 2x )′＝1x ln 2，故B 正确． 2．函数y ＝x cos x －sin x 的导数为( )A ．x sin xB ．－x sin xC ．x cos xD ．－x cos x 2．答案 B 解析 y ′＝x ′cos x ＋x (cos x )′－(sin x )′＝cos x －x sin x －cos x ＝－x sin x ． 3．(多选)下列求导运算正确的是( )A ．(sin a )′＝cos a (a 为常数)B ．(sin 2x )′＝2cos 2xC ．(x )′＝12xD ．(e x －ln x ＋2x 2)′＝e x －1x ＋4x3．答案 BCD 解析 ∵a 为常数，∴sin a 为常数，∴(sin a )′＝0，故A 错误．由导数公式及运算法则知B ，C ，D 正确，故选BCD ．4．已知函数f (x )＝sin x cos x ＋1x 2，则f ′(x )＝ ．4．答案 1cos 2x －2x 3 解析 f ′(x )＝(sin x )′ꞏcos x －sin x ꞏ(cos x )′cos 2x＋(x －2)′＝cos 2x ＋sin 2x cos 2x ＋(－2)x －3＝1cos 2x －2x 3． 5．已知函数f (x )的导函数为f ′(x )，记f 1(x )＝f ′(x )，f 2(x )＝f ′1(x )，…，f n ＋1(x )＝f ′n (x )(n ∈N *)，若f (x )＝x sin x ，则f 2 019(x )＋f 2 021(x )＝( )A ．－2cos xB ．－2sin xC ．2cos xD ．2sin x5．答案 D 解析 由题意，f (x )＝x sin x ，f 1(x )＝f ′(x )＝sin x ＋x cos x ，f 2(x )＝f ′1(x )＝cos x ＋cos x －x sin x ＝2cos x －x sin x ，f 3(x )＝f ′2(x )＝－3sin x －x cos x ，f 4(x )＝f ′3(x )＝－4cos x ＋x sin x ，f 5(x )＝f ′4(x )＝5sin x ＋x cos x ，…，据此可知f 2 019(x )＝－2 019sin x －x cos x ，f 2 021(x )＝2 021sin x ＋x cos x ，所以f 2019(x )＋f 2 021(x )＝2sin x ，故选D ．6．f (x )＝x (2 021＋ln x )，若f ′(x 0)＝2 022，则x 0等于( )A ．e 2B ．1C ．ln 2D ．e6．答案 B 解析 f ′(x )＝2 021＋ln x ＋x ×1x ＝2 022＋ln x ，又f ′(x 0)＝2 022，得2 022＋ln x 0＝2 022，则ln x 0 ＝0，解得x 0＝1．7．已知函数f (x )＝1ax －1＋e x cos x ，若f ′(0)＝－1，则a ＝ ．7．答案 2 解析 f ′(x )＝－(ax －1)′(ax －1)2e x cos x －e x sin x ＝－a (ax －1)2＋e x cos x －e xsin x ，∴f ′(0)＝－a ＋1＝－1， 则a ＝2．8．已知函数f (x )＝ln(2x －3)＋ax e －x ，若f ′(2)＝1，则a ＝ ．8．答案 e 2解析 f ′(x )＝12x －3ꞏ(2x －3)′＋a e －x ＋ax ꞏ(e －x )′＝22x －3＋a e －x －ax e －x ，∴f ′(2)＝2＋a e －2－2a e －2＝2－a e －2＝1，则a ＝e 2．9．已知函数f (x )的导函数为f ′(x )，且满足关系式f (x )＝x 2＋3xf ′(2)＋ln x ，则f ′(2)的值等于( )A ．－2B ．2C ．－94D ．949．答案 C 解析 因为f (x )＝x 2＋3xf ′(2)＋ln x ，所以f ′(x )＝2x ＋3f ′(2)＋1x 所以f ′(2)＝2×2＋3f ′(2)＋12，解得f ′(2)＝－94．10．已知f (x )＝x 2＋2xf ′(1)，则f ′(0)＝________．10．答案 －4 解析 ∵f ′(x )＝2x ＋2f ′(1)，∴f ′(1)＝2＋2f ′(1)，∴f ′(1)＝－2，∴f ′(0)＝2f ′(1)＝2×(－2)＝－4． 11．设函数f (x )在(0，＋∞)内可导，其导函数为f ′(x )，且f (ln x )＝x ＋ln x ，则f ′(1)＝ ．11．答案 1＋e 解析 因为f (ln x )＝x ＋ln x ，所以f (x )＝x ＋e x ，所以f ′(x )＝1＋e x ，所以f ′(1)＝1＋e 1＝1＋e ．12．已知f ′(x )是函数f (x )的导数，f (x )＝f ′(1)ꞏ2x ＋x 2，则f ′(2)＝( )A ．12－8ln 21－2ln 2B ．21－2ln 2C ．41－2ln 2 D ．－212．答案 C 解析 因为f ′(x )＝f ′(1)ꞏ2x ln 2＋2x ，所以f ′(1)＝f ′(1)ꞏ2ln 2＋2，解得f ′(1)＝21－2ln 2，所以f ′(x )＝21－2ln 2ꞏ2x ln 2＋2x ，所以f ′(2)＝21－2ln 2×22ln 2＋2×2＝41－2ln 2． 13．(多选)若函数f (x )的导函数f ′(x )的图象关于y 轴对称，则f (x )的解析式可能为( )A ．f (x )＝3cos xB ．f (x )＝x 3＋xC ．f (x )＝x ＋1x D ．f (x )＝e x ＋x13．答案 BC 解析 对于A ，f (x )＝3cos x ，其导数f ′(x )＝－3sin x ，其导函数为奇函数，图象不关于y轴对称，不符合题意；对于B ，f (x )＝x 3＋x ，其导数f ′(x )＝3x 2＋1，其导函数为偶函数，图象关于y 轴对称，符合题意；对于C ，f (x )＝x ＋1x ，其导数f ′(x )＝1－1x 2，其导函数为偶函数，图象关于y 轴对称，符合题意；对于D ，f (x )＝e x ＋x ，其导数f ′(x )＝e x ＋1，其导函数不是偶函数，图象不关于y 轴对称，不符合题意． 14．f (x )＝3e x＋1＋x 3，其导函数为f ′(x )，则f (2020)＋f (－2020)＋f ′(2019)－f ′(－2019)的值为( ) A ．1 B ．2 C ．3 D ．414．答案 C 解析 f ′(x )＝－3e x (e x ＋1)2＋3x 2，f ′(－x )＝－3e x (e x ＋1)2＋3x 2，所以f ′(x )为偶函数，f ′(2019)－f ′(－2019) ＝0，因为f (x )＋f (－x )＝31＋e x＋x 3＋31＋e －x －x 3＝31＋e x ＋3e x 1＋e x ＝3，所以f (2020)＋f (－2020)＋f ′(2019)－f ′(－2019)＝3．故选C ．15．已知f (x )＝ax 4＋b cos x ＋7x －2．若f ′(2 020)＝6，则f ′(－2 020)＝______．15．答案 8 解析 因为f ′(x )＝4ax 3－b sin x ＋7，所以f ′(－x )＝4a (－x )3－b sin(－x )＋7＝－4ax 3＋b sin x ＋7．所以f ′(x )＋f ′(－x )＝14．又f ′(2 020)＝6，所以f ′(－2 020)＝14－6＝8． 16．分别求下列函数的导数：(1)y ＝e xln x ；(2)y ＝x ⎝⎛⎭⎫x 2＋1x ＋1x 3；(3)y ＝x －sin x 2cos x2；(4)y ＝ln 1＋2x ．(5)f (x )＝x 3＋2x －x 2ln x －1x 2． 16．解析 (1)y ′＝(e x )′ln x ＋e x (ln x )′＝e x ln x ＋e x ꞏ1x ＝⎝⎛⎭⎫ln x ＋1x e x ． (2)∵y ＝x 3＋1＋1x 2，∴y ′＝3x 2－2x 3． (3)∵y ＝x －12sin x ，∴y ′＝1－12cos x ．(4)∵y ＝ln 1＋2x ＝12ln(1＋2x )，∴y ′＝12ꞏ11＋2x ꞏ(1＋2x )′＝11＋2x．(5)由已知f (x )＝x －ln x ＋2x －1x 2．所以f ′(x )＝1－1x －2x 2＋2x 3＝x 3－x 2－2x ＋2x 3．。
高考数学导数及其应用专题训练
高考数学:导数及其应用专题训练1．已知物体自由落体的运动方程s ＝12gt2(其中g ＝10 m/s2)，则物体在 t ＝3 s 的瞬时速度为( ) A ．30 B ．40 C ．45 D ．502．函数 f(x)的定义域为开区间(a ，b)，导函数 f ′(x)在(a ，b)内的图象如图 4－3－1，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3．函数 f(x)＝x3＋ax2＋3x －9，已知 f(x)在 x ＝－3 时取极值，则 a ＝( )A ．2B ．3C ．4D ．4．已知函数f(x)＝2x3－6x2＋m(m 为常数)在[－2,2]上有最大值3，那么此函数在[－2,2]上的最小值是( )A ．－37B ．－29C ．－5D ．以上都不对5．已知某生产厂家的年利润y(单位：万元)与年产量x(单位：万件)的函数关系式为y ＝－13x3＋81x －234，则使该生产厂家获取最大年利润的年产量为( )A ．13万件B ．11万件C ．9万件D ．7万件6．若f(x)＝－12x2＋bln(x ＋2)在(－1，＋∞)上是减函数，则b 的取值范围是 ( ) A ．[－1，＋∞) B ．(－1，＋∞) C ．(－∞，－1] D ．(－∞，－1)7．已知函数f(x)＝⎩⎪⎨⎪⎧ x ＋1x ＜0，－x －1x ≥0，则不等式x ＋(x ＋1)f(x －1)≤3的解集是 ( A )A ．{x|x ≥－3}B ．{x|x ≥1}C ．{x|－3≤x ≤1}D ．{x|x ≥1或x ≤－3}8．（2011年高考重庆卷文科3)曲线223y x x =-+在点（1，2）处的切线方程为( )【此题表达式中改为：负x 的立方】A ．31y x =-B ．35y x =-+C ．35y x =+D ．2y x =9．一艘轮船在航行中的燃料费和它的速度的立方成正比，已知在速度为每小时 10 公里时的燃料费是每小时 6 元，而其他与速度无关的费用是每小时 96 元，为使行驶每公里的费用总和最小，则此轮船的航行速度为( )A ．10 公里/小时B ．15 公里/小时C ．20 公里/小时D ．25 公里/小时10．(2012·安徽质检)已知不等式ax2＋bx ＋c<0的解集为{x|－2<x<1}，则不等式cx2＋bx ＋a>c(2x －1)＋b 的解集为________．11．设函数f(x)＝ax3－3x ＋1(x ∈R)，若对于任意x ∈[－1,1]，都有f(x)≥0成立，则实数a 的值为__________．12．已知函数f(x)＝x3－12x ＋8在区间[－3,3]上的最大值与最小值分别为M ，m ，则M －m ＝__________.13．函数 f(x)＝12x －x3 在区间[－3,3]上的最小值是_______.14．曲线 y ＝xex ＋2x ＋1 在点(0,1)处的切线方程为_________.15．若函数f(x)＝x x2＋a(a ＞0)在[1，＋∞)上的最大值为33，则a 的值为__________． 16．设函数f(x)＝x3－92x2＋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．17．已知函数f(x)＝1－x ax＋lnx. (1)若函数f(x)在[1，＋∞)上为增函数，求正实数a 的取值范围；(2)当a ＝1时，求f(x)在⎣⎡⎦⎤12，2上的最大值和最小值；(3)当a ＝1时，求证：对大于1的任意正整数n ，都有lnn>12＋13＋14＋ (1).1８．已知函数f(x)＝kx ，g(x)＝lnx x. (1)求方程f(x)＝g(x)在区间⎝⎛⎭⎫1e ，e 内的解的个数；(2)求证：ln224＋ln334＋…＋lnn n4<12e.19．(2011 年江苏)请你设计一个包装盒，如图4－3－2 所示，ABCD 是边长为60 cm 的正方形硬纸片，切去阴影部分所示的四个全等的等腰直角三角形，再沿虚线折起，使得A，B，C，D 四个点重合于图中的点P，正好形成一个正四棱柱形状的包装盒，E、F 在AB 上，是被切去的一个等腰直角三角形斜边的两个端点．设AE＝FB＝x cm.(1)某广告商要求包装盒的侧面积S cm2 最大，试问x 应取何值？(2)某厂商要求包装盒的容积V cm3 最大，试问x 应取何值？并求出此时包装盒的高与底面边长的比值．图4－3－2思想与方法 利用数形结合思想讨论函数的图象及性质20．(2011 年“江南十校”联考)已知函数 f(x)＝ax3＋bx2＋cx 在 x ＝±1 处取得极值，且在 x ＝0 处的切线的斜率为－3.(1)求 f(x)的解析式；(2)若过点 A(2，m)可作曲线 y ＝f(x)的三条切线，求实数 m 的取值范围．21．(2013·济南调研)已知函数f(x)＝12x2＋lnx. (1)求函数f(x)在[1，e]上的最大值，最小值；(2)求证：在区间[1，＋∞)上，函数f(x)的图像在函数g(x)＝23x3图像的下方．方法点睛 一般地，在闭区间[a ，b]上的连续函数f(x)必有最大值与最小值，在开区间(a ，b)内的连续函数不一定有最大值与最小值，若函数y ＝f(x)在闭区间[a ，b]上单调递增，则f(a)是最小值，f(b)是最大值；反之，则f(a)是最大值，f(b)是最小值．22．函数f(x)＝x3＋ax2＋b 的图像在点P(1,0)处的切线与直线3x ＋y ＝0平行．(1)求a ，b ；(2)求函数f(x)在[0，t](t ＞0)内的最大值和最小值．23．设函数f(x)＝12x2＋ex －xex. (1)求f(x)的单调区间；(2)若当x ∈[－2,2]时，不等式f(x)＞m 恒成立，求实数m 的取值范围．[试题] (2011·课标全国，12分)已知函数f(x)＝alnx x ＋1＋b x，曲线y ＝f(x)在点(1，f(1))处的切线方程为x ＋2y －3＝0. (1)求a ，b 的值；(2)证明：当x ＞0，且x ≠1时，f(x)＞lnx x －1.●三个防范(1)求函数最值时，不可想当然地认为极值点就是最值点，要通过认真比较才能下结论；另外注意函数最值是个“整体”概念，而极值是个“局部”概念．(2)f′(x0)＝0是y＝f(x)在x＝x0取极值的既不充分也不必要条件．如①y＝|x|在x＝0处取得极小值，但在x＝0处不可导；②f(x)＝x3，f′(0)＝0，但x＝0不是f(x)＝x3的极值点．(3)若y＝f(x)可导，则f′(x0)＝0是f(x)在x＝x0处取极值的必要条件.●四个考点1.求参数的取值范围与导数相关的参数范围问题是高考中考查的一个重点，大多给出函数的单调性，属运用导数研究函数单调性的逆向问题，解题关键在于灵活运用等价转化、分类讨论、数形结合等思想方法，建立关于字母参数的不等关系.2.用导数方法证不等式用导数证不等式的一般步骤是：构造可导函数→研究单调性或最值→得出不等关系→整理得出结论. 3.平面图形面积的最值问题此类问题的求解关键在于根据几何知识建立函数关系，然后运用导数方法求最值．上述三类问题，在近几年的高考中都是综合题，难度较大，体现了在知识交汇点处命题的思路，注重考查综合解题能力和创新意识，复习时要引起重视．4.利用导数解决生活中的优化问题优化问题可归结为函数的最值问题，从而可用导数来解决．用导数解决优化问题，即求实际问题中的最大(小)值的主要步骤如下：(1)分析实际问题中各量之间的关系，列出实际问题的数学模型，写出实际问题中变量之间的函数关系y ＝f(x)，即将优化问题归结为函数最值问题；(2)求导数f′(x)，解方程f′(x)＝0；(3)比较函数在区间端点和使f′(x)＝0 的点的函数值大小，最大者为最大值，最小者为最小值；(4)检验作答，即获得优化问题的答案．。
专题07 导数与函数的极值、最值(课时训练)原卷版
专题07 导数与函数的极值、最值A 组 基础巩固1．（2022·黑龙江·哈师大附中高三期末（理））已知函数()2e 2ln xf x k x kx x=+-，若 2x = 是函数 ()f x 的唯一极值点，则实数 k 的取值范围是 （ ）A ．(]02，B ．[)2+∞，C ．e ,2∞⎛⎤- ⎥⎝⎦ D ．2e ,4∞⎛⎤- ⎥⎝⎦ 2．（2022·江西南昌·高二期末（文））函数()y f x =的导函数()f x '的图象如图所示，则下列说法正确的是（ ）A ．函数()y f x =在(),0∞-上单调递增B ．函数()y f x =的递减区间为()3,5C ．函数()y f x =在3x =处取得极大值D ．函数()y f x =在4x =处取得极小值3．（2022·山西吕梁·）已知函数3()4f x ax x b =-+在2x =处取得极小值43-，则ab =（ ）A ．43B ．43-C ．83D ．83-4．（2022·江西宜春·高三期末（理））设函数()2sin cos 4x f x x x x =+-，则下列是函数f （x ）极大值点的是（ ） A ．53πB ．-53π C ．23πD ．-π35．（2021·山西吕梁·一模（理））“6c =”是“函数()()2f x x x c =-在2x =处有极大值”的（ ） A ．充分不必要条件 B ．必要不充分条件 C ．充分必要条件D ．既不充分也不必要条件6．（2022·福建福州·高二期末）函数()ln f x x x =-在区间（0，e ）上的极小值为（ ） A ．－eB ．1－eC ．－1D ．17．（2022·江西南昌·高二期末（文））已知等差数列{}n a 中的3a 、7a 是函数()321261f x x x x =-+-的两个不同的极值点，则25log a 的值为（ ）A ．12B ．1C ．2D ．38．（2022·河南·模拟预测（文））已知函数()2ln f x x ax =-的极值为12-，则=a （ ）A ．eB ．1e 2C ．12D ．149．（2022·福建福州·高二期末）已知函数()()2f x x x c =-在2x =处有极小值，则c 的值为（ ） A ．2B ．4C ．6D ．2或610．（2022·重庆八中高二期末）已知函数()32f x x x =-+在[]1,m -上的最小值为0，则m 的取值范围是（ ） A ．()0,1B ．[]0,1C ．()0,∞+D ．[)1,+∞11．（2022·江西吉安·高二期末（文））若1x =是函数()()21e x f x x ax =+-的一个极值点，则()f x 的极大值为（ ）A ．e -B ．1e -C ．2eD ．25e -12．（2022·安徽阜阳·高三期末（文））若函数2()4ln f x x x a x =-+有唯一的极值点，则实数a 的取值范围为（ ） A ．(,0)-∞B ．(,0){2}-∞C ．(,0]-∞D ．(,0]{2}-∞13．（2022·黑龙江·双鸭山一中高二期末）已知函数()21ln 2f x ax x x a =-+有且只有一个极值点，则实数a 构成的集合是___________.14．（2021·江苏·高二专题练习）已知3x =是函数()32322f x ax x =-+的一个极值点，不等式()[]24b f x x <∈，，时恒成立，则b 的取值范围为_______ 15．（2022·全国·高三专题练习）若函数3()31f x x x =--在区间(2,23)a a -+上有最大值，则实数a 的取值范围是_________．16．（2021·河南南阳·高三期末（文））已知函数()21ln 2f x x x mx =+有两个极值点，则实数m 的取值范围为___________.17．（2021·全国·高二课时练习）函数()3231f x x x =-+的极小值为______．18．（2021·湖南·临澧县第一中学高三阶段练习）已知函数()21()ln 22g x a x x ax =-+-，且()1,x ∀∈+∞，()0<g x 恒成立，则实数a 的取值范围是_____________.19．（2021·全国·高二课时练习）设函数3()4f x ax bx =++在2x =处取得极小值，曲线()y f x =在点()()3,3f 处的切线与直线15y x =-互相垂直，则函数()y f x =在(],0-∞上的最大值为__________．B 组 能力提升20．（2022·江苏苏州·高三期末）（多选题）已知函数3211()132f x x ax =++，则（ ） A ．a ∀∈R ，函数()f x 在R 上均有极值 B ．a ∃∈R ，使得函数()f x 在R 上无极值C ．a ∀∈R ，函数()f x 在(,0)-∞上有且仅有一个零点D ．a ∃∈R ，使得函数()f x 在(,0)-∞上有两个零点21．（2021·全国全国·模拟预测）（多选题）已知函数21()2x f x x x e ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，则（ ）A ．当2x <-()0f x <B ．a ∀∈R ，方程()f x a =有实根C ．方程()f x a =有3个不同实根的一个必要不充分条件是“0a <”D ．若10a >，20a <且方程1()f x a =有1个实根，方程2()f x a =有2个实根，则121a a =-22．（2021·山东省胶州市第一中学高三阶段练习）（多选题）已知函数()2sin f x x x =+，则下列说法正确的是（ ） A ．()f x 只有一个极值点 B ．设()()()g x f x f x =⋅-，则()g x 与()f x 的单调性相同C ．()f x 在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增D ．()f x 有且只有两个零点23．（2021·河北·高三阶段练习）（多选题）已知函数()2ln f x x x =，下列说法正确的是（ ）A ．当1x >时，()0f x >；当01x <<时，()0f x <B ．函数()f x 的减区间为(e ，增区间为),e +∞C ．函数()f x 的值域1,2e ⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭D ．()1f x x ≥-恒成立24．（2021·天津市红桥区教师发展中心高二期末）函数2()ln (21)f x x ax a x =+-+.（0a >） (1)设1a =时，求函数()f x 的单调区间； (2)求函数()f x 的极值.25．（2022·四川绵阳·二模（理））已知函数2()(2)e x f x x ax x =---.(1)当12a =-时，求函数()f x 的极值；(2)若曲线()f x 在()2,1-上任意一点处切线的倾斜角均为钝角，求实数a 的取值范围.26．（2022·河南焦作·一模（文））已知函数()()e ln 1=-+xf x k x ，R k ∈．(1)若12x =是()f x 的极值点，求曲线()y f x =在()()1,1f 处的切线方程； (2)证明：当()0,e k ∈时，()0f x >．27．（2021·安徽·淮南第一中学高三阶段练习（理））已知函数()()221ln f x x a x a x =---，其中a ∈R .(1)求函数()y f x =的极值；(2)若函数()f x 有两个不同的零点，求实数a 的取值范围.28．（2022·山东潍坊·高三期末）已知函数()()()()22133e 2x f x a x x x x a -=++++∈R ．(1)当1a =-时，求曲线()y f x =在点（0，f （0））处的切线方程；(2)若函数f （x ）有三个极值点1x ，2x ，3x ，且321x x x <<．证明：3121120x x x ++>．29．（2022·重庆南开中学高二期末）已知3x =是函数()3291f x x ax x =--+的一个极值点.(1)求实数a 的值；(2)求函数()f x 在区间[]2,0-上的最大值和最小值.30．（2022·重庆八中高二期末）已知函数()e 1x f x x =+. (1)求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程； (2)求函数()f x 的极值.。
高考数学导数及应用专题训练100题(WORD版含答案)
高考数学导数及应用专题训练100题（WORD 版含答案）一、选择题1.设r 是方程f （x ）＝0的根，选取x 0作为r 的初始近似值，过点（x 0，f （x 0））做曲线y ＝f （x ）的切线l ，l 的方程为y ＝f （x 0）＋0()f x '（x －x 0），求出l 与x 轴交点的横坐标x 1＝x 0－00()()f x f x '，称x 1为r 的一次近似值。
过点（x 1，f （x 1））做曲线y ＝f （x ）的切线，并求该切线与x 轴交点的横坐标x 2＝x 1－11()()f x f x '，称x 2为r 的二次近似值。
