2019高考数学二轮复习课时跟踪检测二十四导数的简单应用小题练理
(2021年整理)最新版精选2019高考数学《导数及其应用》专题完整考试题(含参考答案)

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2019年高中数学单元测试卷导数及其应用学校:__________ 姓名:__________ 班级:__________ 考号:__________一、填空题1.曲线32242y x x x =--+在点(13)-,处的切线方程是 . 答案 520x y +-=2.若函数f (x )=ax 4+bx 2+c 满足(1) 2f '=,则(1)f '-= . 3.函数f (x )=12x -sin x 在区间[0,π]上的最小值为 .4.已知A 、B 、C 是直线l 上的三点,向量,,OA OB OC 满足()[2'(1)]ln OA f x f x OB x OC =+-⋅,则函数()y f x =的表达式为 ▲ .5.设函数()2ln f x x x =+,若曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程为y ax b =+,则a b += .6.给出下列命题:①函数)(x f y =的图象与函数3)2(+-=x f y 的图象一定不会重合; ②函数)32(log 221++-=x x y 的单调区间为),1(∞+;③ππ---=+⎰e dx e x x 1)(cos 0;④双曲线的渐近线方程是x y 43±=,则该双曲线的离心率是45.其中正确命题的序号是 (把你认为正确命题的序号都填上). 答案 ③7.已知函数f(x)= ()2f π'sinx+cosx ,则()4f π= .8.函数()sin ln f x x x =+的导函数()f x '= ▲ 。
2019年高考数学二轮复习解题思维提升专题02函数与导数小题部分训练手册

专题02 函数与导数小题部分【训练目标】1、 理解函数的概念,会求函数的定义域,值域和解析式,特别是定义域的求法;2、 掌握函数单调性,奇偶性,周期性的判断方法及相互之间的关系,会解决它们之间的综合问题;3、 掌握指数和对数的运算性质,对数的换底公式;4、 掌握指数函数和对数函数的图像与性质;5、 掌握函数的零点存在定理,函数与方程的关系;6、 熟练数形结合的数学思想在解决函数问题的运用;7、 熟练掌握导数的计算,导数的几何意义求切线问题;8、 理解并掌握导数与函数单调性之间的关系,会利用导数分析函数的单调性,会根据单调性确定参数的取值范围;9、 会利用导数求函数的极值和最值,掌握构造函数的方法解决问题。
【温馨小提示】本章内容既是高考的重点,又是难点,再备考过程中应该大量解出各种题型,总结其解题方法,积累一些常用的小结论,会给解题带来极大的方便。
【名校试题荟萃】1、(福建省“永安一中、德化一中、漳平一中”2019届高三上学期12月三校联考)已知函数,若()1f x =-,则x = .【答案】12【解析】问题等价于;,无解。
2、(福建省“永安一中、德化一中、漳平一中”2019届高三上学期12月三校联考)已知函数1()1x f x x +=-的图像在点()2,(2)f 处的切线与直线10ax y ++=平行,则实数a =.A 2 .B 12 .C 12- D .2- 【答案】A【解析】由于,根据导数的几何意义及两直线平行的条件可知。
3、(福建省上杭县第一中学2019届高三上学期期中考试)函数的图象可能是( )【答案】D【解析】先由判断函数的奇偶性可知函数为奇函数,图像关于原点对称,排除A,B ;当,排除C ,故选D 。
4、(福建省上杭县第一中学2019届高三上学期期中考试)已知函数()f x 是定义域为R 的偶函数,且,若()f x 在[]1,0-上是减函数,记,, ()0.52c f =,则( )A . a b c >>B . a c b >>C . b a c >>D . b a c >> 【答案】B5、(福建省上杭县第一中学2019届高三上学期期中考试)已知定义域为),0(+∞,为的导函数,且满足,则不等式的解集是( )A . )2,0(B . ),2(+∞C . )3,2(D . ),3(+∞【答案】D 【解析】构造函数,求导结合可知函数()g x 在定义域),0(+∞为减函数,不等式可化为,等价于,解得结果为),3(+∞。
2019高考数学二轮复习课时跟踪检测二十四导数的简单应用小题练理