重复以上过程，得r 的近似值序列，其中，1n x ＋＝n x －()()n n f x f x '，称为r 的n ＋1次近似值，上式称为牛顿迭2x －6＝0的一个根，若取x 0＝2作为r 的初始近似值，则在保留A ．2．4494B ．2．4495C ．2．4496D ．2．4497 2.已知函数f （x ）的导函数为f '（x ），且满足f （x ）＝2x 2﹣f （﹣x ）．当x ∈（﹣∞，0）时，f '（x ）＜2x ；若f （m +2）﹣f （﹣m ）≤4m +4，则实数m 的取值范围是（ ） A ．（﹣∞，﹣1] B ．（﹣∞，﹣2] C ．[﹣1，+∞） D ．[﹣2，+∞）3.函数f （x ）＝x 3+ax ﹣2在区间[1，+∞）内是增函数，则实数a 的取值范围是（ ） A ．[3，+∞） B ．[﹣3，+∞） C ．（﹣3，+∞） D ．（﹣∞，﹣3）4.设()x x e e x f sin 1sin 1-++=，1x 、⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∈2,22ππx ，且)()(21x f x f >，则下列结论必成立的是A. 1x ＞2xB. 1x +2x ＞0C. 1x ＜2xD.21x ＞22x 5.已知各项均为正数的等比数列{a n }，253=⋅a a ，若)())(()(721a x a x a x x x f -⋅⋅⋅--=，则)0('f =________A ．28B ．28-C ．128D ．－1286.已知二次函数()21f x ax bx =++的导函数为()()','00,()f x f f x >与x 轴恰有一个交点则使()()1'0f kf ≥恒成立的实数k 的取值范围为（ ） A ．2k ≤ B ．2k ≥ C.52k ≤ D ．52k ≥ 7.已知函数()22ln f x ax x x =-+有两个不同的极值点x 1，x 2，若不等式()()12f x f x λ>+恒成立，则实数λ的取值范围是( ).A.[－3,+∞)B.(3,+∞)C. [－e ,+∞)D.(e,+∞) 8.已知函数)(x f 在)2,0(π上单调递减，)('x f 为其导函数，若对任意)2,0(π∈x 都有x x f x f tan )('＜)(，则下列不等式一定成立的是A. )6(2＞)3(ππf fB. )6(26＞)4(ππf f C.)6(26＞)3(ππf f D. )6(3＞)4(ππf f9.在右图算法框图中，若dx x a ⎰-=3)12(，程序运行的结果S 为二项式5)2(x +的展开式中3x 的系数的9倍，那么判断框中应填入的关于k 的判断条件是（ ）A ．3k <B ．3>kC ．2<kD ．2>k 10.已知函数()xe f x x=（e 为自然对数的底数），()g x mx =，若()()f x g x >在(0,+∞)上恒成立，则实数m 的取值范围是（ ）A ． (－∞,2)B ．(－∞,e ) C. 2(,)4e -∞ D ．2(,)4e +∞11.如图，在正方形区域内任取一点，则此点取自阴影部分的概率是1B.)241πC.)241πD.1612.若函数51()ln(1)2(1)f x x ax a x =++-+在(0,1)上为增函数，则a 的取值范围为（ ）A ．1(,0),24⎡⎤-∞⎢⎥⎣⎦ B ．1[1,0),12⎡⎤-⎢⎥⎣⎦C.1[1,0)(0,]4- D ．1(,0)[,1]2-∞ 13.已知函数()ln 2x axf x x-=，若有且仅有一个整数k ，使得()1f k >，则实数a 的取值范围是( ) A. (1,3]B.1111ln 2,ln 34262⎡⎫--⎪⎢⎣⎭C.11ln 21,ln 3123⎡⎫--⎪⎢⎣⎭D.11,1e e ⎛⎤-- ⎥⎝⎦14.若函数()sin2xxf x e ex -=-+，则满足()()2210f x f x -+>的x 的取值范围为A ．112⎛⎫- ⎪⎝⎭，B ．()112⎛⎫-∞-⋃+∞ ⎪⎝⎭，，C ．112⎛⎫- ⎪⎝⎭，D ．()12⎛⎫-∞-⋃+∞ ⎪⎝⎭，1，15. 设211e a dx x =⎰，则二项式25()ax x-的展开式中x 的系数为 A. 40 B. -40 C. 80 D. -80 16.已知函数()f x 的定义域为R ，(2)()f x f x -=--且满足，其导函数'()f x ，当1x <-时，(1)[()(1)'()]0x f x x f x +++<，且(1)4,f =则不等式(1)8xf x -<的解集为 A ．(－∞, －2) B ．(2,+∞) C ．(－2,2) D ．(－∞,－2)∪(2,+∞) 17. 已知12ea dx x=⎰，则()()4x y x a ++ 展开式中3x 的系数为 A.24 B.32 C.44 D.56 18.设'()f x 为函数()f x 的导函数，且满足321()3,'()'(6)3f x x ax bx f x f x =-++=-+，若()6ln 3f x x x ≥+恒成立，则实数b 的取值范围是（ ）A ．[)66ln6,++∞B ．[)4ln 2,++∞C ．[)5ln5,++∞D ．)6⎡++∞⎣19.已知函数()ln 2f x x x x a =-+，若函数()y f x =与()()y f f x =有相同的值域，则a的取值范围是（ ）A ．1,12⎛⎤ ⎥⎝⎦B ．(－∞,1]C ．31,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭D ．[1,+∞) 20.已知定义域为R 的函数f (x )的图象经过点(1,1)，且对x ∀∈R ，都有()2f x '>-，则不等式2(log |31|)3|31|x x f -<--的解集为A.(0,+∞)B.(－∞,0)∪(0,1)C. (－∞,1)D. (－1,0)∪(0,3)21.若向区域{}(,)|01,01x y x y Ω=≤≤≤≤内投点，则该点落在由直线y =x 与曲线y =A. 18B.16C.13 D. 1222.已知函数32()17f x ax bx cx =++-(,,)a b c R ∈的导函数为)(x f ',0)(≤'x f 的解集为{}32≤≤-x x ,若)(x f 的极小值等于－98,则a 的值是（ ）A.2281-B.31C.2D.5 23.若数列{a n }是公比不为1的等比数列,且201820200a a +=⎰,则2017201920212023(2)a a a a ++=（ ）A.4π2B.2π2C. π2D.3π2 24.如上图，在长方形OABC 内任取一点(,)P x y ，则点P 落在阴影部分BCD 内的概率为（ ）A ．37eB ．12e C.2e D ．1e25.记函数()2x f x e x a -=--，若曲线3([1,1])y x x x =+∈-上存在点00(,)x y 使得00()f y y =，则a 的取值范围是（ ）A ．22(,6][6,)e e --∞-++∞ B ．22[6,6]ee --+C ．22(6,6)e e --+ D ．22(,6)(6,)e e --∞-++∞26.已知函数f （x ）＝ex －e －x ，若对任意的x ∈（0，＋∞），f （x ）＞mx 恒成立，则m 的取值范围为A ．（－∞，1）B ．（－∞，1]C ．（－∞，2）D ．（－∞，2] 27.已知函．．．数．()22x xa f x =-，其在区间．．．．．[0,1]．．．．．上单调递增，则．．．．．．．a ． 的取值范围为．．．．．．(． )．A ．．．[0,1]B ．．．．．．．．[．－．1,0]C ．．．．．．．[．－．1,1] ．．．．D. ．．11[,]22-28.已知函数．．．．()sin()f x x ϕ=-，且．．230()0f x dx π=⎰，则函数．．．．f ．(．x ．)．的图象的一条对称轴是．．．．．．．．．．(． )．A ．．．56x π=B ．．．712x π=C ．．．3x π=D ．．．6x π=29.已知函数21()()f x x ax x e e=-≤≤与()x g x e =的图象上存在关于直线y x =对称的点，则实数a 的取值范围是（ ）A.1[,]e e e-B.1[1,]e e -C.11[,]e e e e-+D.1[1,]e e+30.若函数1)(2+=x x f 的图象与曲线C :()01)(>+=a ae x g x 存在公共切线，则实数a 的取值范围为 A ．⎪⎭⎫⎢⎣⎡∞+，26e B ．⎥⎦⎤ ⎝⎛28,0e C ．⎪⎭⎫⎢⎣⎡∞+，22e D ．⎥⎦⎤ ⎝⎛24,0e 31.已知定义在R 上的奇函数f (x )，满足当210()ln 2x f x x x x >=-时，则关于x 的方程()f x a =满足 （ ）A ．对任意a R ∈，恰有一解B ．对任意a R ∈，恰有两个不同解C ．存在a R ∈,有三个不同解D ．存在a R ∈,无解二、填空题32.设0a >，0b >，e 为自然对数的底数，若12e a e x b dx x -+=⎰，则211a b++的最小值是________. 33.12)x dx ⎰＝ ．34.已知函数3()2f x x x =+，若2(1)(2)0f a f a -+≤，则实数a 的取值范围是 ； 35.已知2cos a xdx π=⎰，则61()ax ax+展开式中，常数项为 ． 36.若对于曲线()x f x e x =--（e 为自然数对数的底数）的任意切线l 1，总存在曲线x x a x g cos 2)1()(++=的切线2l ，使得12l l ⊥，则实数a 的取值范围为 ．37.已知在[0,1]内任取一个实数x ，在[0,2]内任取一个实数y ，则点(),x y 位于1x y e =-上方的概率为 ． 38.在数学实践活动课中，某同学在如图1所示的边长为4的正方形模板中，利用尺规作出其中的实线图案，其步骤如下：（1)取正方形中心O 及四边中点M ，N ，S , T ； (2)取线段MN 靠近中心O 的两个八等分点A ，B ； (3)过点B 作MN 的垂线l ；(4)在直线l (位于正方形区域内）上任取点C ，过C 作l 的垂线l 1 (5)作线段AC 的垂直平分线l 2；(6)标记l 1与l 2的交点P ，如图2所示；……不断重复步骤(4)至(6)直到形成图1中的弧线（Ⅰ）.类似方法作出图1中的其它弧线，则图1中实线围成区域面积为.39.已知函数21()3ln ()2f x x x a x =-+-在区间(1,3)上有最大值，则实数a 的取值范围是 __________. 40.曲线3y x =与直线y x =在第一象限所围成的封闭图形的面积为 . 41.函数13)(23-+=x ax x f 存在唯一的零点0x ，且0x 0<，则实数a 的取值范围是 ． 42.已知函数a x y +=ln 的图象与直线1+=x y 相切，则实数a 的值为 . 43.函数()ln 1f x x =+在点(1,1)处的切线方程为 ． 44.若x =-2是函数()()121--+=x e ax x x f 的极值点，则f (x )的极小值是 .三、解答题45.已知函数()22x f x e kx =--.（Ⅰ）讨论函数()f x 在(0,+∞)内的单调性；（Ⅱ）若存在正数m ，对于任意的(0,)x m ∈，不等式()2f x x >恒成立，求正实数k 的取值范围. 46.已知函数()ln 1f x ax x =++.（Ⅰ）若1a =-，求函数()f x 的最大值；（Ⅱ）对任意的0x >，不等式()xf x xe ≤恒成立，求实数a 的取值范围.47.已知函数(),()ln x f x e g x x ==.（1）求函数()y g x =在点(1,0)A 处的切线方程；（2）已知函数()()()(0)h x f x a g x a a =--+>区间(0,+∞)上的最小值为1，求实数a 的值. 48.已知函数2()12xx f x e ax =---.（1）若12a =，求()f x 的单调区间； （2）设函数2()()()2F x f x f x x =+-++，求证：(1)(2)()F F F n ⋅⋅⋅12(e2)n n +>+*()n N ∈.49.已知函数()112ln a f x ax a x x-=++--，a R ∈. (Ⅰ)若1a =-，求函数()f x 的单调区间；(Ⅱ)若()0f x ≥在[)1,x ∈+∞上恒成立，求正数a 的取值范围； (Ⅲ)证明：()()()1111ln 12321n n n N n n *++++>++∈+…. 50.已知函数()sin 2cos 2f x x x x ax =+++，其中a 为常数.(Ⅰ)若曲线()y f x =在0x =处的切线在两坐标轴上的截距相等，求a 的值； (Ⅱ)若对[]0,x π∀∈，都有()2f x ππ<<，求a 的取值范围.51.（本小题满分12分）已知：f （x ）＝（2－x ）xe ＋a （x －1）2 （a ∈R ） （1）讨论函数f （x ）的单调区间：（2）若对任意的x ∈R ，都有f （x ）≤2xe ，求a 的取值范围． 52.（12分）已知函数f （x ）＝（x 2﹣1）e x +x ．（Ⅰ）求f （x ）在x ∈[12，1]的最值； （Ⅱ）若g （x ）＝f （x ）﹣ae x ﹣x ，当g （x ）有两个极值点x 1，x 2（x 1＜x 2）时，总有e •g （x 2）≤t （2+x 1）（2xe +1），求此时实数t 的值． 53.（12分）已知函数f （x ）＝cos （x ﹣2π），g （x ）＝e x •'()f x ，其中e 为自然对数的底数．（Ⅰ）求曲线y ＝g （x ）在点（0，g （0））处的切线方程； （Ⅱ）若对任意x ∈[﹣2π，0]，不等式g （x ）≥x •f （x ）+m 恒成立，求实数m 的取值范围；（Ⅲ）试探究当x ∈[4π，2π]时，方程g （x ）＝x •f （x ）的解的个数，并说明理由． 54.已知函数() f x ax ln x =-.(a 是常数，且0a >) (I) 求函数f (x )的单调区间;(Ⅱ)当)=y f x （在1x =处取得极值时，若关于x 的方程()22f x x x b +=+在122⎡⎤⎢⎥⎣⎦，上恰有两个不相等的实数根，求实数b 的取值范围. （Ⅲ）求证:当2,n n N *≥∈时2221111+1+......123e n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+< ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭55. （12分） 已知函数1()kxkx f x ke -=（k R ∈，0k ≠）. （1）讨论函数f (x )的单调性；（2）当1x ≥时，()ln x f x k≤，求k 的取值范围. 56.(本小题满分12分)已知函数()()ln 1x f x e x =-+(e 为自然对数的底数). (Ⅰ)求函数f (x )的单调区间；(Ⅱ)若()()g x f x ax =-，a R ∈，试求函数g (x )极小值的最大值.57.（本小题满分12分） 设 x e x g x x f ln 2)(,)(2==.（1）若直线l 与)(x f y =和)(x g y =图象均相切，求直线l 的方程；（2）是否存在),(30e e x -∈使得2000,2,2ln 1e x e x --按某种顺序组成等差数列？若存在，这样的0x 有几个？若不存在，请说明理由. 58.（本小题满分12分） 已知函数ln ()x f x x =，()(ln 1)2axg x x x =--. （I ）求函数)(x f 的最大值；（II ）当10,a e ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时，函数)],0(()(e x x g y ∈=有最小值，记g (x )的最小值为h (a )，求函数h (a )的值域. 59.已知函数()(2)x f x x e =-． （1）求函数f (x )的单调递增区间；（2）若2()()2x g x f x e ax =+-，()h x x =，且对于任意的1x ，2(0,)x ∈+∞，都有[][]1122()()()()0g x h x g x h x -->成立，求实数a 的取值范围．60.（本小题满分15分）设函数431()4f x x x =-，x ∈R ． （Ⅰ）求函数f (x )在1x =处的切线方程；（Ⅱ）若对任意的实数x ，不等式()2f x a x ≥-恒成立，求实数a 的最大值；（Ⅲ）设0m ≠，若对任意的实数k ，关于x 的方程()f x kx m =+有且只有两个不同的实根，求实数m 的取值范围． 61.设函数()ln xf x ae x x =-，其中a R ∈，e 是自然对数的底数. （1）若0a =，求函数f (x )的单调增区间； （2）若f (x )是(0,+∞)上的增函数，求a 的取值范围；（3）若22a e ≥，证明：()0f x >. 62.已知函数()ln x f x a x e =-，a ∈R. （1）试讨论函数f (x )的极值点的个数；（2）若a ∈N*，且()0f x <恒成立，求a 的最大值. 参考数据：x1.6 1.7 1.74 1.8 10 x e 4.953 5.474 5.697 6.050 22026 ln x0.4700.5310.5540.5882.30363.已知函数()1x f x ae x =-+有两个零点1x ，2x . （1）求a 的取值范围；（2）设0x 为f (x )的极小值点，证明：2202x x x +<. 64.已知函数()(1)ln a f x a x x x=-++. （1）当1a =时，求曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线方程； （2）讨论f (x )的单调性与极值点. 65.已知函数()22ln 3f x x ax =-+. (1)讨论函数()y f x =的单调性；(2)若存在实数[],1,5m n ∈满足2n m -≥时，()()f m f n =成立，求实数a 的最大值. 66.设函数)0()(≠=k xe x f kx .(Ⅰ) 求曲线)(x f y =在点))0(,0(f 处的切线方程； (Ⅱ) 讨论函数f (x )的单调性；(Ⅲ) 设42)(2+-=bx x x g ,当1=k 时,若对任意的R x ∈1，存在[]2,12∈x ，使得)(1x f ≥)(2x g ，求实数b 的取值范围.67.已知函数()()223 2.71828xxf x e ax a ea R e -=-+∈=⋅⋅⋅，其中为自然对数的底数．(1)讨论()f x 的单调性；(2)当()0,x ∈+∞时，()()222310x x e x a a e x a f x --+--+>恒成立，求a 的取值范围． 68.设函数()(1)ln(1)f x ax x x =-++，其中a R ∈.（1）当1a =时，求函数()f x 的极值； （2）若0x ∀>，()0f x ≥成立，求a 的取值范围. 69.设函数2()(1)2xk f x x e x =--,（其中k R ∈） (1)讨论函数f (x )的单调性；(2)当k ＞0时，讨论函数f (x )在(0,+∞)上的零点个数. 70.函数()()()sin ,1cos x x f x e x g x x x ==+. （1）求f (x )的单调区间；（2）对120,,0,22x x ππ⎡⎤⎡⎤∀∈∀∈⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦，使()()12f x g x m +≥成立，求实数m 的取值范围；（3）设()()2sin 2sin x h x f x n x x =⋅-⋅在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭上有唯一零点，求正实数n 的取值范围. 71.已知函数2()x f x e x x =--.(1)判断函数()f x 在区间(),ln 2-∞上的单调性；(2)若12ln 2,ln 2,x x <>且()()12f x f x ''=，证明：124x xe +<.72.已知关于x 的方程()21xx e ax a --=有两个不同的实数根x 1、x 2.（Ⅰ）求实数a 的取值范围； （Ⅱ）求证：120x x +<. 73.已知函数)(ln )(R a x ax x f ∈-=. (1)讨论)(x f 的单调性.(II)若0)(=x f 有两个相异的正实数根21,x x ，求证12'()()<0f x f x '+.74.已知函数2()45xa f x x x e =-+-. （1）若f (x )在R 上是单调递增函数，求a 的取值范围；（2）设g()()x x e f x =，当1m ≥时，若12g()g()2g()x x m +=，其中12x m x <<，求证：122x x m +<. 75.已知函数ln ()xxf x xe x=+. （1）求证：函数f (x )有唯一零点；（2）若对任意(0,)x ∈+∞，ln 1xxe x kx -+…恒成立,求实数k 的取值范围. 76.（I ）若2a =，求曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程；（II ）若()()(1)g x f x a x =+-在1x =处取得极小值，求实数a 的取值范围． 77.已知()ln f x x =,设1122(,ln ),(,ln )A x x B x x ,且12x x <,记1202x x x +=; （1）设()(1)g x f x ax =+-,其中a R ∈,试求()g x 的单调区间; （2）试判断弦AB 的斜率AB k 与0()f x '的大小关系,并证明;（3）证明：当1x >时,11ln x e x x x->+. 78.已知函数)()1(2ln )(2R a x a x a x x f ∈-+-=. （Ⅰ）当0≥a 时，求函数)(x f 的极值；（Ⅱ）若函数)(x f 有两个零点21,x x ，求a 的取值范围，并证明221>+x x . 79.（本小题满分12分） 设(4)ln ()31x a xf x x +=+，曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线与直线10x y ++=垂直．（1）求a 的值；（2）若对于任意的[1,),()(1)x f x m x ∈+∞≤-恒成立，求m 的取值范围． 80.已知函数2()2ln f x x x a x =--，()g x ax =. （Ⅰ）求函数()()()F x f x g x =+的极值； （Ⅱ）若不等式sin ()2cosxg x ≤+对0x ≥恒成立，求a 的取值范围.81.已知函数()()22ln f x x ax a x a =--∈R . （Ⅰ）求函数()f x 的单调区间；（Ⅱ）若()0f x ≥恒成立，求实数a 的取值范围. 82.已知函数()()21x f x x ax a e -=+-⋅，其中a R ∈. （1）求函数()f x '的零点个数；（2）证明：0a ≥是函数()f x 存在最小值的充分而不必要条件. 83.已知函数f （x ）＝x 2－2x ＋2a ln x ，若函数f （x ）在定义域上有两个极值点x 1，x 2，且x 1＜x 2．（1）求实数a 的取值范围； （2）证明：123()()ln 202f x f x +++>． 84.已知()()sin f x a x a =∈R ，()e x g x =．（1）若01a <≤，证明函数()()ln G x f x x =-+在(0,1)单调递增； （2）设()()()f x g x F x a⋅=，0a ≠，对任意π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，()F x kx ≥恒成立，求实数k 的取值范围． 85.已知()cos x f x e a x =+（e 为自然对数的底数)（1）若f (x )在0x =处的切线过点()1,6P ，求实数a 的值 （2）当0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时，()f x ax ≥恒成立，求实数a 的取值范围86.设函数21()4ln (4)2f x x ax a x =-+-，其中a ∈R ． （1）讨论f (x )的单调性；（2）若函数f (x )存在极值，对于任意的120x x <<，存在正实数0x ，使得12012()()()(),f x f x f x x x '-=⋅-试判断12x x +与02x 的大小关系并给出证明．87. 已知函数ln 1()().x f x ax a x-=-∈R （Ⅰ）若0a =，求曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程； （Ⅱ）若1a <-，求函数()f x 的单调区间； （Ⅲ）若12a <<，求证：()1f x <-. 88.已知函数()1xf x x ae =-+（1）讨论f (x )的单调性；（2）设12,x x 是f (x )的两个零点，证明：124x x +>． 89.已知函数()x ae x x f -+=ln 1（Ⅰ）若曲线()x f y =在1=x 处的切线与x 轴平行，求实数a 的值； （Ⅱ）若对任意()+∞∈,0x ，不等式()0f x ≤恒成立，求实数a 的取值范围． 90.已知函数1)1(21ln )(2+-+-=x a ax x x f ． （1）求)(x f 的单调区间；（2）若)(x f 有极值，对任意的21,x x ，当210x x <<，存在0x 使12120)()()('x x x f x f x f --=，证明：0212x x x >+91.已知函数x eme xf x x2)(--=是定义在[－1,1]的奇函数（其中e 是自然对数的底数）. （1）求实数m 的值；（2）若2(1)(2)0f a f a -+≤，求实数a 的取值范围. 92.已知函数2()(1)x f x x e ax =--，32()21g x ax ax x =-+-，（其中a ∈R ，e 为自然对数的底数，e =2.71828…）. （1）当2ea =时，求函数f (x )的极值； （2）若函数g (x )在区间[1,2]上单调递增，求a 的取值范围； （3）若2ea ≤，当[1,)x ∈+∞时，()()f x g x ≥恒成立，求实数a 的取值范围. 93.已知函数f (x )是奇函数，f (x )的定义域为(－∞,+∞)．当x ＜0时， f (x )=ln()ex x-．(e 为自然对数的底数)． (1)若函数f (x )在区间(a ,a +13)( a ＞0)上存在极值点，求实数a 的取值范围； (2)如果当x ≥1时，不等式f (x )≥1kx +恒成立，求实数k 的取值范围． 94.设R a ∈，函数()ln f x a x x =-． （1）若f (x )无零点，求实数a 的取值范围；（2）若f (x )有两个相异零点12x x ，，求证： 12ln ln 2ln 0x x a -+<． 95.(本小题满分12分)已知函数2()(1)x f x x e x =--，2()210()x g x ae ax a a R =-+-∈. （Ⅰ）求曲线()y f x =在()1,(1)f 处的切线方程；（Ⅱ）当0x >时，()()f x g x >恒成立，求实数a 的取值范围.96.已知函数1ln )()(2+-=x a x x f ,a ＞0． （Ⅰ）若2e x =为y = f (x )的极值点，求实数a ； （Ⅱ）若e a 2=，求函数f (x )的单调区间；（Ⅲ）求实数a 的取值范围，使得对于任意的],1[2e x ∈，恒有132)(4+≤e x f ． 97.设函数2113(),[,]2ln 2f x x x e x =+∈（Ⅰ）证明：211()22f x x x e≥-+； （Ⅱ）证明：2192()102e f x +<≤ 98.已知函数32()3(36)12()f x x ax a x a a R =++-+∈（Ⅰ）若f (x )在0x x =处取得极小值，且0x ∈(0，3)，求实数a 的取值范围；（Ⅱ）若对任意的a ∈[﹣1，1]，不等式()f x m <在x ∈ [﹣1，1]恒成立，求实数m 的取值范围. 99.已知0a >，()()ln 21244xf x x ax ae =++-+。
分类讨论证明或求函数的单调区间(含参)(教师版)--2024新高考数学导数微专题训练
专题14分类讨论证明或求函数的单调区间（含参）1．设函数21()sin cos 2f x x x x ax =+-．（1）当12a =时，讨论()f x 在(,)ππ-内的单调性；（2）当13a >时，证明：()f x 有且仅有两个零点．【答案】（1）在,03π⎛-⎫ ⎪⎝⎭或,3ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减，在,3ππ⎛⎫-- ⎪⎝⎭或0,3π⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增；（2）证明见解析.【分析】（1）先求导，根据导数和函数的单调性，结合三角函数的性质即可求出单调区间；（2）先判断出函数为偶函数，则问题转化为()f x 在(0,)+∞有且只有一个零点，再利用导数和函数单调性的关系，以及函数零点存在定理即可求出．【详解】（1）当12a =时，21()sin cos 4f x x x x x =+-，11()sin cos sin (cos 22f x x x x x x x x ∴'=+--=-，令()0f x '=，解得0x =或3x π=，3x π=-，当()0f x '<时，解得03x π-<<或3x ππ<<，当()0f x '>时，解得3x ππ-<<-或03x π<<，()f x ∴在(3π-，0)或(3π，)π上单调递减，在(,)3ππ--或(0,)3π上单调递增；（2）()f x 的定义域为(,)-∞+∞，2211()()sin()cos()()sin cos ()22f x x x x a x x x x ax f x -=--+-+-=+-= ，()f x ∴为偶函数，(0)10f => ，()f x ∴有且仅有两个零点等价于()f x 在(0,)+∞有且只有一个零点，()(cos )f x x x a '=- ，当1a 时，cos 0x a -，()0f x '恒成立，()f x ∴在(0,)+∞上单调递减，2211()sin cos 1022f a a ππππππ=+-=--< ，(0)·()0f f π∴<，()f x ∴在(0,)+∞上有且只有一个零点，当113a <<时，令()(cos )0f x x x a '=-=，即cos x a =，可知存在唯一(0,)2πθ∈，使得cos a θ=，当(0,)x θ∈或(22,22)x k k ππθππθ∈+-++时，k ∈N ，()0f x '>，函数()f x 单调递增，当(2,22)x k k πθππθ∈++-时，k ∈N ，()0f x '<，函数()f x 单调递减，由tan θ=113a <<，可得0tan θ<<，当k ∈N ，22tan 2(k ππθθπ++->，2221113(22tan )10(22)[(22tan )1][(22tan )1]022626k f k a k k a ππθθππθππθθππθθ++--∴++=-++--+<-++--+=-<，()f x ∴在(0,)+∞上有且只有一个零点，综上所述，当13a >时，()f x 有且仅有两个零点．【点睛】方法点睛：1、利用导数研究函数的单调性的关键在于准确判定导数的符号，当f (x )含参数时，需依据参数取值对不等式解集的影响进行分类讨论；若可导函数f (x )在指定的区间D 上单调递增(减)，求参数范围问题，可转化为f ′(x )≥0(或f ′(x )≤0)恒成立问题，从而构建不等式，要注意“＝”是否可以取到．2、用导数研究函数的零点，一方面用导数判断函数的单调性，借助零点存在性定理判断；另一方面，也可将零点问题转化为函数图象的交点问题，利用数形结合来解决.2．已知函数2()2ln 2(1)f x mx x m x =-+-．（1）讨论函数()f x 的单调区间；（2）当1x ≠时，求证：2286ln 3521x x x x x x---<-．【答案】（1）答案见解析；（2）证明见解析．【分析】（1）先求导，分为0m ≥，1m =-，1m <-和10m -<<四种情形进行分类讨论，根据导数和函数单调性的关系即可求出；（2）等价于3226(1ln )23501x x x x x-+--<-，令()()3261ln 235h x x x x x =-+--，利用当2m =时的结论，根据导数判断()h x 与0的关系，即可证明.【详解】解：()f x 的定义域为(0,)+∞，则22(1)1(1)(1)()22(1)22mx m x mx x f x mx m x x x+--+-'=-+-=⋅=⋅，当0m 时，10mx +>，当(0,1)x ∈时，()0f x '<，当(1,)x ∈+∞时，()0f x '>，∴函数()f x 的单调递减区间为(0,1)，单调递增区间为(1,)+∞，当0m <时，令()0f x '=，解得1x =或1x m=-，当1m =-时，2(1)()2·0x f x x-'=-恒成立，∴函数()f x 的单调递减区间为(0,)+∞，无单调递增区间，当1m <-时，101m<-<，当1(0,x m ∈-或(1,)+∞时，()0f x '<，当1(x m∈-，1)时，()0f x '>，∴函数()f x 的单调递减区间为1(0,)m -或(1,)+∞，单调递增区间为1(m-，1)，当10m -<<，11m ->，当(0,1)x ∈或1(m -，)+∞时，()0f x '<，当1(1,x m∈-时，()0f x '>，∴函数()f x 的单调递减区间为(0,1)或1(m -，)+∞，单调递增区间为1(1,m．综上所述：当0m 时，函数()f x 的单调递减区间为(0,1)，单调递增区间为(1,)+∞，当1m =-时，函数()f x 的单调递减区间为(0,)+∞，无单调递增区间，当1m <-时，函数()f x 的单调递减区间为1(0,)m -，(1,)+∞，单调递增区间为1(m-，1)，当10m -<<时，函数()f x 的单调递减区间为(0,1)或1(m -，)+∞，单调递增区间为1(1,)m．（2）证明：要证2286ln 3521x x x x x x---<-，即证3226(1ln )23501x x x x x -+--<-，令32()6(1ln )235h x x x x x =-+--，则22()66ln 6663(22ln 2)h x x x x x x x '=--+-=--，由（1），当2m =时，2()22ln 2f x x x x =--，可得()f x 的单调递减区间为(0,1)，单调递增区间为(1,)+∞，即()h x '的单调递减区间为(0,1)，单调递增区间为(1,)+∞，()h x h ∴''（1）0=，()h x ∴在(0,)+∞上单调递增，h （1）6(1ln1)2350=-+--=，∴当01x <<时，()0h x <，210x ->，当1x >时，()0h x >，210x -<，∴3226(1)23501x lnx x x x -+--<-，即22863521x xlnx x x x---<-．【点睛】含有参数的函数单调性讨论常见的形式：（1）对二次项系数的符号进行讨论；（2）导函数是否有零点进行讨论；（3）导函数中零点的大小进行讨论；（4）导函数的零点与定义域端点值的关系进行讨论等.3．已知函数()()1ln f x ax x a R =--∈.（1）若1a =，求()f x 在区间1,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的极值；（2）讨论函数()f x 的单调性.【答案】（1）极小值为0，无极大值；（2）答案见解析.【分析】（1）当1a =时，求得()1x f x x-=，利用导数分析函数()f x 的单调性，由此可求得函数()f x 在区间1,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的极值；（2）求得()()10ax f x x x-'=>，分0a ≤和0a >两种情况讨论，分析导数的符号变化，由此可得出函数()f x 的单调递增区间和递减区间.【详解】（1）当1a =时，()1ln f x x x =--，所以，()()1110x f x x x x-¢=-=>，列表；x1,1e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭1(]1,e ()f x '-+()f x 单调递减极小单调递增所以，()f x 在区间1,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的有极小值()10f =，无极大值；（2） 函数()f x 的定义域为()0,∞+，()11ax f x a x x-'=-=.当0a ≤时，10ax -<，从而()0f x '<，故函数()f x 在()0,∞+上单调递减；当0a >时，若10x a<<，则10ax -<，从而()0f x '<；若1x a>，则10ax ->，从而()0f x '>.故函数()f x 在10,a ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减，在1,a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递增.综上所述，当0a ≤时，函数()f x 的单调递减区间为()0,∞+，无单调递增区间；当0a >时，函数()f x 的单调递减区间为10,a ⎛⎫ ⎪⎝⎭，单调递增区间为1,a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭.【点睛】方法点睛：讨论含参数函数的单调性，通常以下几个方面：（1）求导后看函数的最高次项系数是否为0，需分类讨论；（2）若最高次项系数不为0，且最高次项为一次，一般为一次函数，求出导数方程的根；（3）对导数方程的根是否在定义域内进行分类讨论，结合导数的符号变化可得出函数的单调性.4．已知函数()21()xm x xf x e++=．（1）试讨论()f x 的单调性；（2）若0m ≤，证明：()ln ef x x x +≤．【答案】（1）答案不唯一见解析；（2）证明见解析.【分析】（1）对函数进行求导得(1)(1)()xx mx m f x e--'+=-，再对m 分三种情况讨论，即0m =，0m >，0m <三种情况；（2）要证明()ln ef x x x +≤，只需证明 ()ln ef x x x ≤-，而ln 1x x -≥，因此只需证明1()f x e≤，再利用函数的单调性，即可得证；【详解】解析：（1）因为(1)(1)()xx mx m f x e --'+=-，①当0m =时，1()x x f x e-=-'，当1x >时，()0f x '<，当1x <时，()0f x '>，所以()f x 在(,1)-∞上单调递增，在(1,)+∞上单调递减；②当0m >时，1(1)11(),11x m x x m f x e m'⎛⎫--+ ⎪⎝⎭=--<，当11,1x m ⎛⎫∈-⎪⎝⎭时，()0f x '>，当1,1(1,)x m ⎛⎫∈-∞-⋃+∞ ⎪⎝⎭时，()0f x '<，所以()f x 在11,1m ⎛⎫- ⎪⎝⎭单调递增，在1,1,(1,)m ⎛⎫-∞-+∞ ⎪⎝⎭单调递减；③当0m <时，111m ->，当11,1x m ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭时，()0f x '<，当1(,1)1,x m ⎛⎫∈-∞⋃-+∞ ⎪⎝⎭时，()0f x '>，所以()f x 在11,1m ⎛⎫-⎪⎝⎭单调递减，在1(,1),1,m ⎛⎫-∞-+∞ ⎪⎝⎭单调递增．（2）要证明()ln ef x x x +≤，只需证明 ()ln ef x x x ≤-，而ln 1x x -≥，因此只需证明1()f x e≤，当0m =时，()x xf x e =，由（1）知()f x 在(,1)-∞上单调递增，在(1,)+∞上单调递减，所以max 1()(1)f x f e==；当0m <时，()211()xx m x xx f x e e e++=<≤，故()ln ef x x x +≤．【点睛】利用导数研究含参函数的单调区间，要注意先求导后，再解导数不等式.5．已知函数()e x f x ax =，a 为非零常数.（1）求()f x 单调递减区间；（2）讨论方程()()21f x x =+的根的个数.【答案】（1）当0a >时，()f x 的单调递减区间为(,1)-∞-，当0a <时，()f x 的单调递减区间为(1,)-+∞；（2）当0a >时，原方程有且仅有一个解；当0a <时，原方程有两个解.【分析】（1）求导，对a 分类讨论，利用()0f x '<可解得结果；（2）转化为函数2(1)()exx g x x +=与y a =的图象的交点的个数，利用导数可求得结果.【详解】（1）()(1)e x x x f x ae axe a x '=+=+，由()0f x '=得1x =-，①若0a >时，由()0f x '<得1x <-，所以()f x 的单调递减区间为(,1)-∞-；②若0a <时，由()0f x '<得1x >-，所以()f x 的单调递减区间为(1,)-+∞.综上所述，当0a >时，()f x 的单调递减区间为(,1)-∞-；当0a <时，()f x 的单调递减区间为(1,)-+∞.（2）因为方程2()(1)f x x =+等价于2(1)e x x a x +=，令2(1)()exx g x x +=，所以方程()()21f x x =+的根的个数等于函数2(1)()exx g x x +=与y a =的图象的交点的个数，因为()2222(1)12(1)(1)()()()ex x x x x x x x xe x e xe g x xe x +++-++=-'=，由()0g x '=，得1x =-，当(,1)x ∈-∞-，时，()0g x '>，()g x 在(,1)-∞-上单调递增；当()()1,00,x ∈-+∞ 时，()0g x '<，所以()g x 在()1,0-，()0,∞+上单调递减，又()10g -=，所以当(,1)x ∈-∞-时，()(),0g x ∈-∞；当()1,0x ∈-时，()(),0g x ∈-∞；当()0,x ∈+∞时，()()0,g x ∈+∞.所以，当0a >时，原方程有且仅有一个解；当0a <时，原方程有两个解.【点睛】方法点睛：讨论函数零点(或方程根)的个数的常用的方法：（1）直接法：直接求解方程得到方程的根，可得方程根的个数；（2）数形结合法：先对解析式变形，进而构造两个函数，然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象，利用数形结合的方法求解6．已知函数()21ln 2f x ax x x b =-⋅+，()()g x f x '=.（1）判断函数()y g x =的单调性；（2）若(]()0, 2.718x e e ∈≈，判断是否存在实数a ，使函数()g x 的最小值为2？若存在求出a 的值；若不存在，请说明理由；（3）证明：1233ln 2341n n n ⎛⎫++++>-⎪+⎝⎭ .【答案】（1）答案见解析；（2）存在，2a e =；（3）证明见解析.【分析】（1）先求()()g x f x '=，再对()y g x =求导，对参数a 进行讨论确定导数的正负，即得函数单调性；（2）对参数a 进行讨论确定()y g x =导数的正负，即得函数()y g x =单调性，再根据单调性确定最值等于2，解得符合条件的参数值即得结果；（3）先构造函数11()ln 31,,132h x x x x ⎡⎫=-+∈⎪⎢⎣⎭，证明其小于零，即得1,12x ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭时13ln 13x x >+，再将1nx n =+代入求和即证结论.【详解】解：（1）由()21ln 2f x ax x x b =-⋅+，知()()ln 1g x f x ax x '==--，0x >，故()11ax g x a x x-'=-=，0x >.当0a ≤时，()0g x '<，即()g x 在()0,∞+为减函数，当0a >时，在10,a ⎛⎫ ⎪⎝⎭上()0g x '<，所以()g x 在10,a ⎛⎫⎪⎝⎭为减函数，在1,a ⎛⎫+∞⎪⎝⎭上()0g x '>，所以()g x 在1,a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭增函数.（2）当0a ≤时，()g x 在(]0,e 为减函数，所以()()min 11g x g e ea ==-≤-.故不存在最小值3.当10a e <≤时，1e a≥，()g x 在(]0,e 为减函数，所以()()min1ln 2g x g e ea e ==--=，所以4a e=，不合题意，舍去当1a e >时10e a <<，在10,a ⎛⎫ ⎪⎝⎭上()0g x '<，函数()g x 单调递减；在1,e a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上()0g x '>，函数()g x 单调递增，由此()min 1111ln 2g x g a a ⎛⎫==--=⎪⎝⎭，所以ln 2a =.解得2a e =故2a e =时，使函数()g x 的最小值为2.（3）构造函数11()ln 31,,132h x x x x ⎡⎫=-+∈⎪⎢⎣⎭，则119()3033x h x x x -'=-=>，故1()ln 313h x x x =-+在1,12x ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭上递减，111111()ln 3120232232h x h ⎛⎫≤=-⨯+=--< ⎪⎝⎭，故1ln 3103x x -+<，即1,12x ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭时13ln 13x x >+，而11,1112n n N x n n *⎡⎫∈==-⎪⎢++⎣⎭，故13ln 1311n n n n >++⋅+，即[]ln(13ln 131)1n n n n ->++⋅+，将n *∈N 依次代入并相加得[]()1ln1ln 12313ln 2ln 3...ln(1)ln 1231ln 4323n n n n n n n ⎛⎫++++>-+-++-+-+ ⎭+⎪+⎝= ，即1233ln 2341n n n ⎛⎫++++>- ⎪+⎝⎭ .【点睛】本题解题关键在于观察证明式1233ln 2341n n n ⎛⎫++++>-⎪+⎝⎭ ，构造函数11()ln 31,,132h x x x x ⎡⎫=-+∈⎪⎢⎣⎭，以证明13ln 13x x >+，将1n x n =+代入求和即突破难点.用导数解决与正整数n 有关的不等式证明问题，属于难点，突破点就在于观察构造合适的函数，通过导数证明不等式，再将关于n 的式子代入即可.7．已知函数()()21ln ,2f x ax x x b a b R =-⋅+∈，()()g x f x '=.（1）判断函数()y g x =的单调性；（2）若(]()0, 2.718x e e ∈≈，判断是否存在实数a ，使函数()g x 的最小值为2？若存在求出a 的值；若不存在，请说明理由；【答案】（1）答案见解析；（2）存在，2a e =.【分析】（1）先求()()g x f x '=，再对()y g x =求导，对参数a 进行讨论确定导数的正负，即得函数单调性；（2）对参数a 进行讨论确定()y g x =导数的正负，即得函数()y g x =单调性，再根据单调性确定最值等于2，解得符合条件的参数值即得结果；【详解】（1）由()21ln 2f x ax x x b =-⋅+，知()()ln 1g x f x ax x '==--，0x >，故()11ax g x a x x-'=-=.当0a ≤时，()0g x '<，即()g x 在()0,∞+为减函数，当0a >时，在10,a ⎛⎫ ⎪⎝⎭上()0g x '<，所以()g x 在10,a ⎛⎫ ⎪⎝⎭为减函数，在1,a ⎛⎫+∞⎪⎝⎭上()0g x '>，所以()g x 在1,a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭增函数.（2）当0a ≤时，()g x 在(]0,e 为减函数，所以()()min 11g x g e ea ==-≤-.故不存在最小值3.当10a e <≤时，1e a≥，()g x 在(]0,e 为减函数，所以()()min1ln 2g x g e ea e ==--=，所以4a e=，不合题意，舍去.当1a e >时，10e a <<，在10,a ⎛⎫ ⎪⎝⎭上()0g x '<，函数()g x 单调递减；在1,e a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上()0g x '>，函数()g x 单调递增，由此()min 1111ln 2g x g a a ⎛⎫==--= ⎪⎝⎭，所以ln 2a =.解得2a e =，故2a e =时，使函数()g x 的最小值为2.【点睛】利用导数研究函数()f x 的单调性和最值的步骤：①写定义域，对函数()f x 求导()'f x ；②在定义域内，讨论不等式何时()0f x '>和()0f x '<③对应得到增区间和减区间及极值点，进而比较端点和极值点的值确定指定区间的最值即可.8．已知函数()()()ln 1f x x ax a =+-∈R .（1）讨论函数()f x 的单调性.（2）若()()2112g x x x a f x =--+-，设()1212,x x x x <是函数()g x 的两个极值点，若32a ≥，求证:()()12152ln 28x g x g -≥-.【答案】（1）答案见解析；（2）证明见解析.【分析】（1）先求得()f x 的定义域和导函数()'fx ，对a 分成0a ≤和0a >两种情况进行分类讨论，由此求得()f x 的单调区间.（2）求得()g x 的表达式，求得()'g x ，利用根与系数关系得到12,x x 的关系式以及1x 的取值范围，将()()12g x g x -表示为只含1x 的形式，利用构造函数法求得()()12g x g x -的最小值，从而证得不等式成立.【详解】(1)由题意得，函数()f x 的定义域为(1,)-+∞，()11f x a x '=-+.当0a ≤时，()101f x a x '=->+，∴函数()f x 在(1,)-+∞上单调递增.