课时跟踪检测(二十四)导数的简单应用(小题练)级——+提速练一、选择题.已知()=++,若′(-)=,则=( ).解析:选∵()=++,∴′()=+,∴′(-)=-,∵′(-)=,∴-=,解得=.故选..(·合肥模拟)已知直线-+=与曲线=+相切,其中为自然对数的底数,则实数的值是( )....解析:选∵=+,∴′=+,设直线-+=与曲线=+相切的切点坐标为(,),则′==+=,得=,又=+=+,∴=,=,故选..(·成都模拟)已知函数=()的导函数=′()的图象如图所示,则函数=()在区间(,)内的极小值点的个数为( )....解析:选如图,在区间(,)内,′()=,且在点=附近的左侧′()<,右侧′()>,所以在区间(,)内只有个极小值点,故选..(·重庆调研)若函数()=(+)在(,+∞)上不单调,则实数的取值范围是( ).(-∞,).(-∞,-).(-).[-,+∞)解析:选′()=(++),由题意,知方程(++)=在(,+∞)上至少有一个实数根,即=-->,解得<-..已知()=-+(为常数)在[-]上有最大值为,那么此函数在[-]上的最小值为( ).-..-.-解析:选由题意知,′()=-,由′()=得=或=,当<或>时,′()>,当<<时,′()<,∴()在[-]上单调递增,在[]上单调递减,由条件知()==,∴()=-,(-)=-,∴最小值为-..(·广州模拟)设函数()=+,若曲线=()在点(,())处的切线方程为+=,则点的坐标为( ).(,-).().(,-)或(-).(-)解析:选由题意知,′()=+,所以曲线=()在点(,())处的切线的斜率为′()=+,又切线方程为+=,所以≠,且(\\(\()+=-,+\()+\()=,))解得=±,=-.所以当(\\(=,=-))时,点的坐标为(,-);当(\\(=-,=))时,点的坐标为(-),故选..(·昆明检测)若函数()=+在(,+∞)上单调递增,则实数的取值范围为( ).(-,+∞).[-,+∞).(-,+∞).[-,+∞)解析:选∵()在(,+∞)上单调递增,且′()=+,∴′()=+≥在(,+∞)上恒成立,即≥-在(,+∞)上恒成立,又∈(,+∞)时,-<-,∴≥-..(·陕西模拟)设函数()=-+,则下列结论正确的是( ).函数()在(-∞,-)上单调递增.函数()在(-∞,-)上单调递减.若=-,则函数()的图象在点(-,(-))处的切线方程为=.若=,则函数()的图象与直线=只有一个公共点解析:选对于选项,,根据函数()=-+,可得′()=-,令-=,得=-或=,故函数()在(-∞,-),(,+∞)上单调递增,在(-)上单调递减,所以选项,都不正确;对于选项,当=-时,′(-)=,(-)=,故函数()的图象在点(-,(-))处的切线方程为=,选项正确;对于选项,当=时,()的极大值为(-)=,极小值为()=-,故直线=与函数()的图象有三个公共点,选项错误.故选..已知定义在上的函数=()的导函数为′(),若′() -=-() ,则下列不等式成立的是( ).<<<>解析:选令()=),则′()=--)=),由(\\(<<(π),,))解得<<;由(\\(<<(π),,))解得。
导数的简单应用(小题)

导数的简单应用(小题)热点一 导数的几何意义与定积分 应用导数的几何意义解题时应注意:(1)f ′(x )与f ′(x 0)的区别与联系,f ′(x 0)表示函数f (x )在x =x 0处的导数值,是一个常数; (2)函数在某点处的导数值就是对应曲线在该点处切线的斜率; (3)切点既在原函数的图象上也在切线上.例1 (1)(2019·湖南省三湘名校联考)在二项式⎝⎛⎭⎪⎫x 2+a 2x 6的展开式中,其常数项是15.如图所示,阴影部分是由曲线y =x 2和圆x 2+y 2=a 及x 轴在第一象限围成的封闭图形,则封闭图形的面积为( )A.π4+16B.π4-16C.π4D.16答案 B解析 ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+a 2x 6展开式中,第k 项为T k +1=C k6⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2kx12-3k,令12-3k =0,可得k =4,即常数项为C 46⎝ ⎛⎭⎪⎫a 24,可得C 46⎝ ⎛⎭⎪⎫a 24=15,解得a =2.曲线y =x 2和圆x 2+y 2=2在第一象限的交点为(1,1), 所以阴影部分的面积为π4-ʃ10(x -x 2)d x =π4-⎪⎪⎪⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2-13x 310=π4-16.(2)(2019·许昌、洛阳质检)已知a >0,曲线f (x )=3x 2-4ax 与g (x )=2a 2ln x -b 有公共点,且在公共点处的切线相同,则实数b 的最小值为( )A.0B.-1e 2C.-2e 2D.-4e 2答案 B解析 由f (x )=3x 2-4ax ,得f ′(x )=6x -4a , 由g (x )=2a 2ln x -b ,得g ′(x )=2a2x.