当0a >时，令()0f x '=，得11x a=-+.若11,1x a ⎛⎫∈--+ ⎪⎝⎭，则()0f x '>，此时函数()f x 单调递增；若11,x a ⎛⎫∈-++∞ ⎪⎝⎭，则()0f x '<，此时函数()f x 单调递减.综上，当0a ≤时，函数()f x 在(1,)-+∞上单调递增；当0a >时，函数()f x 在11,1a ⎛⎫--+ ⎪⎝⎭上单调递增，在11,a ⎛⎫-++∞ ⎪⎝⎭上单调递减.(2)()()21ln 12g x x x a x =+-+Q ，0x >，()()11g x x a x '∴=+-+()211x a x x-++=.由()0g x '=得()2110x a x -++=，()240321a a ∆=+⇒-≥>121x x a ∴+=+，121=x x ，211x x ∴=.32a ≥Q ，512a +≥，12x x <111115210x x x x ⎧+≥⎪⎪∴⎨⎪<<⎪⎩，解得1102x <≤.()()12x g x g ∴-()()()221121221ln12x x x a x x x =+--+-21121112ln 2x x x⎛⎫=-- ⎪⎝⎭.设()221112ln 022x h x x x x ⎛⎫⎛⎫=--<≤ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭，则()()22331210x h x x x x x-'=--=-<，∴函数()h x 在10,2⎛⎤⎥⎝⎦上单调递减.∴当112x =时，()min 1152ln 228h x h ⎛⎫==- ⎪⎝⎭.32a ∴≥时，()()12152ln 28x g x g -≥-成立.【点睛】求解含有参数的函数的单调性题，求导后要根据导函数的形式进行分类讨论.9．已知函数()2xf x e ae x =-.（1）讨论()f x 的单调区间；（2）当0a <时，证明：()2ln f x e x >.【答案】（1）当0a ≤时，()f x 的增区间为(),-∞+∞，无减区间；当0a >时，()f x 的减区间为(),2ln a -∞+，增区间()2ln ,a ++∞，（2）证明见解析【分析】（1）先求出函数的定义域，再求导数，分0a ≤和0a >，分别由导数大于零和小于零，可求得函数的单调区间；（2）要证明22ln x ae x e x e ->，只要证2ln 0x e e x ->，构造函数()2ln xg x e e x =-，然后利用导数求出此函数的最小值即可，或要证明22ln xae x e x e ->，只要证22ln x e x xe x ae ->，构造函数()()20x g x ae x x e =->，然后用导数求其最小值，构造函数()()2ln 0x h x e x x=>，然后利用导数求其最大值，或要证明22ln x ae x e x e ->．由于当0a <时，20ae x <，只要证2ln 0x e e x ->，构造函数()()()222222ln ln x x g x e e x e x e x e e e e x =-=-++--，令()()220x h x e e x e x =-+>，()222ln m x e x e e x =--，再利用导数求其最小值即可【详解】（1）解：()f x 的定义域为(),-∞+∞，()2x f x e ae '=-．当0a ≤时，()0f x ¢>，则()f x 的增区间为(),-∞+∞，无减区间．当0a >时，由()0f x ¢=，得2ln x a =+．当(),2ln x a ∈-∞+时，()0f x ¢<；当()2ln ,x a ∈++∞时，()0f x ¢>，所以()f x 的减区间为(),2ln a -∞+，增区间()2ln ,a ++∞．（2）证明：法一：要证明22ln x ae x e x e ->．由于当0a <时，20ae x <，只要证2ln 0x e e x ->．设()2ln xg x e e x =-，则()2xg x e e x '=-，()220xg x e xe ''=+>，所以()g x '在()0,+¥上是增函数．又()210g e e '=-<，()2222022e g ee '=-=>，所以存在()01,2x ∈，使得()02000x g e x e x '=-=，即020x e e x =，00ln 2x x =-．所以当()00,x x ∈时，()0g x ¢<；当()0,x x ∈+∞时，()0g x ¢>，因此()g x 在()00,x 上是减函数，在()0,x +∞上是增函数，所以()g x 有极小值，且极小值为()()022222222000000ln 22220x g x e e x e x e x e e e x e x e =-=--=+->-=．因此()0gx >，即2ln 0x e x -->．综上，当0a <时，()2ln f x e x >．法二：要证明22ln xae x e x e ->，只要证22ln x e x xe x ae ->．设()()20x g x ae x x e =->，则()()21x x e g x x-'=．当01x <<时，()0g x ¢<；当1x >时，()0g x ¢>，所以()g x 在()0,1上是减函数，在()1,+¥上是增函数，所以1x =是()g x 的极小值点，也是最小值点，且()()2min 1g x g e ae ==-．令()()2ln 0xh x e x x =>，则()()221ln x h x xe -'=．当0x e <<时，()0h x '>；当e x >时，()0h x '<，所以()h x 在()0,e 上是增函数，在(),e +∞上是减函数，所以x e =是()h x 的极大值点，也是最大值点，且()()max h x h e e ==，所以当0a <时，()()2g x e ae e h x ≥->≥，即22ln x e x xe x ae ->．综上，当0a <时，()2ln f x e x >．法三：要证明22ln x ae x e x e ->．由于当0a <时，20ae x <，只要证2ln 0x e e x ->．设()()()222222ln ln xxg x e e x e x ex ee e e x =-=-++--，令()()220xh x e e x ex =-+>，则()2x h x e e '=-，当02x <<时，()0h x '<；当2x >时，()0h x '>，所以()h x 在()0,2上是减函数，在()2,+¥上是增函数，所以2x =是()h x 的极小值点，也是()h x 的最小值点，即()()min 20h x h ==．设()222ln m x e x e e x =--，则()()2221x e m x e x xe-'=-=．当01x <<时，()0m x '<；当2x >时，()0m x '>，所以()m x 在()0,1上是减函数，在()1,+¥上是增函数，所以1x =是()m x 的极小值点，也是()m x 的最小值点，即()()min 10m x m ==．综上，()0h x ≥（当且仅当2x =时取等号），()0m x ≥（当且仅当1x =时取等号），所以()()()0g x h x m x =+>，故当0a <时，()2ln f x e x >．【点睛】关键点点睛：此题考查导数的应用，考查利用导数证明不等式，解题的关键是将不等式等价转化，然后构造函数，利用导数求函数的最值，考查数学转化思想，属于较难题10．已知函数2()ln f x x ax x =-+.（1）试讨论函数()f x 的单调性；（2）对任意0a <，满足2()ln f x x ax x =-+的图象与直线y kx =恒有且仅有一个公共点，求k 的取值范围.【答案】（1）当0a ≤时，在(0,)+∞单调递增；当0a >时，在10,4a ⎛-+ ⎝⎭单调递增，在14a ⎛⎫-+∞ ⎪ ⎪⎝⎭单调递减；（2）1k ≤或3221k e -+≥.【分析】（1）首先求函数的导数2121'()21(0)ax x f x ax x x x-++=-+=>，分0a ≤和0a >两千情况讨论导数的正负，确定函数的单调性；（2）由方程()f x kx =，转化为2ln x ax xk x -+=，构造函数()2ln x ax x h x x-+=，利用二阶导数判断函数的单调性，并分情况讨论()h x '最小值的正负，并结合零点存在性定理，确定函数的性质，根据2ln x ax xk x-+=有唯一解，确定k 的取值范围.【详解】（1）2121'()21(0)ax x f x ax x x x-++=-+=>当0a ≤时，恒有'()0f x >，所以()f x 在(0,)+∞单调递增；当0a >时，令2210ax x -++=，则180a ∆=+>，则10x =，211804x a-=<（舍去），当1(0,)4x a -+∈时，'()0f x >，()f x 在1(0,)4a-+单调递增；当)x ∈+∞时，'()0f x <，()f x在)+∞单调递减.综上所述，当0a ≤时，()f x 在(0,)+∞单调递增；当0a >时，()f x 在118(0,)4a -单调递增，()f x 在118()4a-+∞单调递减.（2）原命题等价于对任意0a <，2ln x ax x kx -+=有且仅有一解，即2ln x ax xk x-+=；令ln ()1x h x ax x =-+则21ln '()x h x a x -=-，332(ln )2''()x h x x -=，令''()0h x =得32x e =所以)'(h x 在32(0,)e 上递减，在32(,)e +∞上递增，3232min 331ln 1'()'()2e h x h e a ae e -==-=--当312a e ≤-时，'()0h x ≥，所以()h x 在R 上单调递增，又当0x →时，ln ,0xax x→-∞-→，所以()h x →-∞；当x →+∞时，ln ,xax x→+∞-→+∞，所以()h x →+∞.所以()h x 在R 上必存在唯一零点，此时k ∈R ；当3102a e-<<时，32min '()'()0h x h e =<，同时又当0x →时，21ln ,x a x-→+∞-→+∞，所以'()h x →+∞；当x →+∞时，21ln 0,x a x-→-→+∞，所以'()h x →+∞.所以方程'()0h x =存在两根12,x x ，即2211221ln 1ln 0x ax x ax --=--=且332212(0,),(,)x e x e ∈∈+∞，所以()h x 在1(0,)x 上单调递增，12(,)x x 上单调递减，在2(,)x +∞上单调递增，所以()h x 的极大值为1()h x ，极小值为2()h x 要使有方程2ln x ax xk x-+=唯一解，必有1()k h x >或2()k h x <，又2222222222ln ln 1ln 2ln 1()111x x x x h x ax x x x x --=-+=-+=+，又322(,)x e ∈+∞，则2ln 1()1x x x ϕ-=+，232ln '()0x x xϕ-=<，所以()ϕx 在32(,)e +∞递减，且x →+∞时，2ln 1()11x x xϕ-=+→，所以1k ≤；同理1112ln 1()1x h x x -=+，321(0,)x e ∈，2ln 1()1x x x ϕ-=+在32(0,)e 递增，3322322()()121x e eeϕϕ-<=+=+，所以3221k e -+≥.综上可得，1k ≤或3221k e -+≥.【点睛】思路点睛：本题是一道利用导数研究函数性质，零点的综合应用题型，属于难题，一般利用导数研究函数零点或方程的实数根时，需根据题意构造函数()f x ，利用导数研究函数在该区间上的单调性，极值，端点值等性质，以及零点存在性定理等研究函数的零点.11．设函数223223()3,()33,22a a f x x x ax g x ax x a ⎛⎫=-+=-++-∈ ⎪⎝⎭R .（1）求函数()f x 的单调区间；（2）若函数[]()23()()()0,222a x f x g x x x ϕ=--∈在0x =处取得最大值，求a 的取值范围.【答案】（1）当3a ≥时，()f x 的单调递增区间为(,)-∞+∞，无单调递减区间；当3a <时，()f x 的单调递增区间为93,13⎛-∞- ⎝⎭和9313⎛⎫++∞ ⎪ ⎪⎝⎭，单调递减区间为1⎛-+ ⎝⎭；（2）6,5⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦.【分析】（1）先对()f x 求导，对导函数分3a ≥和3a <两种情况讨论即可.（2）因为函数()x ϕ在0x =处取得最大值，所以[]23223133(0)()(1)3,0,22222a x ax a x x a x ϕϕ==+--+∈，利用分离参数法转化为不等式恒成立问题，求函数的最值即可.【详解】解：（1）()22()36313f x x x a x a '=-+=-+-，当3a ≥时，()0f x '≥，所以()f x 的单调递增区间为(,)-∞+∞，无单调递减区间；当3a <时，令()0f x '>，得13x <-或13x >+，所以()f x 的单调递增区间为93,13⎛-∞- ⎝⎭和9313⎛⎫++∞ ⎪ ⎪⎝⎭令()0f x '<，得1133x -<<+，所以()f x 的单调递减区间为9393133⎛-+ ⎝⎭.综上，当3a ≥时，()f x 的单调递增区间为(,)-∞+∞，无单调递减区间；当3a <时，()f x 的单调递增区间为,1⎛-∞- ⎝⎭和1⎛⎫+∞ ⎪ ⎪⎝⎭，单调递减区间为9393133⎛⎫-+ ⎪ ⎪⎝⎭.（2）由题意得[]322133()(1)3,0,2222x ax a x x a x ϕ=+--+∈.因为函数()x ϕ在0x =处取得最大值，所以[]23223133(0)()(1)3,0,22222a x ax a x x a x ϕϕ==+--+∈，即[]3213(1)30,0,222ax a x x x +--∈，当0x =时，显然成立.当(]0,2x ∈时，得()21313022ax a x +--≤，即()()()()()22323232322221+2x x ax xx x x x ++==++-+-+--.令(]22,4t x =+∈，则2()1,(2,4]th t t t =--∈，()2210h t t '=+>恒成立，所以2()1,(2,4]t h t t t =--∈是增函数，5()0,2h t ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦，所以3625(2)12x x +--+，即65a ，所以a 的取值范围为6,5⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦.【点睛】思路点睛：对含参数的函数求单调区间，根据导函数分类讨论是解决这类题的一般方法；已知函数的最大值求参数的取值范围，往往转化为不等式恒成立问题，如果能分离参数的话，分离参数是解决这类题的常用方法，然后再求函数的最值即可.12．已知函数()()()21ln 1f x x a x x =-+-+（0a >）.（1）讨论函数()f x 的单调性；（2）若关于x 的不等式()1ln x xf x x x-'≥在()1+∞，上恒成立，求实数a 的取值范围.【答案】（1）答案不唯一，见解析；（2）02a <≤.【分析】（1）求出函数的导数，通过讨论a 的范围，判断函数的单调性即可；（2原不等式化为：ln 2x a x x ≤-在()1+∞，上恒成立，设()ln 2xh x x x=-，()1,x ∈+∞，求出函数的导数，再令()221ln g x x x =-+，根据函数的单调性求出a 的范围即可．【详解】（1）()()()1121121x f x x a x a x x -⎛⎫⎛⎫'=-+-=-+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()()()12121a x x a x x xx---=--=，()0,x ∈+∞，令()0f x '=，则2ax =或1x =，当02a <<时，函数()f x 在区间0,2a ⎛⎫ ⎪⎝⎭和()1,+∞上单调递增，在区间,12a ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减，当2a =时，函数()f x 在()0+∞，上单调递增，当2a >时，函数()f x 在区间()0,1和,2a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递增，在区间1,2a ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减；（2）原不等式化为：ln 2xa x x≤-在()1+∞，上恒成立，设()ln 2xh x x x=-，()1,x ∈+∞，()2221ln 21ln 2x x x h x x x--+'=-=，令()221ln g x x x =-+，则()140g x x x '=+>，所以()g x 在()1+∞，上单调递增，()()110g x g >=>，所以()0h x '>，则函数()h x 在()1+∞，上单调递增，且()12h =，02a ∴<≤.【点睛】方法点睛：本题考查利用导数研究单调性（含参），考查利用导数研究恒成立问题，解决第（2）问的关键是将原不等式转化为ln 2xa x x≤-在()1+∞，上恒成立，进而利用导数研究函数的单调性，从而得解，考查逻辑思维能力和运算求解能力，考查转化和划归思想，属于常考题.13．已知函数()ln 2ag x x x x=++.（1）讨论()g x 的单调性；（2）当10a e <<时，函数()()222a f x xg x x x ⎛⎫=-+- ⎪⎝⎭在其定义域内有两个不同的极值点，记作1x 、2x ，且11x x <，若m 1≥，证明：112m mx x e +⋅>.【答案】（1）答案见解析；（2）证明见解析.【分析】（1）求出函数()g x 的定义域，求得()222x x a g x x+-'=，对实数a 的取值进行分类讨论，分析导数的符号变化，由此可得出函数()g x 的单调递增区间和递减区间；（2）利用分析法得出所证不等式等价于()()()121212121ln0m x x x x x x x mx +-<>>+，令()120,1x t x =∈，构造函数()()()11ln m t h t t t m+-=-+，其中()0,1t ∈，利用导数证明出()0h t <对任意的()0,1t ∈恒成立，由此可证得原不等式成立.【详解】（1）函数()ln 2ag x x x x=++的定义域为()0,∞+，()()222122a x x ag x a R x x x+-'=+-=∈，方程220x x a +-=的判别式18a ∆=+.①当18a ≤-时，0∆≤，()0g x '≥，()g x 在()0,∞+为增函数；②当18a >-时，0∆>，方程220x x a +-=的两根为114x -'=，214x -'=，（i ）当108a -<≤时，120x x ''<≤，对任意的0x >，()0g x '>，()g x 在()0,∞+为增函数；（ii ）当0a >时，120x x ''<<，令()0g x '<，可得20x x '<<，令()0g x '>，可得2x x '>.所以，()g x在1,4⎛⎫+∞⎝⎪⎪⎭为增函数，在10,4⎛⎤- ⎥ ⎝⎦为减函数.综上所述：当0a ≤时，()g x 的增区间为()0,∞+，无减区间；当0a >时，()g x的增区间为1,4⎛⎫+∞- ⎝⎪⎪⎭，减区间10,4⎛⎤- ⎥ ⎝⎦；（2）证明：()()2ln 2a f x x x x x a a R =--+∈ ，所以()ln f x x ax '=-，因为()f x 有两极值点1x 、2x ，所以11ln x ax =，22ln x ax =，欲证112mm x x e +⋅>等价于要证：()112ln ln m m x x e +⋅>，即121ln ln m x m x +<+，所以()1212121ln ln m x m x ax max a x mx +<+=+=+，因为m 1≥，120x x <<，所以原不等式等价于要证明121ma x mx +>+.又11ln x ax =，22ln x ax =，作差得()1122lnx a x x x =-，1212ln x x a x x ∴=-，所以原不等式等价于要证明()()112211212212ln11ln x m x x x x m x x x mx x x mx +-+>⇔<-++，令12x t x =，()0,1t ∈，上式等价于要证()()11ln m t t t m+-<+，()0,1t ∈，令()()()11ln m t h t t t m+-=-+，所以()()()()221t t m h t t t m --'=+，当m 1≥时，20t m -<，则()0h t '>，所以()h t 在()0,1上单调递增，因此()()10h t h <=，()()11ln m t t t m+-∴<+在()0,1t ∈上恒成立，所以原不等式成立.【点睛】利用导数研究函数的单调性，再由单调性来证明不等式是函数、导数、不等式综合中的一个难点，解题技巧是构造辅助函数，把不等式的证明转化为利用导数研究函数的单调性或求最值，从而证得不等式，而如何根据不等式的结构特征构造一个可导函数是用导数证明不等式的关键.14．已知实数0a >，函数()22ln f x a x x x=++，()0,10x ∈.（1）讨论函数()f x 的单调性；（2）若1x =是函数()f x 的极值点，曲线()y f x =在点()()11,P x f x ､()()22,Q x f x (12x x <)处的切线分别为1l ､2l ，且1l ､2l 在y 轴上的截距分别为1b ､2b .若12//l l ，求12b b -的取值范围.【答案】（1）答案见解析；（2）6ln 4,05⎛⎫- ⎪⎝⎭.【分析】（1）对函数求导，按照110a ≥、1010a<<分类，求得()0f x '<、()0f x '>的解集即可得解；（2）由极值点的性质可得1a =，由导数的几何意义可得1b 、2b 及()12122x x x x =+，转化条件为1211212221ln 1x x x b b x x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭-=++，构造新函数结合导数即可得解.【详解】（1）由题意，()()()()222212010ax ax a f x a x x x x+-'=-++=<<，0a > ，010x <<，∴20ax +>，①当110a ≥，即10,10a ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦时，()0f x '<，()f x ∴在()0,10上单调递减；②当1010a <<，即1,10a ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭时，当10,x a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时，()0f x '<；当1,10x a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时，()0f x '>，()f x ∴在10,a ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减，在1,10a ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增.综上所述：当10,10a ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦时，()f x 在()0,10上单调递减；当1,10a ⎛⎫∈+∞⎪⎝⎭时，()f x 在10,a ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减，在1,10a ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增；（2）∵1x =是()f x 的极值点，∴()10f '=，即()()210a a +-=，解得1a =或2a =-（舍），此时()2ln f x x x x =++，()2211f x x x'=-++，1l ∴方程为()1112111221ln 1y x x x x x x x ⎛⎫⎛⎫-++=-++-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，令0x =，得1114ln 1b x x =+-，同理可得2224ln 1b x x =+-，12//l l ，221122212111x x x x ∴-++=-++，整理得：()12122x x x x =+，12122x x x ∴=-，又12010x x <<<，则1112102x x x <<-，解得1542x <<，()1212211111211221222221244ln ln ln 1x x x x x x x x xb b x x x x x x x x x ⎛⎫- ⎪--⎝⎭∴-=+=+=+++，令12x t x =，则1111211,1224x x t x x -⎛⎫=⋅=-∈ ⎪⎝⎭，设()()211ln ,,114t g t t t t -⎛⎫=+∈ ⎪+⎝⎭，则()()()()222141011t g t t t t t -'=-+=>++，()g t ∴在1,14⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增，又()10g =，16ln 445g ⎛⎫=-⎪⎝⎭，()6ln 4,05g t ⎛⎫∴∈- ⎪⎝⎭，即12b b -的取值范围为6ln 4,05⎛⎫- ⎪⎝⎭.