设两曲线的公共点P (x 0,y 0),x 0>0, 因为两曲线在公共点处的切线相同,所以⎩⎪⎨⎪⎧6x 0-4a =2a2x 0,y 0=3x 20-4ax 0,y 0=2a 2ln x 0-b ,由6x 0-4a =2a2x 0,解得x 0=a ,x 0=-13a , 又a >0,所以x 0=a ,消去y 0,得b =2a 2ln a +a 2, 设b =h (a )=2a 2ln a +a 2,a >0,h ′(a )=4a ln a +4a , 令h ′(a )=0,a =1e,又0<a <1e 时,h ′(a )<0,a >1e 时,h ′(a )>0,所以a =1e 时h (a )取极小值也是最小值,即b min =h ⎝ ⎛⎭⎪⎫1e =-1e 2. 跟踪演练1 (1)(2019·长沙模拟)已知函数f (x )=⎩⎨⎧-x +2,x ≤2,1-x -32,2<x ≤4,则定积分()412d f x x ⎰的值为( )A.9+4π8 B.1+4π4 C.1+π2 D.3+2π4答案 A解析 因为f (x )=⎩⎨⎧-x +2,x ≤2,1-x -32,2<x ≤4,所以()()()424211222d d 123d x x f x x x x =+-⎰⎰⎰--,+ ()22211221222d =|x x x x ⨯+⎛⎫-+- ⎪⎝⎭⎰=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12×22+2×2-⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+2×12=98, ʃ421-x -32d x 的几何意义为以(3,0)为圆心,以r =1为半径的圆,在x 轴上方部分的面积, 因而S =12×π×12=π2,所以()()242122d 123d x x x x +-⎰⎰-+-=98+π2=9+4π8. (2)(2019·丹东质检)直线2x -y +1=0与曲线y =a e x+x 相切,则a 等于( ) A.e B.2e C.1 D.2 答案 C解析 设切点为(n ,a e n+n ),因为y ′=a e x+1, 所以切线的斜率为a e n +1,切线方程为y -(a e n+n )=(a e n+1)(x -n ), 即y =(a e n+1)x +a e n (1-n ), 依题意切线方程为y =2x +1,故⎩⎪⎨⎪⎧a e n+1=2,a e n1-n =1,解得a =1,n =0.热点二 利用导数研究函数的单调性 利用导数研究函数单调性的关键:(1)在利用导数讨论函数的单调区间时,首先要确定函数的定义域; (2)单调区间的划分要注意对导数等于零的点的确认; (3)已知函数单调性求参数范围,要注意导数等于零的情况.例2 (1)(2019·武邑质检)已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),若2f (x )+f ′(x )>2,f (0)=5,则不等式f (x )-4e-2x>1的解集为( )A.(1,+∞)B.(-∞,0)C.(-∞,0)∪(1,+∞)D.(0,+∞)答案 D解析 设F (x )=e 2xf (x )-e 2x-4,则F ′(x )=2e 2x f (x )+e 2x f ′(x )-2e 2x=e 2x[2f (x )+f ′(x )-2]>0,所以函数F (x )=e 2xf (x )-e 2x-4在R 上为增函数. 又f (0)=5,所以F (0)=f (0)-1-4=0. 又不等式f (x )-4e-2x >1等价于e 2x f (x )-e 2x-4>0,即F (x )>0,解得x >0, 所以不等式的解集为(0,+∞).(2)已知f (x )=()x 2+2ax ln x -12x 2-2ax 在(0,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是( )A.{1}B.{-1}C.(0,1]D.[-1,0) 答案 B解析 f (x )=()x 2+2ax ln x -12x 2-2ax ,f ′(x )=2(x +a )ln x ,∵f (x )在(0,+∞)上是增函数, ∴f ′(x )≥0在(0,+∞)上恒成立, 当x =1时,f ′(x )=0满足题意;当x >1时,ln x >0,要使f ′(x )≥0恒成立, 则x +a ≥0恒成立.∵x +a >1+a ,∴1+a ≥0,解得a ≥-1; 当0<x <1时,ln x <0,要使f ′(x )≥0恒成立, 则x +a ≤0恒成立,∵x +a <1+a ,∴1+a ≤0,解得a ≤-1. 综上所述,a =-1.跟踪演练2 (1)(2019·咸阳模拟)已知定义在R 上的函数f (x )的导函数为f ′(x ),对任意x ∈(0,π),有f ′(x )sin x >f (x )cos x ,且f (x )+f (-x )=0,设a =2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,b =2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,c =-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,则( )A.a <b <cB.b <c <aC.a <c <bD.c <b <a答案 A解析 构造函数g (x )=f xsin x,x ≠k π,k ∈Z,g ′(x )=f ′x sin x -f x cos xsin 2x>0, 所以函数g (x )在区间(0,π)上是增函数, 因为f (x )+f (-x )=0, 即f (x )=-f (-x ),g (-x )=f -x-sin x=f xsin x,所以函数g (x )是偶函数,所以g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6<g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4<g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=g ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2, 代入解析式得到2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6<2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4<-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,故a <b <c .(2)(2019·临沂质检)函数f (x )=12ax 2-2ax +ln x 在(1,3)上不单调的一个充分不必要条件是( )A.a ∈⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-12 B.a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,16C.a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫16,12D.a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞ 答案 A解析 函数f (x )=12ax 2-2ax +ln x ,所以f ′(x )=ax -2a +1x =ax 2-2ax +1x,令g (x )=ax 2-2ax +1,因为函数f (x )在(1,3)上不单调,即g (x )=ax 2-2ax +1在(1,3)上有变号零点,a =0时,显然不成立,a ≠0时,只需g (1)·g (3)<0,解得a >1或a <-13,即函数f(x)=12ax2-2ax+ln x在(1,3)上不单调的充要条件为a∈⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-13∪(1,+∞),它的充分不必要条件即为其一个子集.热点三利用导数研究函数的极值、最值利用导数研究函数的极值、最值应注意的问题:(1)不能忽略函数f(x)的定义域;(2)f′(x0)=0是可导函数在x=x0处取得极值的必要不充分条件;(3)函数的极小值不一定比极大值小;(4)函数在区间(a,b)上有唯一极值点,则这个极值点也是最大(小)值点,此结论在导数的实际应用中经常用到.例3 (1)(2019·东北三省三校模拟)若函数f(x)=e x-ax2在区间(0,+∞)上有两个极值点x1,x2(0<x1<x2),则实数a的取值范围是( )A.a≤e2B.a>eC.a≤eD.a>e2答案 D解析f(x)=e x-ax2,可得f′(x)=e x-2ax,要使f(x)恰有2个正极值点,则方程e x-2ax=0有2个不相等的正实数根,即2a=e xx有两个不同的正根,则g(x)=e xx,x∈(0,+∞),y=2a的图象在y轴右侧有两个不同的交点,求得g′(x)=e x x-1x2,由g ′(x )<0,可得g (x )=e xx 在(0,1)上单调递减,由g ′(x )>0,可得g (x )=exx在(1,+∞)上单调递增,g (x )min =g (1)=e ,当x →0时,g (x )→+∞;当x →+∞时,g (x )→+∞, 所以当2a >e ,即a >e2时,g (x )=exx,y =2a 的图象在y 轴右侧有两个不同的交点,所以使函数f (x )=e x -ax 2在区间(0,+∞)上有两个极值点x 1,x 2(0<x 1<x 2),实数a 的取值范围是a >e2.