【点睛】关键点点点睛：解决本题的关键是利用导数的几何意义转化条件，再构造新函数，结合导数即可得解.15．已知函数32()23(1)6()f x x m x mx x R =+++∈.(1)讨论函数()f x 的单调性；(2)若(1)5f =，函数2()()(ln 1)0f x g x a x x=+-≤在(1,)+∞上恒成立，求证：2a e <.【答案】（1）答案不唯一，见解析（2）证明见解析【分析】（1）求导后分解因式，分类讨论即可得到函数的单调性；（2）由题意求出0m =，转化为23ln 1x a x +≤+在(1,)x ∈+∞上恒成立，利用导数求出23()(1)ln 1x h x x x +=>+的最小值，即可求解.【详解】（1）()()()'22661661fx x m x m x m x m ⎡⎤=+++=+++⎣⎦6(1)()x x m =++若1m =时，()0f x '≥，()f x 在R 上单调递增；若1m >时，1m -<-，当x m <-或1x >-时，()0f x '>，()f x 为增函数，当1m x -<<-时，()0f x '<，()f x 为减函数，若1m <时，1m ->-，当1x <-或x m >-时，()0f x '>，()f x 为增函数，当1x m -<<-时，()0f x '<，()f x 为减函数.综上，1m =时，()f x 在R 上单调递增；当1m >时，()f x 在(,)-∞-m 和(1,)-+∞上单调递增，在(,1)m --上单调递减；当1m <时，()f x 在(,1)-∞-和(,)m -+∞上单调递增，在(1,)m --上单调递减.（2）由(1)23(1)65f m m =+++=，解得0m =，所以32()23f x x x =+，由(1,)x ∈+∞时，ln 10x +>，可知()(ln 1)230g x a x x =+--≤在(1,)+∞上恒成立可化为23ln 1x a x +≤+在(1,)x ∈+∞上恒成立，设23()(1)ln 1x h x x x +=>+，则22132(ln 1)(23)2ln ()(ln 1)(ln 1)x x x x x h x x x +-+⨯-'==++，设3()2ln (1)x x x x ϕ=->，则223()0x x xϕ'=+>，所以()ϕx 在(1,)+∞上单调递增，又3ln163(2)2ln 2022ϕ-=-=<，3()20e eϕ=->所以方程()0h x '=有且只有一个实根0x ，且00032,2ln .x e x x <<=所以在0(1,)x 上，()0h x '<，()h x 单调递减，在0(,)x +∞上，()0,()h x h x '>单调递增，所以函数()h x 的最小值为0000002323()223ln 112x x h x x e x x ++===<++，从而022.a x e ≤<【点睛】关键点点睛：解答本题的难点在于得到232ln ()(ln 1)x x h x x -'=+后，不能求出()h x '的零点，需要根据()h x '的单调性及零点存在定理得到0x 的大致范围，再利用0x 的范围及0032ln x x =证明不等式.16．设()1,,54m h x x x x ⎡⎤=+∈⎢⎥⎣⎦，其中m 是不等于零的常数，（1）写出()4h x 的定义域；（2）求()h x 的单调递增区间；【答案】（1）15,164⎡⎤⎢⎥⎣⎦；（2）答案见解析.【分析】（1）由已知得出1454x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，，解出x 可得()4h x 的定义域；（2）对函数()h x 求导，按0m <，1016m <≤，12516m <<和25m ≥四种情况，分别求出函数的单调递增区间即可．【详解】（1）∵1454x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，，∴15164x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，∴()4h x 的定义域为15164⎡⎤⎢⎥⎣⎦，（2）()21m h x x '=-0m <时，()0h x '>恒成立，()h x 在154⎡⎤⎢⎥⎣⎦，递增；0m >时，令()0h x '>，解得x >或x <，即函数的单调增区间为(,-∞，)+∞14≤即1016m <≤时，()h x 在154⎡⎤⎢⎥⎣⎦，递增当154<<即12516m <<时，()h x 在⎤⎦递增5≥即25m ≥时，()h x 在154⎡⎤⎢⎥⎣⎦，无递增区间综上可得：0m <时，()h x 在154⎡⎤⎢⎥⎣⎦，递增；1016m <≤时，()h x 在154⎡⎤⎢⎥⎣⎦递增；12516m <<时，()h x 在⎤⎦递增【点睛】关键点点睛：本题考查函数的定义域，考查导数研究函数的单调性，解决本题的关键是令()0h x '>求出函数的单调增区间，讨论定义域的区间端点和单调区间的关系，考查了学生分类讨论思想和计算能力，属于中档题．17．已知1,12k ⎛⎤∈⎥⎝⎦，函数2()(1)x f x x e kx =--．（ 2.71828e = 为自然对数的底数）．（1）求函数()f x 的单调区间；（2）求函数()f x 在[0,]k 上的最大值．【答案】（1）单调增区间为(ln 2,),(0)k +∞-∞，，单调减区间为(0,ln 2)k ；（2）3(1)k k e k --.【分析】（1）由题得()(2)x f x x e k '=-，再利用导数求函数的单调区间得解；（2）证明0(2)ln k k <<，列出表格得出单调区间，比较区间端点与极值即可得到最大值．【详解】（1）由题得()(1)2(2)x x x f x e x e kx x e k '=+--=-，令0()0,20x x f x e k >⎧'>∴⎨->⎩或020x x e k <⎧⎨-<⎩，因为1,12k ⎛⎤∈⎥⎝⎦，所以122k <≤，所以不等式组的解为ln 2x k >或0x <，所以函数()f x 的单调增区间为(ln 2,),(0)k +∞-∞，；令0()0,20x x f x e k >⎧'<∴⎨-<⎩或020x x e k <⎧⎨->⎩，解之得0ln 2x k <<，所以函数()f x 的单调减区间为(0,ln 2)k ；所以函数()f x 的单调增区间为(ln 2,),(0)k +∞-∞，，单调减区间为(0,ln 2)k .（2）令()(2)k k ln k ϕ=-，1(2k ∈，1]，11()10k k k k ϕ-'=-=所以()k ϕ在1(2，1]上是减函数，ϕ∴（1）1()()2k ϕϕ<，112()2ln k k ϕ∴-<<．即0(2)ln k k<<所以()'f x ，()f x 随x 的变化情况如下表：x(0，(2))ln k (2)ln k ((2)ln k ，)k ()'f x -0+()f x极小值(0)1f =-，()(0)f k f -3(1)(0)k k e k f =---3(1)1k k e k =--+3(1)(1)k k e k =---2(1)(1)(1)k k e k k k =---++2(1)[(1)]k k e k k =--++。
专题21导数极值点偏移问题(原卷版)
专题21导数极值点偏移问题知识梳理 方法技巧题型归类 题型一：消参减元 题型二：对称变换题型三：比(差)值换元题型四：对数均值不等式培优训练 训练一：训练二：训练三：训练四：训练五：训练六：强化测试 解答题：共12题一、【知识梳理】【方法技巧】众所周知，函数)(x f 满足定义域内任意自变量x 都有)2()(x m f x f -=，则函数)(x f 关于直线m x =对称；可以理解为函数)(x f 在对称轴两侧，函数值变化快慢相同，且若)(x f 为单峰函数，则m x =必为)(x f 的极值点. 如二次函数)(x f 的顶点就是极值点0x ，若c x f =)(的两根的中点为221x x +，则刚好有0212x x x =+，即极值点在两根的正中间，也就是极值点没有偏移.若相等变为不等，则为极值点偏移：若单峰函数)(x f 的极值点为m ，且函数)(x f 满足定义域内m x =左侧的任意自变量x 都有)2()(x m f x f ->或)2()(x m f x f -<，则函数)(x f 极值点m左右侧变化快慢不同. 故单峰函数)(x f 定义域内任意不同的实数21,x x 满足)()(21x f x f =，则221x x +与极值点m 必有确定的大小关系： ①若221x x m +<，则称为极值点左偏；②若221x x m +>，则称为极值点右偏.1.对称变换主要用来解决与两个极值点之和、积相关的不等式的证明问题.其解题要点如下：(1)定函数(极值点为x 0)，即利用导函数符号的变化判断函数的单调性，进而确定函数的极值点x 0.(2)构造函数，即根据极值点构造对称函数F (x )＝f (x )－f (2x 0－x )，若证x 1x 2>x 20，则令F (x )＝f (x )－f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 20x . (3)判断单调性，即利用导数讨论F (x )的单调性.(4)比较大小，即判断函数F (x )在某段区间上的正负，并得出f (x )与f (2x 0－x )的大小关系.(5)转化，即利用函数f (x )的单调性，将f (x )与f (2x 0－x )的大小关系转化为x 与2x 0－x 之间的关系，进而得到所证或所求.2.含参函数问题可考虑先消去参数，其目的就是减元，进而建立与所求解问题相关的函数.3.比(差)值换元就是根据已知条件首先建立极值点之间的关系，然后利用两个极值点之比(差)作为变量，从而实现消参、减元的目的.一般用t 表示两个极值点之比(差)，继而将所求解问题转化为关于t 的函数问题.4.对数均值不等式可用对称化构造或比值换元进行证明，在解答题中，一般要先证明后应用.设a ，b >0，a ≠b ，则a ＋b 2>a －b ln a －ln b >ab ，其中a －b ln a －ln b被称之为对数平均数，上述不等式称为对数均值不等式.二、【题型归类】【题型一】消参减元【典例1】已知函数f (x )＝ln x －ax ，a 为常数，若函数f (x )有两个零点x 1，x 2，求证：x 1·x 2>e 2.【典例2】已知函数f(x)＝ln(ax)＋12ax2－2x，a>0.设x1，x2是函数f(x)的两个极值点，且x1<x2，求证：x1＋x2>2.【题型二】对称变换【典例1】已知函数f(x)＝e xx－ln x＋x－a.(1)若f(x)≥0，求a的取值范围；(2)证明：若f(x)有两个零点x1，x2，则x1x2<1.【典例2】已知函数f(x)＝2x＋ln x.(1)求f(x)的极值和单调区间；(2)若函数g(x)＝f(x)－a(a>2)的两个零点为x1，x2，证明：x1＋x2>4.【题型三】比(差)值换元【典例1】已知函数f(x)＝x ln x的图象与直线y＝m交于不同的两点A(x1，y1)，B(x2，y2).求证：x1x2<1e2.【典例2】已知函数f(x)＝ln xx－m⎝⎛⎭⎪⎫m∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，1e的两个零点为x1，x2，证明：ln x1＋ln x2>2.【题型四】对数均值不等式【典例1】设函数()(),x f x e ax a a R =-+∈其图象与x 轴交于12(,0),(,0)A x B x 两点,且12x x <.（1）求实数a 的取值范围；（2）证明：0(()f f x ''<为函数()f x 的导函数）；【典例2】已知f (x )＝a －1x －ln x 有两个零点x 1，x 2，且x 1<x 2，求证：2<x 1＋x 2<3e a －1－1.三、【培优训练】【训练一】已知函数f (x )＝x e －x .(1)求函数f (x )的单调区间；(2)若x 1≠x 2且f (x 1)＝f (x 2)，求证：x 1＋x 2>2.【训练二】已知函数f (x )＝x ln x －12mx 2－x ，m ∈R .(1)若g (x )＝f ′(x )(f ′(x )为f (x )的导函数)，求函数g (x )在区间[1，e]上的最大值；(2)若函数f (x )有两个极值点x 1，x 2，求证：x 1x 2>e 2.【训练三】已知函数()sin e xx f x =，()0,x π∈． （1）求函数()f x 的单调区间；（2）若12x x ≠，且()()12f x f x =，证明：122x x π+>．【训练四】已知函数2()ln ln f x x x m x =-+有两个极值点x 1,x 2． （1）求实数m 的取值范围；（2）证明：x 1x 2＜4．【训练五】已知函数f (x )＝x (1－ln x )．(1)讨论f (x )的单调性；(2)设a ，b 为两个不相等的正数，且b ln a －a ln b ＝a －b ，证明：2<1a ＋1b <e.【训练六】已知函数f (x )＝(x －2)e x ＋a (x －1)2有两个零点.(1)求a 的取值范围；(2)设x 1，x 2是f (x )的两个零点，求证：x 1＋x 2<2.四、【强化测试】【解答题】1. 已知函数f (x )＝2x ＋ln x ，若x 1≠x 2，且f (x 1)＝f (x 2)，求证：x 1＋x 2>4.2.已知函数f(x)＝e xe x，f(x1)＝f(x2)＝t(0<x1<x2，0<t<1).证明：x1＋x2>2x1x2.3.已知函数f(x)＝x－ln x－a有两个不同的零点x1，x2.(1)求实数a的取值范围；(2)证明：x1＋x2>a＋1.4.已知f(x)＝x2－2a ln x，a∈R.若y＝f(x)有两个零点x1，x2(x1<x2)．(1)求实数a的取值范围；(2)若x0是y＝f(x)的极值点，求证：x1＋3x2>4x0.5.已知a是实数，函数f(x)＝a ln x－x.(1)讨论f(x)的单调性；(2)若f(x)有两个相异的零点x1，x2且x1>x2>0，求证：x1x2>e2.6.已知函数f(x)＝ln x－ax有两个零点x1，x2.(1)求实数a的取值范围；(2)求证：x1·x2>e2.7. 已知函数f (x )＝x 2a －2ln x (a ∈R ，a ≠0)．(1)求函数f (x )的极值；(2)若函数f (x )有两个零点x 1，x 2(x 1<x 2)，且a ＝4，证明：x 1＋x 2>4.8. 已知函数f (x )＝a e x －x ，a ∈R .若f (x )有两个不同的零点x 1，x 2.证明：x 1＋x 2>2.9. 已知函数()2ln 1f x x x ax =-+．（1）若()0f x ≥恒成立，求实数a 的取值范围．（2）若函数()31y f x ax ax =-+-的两个零点为1x ，2x ，证明：212e x x >．10. 已知函数31()28ln 6f x x ax x =-+．（1）若函数()f x 在定义域内单调递增，求实数a 的取值范围； （2）若函数()f x 存在两个极值点12,x x ，求证：124x x +>．11. 已知a ∈R ,()ax f x x e -=⋅,（其中e 为自然对数的底数）. （1）求函数()y f x =的单调区间；（2）若0a >,函数()y f x a =-有两个零点x ,2x ,求证：22122x x e +>.12. 已知函数()()ln 2f x a x x =+-. （1）当1a =时,求()f x 的最大值； （2）设点()()11,A x f x 和()()22,B x f x 是曲线()y f x =上不同的两点,且()()12f x f x =,若12ak x x <+恒成立,求实数k 的取值范围.。
导数大题压轴练-高考数学重点专题冲刺演练(原卷版)
导数大题压轴练-新高考数学复习分层训练（新高考通用）1．（2023·广东·统考一模）已知函数()1e x f x x +=.(1)求()f x 的极值；(2)当0x >时，()()1ln 2f x a x x ≥+++，求实数a 的取值范围.2．（2023·广东深圳·深圳中学校联考模拟预测）设()()e xx f x x =∈R .(1)求()f x 的单调性，并求()f x 在12x =处的切线方程；(2)若(e )()(ln 1)x f x k x ⋅≤⋅+在()1,x ∈+∞上恒成立，求k 的取值范围.3．（2023·江苏南通·统考模拟预测）设函数()2ln f x x x =-，()()R g x ax a =∈.(1)若函数()y g x =图象恰与函数()y f x =图象相切，求实数a 的值；(2)若函数()()()2ln h x f x g x x =-+有两个极值点1x ，2x ，设点()()11,A x h x ，()()22,B x h x ，证明：A 、B 两点连线的斜率42a k a >-.4．（2023·江苏南通·校联考模拟预测）已知函数23()e 22x f x m x x =--．(1)当3m ≥时，证明：()f x 在区间(,)-∞+∞上单调递增；(2)若函数()()cos g x f x x =-存在两个不同的极值点，求实数m 的取值范围．5．（2023·辽宁大连·校联考模拟预测）已知函数()e x f x a x =-（e 为自然对数的底数）．(1)若()f x 的最小值为1，求2()()2a g x f x x =-在[0,)+∞上的最小值；(2)若02b <≤，证明：当[0,)x ∈+∞时，2223e (3sin )(01)x x x b x a ++≤-<<．6．（2023·辽宁辽阳·统考一模）已知函数()()43430f x x x x =+>.(1)求()f x 的最小值.(2)若()()12f x f x =，且12x x <.证明：（ⅰ）()()3434111122x x x x +-<+-；（ⅱ）122x x +>.7．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考三模）已知λ为正实数，函数()()()2ln 102x f x x x x λλ=+-+>.(1)若()0f x >恒成立，求λ的取值范围；(2)求证：()()215212ln 12ln 13n i n n i i =⎛⎫+-<-<+ ⎪⎝⎭∑（1,2,3,...i =）.8．（2023·福建泉州·统考三模）已知()()211ln 2f x x a x x x =---有两个极值点1x 、2x ，且12x x <．(1)求a 的范围；(2)当01ln 2a <≤-时，证明：()()12112a f x f x +<+<．9．（2023·山东聊城·统考一模）已知函数()ln a f x x x x =+，()2e ln ln2x g x x x x =---．(1)若直线y x =是曲线()y f x =的一条切线，求a 的值；(2)若对于任意的()10,x ∞∈+，都存在()20,x ∈+∞，使()()12f x g x ≥成立，求a 的取值范围．10．（2023·湖北·校联考模拟预测）已知函数2sin ()π,[0,π]e x x f x x x x =-+∈．(1)求()f x 在(0,(0))f 处的切线方程；(2)若()f x m =存在两个非负零点12,x x ，求证：212ππ1m x x -≤-+．11．（2023·江苏·统考一模）已知R k ∈，函数()()2π3ln 1sin π2f x x x kx =+++，()1,2x ∈-.(1)若0k =，求证：()f x 仅有1个零点；(2)若()f x 有两个零点，求实数k 的取值范围.12．（2023·湖北·荆州中学校联考二模）已知*N n ∈，函数()ln n f x x n x =-有两个零点，记为n x ，()n n n y x y <．(1)证明：11n n n n y x y x ++-<-．(2)对于0αβ<<，若存在θ，使得()()()()n n n f f f βαθβα'-=-，试比较αβ+与2θ的大小．13．（2023·湖北武汉·华中师大一附中校联考模拟预测）已知函数()()()22e 21ln 21x f x a x x =-++．(1)当2a =时，研究函数()f x 的单调性；(2)当π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时，()()22cos 22f x x a x ≥--恒成立，求a 的取值范围．14．（2023·湖南邵阳·统考二模）已知函数()e cos x f x x =，()cos g x x x =-．(1)对任意的π,02x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦，()()0tf x g x '-≥恒成立，求实数t 的取值范围；(2)设方程()()f x g x '=在区间*ππ(2π,2πN )32n n n ++∈内的根从小到大依次为1x ，2x ，…，n x ，…，求证：12n n x x +->π．15．（2023·湖南·校联考模拟预测）设函数311()sin cos 0,()()sin 222f x x x x x g x f x x ax π⎛⎫=-<<=+- ⎪⎝⎭.(1)证明：当0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时，()f x 有唯一零点；(2)若任意[0,)x ∈+∞，不等式()0g x ≤恒成立，求实数a 的取值范围.16．（2023·湖南张家界·统考二模）已知函数()1ln 12f x x x x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,()()()31ln 1h x a x a x x =-+-+-.(1)()()f x F x x=,求()F x 的最值;(2)若函数()()()g x h x f x =-恰有两个不同的零点,求a 的取值范围.17．（2023·湖南郴州·统考三模）已知函数()()()21,ln f x x ax g x x a a R =-+=+∈.(1)若()()1,a f x g x =>在区间()0,t 上恒成立，求实数t 的取值范围；(2)若函数()f x 和()g x 有公切线，求实数a 的取值范围.18．（2023·广东茂名·统考一模）若函数()()211ln 022f x a x x a x =-++>有两个零点12,x x ，且12x x <.(1)求a 的取值范围；(2)若()f x 在()1,0x 和()2,0x 处的切线交于点()33,x y ，求证：()312221x x x a <+<+.19．（2023·广东·校联考模拟预测）已知函数()e x m f x x +=．(1)当0m >时，求函数()f x 的极值点的个数；(2)当a ，b ，()0,c ∈+∞时，e e e 12e b c a c a b a b c m ---------++<-恒成立，求m 的取值范围．20．（2023·广东湛江·统考一模）已知函数()e cos 2x f x x =+-．(1)证明：函数()f x 只有一个零点；(2)在区间()0,∞+上函数()sin f x ax x >-恒成立，求a 的取值范围．21．（2023·江苏南通·海安高级中学校考一模）已知函数()2e ,0x f x a x a =->且1a ≠.(1)设()()e f x g x x x =+，讨论()g x 的单调性；(2)若1a >且()f x 存在三个零点123,,x x x .1）求实数a 的取值范围；2）设123x x x <<，求证：1233x x x ++>.22．（2023·江苏泰州·统考一模）已知函数()1e x x f x a -=和()ln a x g x x +=有相同的最大值.(1)求实数a ；(2)设直线y b =与两条曲线()y f x =和()y g x =共有四个不同的交点，其横坐标分别为()12341234,,,x x x x x x x x <<<，证明：1423x x x x =.23．（2023·辽宁朝阳·校联考一模）已知函数()22ln f x x ax bx =++.（,a b 为实数）(1)当1,1a b ==时，若正实数12,x x 满足()()124f x f x +=，证明：122x x +≥.(2)当0a =时，设()()11e 2x g x xf x -=+，若()0g x ≥恒成立，求b 的取值范围.24．（2023·福建福州·统考二模）已知函数()()1ln f x x x ax a =+-+．(1)若2a =，试判断()f x 的单调性，并证明你的结论；(2)若()1,0x f x >>恒成立．①求a 的取值范围：②设11111232n a n n n n=+++++++ ，[]x 表示不超过x 的最大整数．求[]10n a ．（参考数据：ln 20.69≈）25．（2023·山东青岛·统考一模）已知函数()ln f x x =，圆()22:2C x y b +-=．(1)若1b =，写出曲线()y f x =与圆C 的一条公切线的方程(无需证明)；(2)若曲线()y f x =与圆C 恰有三条公切线．(i)求b 的取值范围；(ii)证明：曲线22:12y D x -=上存在点(),T m n ()0,0m n >>，对任意0x >，()()1f mx f x n b =+--．26．（2023·山东·沂水县第一中学校联考模拟预测）已知函数()()()1ln f x x x ax a a =+-+∈R ．(1)若2a =，试判断()f x 的单调性，并证明你的结论；(2)设01a <≤，求证：()()()()e 1311ln ln 1ax f x a x x x x ->+--+-+．27．（2023·湖北·统考模拟预测）已知函数()1ln 1x f x a x x -=-+．(1)当1a =时，求函数()f x 的单调区间；(2)若()()()()22ln 110g x a x x x a =---≠有3个零点1x ，2x ，3x ，其中123x x x <<．（ⅰ）求实数a 的取值范围；（ⅱ）求证：()()133122a x x -++<．28．（2023·湖南常德·统考一模）已知函数()ln 21a f x x a x =+-+（a ∈R ）.(1)讨论函数()f x 的单调性；(2)若()f x 两个极值点1x ，2x ，且21e,e x ⎡⎤∈⎣⎦，求()()12f x f x -的取值范围.29．（2023·广东广州·统考一模）已知0a >，函数()()()1e 1x f x ax =--.(1)若1a =，证明：当0x >时，()ln 1f x x <+：(2)若函数()()()ln 1h x x f x =+-存在极小值点0x ，证明：()00f x ≥30．（2023·江苏南通·二模）已知函数()ln a f x ax x x=--．(1)若1x >，()0f x >，求实数a 的取值范围；(2)设12,x x 是函数()f x 的两个极值点，证明：12()()f x f x -<．。
(完整word版)高中数学导数压轴题专题训练
高中数学导数尖子生指导（填选压轴）一．选择题（共 30 小题）1．（ 2013?文昌模拟）如图是322+x 2 2的值是（）f （ x ） =x +bx +cx+d 的图象，则 x 1 A ． B ． C ．D ．考点 ： 利用导数研究函数的极值；函数的图象与图象变化． 专题 ： 计算题；压轴题；数形联合．剖析： 先利用图象得： f （x ） =x （ x+1 ）（ x ﹣ 2）=x 3﹣ x 2﹣2x ，求出其导函数，利用 x 1， x 2 是原函数的极值点，求出 x 1+x 2= ，，即可求得结论．解答： 解：由图得： f （ x ） =x （ x+1 ）（x ﹣ 2） =x 3﹣ x 2﹣ 2x ，∴ f'（ x ） =3x 2﹣ 2x ﹣ 2∵ x 1， x 2 是原函数的极值点所以有 x 1+x 2= ，，222．故 x 1 +x 2 =（x 1+x 2） ﹣ 2x 1x 2== 应选 D ．评论： 本题主要考察利用函数图象找到对应结论以及利用导数研究函数的极值，是对基础知识的考察，属于基础题．2．（ 2013?乐山二模）定义方程 f （ x ） =f ′（ x ）的实数根 x 0 叫做函数 f （ x ）的 “新驻点 ”，若函数 g （ x ） =x ， h （ x ）=ln （ x+1）， φ（ x ）=x 3﹣ 1 的 “新驻点 ”分别为 α， β， γ，则 α， β，γ的大小关系为（ ） A ．α＞ β＞ γB ． β＞ α＞ γC ． γ＞ α＞βD ．β＞ γ＞α考点 ： 导数的运算． 专题 ： 压轴题；新定义．剖析： 分别对 g （ x ），h （x ），φ（ x ）求导，令g ′（ x ） =g （ x ），h ′（ x ）=h （ x ），φ′（ x ） =φ（ x ），则它们的根分别32为 α， β， γ，即 α=1， ln （ β+1） =， γ﹣ 1=3γ，而后分别议论 β、 γ的取值范围即可．解答：解： ∵ g ′（ x ） =1， h ′（ x ） =， φ′（x ） =3x 2，由题意得：α=1， ln （ β+1） = 32， γ﹣ 1=3γ，① ∵ ln （ β+1） =，β+1∴ （ β+1 ） =e ，当 β≥1时， β+1≥2， ∴ β＜1，这与 β≥1矛盾，∴ 0＜ β＜ 1；32② ∵ γ﹣ 1=3 γ，且 γ=0 时等式不行立，2∴ 3γ＞3∴ γ＞ 1， ∴ γ＞ 1．∴ γ＞ α＞ β． 应选 C ．评论： 函数、导数、不等式密不行分，本题就是一个典型的代表，此中对对数方程和三次方程根的范围的议论是一个难点．3．（ 2013?山东）抛物线 C 1：的焦点与双曲线C 2： 的右焦点的连线交C 1 于第一象限的点 M ．若 C 1 在点 M 处的切线平行于 C 2 的一条渐近线，则p=（）A ．B ．C ．D ．考点 ： 利用导数研究曲线上某点切线方程；双曲线的简单性质． 专题 ： 压轴题；圆锥曲线的定义、性质与方程．剖析： 由曲线方程求出抛物线与双曲线的焦点坐标，由两点式写出过两个焦点的直线方程，求出函数在 x 取直线与抛物线交点 M 的横坐标时的导数值，由其等于双曲线渐近线的斜率获得交点横坐标与 p 的关系，把 M 点的坐标代入直线方程即可求得 p 的值．解答：解：由，得 x 2=2py （ p ＞ 0），所以抛物线的焦点坐标为 F （）．由，得，．所以双曲线的右焦点为（2，0）．则抛物线的焦点与双曲线的右焦点的连线所在直线方程为 ，即① ．设该直线交抛物线于M （ ），则 C 1 在点 M 处的切线的斜率为 ．由题意可知，得 ，代入 M 点得 M （ ）把 M 点代入 ① 得：．解得 p=．应选 D ．评论： 本题考察了双曲线的简单几何性质，考察了利用导数研究曲线上某点的切线方程，函数在曲线上某点处的切线的斜率等于函数在该点处的导数，是中档题．4．（ 2013?安徽） 已知函数3 2 +bx+c 有两个极值点1211 2 ，则对于 x 的方程 3（ f （x ）） f （ x ）=x +axx，x，若 f （ x）=x ＜ x2+2af （x ） +b=0 的不一样实根个数为（ ）A ．3B ． 4C ． 5D ．6考点 ： 利用导数研究函数的极值；根的存在性及根的个数判断．专题 ： 压轴题；导数的综合应用．剖析： 由函数 f （ x ）=x 32′ 2有两个不相等的实数根，必有+ax +bx+c 有两个极值点 x 1， x 2，可得 f （ x ）=3x +2ax+b=0 △ =4a 2﹣ 12b ＞ 0．而方程 3（f （ x ））2+2af （ x ）+b=0 的 △ 1=△ ＞0，可知此方程有两解且 f （ x ）=x 1 或 x 2．再分别议论利用平移变换即可解出方程f （ x ） =x 1 或 f （ x ）=x 2 解得个数．解答： 解： ∵ 函数 f （ x ） =x 3 212+ax +bx+c 有两个极值点 x， x ，′2∴ f （ x ）=3x +2ax+b=0 有两个不相等的实数根，∴ △ =4a 2﹣ 12b ＞ 0．解得= ．∵ x 1＜ x 2，∴，．而方程 3（f （x ））21=△ ＞ 0， ∴ 此方程有两解且1 2+2af （x ） +b=0的△f （ x ） =x 或 x ．不如取 0＜x 1＜ x 2， f （ x 1）＞ 0．y=f （ x ）﹣ x 的图象， ∵ f （ x ）=x ，可知方程 f （ x ）=x① 把 y=f （ x ）向下平移 x个单位即可获得1有两1 1 1 1 解．② 把 y=f （ x ）向下平移 x 2 个单位即可获得y=f （ x ）﹣ x 2 的图象， ∵f （x 1） =x 1， ∴f （x 1）﹣ x 2＜0，可知方程 f （ x ） =x 2 只有一解．综上 ①② 可知：方程 f （ x ）=x 1 或 f （ x ）=x 2．只有 3 个实数解． 即对于 x 的方程 3（f （x ））2+2af （ x ）+b=0的只有 3 不一样实根．应选 A ．评论： 本题综合考察了利用导数研究函数得单一性、极值及方程解得个数、平移变换等基础知识，考察了数形联合的思想方法、推理能力、分类议论的思想方法、计算能力、剖析问题和解决问题的能力．5．（ 2013?湖北）已知 A ．a 为常数，函数 B ．f （ x ） =x （ lnx ﹣ ax ）有两个极值点C ．x 1，x 2（ x 1＜ x 2）（D ．）考点 ： 利用导数研究函数的极值；函数在某点获得极值的条件．专题 ： 压轴题；导数的综合应用．剖析： 先求出 f ′（ x ），令 f ′（ x ）=0，由题意可得 lnx=2ax ﹣ 1 有两个解 x 1， x 2? 函数 g （ x ） =lnx+1 ﹣ 2ax 有且只有两个零点 ? g ′（ x ）在（ 0， +∞）上的独一的极值不等于 0．利用导数与函数极值的关系即可得出．解答：解： ∵=lnx+1 ﹣ 2ax ，（ x ＞0）令 f ′（ x ）=0 ，由题意可得 lnx=2ax ﹣ 1 有两个解 x 1， x 2? 函数 g （ x ）=lnx+1 ﹣ 2ax 有且只有两个零点? g ′（ x ）在（ 0， +∞）上的独一的极值不等于 0．．① 当 a ≤0 时， g ′（ x ）＞ 0， f ′（x ）单一递加，所以 g （ x ） =f ′（x ）至多有一个零点，不切合题意，应舍去．② 当 a ＞ 0 时，令 g ′（ x ） =0 ，解得 x= ，∵ x， g ′（ x ）＞ 0，函数 g （ x ）单一递加；时， g ′（ x ）＜ 0，函数 g （ x ）单一递减．∴ x=是函数 g （ x ）的极大值点，则＞ 0，即＞ 0，∴ ln （ 2a ）＜ 0，∴ 0＜ 2a ＜1，即．∵， f ′（ x ） =lnx +1﹣2ax =0， f ′（ x ） =lnx +1﹣ 2ax 2=0．11122且 f （ x 1） =x 1（ lnx 1﹣ ax 1） =x 1（2ax 1﹣ 1﹣ ax 1） =x 1（ ax 1 ﹣1）＜ x 1（﹣ ax 1） =＜ 0，f （x 2） =x 2（ lnx 2﹣ ax 2） =x 2（ ax 2﹣1）＞=﹣．（）．应选 D ．评论： 娴熟掌握利用导数研究函数极值的方法是解题的要点．6．（ 2013?辽宁）设函数 f （ x ）知足 x 2f ′（x ） +2xf （ x ） =，f （2） = ，则 x ＞0 时， f （ x ）（）A ．有 极大值，无极小值B ． 有极小值，无极大值C ． 既有极大值又有极小值D ．既 无极大值也无极小值考点 ： 函数在某点获得极值的条件；导数的运算．专题 ： 压轴题；导数的综合应用．剖析： 先利用导数的运算法例，确立 f （x ）的分析式，再结构新函数，确立函数的单一性，即可求得结论．解答：，解： ∵ 函数 f （ x ）知足∴∴ x ＞ 0 时，dx∴∴令 g （ x ）=，则令 g ′（x ） =0，则 x=2 ， ∴x ∈（ 0， 2）时， 数单一递加∴ g （ x ）在 x=2 时获得最小值g ′（ x ）＜ 0，函数单一递减，x ∈（ 2， +∞）时，g ′（ x ）＞ 0，函∵ f （ 2） =， ∴ g （2） = =0∴ g （ x ） ≥g （ 2） =0∴≥0即 x ＞ 0 时， f （ x ）单一递加∴ f （ x ）既无极大值也无极小值应选 D ．评论： 本题考察导数知识的运用，考察函数的单一性与极值，考察学生剖析解决问题的能力，难度较大．7．（ 2013?安徽）若函数f （ x ）=x 3+ax 2+bx+c 有极值点 x 1，x 2，且 f （ x 1）=x 1，则对于 x 的方程 3（ f （ x ））2+2af （ x ） +b=0 的不一样实根个数是（ ）A ．3B ． 4C ． 5D ．6考点 ： 函数在某点获得极值的条件；根的存在性及根的个数判断． 专题 ： 综合题；压轴题；导数的综合应用．剖析： 求导数 f ′（ x ），由题意知 x 1， x 2 是方程 3x 2+2ax+b=0 的两根，从而对于 f （ x ）的方程 3（ f （ x ））2+2af （ x ）+b=0 有两个根，作出草图，由图象可得答案．解答： 解： f ′（ x ） =3x 2+2ax+b ， x 1， x 2 是方程 3x 2+2ax+b=0 的两根，不如设 x 2＞x 1，由 3（ f （ x ））2+2af （ x ） +b=0，则有两个 f （ x ）使等式成立， x 1=f （ x 1），x 2＞ x 1=f （ x 1），以下表示图象：如图有三个交点，应选 A ．评论： 考察函数零点的观点、以及对嵌套型函数的理解，考察数形联合思想．8．（ 2014?海口二模）设f （x ）是定义在R 上的奇函数，且f （ 2） =0，当x ＞ 0 时，有恒成立，则不等式 x 2f （ x ）＞ 0 的解集是（）A ．（﹣ 2， 0） ∪ （2， +∞）B ． （ ﹣2， 0） ∪ （ 0， 2）C ． （﹣ ∞，﹣2）∪（2，+∞）D ．（﹣ ∞，﹣ 2） ∪ （ 0，2）考点 ： 函数的单一性与导数的关系；奇偶函数图象的对称性；其余不等式的解法． 专题 ： 综合题；压轴题．剖析：第一依据商函数求导法例，把 化为 [] ′＜ 0；而后利用导函数的正负性， 可判断函数y=在（ 0， +∞）内单一递减；再由f （ 2）=0，易得 f （ x ）在（ 0， +∞）内的正负性；最后联合奇函数的图象特色，可得f （ x ）在（﹣ ∞， 0）内的正负性．则x 2f （ x ）＞ 0? f （ x ）＞ 0 的解集即可求得．解答：解：因 当 x ＞ 0 ，有 恒成立，即 [ ]′＜0 恒成立，所以在（ 0， +∞）内 减．因 f （ 2） =0，所以在（ 0， 2）内恒有 f （ x ）＞ 0；在（ 2， +∞）内恒有 f （x ）＜ 0．又因 f （ x ）是定 在R 上的奇函数，所以在（ ∞， 2）内恒有 f （ x ）＞ 0；在（ 2， 0）内恒有f （ x ）＜ 0．又不等式 x 2f （x ）＞ 0 的解集，即不等式 f （ x ）＞ 0 的解集． 所以答案 （ ∞， 2）∪ （ 0，2）．故 D ．点 ：本 主要考 函数求 法 及函数 性与 数的关系，同 考 了奇偶函数的 象特色．9．（ 2014?重 三模） 于三次函数 f （ x ）=ax 3+bx 2+cx+d （ a ≠0）， 出定 ： f ′（x ）是函数 y=f （ x ）的 数， f ″ （ x ）是 f ′（ x ）的 数，若方程 f ′′（x ）=0 有 数解 x 0， 称点（ x 0， f （x 0）） 函数 y=f （ x ）的 “拐点 ”．某同学研究 ：任何一个三次函数都有 “拐点 ”；任何一个三次函数都有 称中心，且“拐点 ”就是 称中心． 函数g （ x ） =， g （ ） +=（）A ．2011B ． 2012C ． 2013D ．2014考点 ： 数的运算；函数的 ；数列的乞降． ： ； 数的观点及 用．剖析： 正确求出 称中心，利用 称中心的性 即可求出．解答： 解：由 意，′2 ″g （x ） =x x+3 ， ∴ g （ x ） =2x 1， ″，解得，令 g （ x ）=0又， ∴ 函数 g （ x ）的 称中心 ．∴，， ⋯∴ g （ ） +=2012 ．故 B ．点 ： 正确求出 称中心并掌握 称中心的性 是解 的关 ．10．（ 2014?上海二模） 已知 f （ x ）=alnx+ 2x 1，x 2，都有x （ a ＞ 0），若 随意两个不等的正 数 ＞ 2 恒成立， a 的取 范 是（ ）A ．（ 0， 1]B ． （ 1， +∞）C ． （0， 1）D ．[1， +∞）考点 ： 数的几何意 ；利用 数研究函数的 性．： 算 ； ．剖析：先将条件 “ 随意两个不等的正 数 x 1，x 2，都有＞ 2 恒成立 ” 成当 x ＞ 0 ，f'（ x ）≥2 恒成立，而后利用参 量分别的方法求出a 的范 即可．解答：解：对随意两个不等的正实数x 1， x 2，都有＞ 2 恒成立则当 x ＞ 0 时， f'（ x ）≥2 恒成立f' （ x ） = +x ≥2 在（ 0， +∞）上恒成立则 a ≥（ 2x ﹣ x 2） max =1 应选 D ．评论： 本题主要考察了导数的几何意义，以及函数恒成立问题，同时考察了转变与划归的数学思想，属于基础题．11．（2012?桂林模拟）已知在（﹣ ∞， +∞）上是增函数，则实数 a 的取值范围是（）A ．（﹣ ∞， 1]B ． [﹣ 1， 4]C ． [﹣ 1，1]D ．（﹣ ∞， 1）考点 ： 利用导数研究函数的单一性．专题 ： 计算题；压轴题．剖析： 假如一个分段函数在实数上是一个增函数，需要两段都是增函数且两个函数的交点处要知足递加，当于 0 时，要使的函数是一个减函数，求导此后导函数横小于0，注意两个端点处的大小关系．解答： 解： ∵ 假如一个分段函数在实数上是一个增函数．x 小需要两段都是增函数且两个函数的交点处要知足递加，当 x ＜ 0 时， y ′=3x 2﹣（ a ﹣1）＞ 0 恒成立，∴ a ﹣ 1＜ 3x 2∴ a ﹣ 1≤0∴ a ≤1，当 x=0 时， a 2﹣ 3a ﹣ 4≤0 ∴ ﹣ 1≤a ≤4，综上可知﹣ 1≤a ≤1 应选 C ．评论： 本题考察函数的单一性，分段函数的单一性，解题的要点是在两个函数的分界处，两个函数的大小关系必定要写清楚．12．（ 2012?河北模拟）定义在 [1， +∞）上的函数 f （ x ）知足： ① f （ 2x ） =cf （ x ）（ c 为正常数）；② 当 2≤x ≤4 时，f （ x ） =1﹣（ x ﹣ 3） 2，若函数 f （ x ）的图象上全部极大值对应的点均落在同一条直线上，则 c 等于（ ） A ．1 B ． 2 C ． 1 或 2 D ．4 或 2 考点 ： 利用导数研究函数的极值；抽象函数及其应用． 专题 ： 计算题；压轴题．剖析： 由已知可得分段函数f （ x ）的分析式，从而求出三个函数的极值点坐标，依据三点共线，则任取两点确立的直线斜率相等，能够结构对于c 的方程，解方程可得答案．解答： 解： ∵ 当 2≤x ≤4 时， f （ x ） =1﹣（ x ﹣ 3）2当 1≤x ＜ 2 时， 2≤2x ＜ 4，则 f （ x ） = f （ 2x ） = [1﹣（ 2x ﹣ 3） 2]此时当 x= 时，函数取极大值当 2≤x ≤4 时， f （ x ） =1﹣（ x ﹣ 3） 2此时当 x=3 时，函数取极大值 1当 4＜ x≤8 时， 2＜x≤4则f（ x） =cf （ x） =c （1﹣（ x﹣ 3）2，此时当 x=6 时，函数取极大值c∵ 函数的全部极大值点均落在同一条直线上，即点（，），（3，1），（6，c）共线，∴解得 c=1 或 2．应选 C评论：本题考察的知识点是三点共线，函数的极值，此中依据已知剖析出分段函数 f （ x）的分析式，从而求出三个函数的极值点坐标，是解答本题的要点．13．（ 2012?桂林模拟）设x﹣xf ′（ x），且 f′（ x）是奇函数．若曲线y=f （ x）的a∈R，函数 f （ x） =e+a?e 的导函数是一条切线的斜率是，则切点的横坐标为（）A ．ln2B ．﹣ ln2C． D ．考点：简单复合函数的导数．专题：压轴题．剖析：已知切线的斜率，要求切点的横坐标一定先求出切线的方程，我们可从奇函数下手求出切线的方程．解答：解：对f（ x） =e x+a?e﹣x求导得 f ′（ x） =e x﹣ ae﹣x又 f′（ x）是奇函数，故f′（ 0） =1﹣ a=0解得 a=1，故有f′（ x） =e x﹣ e﹣x，设切点为（ x0， y0），则，得或（舍去），得 x0=ln2 ．评论：熟习奇函数的性质是求解本题的要点，奇函数定义域若包括x=0，则必定过原点．14．（ 2012?太原模拟）已知定义在 R 上的函数 y=f（ x﹣ 1）的图象对于点（ 1，0）对称，且 x∈（﹣∞，0）时， f（ x）+xf（′x）＜0 成立，（此中 f（′x）是（f x）的导函数），a=（ 30.3）（f 30.3），b=（ log π3）．（f logπ3），则 a， b， c 的大小关系是（）A ．a＞ b＞ cB ． c＞ b＞a C． c＞ a＞b D ．a＞ c＞ b 考点：利用导数研究函数的单一性；函数单一性的性质；导数的乘法与除法法例．专题 ： 计算题；压轴题．剖析： 由 “当 x ∈（﹣ ∞， 0）时不等式f （ x ）+xf ′（x ）＜ 0 成立 ”知只需比较的大小即可．解答： 解： ∵ 当 x ∈（﹣ ∞， 0）时不等式 f （ x ） +xf ′（x ）＜ 0 成立即：（ xf （ x ）） ′＜ 0，∴ xf （ x ）在 （﹣ ∞， 0）上是减函数．又 ∵ 函数 y=f （ x ﹣ 1）的图象对于点（ 1，0）对称，∴ 函数 y=f （x ）的图象对于点（ 0， 0）对称， xf （ x ）是减函数，要获得a ，b ，c 的大小关系，∴ 函数 y=f （x ）是定义在 R 上的奇函数∴ xf （ x ）是定义在 R 上的偶函数∴ xf （ x ）在 （ 0， +∞）上是增函数．又 ∵=﹣ 2，2=．∴＞ 30.3 0.3）＞（ log π π?f （ 3 3）?f （ log 3） 即＞ 30.3 0.3）＞（ log π π?f （ 33） ?f （ log 3） 即： c ＞ a ＞b 应选 C ．评论： 本题考察的考点与方法有： 1）全部的基本函数的奇偶性； 2）抽象问题详细化的思想方法，结构函数的思想； 3）导数的运算法例： （ uv ）′=u ′v+uv ′； 4）指对数函数的图象； 5）奇偶函数在对称区间上的单一性：奇 函数在对称区间上的单一性同样；偶函数在对称区间上的单一性相反．本题联合已知结构出 h （x ）是正确解答的要点所在．15．（ 2012?广东模拟）已知 f （ x ）为定义在（﹣ ∞， +∞）上的可导函数，且 f （ x ）＜ f ′（ x ）对于 x ∈R 恒成立，且e 为自然对数的底，则（）A ．f （ 1）＞ e?f （0）， f （ 2012）＞ e2012?f （ 0） B ． f （1）＜ e?f （ 0）， f （ 2012）＞ e 2012?f （ 0）C ． f （ 1）＞ e?f （0）， f （ 2012）＜ e 2012?f （ 0）D ．f （1）＜ e?f （ 0）， f （ 2012）＜ e2012?f （ 0）考点 ： 导数的运算． 专题 ： 计算题；压轴题． 剖析：结构函数 y=的导数形式，并判断增减性，从而获得答案．解答：解： ∵ f （ x ）＜ f' （ x ） 从而 f' （ x ）﹣ f （ x ）＞ 0 从而＞ 0即＞ 0，所以函数 y= 单一递加，故当 x ＞ 0 时，=f （ 0），整理得出 f （ x ）＞ e xf （0）当 x=1 时 f （ 1）＞ e?f （ 0），当x=2012 时 f（ 2012）＞ e 2012?f（ 0）．应选 A ．评论： 本题主要考察函数的单一性与其导函数的关系，函数单一性的关系，考察转变、结构、计算能力．16．（ 2012?无为县模拟）已知定义在R 上的函数 f （ x ）、g （ x ）知足 ，且 f ′（ x ）g （ x ）＜ f （ x ）g ′（x ），，如有穷数列（ n ∈N *）的前 n 项和等于，则 n 等于 （）A ．4B ． 5C ． 6D ．7考点 ： 导数的运算；数列的乞降．专题 ： 压轴题．剖析： 利用导数研究函数的单一性获得a 的范围，再利用等比数列前n 项和公式即可得出．解答：解： ∵=′′， f （ x ） g （ x ）＜ f （ x ） g （ x ），∴= ＜0，即函数单一递减， ∴ 0＜a ＜ 1．又，即 ，即 ，解得 a=2（舍去）或 ．∴，即数列 是首项为 ，公比 的等比数列，∴= = ，由解得 n=5 ，应选 B ．评论： 娴熟掌握导数研究函数的单一性、等比数列前n 项和公式是解题的要点．17．（ 2012?福建）函数 （f x ）在[a ，b] 上有定义，若对随意 x1，x ∈[a ，b]，有2则称 f （ x ）在 [a ， b] 上拥有性质 P ．设 f （ x ）在 [1， 3]上拥有性质 P ，现给出以下命题：① f （ x ）在 [1， 3]上的图象是连续不停的；② f （ x 2）在 [1， ] 上拥有性质 P ；③ 若 f （ x ）在 x=2 处获得最大值 1，则 f （ x ）=1， x ∈[1， 3] ；④ 对随意 x 1，x 2， x 3， x 4∈[1， 3] ，有[f （ x 1） +f （ x 2） +f （x 3） +f （ x 4）]此中真命题的序号是（ ）A ．① ②B ． ① ③C ． ② ④D ．③ ④考点 ： 利用导数求闭区间上函数的最值；抽象函数及其应用；函数的连续性．专题 ： 压轴题；新定义．剖析： 依据题设条件，分别举出反例，说明 ① 和② 都是错误的；同时证明 ③ 和④ 是正确的．