(2)已知点M 在圆C :x 2+y 2-4y +3=0上,点N 在曲线y =1+ln x 上,则线段MN 的长度的最小值为________. 答案2-1解析 由题可得C (0,2),圆C 的半径r =1. 设N (t,1+ln t )(t >0),令f (t )=|CN |2,则f (t )=t 2+(1-ln t )2(t >0), 所以f ′(t )=2t +2(1-ln t )⎝ ⎛⎭⎪⎫-1t =2t 2+ln t -1t .令φ(t )=t 2+ln t -1(t >0),易知函数φ(t )在(0,+∞)上单调递增,且φ(1)=0, 所以当0<t <1时,f ′(t )<0; 当t >1时,f ′(t )>0,所以f (t )在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增, 所以f (t )min =f (1)=2. 因为|MN |≥|CN |-1=2-1, 所以线段MN 的长度的最小值为2-1.跟踪演练3 (1)(2019·天津市和平区质检)已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +c ,若f (1)=0,f ′(1)=0,但x =1不是函数的极值点,则abc 的值为________.答案 9解析 ∵f ′(x )=3x 2+2ax +b , ∴f ′(1)=3+2a +b =0,① 又f (1)=1+a +b +c =0,②由x =1不是f (x )的极值点, 得f ′(x )=0有两个相等的实数根, ∴Δ=4a 2-12b =0,③由①②③解得a =-3,b =3,c =-1, ∴abc =9.(2)已知a >0,f (x )=x e xe x +a ,若f (x )的最小值为-1,则a 等于( )A.1e 2B.1eC.eD.e 2 答案 A 解析 由f (x )=x e xe x+a, 得f ′(x )=e x+x e x e x+a-x e x ·exe x+a2=exe x+ax +a e x +a2.令g (x )=e x+ax +a ,则g ′(x )=e x+a >0, ∴g (x )在(-∞,+∞)上为增函数, 又g (-1)=1e>0,∴存在x 0<-1,使得g (x 0)=0, 即0e x+ax 0+a =0,① ∴f ′(x 0)=0,∴函数f (x )在(-∞,x 0)上为减函数,在(x 0,+∞)上为增函数,则f (x )的最小值为f (x 0)=000e e x x x a+ =-1,即000ee .x x a x =--②联立①②,可得x 0=-2, 代入①,可得a =1e2.真题体验1.(2017·全国Ⅱ,理,11)若x=-2是函数f(x)=(x2+ax-1)e x-1的极值点,则f(x)的极小值为( )A.-1B.-2e -3C.5e -3D.1 答案 A解析 函数f (x )=(x 2+ax -1)e x -1,则f ′(x )=(2x +a )e x -1+(x 2+ax -1)·ex -1=ex -1·[x 2+(a +2)x +a -1].由x =-2是函数f (x )的极值点,得f ′(-2)=e -3·(4-2a -4+a -1)=(-a -1)e -3=0,所以a =-1.所以f (x )=(x 2-x -1)ex -1,f ′(x )=e x -1·(x 2+x -2).由ex -1>0恒成立,得当x =-2或x =1时,f ′(x )=0,且x <-2时,f ′(x )>0;当-2<x <1时,f ′(x )<0; 当x >1时,f ′(x )>0.所以x =1是函数f (x )的极小值点. 所以函数f (x )的极小值为f (1)=-1.2.(2019·全国Ⅰ,理,13)曲线y =3(x 2+x )e x在点(0,0)处的切线方程为________. 答案 y =3x解析 因为y ′=3(2x +1)e x +3(x 2+x )e x =3(x 2+3x +1)e x,所以曲线在点(0,0)处的切线的斜率k =y ′|x =0=3,所以所求的切线方程为y =3x .3.(2018·全国Ⅰ,理,16)已知函数f (x )=2sin x +sin 2x ,则f (x )的最小值是________. 答案 -332解析 f ′(x )=2cos x +2cos 2x =2cos x +2(2cos 2x -1) =2(2cos 2x +cos x -1)=2(2cos x -1)(cos x +1). ∵cos x +1≥0,∴当cos x <12时,f ′(x )<0,f (x )单调递减;当cos x >12时,f ′(x )>0,f (x )单调递增,∴当cos x =12时,f (x )有最小值.