解答：解：在 ① 中，反例： f （ x ） =在 [1， 3] 上知足性质 P ，但 f （ x ）在 [1， 3] 上不是连续函数，故 ① 不行立；在 ② 中，反例： f （ x ） =﹣ x 在 [1， 3]上知足性质 P ，但 f （x 2） =﹣ x 2在 [1， ] 上不知足性质 P ，故 ②不行立；在 ③ 中：在 [1 ， 3] 上， f （2） =f （） ≤ ，∴，故 f （ x ） =1，∴ 对随意的 x 1， x 2∈[1，3] ， f （ x ） =1， 故 ③ 成立；在 ④ 中，对随意 x 1，x 2， x 3， x 4∈[1 ，3] ，有=≤≤= [f （ x 1） +f （x 2） +f （ x 3） +f （ x 4 ）] ，∴[f （x 1） +f （ x 2） +f （x 3） +f （ x 4） ]，故 ④ 成立． 应选 D ．评论： 本题考察的知识点为函数定义的理解，说明一个结论错误时，只需举出反例即可．说明一个结论正确时，要证明对全部的状况都成立．18．（ 2013?文昌模拟）设动直线 x=m 与函数 f （ x ） =x 3，g （ x ） =lnx 的图象分别交于点M 、N ，则 |MN| 的最小值为 （ ）A ．B ．C ．D ．l n3﹣ 1考点 ： 利用导数求闭区间上函数的最值． 专题 ： 计算题；压轴题．剖析： 结构函数 F （ x ） =f （ x ）﹣ g （ x ），求出导函数，令导函数大于 0 求出函数的单一递加区间，令导函数小于0 求出函数的单一递减区间，求出函数的极小值即最小值．解答： 解：绘图能够看到 |MN| 就是两条曲线间的垂直距离．设 F （ x ） =f （x ）﹣ g （x ） =x 3﹣lnx ，求导得： F'（ x ）=．令 F ′（ x ）＞ 0 得 x ＞；令 F ′（ x ）＜ 0 得 0＜ x ＜ ，所以当 x=时， F （x ）有最小值为 F （ ） = + ln3=（ 1+ln3 ），应选 A评论： 求函数的最值时，先利用导数求出函数的极值和区间的端点值，比较在它们中求出最值．19．（ 2011?枣庄二模）设 f ′（ x ）是函数 f （ x ）的导函数，有以下命题： ① 存在函数 f （ x ），使函数 y=f （ x ）﹣ f ′（ x ）为偶函数；② 存在函数 f （ x ） f ′（ x ） ≠0，使 y=f （ x ）与 y=f ′（ x ）的图象同样；③ 存在函数 f （ x ） f ′（ x ） ≠0 使得 y=f （ x ）与 y=f ′（ x ）的图象对于 x 轴对称．此中真命题的个数为（ ）A ．0B ． 1C ． 2D ．3考点 ： 导数的运算；函数奇偶性的判断．专题 ： 计算题；压轴题．剖析： 对于三个命题分别找寻知足条件的函数，三个函数分别是x， f （ x ）=e ﹣ x，从而获得结f （ x ） =0， f （ x ）=e 论．解答： 解：存在函数 f （ x ） =0，使函数 y=f （ x ）﹣ f ′（ x ）=0 为偶函数，故 ① 正确存在函数 f （x ） =e x，使 y=f （ x ）与 y=f ′（ x ）的图象同样，故 ② 正确存在函数 f （x ） =e ﹣x使得 y=f （ x ）与 y=f ′（ x ）的图象对于 x 轴对称，故 ③ 正确． 应选 D ．评论： 本题主要考察了函数的奇偶性以及函数图象的对称性，解题的要点就是找寻知足条件的函数，属于基础题．20．（ 2011?武昌区模拟）已知f （ x ）是定义域为R 的奇函数，f （﹣ 4）=﹣ 1， f （ x ）的导函数f ′（ x ）的图象如图所示．若两正数a ，b 知足f （ a+2b ）＜ 1，则的取值范围是（）A ．B ．C ． （﹣ 1， 10）D ．（﹣ ∞，﹣ 1）考点 ： 函数的单一性与导数的关系；斜率的计算公式．专题 ： 计算题；压轴题；数形联合．剖析： 先由导函数 f ′（ x ）是过原点的二次函数下手，再联合f （ x ）是定义域为 R 的奇函数求出f （ x ）；而后依据a 、b 的拘束条件画出可行域，最后利用的几何意义解决问题．解答： 解：由 f （ x ）的导函数f ′（ x ）的图象，设 f ′（ x ） =mx 2，则∵ f （ x ）是定义域为 R 的奇函数， ∴ f （ 0） =0，即 n=0 ．f （ x ）=+n ．又 f （﹣ 4） = m ×（﹣ 64） =﹣ 1， ∴ f （ x ） =x 3=．且 f （ a+2b ） =又 a ＞ 0， b ＞ 0，则画出点（＜ 1， ∴＜ 1，即 a+2b ＜4．b ，a ）的可行域以以下图所示．而可视为可行域内的点（b， a）与点 M （﹣ 2，﹣ 2）连线的斜率．又因为 k AM =3，k BM = ，所以＜＜ 3．应选 B ．评论：数形联合是数学的基本思想方法：碰到二元一次不定式组要考虑线性规划，碰到的代数式要考虑点（x，y）与点（ a， b）连线的斜率．这都是由数到形的转变策略．21．（2011?雅安三模）以下命题中：①函数， f （ x） =sinx+（ x∈（ 0，π））的最小值是 2；② 在△ ABC 中，若 sin2A=sin2B ，则△ ABC 是等腰或直角三角形；③假如正实数a， b， c 知足 a + b＞ c 则+＞；④ 如果 y=f （ x）是可导函数，则f′（ x0） =0 是函数 y=f （x）在 x=x 0处取到极值的必需不充足条件．此中正确的命题是（）A ．① ②③④B ．① ④C．② ③④ D ．② ③考点：函数在某点获得极值的条件；不等关系与不等式；三角函数中的恒等变换应用．专题：惯例题型；压轴题．剖析：依据基本不等式和三角函数的有界性可知真假，利用题设等式，依据和差化积公式整理求得cos（A+B ）=0或 sin（A ﹣B ） =0，推测出 A+B=或 A=B ，则三角形形状可判断出．结构函数y=，依据函数的单一性可证得结论；由函数极值点与导数的关系，我们易判断对错．解答：解：① f （ x）=sinx+≥2 ，当 sinx=时取等号，而 sinx 的最大值是 1，故不正确；② ∵ sin2A=sin2B ∴ sin2A ﹣ sin2B=cos（ A+B ） sin（ A ﹣ B） =0∴ cos（ A+B ） =0 或 sin（ A ﹣B ）=0∴ A+B=或 A=B∴ 三角形为直角三角形或等腰三角形，故正确；③可结构函数 y=，该函数在（0．+∞）上单一递加， a+b＞ c 则+＞，故正确；④ ∵ f（ x）是定义在R 上的可导函数，当 f′（ x0）=0 时， x0可能 f （ x）极值点，也可能不是 f （x）极值点，当 x0为 f（ x）极值点时， f ′（ x0）=0 必定成立，故 f′（ x0）=0 是 x0为 f （ x）极值点的必需不充足条件，故④ 正确；应选 C．评论：考察学生会利用基本不等式解题，注意等号成立的条件，同时考察了极值的相关问题，属于综合题．22．（ 2011?万州区一模）已知 f （ x ） =2x的最小值是（ ）A ．﹣ 37B ．﹣ 29考点 ： 利用导数求闭区间上函数的最值．专题 ： 惯例题型；压轴题．3﹣ 6x 2 +m （ m 为常数）在 [ ﹣ 2， 2] 上有最大值 3，那么此函数在 [ ﹣ 2， 2]上 C ．﹣5 D ．以 上都不对剖析： 先求导数，依据单一性研究函数的极值点，在开区间（﹣2， 2）上只有一极大值则就是最大值，从而求出m ，经过比较两个端点﹣2 和 2 的函数值的大小从而确立出最小值，获得结论．2∵ f （ x ）在（﹣ 2， 0）上为增函数，在（ 0， 2）上为减函数， ∴ 当 x=0 时， f （ x ） =m 最大，∴ m=3，从而 f （﹣ 2） =﹣ 37， f （ 2） =﹣5． ∴ 最小值为﹣ 37．应选： A评论：本题考察了利用导数求闭区间上函数的最值， 求函数在闭区间 [a ，b] 上的最大值与最小值是经过比较函数在（ a ，b ）内全部极值与端点函数 f （ a ）， f （ b ） 比较而获得的，属于基础题．23．（2010?河东区一模）已知定义在 R 上的函数 （fx ）是奇函数，且（f 2）=0，当 x ＞ 0 时有，则不等式 x 2?f （ x ）＞ 0 的解集是（ ）A ．（﹣ 2， 0） ∪ （2， +∞）B ． （ ﹣∞，﹣ 2）∪（ 0，2）C ． （﹣ 2， 0）∪ （ 0， 2）D ．（﹣ 2， 2） ∪ （ 2，+∞）考点 ： 函数的单一性与导数的关系；函数单一性的性质． 专题 ： 计算题；压轴题．剖析：第一依据商函数求导法例，把化为 [ ]′＜ 0；而后利用导函数的正负性，可判断函数 y=在（ 0，+∞）内单一递减；再由 f （ 2） =0，易得 f （ x ）在（ 0， +∞）内的正负性；最后联合奇函数的图象特色，可得 f （x ）在（﹣ ∞， 0）内的正负性．则x 2f （ x ）＞ 0? f （ x ）＞ 0 的解集即可求得．解答：解：因为当 x ＞ 0 时，有恒成立，即 []′＜ 0 恒成立，所以在（ 0，+∞）内单一递减．因为 f （ 2） =0，所以在（ 0， 2）内恒有 f （ x ）＞ 0；在（ 2， +∞）内恒有 f （x ）＜ 0． 又因为 f （ x ）是定义在 R 上的奇函数，所以在（﹣ ∞，﹣ 2）内恒有 f （ x ）＞ 0；在（﹣ 2， 0）内恒有 f （ x ）＜ 0．又不等式 x 2f （x ）＞ 0 的解集，即不等式 f （ x ）＞ 0 的解集． 所以答案为（﹣ ∞，﹣ 2）∪ （ 0，2）． 应选 B ．评论： 本题主要考察函数求导法例及函数单一性与导数的关系，同时考察了奇偶函数的图象特色．24．（ 2010?惠州模拟）给出定义：若函数 f （ x ）在 D 上可导，即 f ′（ x ）存在，且导函数 f ′（x ）在 D 上也可导，则称 f （x ）在 D 上存在二阶导函数，记 f ″（ x ） =（ f ′（ x ）） ′，若 f ″（ x ）＜ 0 在 D 上恒成立，则称f （ x ）在 D 上为凸函数．以下四个函数在上不是凸函数的是（）A ．f （ x ） =sinx+cosxB ． f （ x ）=lnx ﹣2xC ． f （ x ）=﹣ x 3+2x ﹣ 1﹣D ．f （ x ） =﹣ xex考点 ： 利用导数研究函数的单一性．专题 ： 压轴题．剖析： 对 ABCD 分别求二次导数，逐个清除可得答案．解答：解：对于 f （ x ）=sinx+cosx ，f ′（x ）=cosx ﹣sinx ，f ″（x ）=﹣ sinx ﹣ cosx ，当 x ∈ 时， f ″（ x ）＜ 0，故为凸函数，清除A ；对于 f （ x ） =lnx ﹣2x ， f ′（ x ） = ， f ″（x ） =﹣，当 x ∈时， f ″（ x ）＜ 0，故为凸函数，清除 B ；对于 f （ x ） =﹣x 3+2x ﹣ 1， f ′（x ） =﹣ 3x 2+2， f ″（x ） =﹣ 6x ，当 x ∈时， f ″（ x ）＜ 0，故为凸函数，清除 C ；应选 D ．评论： 本题主要考察函数的求导公式．属基础题．25．（ 2010?黄冈模拟）已知 f （ x ）为定义在（﹣ ∞， +∞）上的可导函数，且 f （ x ）＜ f ′（ x ）对于 x ∈R 恒成立，则 （ ）A ．f （ 2）＞ e 2f （ 0）， f （ 2010）＞ e 2010f （ 0）B ． f （2）＜ e 2f （ 0），f （2010）＞ e 2010f （0）C ． f （ 2）＞ e 2f （ 0）， f （ 2010）＜ e 2010f （ 0）D ．f （2）＜ e 2f （ 0），f （2010）＜ e 2010f （0）考点 ： 利用导数研究函数的单一性．专题 ： 压轴题．剖析：先转变成函数 y=的导数形式，再判断增减性，从而获得答案．解答：解： ∵ f （ x ）＜ f' （ x ） 从而 f' （ x ）﹣ f （ x ）＞ 0 从而＞ 0从而＞0 从而函数 y= 单一递加，故 x=2 时函数的值大于 x=0 时函数的值，即所以 f （ 2）＞ e 2f （ 0）．2010同理 f （ 2010）＞ ef （ 0）；评论： 本题主要考察函数的单一性与其导函数的正负状况之间的关系，即导函数大于 0 时原函数单一递加，当导函数小于0 时原函数单一递减．26．（ 2010?龙岩二模）已知f （ x ）、g （ x ）都是定义在R 上的函数，f ′（ x ）g （ x ） +f （x ） g ′（ x ）＜ 0， f （ x ） g （ x ）=ax ， f （ 1）g （ 1） +f （﹣ 1）g （﹣ 1） =．在区间[ ﹣3， 0]上随机取一个数x ， f （ x ） g （ x ）的值介于4 到 8 之间的概率是（）A ．B ．C ．D ．考点 ： 利用导数研究函数的单一性；几何概型．专题 ： 计算题；压轴题．剖析： 依据函数积的导数公式，可知函数f （ x ）g （ x ）在R 上是减函数，依据f （ x ）g （ x ） =a x ， f （ 1）g （ 1）+f（﹣ 1） g （﹣ 1） =．我们能够求出函数分析式，从而可求出f （x ）g （ x ）的值介于4 到 8 之间时，变量的范围，利用几何概型的概率公式即可求得． 解答： 解：由题意， ∵ f' （ x ） g （ x ）+f （x ） g'（ x ）＜ 0，∴ [f （ x ） g （ x ） ]'＜0，∴ 函数 f （ x ）g （ x ）在 R 上是减函数∵ f （ x ） g （x ） =a x，∴ 0＜ a ＜ 1∵ f （ 1） g （1） +f （﹣ 1）g （﹣ 1）= ．∴∴∵ f （ x ） g （x ）的值介于 4 到 8∴ x ∈[﹣ 3，﹣ 2]∴ 在区间 [﹣3， 0] 上随机取一个数 x ，f （x ） g （ x ）的值介于 4 到 8 之间的概率是应选 A ．评论： 本题的考点是利用导数确立函数的单一性，主要考察积的导数的运算公式，考察几何概型，解题的要点是确立函数的分析式，利用几何概型求解．27．（ 2010?成都一模）已知函数 在区间（ 1， 2）内是增函数，则实数m 的取值范围是（ ）A ．B ．C ． （0， 1]D ．考点 ： 利用导数研究函数的单一性． 专题 ： 压轴题．剖析： 第一求出函数的导数，而后依据导数与函数增减性的关系求出m 的范围．解答： 解：由题得 f ′（ x ）=x 2﹣ 2mx ﹣3m 2=（ x ﹣ 3m ）（ x+m ），∵ 函数在区间（ 1， 2）内是增函数，∴ f ′（ x ）＞ 0，当 m ≥0 时， 3m ≤1，∴ 0≤m ≤ ，当 m ＜ 0 时，﹣ m ≤1， ∴ ﹣ 1≤m ＜ 0，∴ m ∈[﹣ 1， ] ．应选 D ．点 ：掌握函数的 数与 性的关系．28．（ 2009?安徽） 函数 f （ x ）= x 3+x 2+tan θ，此中 θ∈[0，] ， 数 f （′1）的取 范 是 （）A ．[ 2， 2]B ． [， ]C ． [ ， 2]D ．[ ， 2]考点 ： 数的运算．： ．剖析： 利用基本求 公式先求出f ′（ x ），而后令 x=1 ，求出 f ′（1）的表达式，从而 化 三角函数求 域 ，求解即可．2cos θ?x ，解答： 解： ∵ f ′（ x ） =sin θ?x +∴ f ′（ 1）=sin θ+ cos θ=2sin （ θ+ ）．∵ θ∈[0， ]，∴ θ+ ∈[ ， ] ． ∴ sin （θ+ ） ∈[ ， 1] ． ∴ 2sin （ θ+） ∈[， 2]．故 D ．点 ： 本 合考 了 数的运算和三角函数求 域 ，熟 公式是解 的关 ．29．（ 2009?天津） 函数 f （ x ）在 R 上的 函数f ′（x ），且 2f （ x ） +xf ′（ x ）＞ x 2，下边的不等式在R 内恒成立的是（ ）A ．f （ x ）＞ 0B ． f （ x ）＜ 0C ． f （ x ）＞ xD ．f （ x ）＜ x考点 ： 数的运算． ： ．剖析： 于 参数取 ， 些没有固定套路解决的 ，最好的 法就是清除法．解答： 解： ∵ 2f （ x ） +xf ′（ x ）＞ x 2，令 x=0 ， f （x ）＞ 0，故可清除 B ，D ．假如 f （ x ）=x 2+0.1， 已知条件 2f （ x ） +xf ′（ x ）＞ x 2成立，但 f （ x ）＞x 未必成立，所以 C 也是 的，故 A 故 A ．点 ：本 考 了运用 数来解决函数 性的 ．通 剖析分析式的特色，考 了剖析 和解决 的能力．30．（ 2009? 西） 曲 y=x n+1（n ∈N * ）在点（ 1， 1） 的切 与x 的交点的横坐 x n1 2n的， x ?x ?⋯?x（ ）A ．B ．C ．D ．1考点 ： 利用 数研究曲 上某点切 方程；直 的斜率． ： 算 ； ． 剖析：欲判 x 1?x 2?⋯?x n 的 ，只 求出切 与x 的交点的横坐 即可，故先利用 数求出在 x=1 的 函数 ，再 合 数的几何意 即可求出切 的斜率．从而 解决．n+1*n解答： 解： y=x （ n ∈N ）求 得 y ′=（ n+1 ）x ，令 x=1 得在点（ 1，1） 的切 的斜率 k=n+1 ，在点（ 1， 1） 的切 方程 y 1=k （ x n 1） =（ n+1）（ x n 1），不如 y=0，x 1?x 2?x 3⋯?x n = × × ，故 B ．点 ：本小 主要考 直 的斜率、利用 数研究曲 上某点切 方程、数列等基 知 ，考 运算求解能力、化 与 化思想．属于基 ．高中数学导数尖子生指导（解答题）一．解答 （共30 小 ）21．（ 2014?遵 二模） 函数 f （ x ） =x +aln （ 1+x ）有两个极 点x 1、x 2，且 x 1＜ x 2，（ Ⅱ ） 明： f （ x 2）＞．考点 ： 利用 数研究函数的极 ；利用 数研究函数的 性；不等式的 明． ： 算 ； 明 ； ．剖析： （ 1）先确立函数的定 域而后求 数f （ x ），令g （ x ）=2x 2+2x+a ，由 意知 x 1、 x 2 是方程 g （ x ） =0 的 两个均大于 1 的不相等的 根，成立不等关系解之即可，在函数的定 域内解不等式f （ x ）＞ 0 和 f （ x ）＜ 0，求出 区 ；（ 2）x 2 是方程 g （ x ） =0 的根，将 a 用 x 2 表示，消去 a 获得对于 x 2 的函数，研究函数的 性求出函数的最大 ，即可 得不等式．解答：解：（ I ）令 g （ x ）=2x2，其 称 ．+2x+a由 意知x 1、 x 2 是方程 g （ x ）=0 的两个均大于1 的不相等的 根，其充要条件，得（ 1）当 x ∈（ 1，x 1） ， f'（ x ）＞ 0，∴ f （ x ）在（ 1， x 1）内 增函数； （ 2）当 x ∈（ x 1， x 2） ， f'（x ）＜ 0， ∴f （x ）在（ x 1 ，x 2）内 减函数；（ 3）当 x ∈（ x 2， +∞） ， f' （ x ）＞ 0， ∴ f （ x ）在（ x 2， +∞）内 增函数；（ II ）由（ I ） g （ 0） =a ＞ 0， ∴，a= （ 2x222+2x ）222∴ f （ x 2） =x 2 +aln （ 1+x 2） =x 2（ 2x 2+2x 2） ln （1+x 2），h'（ x ） =2x 2（2x+1 ）ln （ 1+x ） 2x= 2（ 2x+1 ） ln （ 1+x ）（ 1）当， h'（x ）＞ 0，∴ h （ x ）在 增；（ 2）当 x ∈（ 0， +∞） ， h'（ x ）＜ 0， h （x ）在（ 0， +∞） 减． ∴故 ．点 ： 本 主要考 了利用 数研究函数的 性，以及利用 数研究函数的极 等相关知 ，属于基 ．2﹣x2．（ 2014?武汉模拟）己知函数 f （ x） =x e（Ⅰ）求 f （ x）的极小值和极大值；（Ⅱ）当曲线 y=f （ x）的切线 l 的斜率为负数时，求l 在 x 轴上截距的取值范围．考点：利用导数研究函数的极值；依据实质问题选择函数种类；利用导数研究曲线上某点切线方程．专题：综合题；压轴题；转变思想；导数的综合应用．剖析：（Ⅰ ）利用导数的运算法例即可得出f′（ x），利用导数与函数单一性的关系及函数的极值点的定义，即可求出函数的极值；（Ⅱ ）利用导数的几何意义即可获得切线的斜率，得出切线的方程，利用方程求出与x 轴交点的横坐标，再利用导数研究函数的单一性、极值、最值即可．2 ﹣ x﹣x 2 ﹣ x ﹣ x2解答：解：（Ⅰ）∵ f（ x） =x e，∴ f′（ x） =2xe﹣ x e =e（ 2x﹣ x ），令f′（ x）=0 ，解得 x=0 或 x=2 ，令f′（ x）＞ 0，可解得 0＜x＜ 2；令 f′（ x）＜ 0，可解得 x＜ 0 或 x＞ 2，故函数在区间（﹣∞， 0）与（ 2，+∞）上是减函数，在区间（ 0， 2）上是增函数．∴ x=0 是极小值点， x=2 极大值点，又f（ 0） =0， f （ 2）=．故 f（ x）的极小值和极大值分别为0，．（ II ）设切点为（），则切线方程为y﹣=（x﹣x0），令 y=0 ，解得 x==，因为曲线y=f （ x）的切线 l 的斜率为负数，∴（＜0，∴ x0＜0或x0＞2，令，则=．①当 x0＜ 0 时，0，即 f′（ x0）＞ 0，∴ f（ x0）在（﹣∞， 0）上单一递加，∴ f（x0）＜ f（ 0） =0；② 当x0＞ 2 时，令f′（ x0） =0，解得．当时， f′（ x0）＞ 0，函数 f （ x0）单一递加；当时， f ′（ x0）＜ 0，函数f（ x0）单一递减．故当时，函数f（ x0）获得极小值，也即最小值，且=．综上可知：切线l 在 x 轴上截距的取值范围是（﹣∞，0）∪．评论：本题考察利用导数求函数的极值与利用导数研究函数的单一性、切线、函数的值域，综合性强，考察了推理能力和计算能力．3．（ 2014?四川模拟）已知函数 f （ x） =lnx+x 2．（ Ⅰ ）若函数 g （ x ） =f （ x ）﹣ ax 在其定义域内为增函数，务实数 a 的取值范围；（ Ⅱ ）在（ Ⅰ ）的条件下，若 a ＞ 1， h （ x ） =e 3x ﹣ 3ae xx ∈[0， ln2] ，求 h （ x ）的极小值；（ Ⅲ ）设 F （ x ）=2f （ x ）﹣ 3x 2﹣kx （ k ∈R ），若函数 F （ x ）存在两个零点 m ，n （ 0＜ m ＜n ），且 2x 0=m+n ．问：函数 F （ x ）在点（ x 0 ，F （ x 0））处的切线可否平行于x 轴？若能，求出该切线方程；若不可以，请说明原因．考点 ： 函数的单一性与导数的关系；利用导数研究函数的极值；利用导数研究曲线上某点切线方程．专题 ： 计算题；压轴题；导数的观点及应用．剖析：（ Ⅰ ）先依据题意写出： g （x ）再求导数， 由题意知， g ′（ x ）≥0，x ∈（ 0，+∞）恒成立， 即由此即可求得实数 a 的取值范围；（ Ⅱ ）由（ Ⅰ ）知，利用换元法律t=e x ，则 t ∈[1，2] ，则 h （ t ）=t 3﹣ 3at ，接下来利用导数研究 此函数的单一性，从而得出h （x ）的极小值；（ Ⅲ ）对于可否问题，可先假定能，即设F （x ）在（ x 0，F （ x 0））的切线平行于 x 轴，此中 F （ x ） =2lnx﹣ x 2﹣ kx 联合题意，列出方程组，证得函数在（ 0，1）上单一递加，最后出现矛盾，说明假定不行立，即切线不行否平行于x轴．解答：解：（ Ⅰ ） g （ x ） =f （ x ）﹣ ax=lnx+x 2﹣ax ，由题意知， g ′（x ） ≥0，对随意的x ∈（ 0， +∞）恒成立，即又 ∵ x ＞ 0，，当且仅当 时等号成立∴，可得（ Ⅱ ）由（ Ⅰ ）知，，令 t=e x，则 t ∈[1，2] ，则h （ t ） =t 3﹣3at ，由 h ′（t ）=0，得或（舍去），∵ ， ∴若 ，则 h ′（ t ）＜ 0，h （ t ）单一递减；若 ，则 h ′（ t ）＞ 0， h （ t ）单一递加∴ 当时， h （ t ）获得极小值，极小值为x 轴，此中 F （x ） =2lnx ﹣ x 2﹣kx（ Ⅲ ）设 F （ x ）在（ x 0， F （ x 0））的切线平行于联合题意，有① ﹣ ② 得所以，由 ④ 得所以。
【必刷题】2024高三数学上册导数与微分专项专题训练(含答案)
【必刷题】2024高三数学上册导数与微分专项专题训练（含答案）试题部分一、选择题：1. 设函数f(x)在x=a处可导，下列关于f'(a)的说法正确的是（）A. f'(a)表示函数f(x)在x=a处的瞬时变化率B. f'(a)表示函数f(x)在x=a处的切线斜率C. f'(a)表示函数f(x)在x=a处的函数值D. f'(a)表示函数f(x)在x=a处的极值2. 若函数f(x)在区间（0，+∞）上单调递增，且f'(x) > 0，则下列结论正确的是（）A. f(x)在区间（0，+∞）上连续B. f(x)在区间（0，+∞）上可导C. f(x)在区间（0，+∞）上可微D. f(x)在区间（0，+∞）上存在极值3. 设函数f(x) = x^3 3x，则f'(0)的值为（）A. 3B. 0C. 3D. 64. 若函数f(x)在x=1处可导，且f'(1)=2，则当x趋近于1时，下列极限正确的是（）A. lim(x→1) [f(x) f(1)] = 2B. lim(x→1) [f(x) f(1)] / (x 1) = 0C. lim(x→1) [f(x) f(1)] / (x 1) = 2D. lim(x→1) [f(x) f(1)] / (x 1) = f'(1)5. 设函数f(x) = e^x，则f''(x)的值为（）A. e^xB. e^xC. e^xD. e^x6. 若函数f(x)在x=0处的导数为1，二阶导数为2，则函数f(x)在x=0处的切线方程为（）A. y = xB. y = 2xC. y = x 2D. y = 2x + 17. 设函数f(x) = x^2 + 2x + 1，则f'(x)的不连续点为（）A. x = 1B. x = 0C. x = 1D. f'(x)在实数域上连续8. 若函数f(x)在区间（a，b）内可导，且f'(x) > 0，则f(x)在区间（a，b）内（）A. 单调递增B. 单调递减C. 存在极值D. 不确定9. 设函数f(x) = ln(x + 1)，则f'(x)的表达式为（）A. 1 / (x + 1)B. 1 / xC. 1 / (x + 1)^2D. (x + 1) / x10. 若函数f(x) = |x|，则f'(0)的值为（）A. 0B. 1C. 1D. 不存在二、判断题：1. 若函数f(x)在x=a处可导，则f(x)在x=a处一定连续。
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导 数 专题训练1．定积分ʃ10x (2－x )d x 的值为( )A.π4B.π2C ．πD ．2π 2．已知函数f (x )＝(x 2－2x )e x －a ln x (a ∈R)在区间(0，＋∞)上单调递增，则a 的最大值是( )A ．－eB ．eC ．－e 22 D ．4e 23．已知函数f (x )＝f ′(1)e e x ＋f (0)2x 2－x ，若存在实数m 使得不等式f (m )≤2n 2－n 成立，则实数n 的取值范围为( )A.⎝⎛⎦⎤－∞，－12∪[1，＋∞) B ．(－∞，－1]∪⎣⎡⎭⎫12，＋∞ C.(]－∞，0∪⎣⎡⎭⎫12，＋∞ D.⎝⎛⎦⎤－∞，－12∪[0，＋∞) 4．已知函数f (x )＝x 2＋(ln 3x )2－2a (x ＋3ln 3x )＋10a 2，若存在x 0使得f (x 0)≤110成立，则实数a 的值为( )A.110B.25C.15D.1305．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧ln (x ＋1)，x >0，12x ＋1，x ≤0，若m <n ，且f (m )＝f (n )，则n －m 的取值范围为( )A ．[3－2ln 2,2)B ．[3－2ln 2,2]C ．[e －1,2)D ．[e －1,2]6．已知函数f (x )＝a ln(x ＋2)－x 2，在区间(0,1)内任取两个实数p ，q ，且p >q ，若不等式f (p ＋1)－f (q ＋1)p －q>2恒成立，则实数a 的取值范围是( )A.()12，＋∞B.[)12，＋∞C.()24，＋∞D.[)24，＋∞ 7．y ＝f (x )的导函数满足：当x ≠2时，(x －2)(f (x )＋2f ′(x )－xf ′(x ))>0，则( ) A ．f (4)>(25＋4)f (5)>2f (3) B ．f (4)>2f (3)>(25＋4)f (5) C ．(25＋4)f (5)>2f (3)>f (4) D ．2f (3)>f (4)>(25＋4)f (5)8．若曲线C 1：y ＝ax 2(a >0)与曲线C 2：y ＝e x 存在公共切线，则a 的取值范围为( ) A.⎝⎛⎦⎤0，e 28 B.⎝⎛⎦⎤0，e 24 C.⎣⎡⎭⎫e 28，＋∞ D.⎣⎡⎭⎫e24，＋∞ 9．已知函数f (x )＝e 2 018x ＋mx 3－m (m >0)，当x 1＋x 2＝1时，对于任意的实数θ，都有不等式f (x 1)＋f (sin 2θ)>f (x 2)＋f (cos 2θ)成立，则实数x 1的取值范围是( )A ．[1，＋∞)B ．[1,2] C.(]1，2 D ．(1，＋∞)10．已知函数f (x )＝e x|x |，关于x 的方程f 2(x )－2af (x )＋a －1＝0(a ∈R)有3个相异的实数根，则a 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫e 2－12e －1，＋∞B.⎝ ⎛⎭⎪⎫－∞，e 2－12e －1C.⎝ ⎛⎭⎪⎫0，e 2－12e －1D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫e 2－12e －1 11．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧－x 2－2x ＋1，－2≤x <0，e x ，x ≥0，若函数g (x )＝f (x )－ax ＋a 存在零点，则实数a 的取值范围为( )A.⎣⎡⎦⎤－13，e 2B.⎝⎛⎦⎤－∞，－13∪[e 2，＋∞) C.⎣⎡⎦⎤－13，1e D.⎝⎛⎦⎤－∞，－13∪[e ，＋∞) 12． 已知函数f (x )＝ln x ＋ax 2＋(2＋a )x (a ∈R)，g (x )＝xe x －2，对任意的x 0∈(0,2]，关于x的方程f (x )＝g (x 0)在(]0，e 上有两个不同的实数根，则实数a 的取值范围(其中e ＝2.718 28…为自然对数的底数)为( ) A.⎝⎛⎭⎪⎫－2e ，－3＋2e e 2＋e B.⎝⎛⎦⎤－2e ，－e e 2＋2 C.⎝⎛⎦⎥⎤－e ，－3＋2e e 2＋e D.⎝⎛⎭⎫－e ，－ee 2＋213．若f (x )＝3xf ′(1)－2x 2，则f ′(0)＝________.14．若直线y ＝2x ＋b 是曲线y ＝e x －2的切线，则实数b ＝________.15．若存在两个正实数x ，y 使等式2x ＋m (y －2e x )(ln y －ln x )＝0成立(其中e ＝2.718 28…)，则实数m 的取值范围是_____________．16．已知函数f (x )＝ln x ＋(e －a )x －b ，其中e 为自然对数的底数．若不等式f (x )≤0恒成立，则ba 的最小值为________． 所以b a 的最小值为－1e.导 数 专题训练答案1．定积分ʃ10x (2－x )d x 的值为( )A.π4B.π2 C ．π D ．2π 答案 A 解析 ∵y ＝x (2－x )，∴(x －1)2＋y 2＝1表示以(1,0)为圆心，以1为半径的圆，∴定积分ʃ10x (2－x )d x 等于该圆的面积的四分之一， ∴定积分ʃ1x (2－x )d x ＝π4.2．已知函数f (x )＝(x 2－2x )e x －a ln x (a ∈R)在区间(0，＋∞)上单调递增，则a 的最大值是( ) A ．－e B ．e C ．－e 22 D ．4e 2答案 A解析 因为函数f (x )＝(x 2－2x )e x －a ln x (a ∈R)， 所以f ′(x )＝e x (x 2－2x )＋e x (2x －2)－ax ＝e x (x 2－2)－ax(x >0)．因为函数f (x )＝(x 2－2x )e x －a ln x (a ∈R)在区间(0，＋∞)上单调递增，所以f ′(x )＝e x (x 2－2)－a x ≥0在区间(0，＋∞)上恒成立，即ax ≤e x (x 2－2)在区间(0，＋∞)上恒成立，亦即a ≤e x (x 3－2x )在区间(0，＋∞)上恒成立， 令h (x )＝e x (x 3－2x )，x >0，则 h ′(x )＝e x (x 3－2x )＋e x (3x 2－2)＝e x (x 3－2x ＋3x 2－2)＝e x (x －1)(x 2＋4x ＋2)，x >0， 因为x ∈(0，＋∞)，所以x 2＋4x ＋2>0. 因为e x >0，令h ′(x )>0，可得x >1， 令h ′(x )<0，可得0<x <1.所以函数h (x )在区间(1，＋∞)上单调递增，在区间(0,1)上单调递减． 所以h (x )min ＝h (1)＝e 1(1－2)＝－e. 所以a ≤－e.所以a 的最大值是－e. 3．已知函数f (x )＝f ′(1)e e x ＋f (0)2x 2－x ，若存在实数m 使得不等式f (m )≤2n 2－n 成立，则实数n 的取值范围为( )A.⎝⎛⎦⎤－∞，－12∪[1，＋∞) B ．(－∞，－1]∪⎣⎡⎭⎫12，＋∞ C.(]－∞，0∪⎣⎡⎭⎫12，＋∞ D.⎝⎛⎦⎤－∞，－12∪[0，＋∞) 答案 A解析 对函数求导可得， f ′(x )＝f ′(1)e ·e x ＋f (0)2×2x －1，∴f ′(1)＝f ′(1)＋f (0)－1， ∴f (0)＝f ′(1)e＝1，∴f ′(1)＝e ，f (x )＝e x ＋12x 2－x ，f ′(x )＝e x ＋x －1，设g (x )＝f ′(x )，则g ′(x )＝e x ＋1>0， ∴函数f ′(x )单调递增，而f ′(0)＝0， ∴当x <0时，f ′(x )<0，f (x )单调递减； 当x >0时，f ′(x )>0，f (x )单调递增． 故f (x )min ＝f (0)＝1，由存在性的条件可得关于实数n 的不等式2n 2－n ≥1， 解得n ∈⎝⎛⎦⎤－∞，－12∪[1，＋∞)． 4．已知函数f (x )＝x 2＋(ln 3x )2－2a (x ＋3ln 3x )＋10a 2，若存在x 0使得f (x 0)≤110成立，则实数a 的值为( )A.110B.25C.15D.130 答案 D解析 f (x )＝x 2＋(ln 3x )2－2a (x ＋3ln 3x )＋10a 2＝(x －a )2＋(ln 3x －3a )2表示点M (x ，ln 3x )与点N (a,3a )距离的平方，M 点的轨迹是函数g (x )＝ln 3x 的图象，N 点的轨迹是直线y ＝3x ，则g ′(x )＝1x .作g (x )的平行于直线y ＝3x 的切线，切点为(x 1，y 1)，则1x 1＝3，所以x 1＝13，切点为P ⎝⎛⎭⎫13，0，所以曲线上点P ⎝⎛⎭⎫13，0到直线y ＝3x 的距离最小，最小距离d ＝110，所以f (x )≥110，根据题意，要使f (x 0)≤110，则f (x 0)＝110，此时N 为垂足，点M 与点P 重合，k MN ＝3a －0a －13＝－13，得a ＝130. 5．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧ln (x ＋1)，x >0，12x ＋1，x ≤0，若m <n ，且f (m )＝f (n )，则n －m 的取值范围为( )A ．[3－2ln 2,2)B ．[3－2ln 2,2]C ．[e －1,2)D ．[e －1,2] 答案 A解析 作出函数f (x )的图象，如图所示，若m <n ，且f (m )＝f (n )，则当ln(x ＋1)＝1时，得x ＋1＝e ，即x ＝e －1， 则满足0<n ≤e －1，－2<m ≤0，则ln(n ＋1)＝12m ＋1，即m ＝2ln(n ＋1)－2，则n －m ＝n ＋2－2ln(n ＋1)，设h (n )＝n ＋2－2ln(n ＋1)，0<n ≤e －1， 则h ′(n )＝1－2n ＋1＝n －1n ＋1，0<n ≤e －1，由h ′(n )>0，解得1<n ≤e －1， 由h ′(n )<0，解得0<n <1， 当n ＝1时，函数h (n )取得最小值 h (1)＝1＋2－2ln(1＋1)＝3－2ln 2， 当n ＝0时，h (0)＝2－2ln 1＝2； 当n ＝e －1时，h ()e －1＝e －1＋2－2ln(e －1＋1)＝e －1<2， 所以3－2ln 2≤h (n )<2，即n －m 的取值范围是[3－2ln 2,2)．6．已知函数f (x )＝a ln(x ＋2)－x 2，在区间(0,1)内任取两个实数p ，q ，且p >q ，若不等式f (p ＋1)－f (q ＋1)p －q>2恒成立，则实数a 的取值范围是( )A.()12，＋∞B.[)12，＋∞C.()24，＋∞D.[)24，＋∞ 答案 D解析 由已知p >q ，可得f (p ＋1)－f (q ＋1)>2(p －q )， f (p ＋1)>f (q ＋1)＋2p －2q ， f (p ＋1)－2p >f (q ＋1)－2q ， f (p ＋1)－2p －2>f (q ＋1)－2q －2， f (p ＋1)－2(p ＋1)>f (q ＋1)－2(q ＋1)． 令g (x )＝f (x )－2x ，则有g (p ＋1)>g (q ＋1)． 因为p ，q ∈(0,1)，所以p ＋1∈(1,2)，q ＋1∈(1,2)，又因为p >q ，所以g (x )＝f (x )－2x 在(1,2)上为单调递增函数，则g ′(x )＝f ′(x )－2＝ax ＋2－2x －2≥0在(1,2)上恒成立，即a ≥(x ＋2)(2x ＋2)在x ∈(1,2)时恒成立， 令h (x )＝(x ＋2)(2x ＋2)＝2⎝⎛⎭⎫x ＋322－12， h (x )在(1,2)上为增函数， 所以a ≥h (2)＝24.即a 的取值范围为[)24，＋∞.7．y ＝f (x )的导函数满足：当x ≠2时，(x －2)(f (x )＋2f ′(x )－xf ′(x ))>0，则( ) A ．f (4)>(25＋4)f (5)>2f (3) B ．f (4)>2f (3)>(25＋4)f (5) C ．(25＋4)f (5)>2f (3)>f (4) D ．2f (3)>f (4)>(25＋4)f (5) 答案 C解析 令g (x )＝f (x )x －2，则g ′(x )＝(x －2)f ′(x )－f (x )(x －2)2，因为当x ≠2时，(x －2)[f (x )＋(2－x )f ′(x )]>0， 所以当x >2时，g ′(x )<0，即函数g (x )在(2，＋∞)上单调递减， 则g (5)>g (3)>g (4)， 即f (5)5－2>f (3)3－2>f (4)4－2， 即(25＋4)f (5)>2f (3)>f (4)．8．若曲线C 1：y ＝ax 2(a >0)与曲线C 2：y ＝e x 存在公共切线，则a 的取值范围为( ) A.⎝⎛⎦⎤0，e 28 B.⎝⎛⎦⎤0，e 24 C.⎣⎡⎭⎫e 28，＋∞ D.⎣⎡⎭⎫e24，＋∞ 答案 D解析 设公共切线在曲线C 1，C 2上的切点分别为(m ，am 2)，(t ，e t )，则2am ＝e t ＝am 2－e t m －t，所以m ＝2t －2，a ＝e t 4(t －1)(t >1)，令f (t )＝e t4(t －1)(t >1)，则f ′(t )＝e t (t －2)4(t －1)2，则当t >2时，f ′(t )>0；当1<t <2时，f ′(t )<0，因此f (t )≥f (2)＝e 24，所以a ≥e 24，故选D.9．已知函数f (x )＝e 2 018x ＋mx 3－m (m >0)，当x 1＋x 2＝1时，对于任意的实数θ，都有不等式f (x 1)＋f (sin 2θ)>f (x 2)＋f (cos 2θ)成立，则实数x 1的取值范围是( )A ．[1，＋∞)B ．[1,2] C.(]1，2 D ．(1，＋∞) 答案 D解析 g (x )＝f (x )－f (1－x )＝(e 2 018x ＋mx 3)－[e 2 018(1－x )＋m (1－x )3]，则g ′(x )＝2 018[e 2 018x ＋e 2 018(1－x )]＋3m [x 2＋(1－x )2]>0， 据此可得函数g (x )单调递增， 又x 1＋x 2＝1，则不等式f (x 1)＋f (sin 2θ)>f (x 2)＋f (cos 2θ)，即 f (x 1)＋f (sin 2θ)>f (1－x 1)＋f (1－sin 2θ)，则f (x 1)－f (1－x 1)>f (1－sin 2θ)－f [1－(1－sin 2θ)]， 即g (x 1)>g (1－sin 2θ)，结合函数g (x )的单调性可得x 1>1－sin 2θ恒成立， 当sin θ＝0时，(1－sin 2θ)max ＝1，结合恒成立的条件可得实数x 1的取值范围是(1，＋∞)．10．已知函数f (x )＝e x|x |，关于x 的方程f 2(x )－2af (x )＋a －1＝0(a ∈R)有3个相异的实数根，则a 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫e 2－12e －1，＋∞B.⎝ ⎛⎭⎪⎫－∞，e 2－12e －1C.⎝ ⎛⎭⎪⎫0，e 2－12e －1D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫e 2－12e －1 答案 D解析f (x )＝⎩⎨⎧e xx ，x >0，－exx ，x <0，当x >0时，f ′(x )＝e x (x －1)x 2，当0<x <1时，f ′(x )<0，函数单调递减， 当x >1时，f ′(x )>0，函数单调递增， 当x ＝1时，函数取得极小值f (1)＝e.当x <0时，f ′(x )＝－e x (x －1)x 2>0，函数单调递增，如图，画出函数的图象，设t ＝f (x )，当t >e 时，t ＝f (x )有3个根，当t ＝e 时，t ＝f (x )有2个实根，当0<t <e 时，t ＝f (x )有1个实根，考虑到原方程的判别式大于零恒成立，所以原方程等价于t 2－2at ＋a －1＝0有2个相异实根，其中t 1＝e ，t 2∈(0，e)或t 1≤0，t 2>e ，当t ＝e 时，e 2－2a e ＋a －1＝0，解得a＝e 2－12e －1，检验满足条件；由t 1≤0，t 2>e 得⎩⎪⎨⎪⎧02－2a ×0＋a －1≤0，e 2－2a e ＋a －1<0，无解．故选D.11．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧－x 2－2x ＋1，－2≤x <0，e x ，x ≥0，若函数g (x )＝f (x )－ax ＋a 存在零点，则实数a 的取值范围为( )A.⎣⎡⎦⎤－13，e 2B.⎝⎛⎦⎤－∞，－13∪[e 2，＋∞) C.⎣⎡⎦⎤－13，1e D.⎝⎛⎦⎤－∞，－13∪[e ，＋∞) 答案 B解析 函数g (x )＝f (x )－ax ＋a 存在零点， 即方程f (x )＝ax －a 存在实数根，即函数y ＝f (x )与y ＝a (x －1)的图象有交点，如图所示，作出f (x )图象，直线y ＝a (x －1)恒过定点(1,0)，过点(－2,1)与(1,0)的直线的斜率k ＝1－0－2－1＝－13，设直线y ＝a (x －1)与y ＝e x 相切于点(x 0，0e x)， 则切点处的导数值为0e x，则过切点的直线方程为y －0e x ＝0e x(x －x 0)， 又切线过点(1,0)，则－0e x＝0e x(1－x 0)， ∴x 00e x＝20e x，得x 0＝2， 此时切线的斜率为e 2，由图可知，要使函数g (x )＝f (x )－ax ＋a 存在零点， 则实数a 的取值范围是a ≤－13或a ≥e 2.13． 已知函数f (x )＝ln x ＋ax 2＋(2＋a )x (a ∈R)，g (x )＝xe x －2，对任意的x 0∈(0,2]，关于x 的方程f (x )＝g (x 0)在(]0，e 上有两个不同的实数根，则实数a 的取值范围(其中e ＝2.718 28…为自然对数的底数)为( ) A.⎝⎛⎭⎪⎫－2e ，－3＋2e e 2＋e B.⎝⎛⎦⎤－2e ，－ee 2＋2C.⎝ ⎛⎦⎥⎤－e ，－3＋2e e 2＋e D.⎝⎛⎭⎫－e ，－ee 2＋2答案 C解析 函数f (x )的定义域为(0，＋∞)，且f ′(x )＝1x ＋2ax ＋(2＋a )＝(2x ＋1)(ax ＋1)x(x >0)， 当a ＝0时，f ′(x )>0，f (x )在(0，＋∞)上单调递增；当a >0时，f ′(x )>0，f (x )在(0，＋∞)上单调递增；当a <0时，f (x )在⎝⎛⎭⎫－1a ，＋∞上单调递减， 在⎝⎛⎭⎫0，－1a 上单调递增． g (x )＝x e x －2，则g ′(x )＝1－x e x ， 当x ∈(－∞，1)时，g ′(x )>0，g (x )单调递增，当x ∈(1，＋∞)时，g ′(x )<0，g (x )单调递减，其中g (0)＝－2，g (1)＝1e －2，g (2)＝2e 2－2， 则函数g (x )在区间(0,2]上的值域为⎝⎛⎦⎤－2，1e －2， f (x )＝g (x 0)在(0，e]上有两个不同的实数根，则必有a <0，且由f (x )的解析式有f (0)→－∞，f ⎝⎛⎭⎫－1a ＝ln ⎝⎛⎭⎫－1a －1a－1， f (e)＝1＋a e 2＋(2＋a )e ，则满足题意时应有⎩⎨⎧f ⎝⎛⎭⎫－1a ＝ln ⎝⎛⎭⎫－1a －1a －1>1e －2，f (e )＝1＋a e 2＋(2＋a )e ≤－2，－1a <e ，注意到函数f (x )＝ln x ＋x －1是单调递增函数，且f ⎝⎛⎭⎫1e ＝1e －2，据此可知方程ln ⎝⎛⎭⎫－1a －1a －1＝1e－2的唯一实数根满足－1a ＝1e ，即a ＝－e ，则不等式ln ⎝⎛⎭⎫－1a －1a －1>1e－2的解集为(－e ，＋∞)， 求解不等式1＋a e 2＋(2＋a )e ≤－2，可得a ≤－3＋2e e 2＋e . 求解不等式－1a <e ，可得a <－1e， 据此可得实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤－e ，－3＋2e e 2＋e . 13．若f (x )＝3xf ′(1)－2x 2，则f ′(0)＝________.答案 6解析 由题意得f ′(x )＝3f ′(1)－4x ，∴f ′(1)＝3f ′(1)－4，∴f ′(1)＝2，∴f ′(x )＝6－4x ，∴f ′(0)＝6－4×0＝6.14．若直线y ＝2x ＋b 是曲线y ＝e x －2的切线，则实数b ＝________.答案 －2ln 2解析 由题意可知，设切点为(x 0，y 0)，y ′＝e x ，由y ＝2x ＋b 是曲线y ＝e x －2的切线，得e x 0＝2，x 0＝ln 2，代入曲线得y 0＝0，然后将切点坐标代入切线得b ＝－2ln 2.15．若存在两个正实数x ，y 使等式2x ＋m (y －2e x )(ln y －ln x )＝0成立(其中e ＝2.718 28…)，则实数m 的取值范围是_____________．答案 (－∞，0)∪⎣⎡⎭⎫2e ，＋∞ 解析 由题意可得m ＝2x (2e x －y )(ln y －ln x )， 则1m ＝(2e x －y )(ln y －ln x )2x＝⎝⎛⎭⎫e －12·y x ·ln y x ， 令t ＝y x ()t >0，构造函数g (t )＝⎝⎛⎭⎫e －t 2ln t (t >0)， 则g ′(t )＝－12ln t ＋⎝⎛⎭⎫e －t 2×1t ＝－12ln t ＋e t －12(t >0)， 设h (t )＝g ′(t )，则h ′(t )＝－12t －e t 2＝－t ＋2e 2t 2<0恒成立， 则g ′(t )在(0，＋∞)上单调递减，当t ＝e 时，g ′(t )＝0，则当t ∈(0，e)时，g ′(t )>0，函数g (t )单调递增，当t ∈(e ，＋∞)时，g ′(t )<0，函数g (t )单调递减，则当t ＝e 时，g (t )取得最大值g (e)＝e 2， 据此有1m ≤e 2，∴m <0或m ≥2e. 综上可得实数m 的取值范围是(－∞，0)∪⎣⎡⎭⎫2e ，＋∞.16．已知函数f (x )＝ln x ＋(e －a )x －b ，其中e 为自然对数的底数．若不等式f (x )≤0恒成立，则b a的最小值为________． 答案 －1e解析 因为函数f (x )＝ln x ＋(e －a )x －b ，所以f ′(x )＝1x＋(e －a )，其中x >0， 当a ≤e 时，f ′(x )>0，所以f (x )在(0，＋∞)上单调递增，所以f (x )≤0不恒成立；当a >e 时，令f ′(x )＝1x ＋e －a ＝0，得x ＝1a －e， 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，1a －e 时，f ′(x )>0，f (x )单调递增， 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1a －e ，＋∞时，f ′(x )<0，f (x )单调递减， 所以当x ＝1a －e时，f (x )取得最大值， 因为不等式f (x )≤0恒成立，所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a －e ＝－ln(a －e)－b －1≤0， 所以ln(a －e)＋b ＋1≥0，所以b ≥－1－ln(a －e)，所以b a ≥－1－ln (a －e )a，a >e ， 设F (x )＝－1－ln (x －e )x，x >e ， 则F ′(x )＝－1x －e x ＋1＋ln (x －e )x 2＝(x －e )ln (x －e )－e (x －e )x 2，x >e ，令H (x )＝(x －e)ln(x －e)－e ，则H ′(x )＝ln(x －e)＋1，由H ′(x )＝0，解得x ＝e ＋1e， 当x ∈⎝⎛⎭⎫e ＋1e ，＋∞时，H ′(x )>0，H (x )单调递增， 当x ∈⎝⎛⎭⎫e ，e ＋1e 时，H ′(x )<0，H (x )单调递减， 所以当x ＝e ＋1e时，H (x )取得最小值， 最小值为H ⎝⎛⎭⎫e ＋1e ＝－e －1e， 因为当x →e 时，H (x )→－e ，当x >2e 时，H (x )>0，H (2e)＝0，所以当x ∈(e,2e)时，F ′(x )<0，F (x )单调递减， 当x ∈(2e ，＋∞)时，F ′(x )>0，F (x )单调递增，所以当x ＝2e 时，F (x )取最小值F (2e)＝－1－12e ＝－1e， 所以b a 的最小值为－1e.。