又f (x )=2sin x +sin 2x =2sin x (1+cos x ), ∴当sin x =-32时,f (x )有最小值,即f (x )min =2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-32×⎝⎛⎭⎪⎫1+12=-332.押题预测1.已知⎝⎛⎭⎪⎫a x -x 6展开式的常数项为15,则(d a a x x -+⎰等于( )A.πB.2+πC.π2 D.2+π2答案 C解析 由⎝ ⎛⎭⎪⎫a x -x 6的展开式的通项为T k +1=C k6·(-1)k·a 6-k·362k x-,令3k -62=0,求得k =2,故常数项为C 26·a 4=15, 可得a =±1,∴(d aax x -+⎰=ʃ1-1x d x +ʃ1-11-x 2d x =ʃ1-11-x 2d x ,由定积分的几何意义可知ʃ1-11-x 2d x 为x 2+y 2=1在x 轴上方的面积,即单位圆面积的一半,∴(πd 2aax x -=.⎰2.已知奇函数f (x )的导函数为f ′(x ),当x >0时,xf ′(x )+f (x )>0,若a =f (1),b =1e f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,c =-e f (-e),则a ,b ,c 的大小关系是( )A.a <b <cB.b <c <aC.a <c <bD.b <a <c答案 D解析 令g (x )=xf (x ),则g ′(x )=f (x )+xf ′(x )>0在(0,+∞)上恒成立, ∴g (x )为(0,+∞)上的单调递增函数, 又g (-x )=-xf (-x )=xf (x )=g (x ), ∴g (x )为偶函数, ∴-e f (-e)=e f (e), ∵e>1>1e,∴g (e)>g (1)>g ⎝ ⎛⎭⎪⎫1e , ∴e f (e)>f (1)>1ef⎝ ⎛⎭⎪⎫1e , 即-e f (-e)>f (1)>1e f⎝ ⎛⎭⎪⎫1e , ∴b <a <c .3.已知函数f (x )=(x -3)e x+a (2ln x -x +1)在(1,+∞)上有两个极值点,且f (x )在(1,2)上单调递增,则实数a 的取值范围是( ) A.(e ,+∞) B.(e,2e 2)C.(2e 2,+∞) D.(e,2e 2)∪(2e 2,+∞)答案 C解析 由题意,函数f (x )=(x -3)e x+a (2ln x -x +1),可得f ′(x )=e x +(x -3)e x+a ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x-1=(x -2)⎝ ⎛⎭⎪⎫e x -a x =(x -2)·⎝ ⎛⎭⎪⎫x e x-a x ,又由函数f (x )在(1,+∞)上有两个极值点, 则f ′(x )=0在(1,+∞)上有两个不同的实数根,即(x -2)·⎝ ⎛⎭⎪⎫x e x-a x =0在(1,+∞)上有两个解, 即x e x-a =0在(1,+∞)上有不等于2的解, 令g (x )=x e x ,x >1,则g ′(x )=(x +1)e x>0, 所以函数g (x )=x e x在(1,+∞)上为单调递增函数, 所以a >g (1)=e 且a ≠g (2)=2e 2, 又由f (x )在(1,2)上单调递增, 则f ′(x )≥0在(1,2)上恒成立,即(x -2)·⎝ ⎛⎭⎪⎫x e x-a x ≥0在(1,2)上恒成立,即x e x-a ≤0在(1,2)上恒成立, 即a ≥x e x在(1,2)上恒成立,又由函数g (x )=x e x在(1,+∞)上为单调递增函数, 所以a >g (2)=2e 2,综上所述,可得实数a 的取值范围是a >2e 2, 即a ∈(2e 2,+∞).A 组 专题通关1.设函数y =x sin x +cos x 的图象在点()t ,f t 处切线的斜率为g (t ),则函数y =g (t )的图象一部分可以是( )答案 A解析 因为y =x sin x +cos x 的导数为y ′=x cos x , 所以g (t )=t cos t ,由g (-t )=-t cos t =-g (t ),知函数g (t )为奇函数, 所以排除B ,D 选项,当从y 轴右侧t →0时,cos t >0,t >0, 所以g (t )>0,故选A.2.(2019·甘青宁联考)若直线y =kx -2与曲线y =1+3ln x 相切,则k 等于( ) A.3 B.13 C.2 D.12答案 A解析 设切点为(x 0,kx 0-2),∵y =1+3ln x 的导数为y ′=3x,∴⎩⎪⎨⎪⎧3x 0=k , ①kx 0-2=1+3ln x 0, ②由①得kx 0=3,代入②得1+3ln x 0=1, 则x 0=1,k =3.3.(2019·怀化模拟)在(1+x )4(2x -1)的展开式中,x 2项的系数为a ,则ʃa 0(e x+2x )d x 的值为( ) A.e +1 B.e +2 C.e 2+3 D.e 2+4答案 C解析 因为(1+x )4(2x -1)=2x (1+x )4-(1+x )4, (1+x )4展开式的通项为T k +1=C k 4x k,所以在(1+x )4(2x -1)的展开式中,x 2项的系数为2C 14-C 24=2, 即a =2;所以ʃa 0(e x +2x )d x =ʃ20(e x+2x )d x =(e x +x 2)|20=(e 2+22)-e 0=e 2+3.4.(2019·全国Ⅲ)已知曲线y =a e x+x ln x 在点(1,a e)处的切线方程为y =2x +b ,则( ) A.a =e ,b =-1 B.a =e ,b =1 C.a =e -1,b =1 D.a =e -1,b =-1答案 D解析 因为y ′=a e x+ln x +1,所以y ′|x =1=a e +1,所以曲线在点(1,a e)处的切线方程为y -a e =(a e +1)(x -1),即y =(a e +1)x -1,所以⎩⎪⎨⎪⎧a e +1=2,b =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =e -1,b =-1.5.已知定义在R 上的可导函数f (x )的导函数为f ′(x ),满足f ′(x )<f (x ),且f (0)=12,则不等式f (x )-12e x<0的解集为( )A.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,12 B.(0,+∞) C.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞D.(-∞,0)答案 B解析 构造函数g (x )=f xex, 则g ′(x )=f ′x -f xex,因为f ′(x )<f (x ),所以g ′(x )<0, 故函数g (x )在R 上为减函数, 又f (0)=12,所以g (0)=f 0e=12, 则不等式f (x )-12e x <0可化为f xe x<12, 即g (x )<12=g (0),所以x >0,即所求不等式的解集为(0,+∞).6.(2019·广州测试)已知函数f (x )满足f (x )=f ′(1)·e x -1-f (0)x +12x 2,则f (x )的单调递增区间为( ) A.(-∞,0) B.(-∞,1) C.(1,+∞) D.(0,+∞)答案 D解析 由题意得f ′(x )=f ′(1)ex -1-f (0)+x ,令x =1,则f ′(1)=f ′(1)-f (0)+1, ∴f (0)=1,令x =0,则f (0)=f ′(1)e -1, ∴f ′(1)=e , ∴f (x )=e x-x +12x 2,∴f ′(x )=e x-1+x ,令g (x )=e x -1+x ,则g ′(x )=e x+1>0. ∴g (x )为增函数, 又g (0)=0,∴当x >0时,g (x )>0,即f ′(x )>0, 即f (x )在(0,+∞)上单调递增.7.若函数f (x )=e x-x 2-ax (其中e 是自然对数的底数)的图象在x =0处的切线方程为y =2x +b ,则函数g (x )=f ′x -bx在(0,+∞)上的最小值为( )A.-1B.eC.e -2D.e 2答案 C解析 因为f ′(x )=e x-2x -a , 所以f ′(0)=1-a .由题意知1-a =2,解得a =-1, 因此f (x )=e x-x 2+x ,而f (0)=1, 于是1=2×0+b ,解得b =1,因此g (x )=f ′x -b x =e x -2x +1-1x =e x -2xx,所以g ′(x )=exx -1x 2, 令g ′(x )=0得x =1,当0<x <1时,g ′(x )<0,g (x )为减函数; 当x >1时,g ′(x )>0,g (x )为增函数, 故g (x )在x =1处取得极小值,即g (x )在(0,+∞)上的最小值为g (1)=e -2.8.若曲线y =x -ln x 与曲线y =ax 3+x +1在公共点处有相同的切线,则实数a 等于( ) A.e 23 B.-e 23 C.-e 3 D.e 3 答案 B解析 设两曲线的公共点为P (m ,n ),m >0, 由y =x -ln x ,得y ′=1-1x,则曲线y =x -ln x 在点P (m ,n )处的切线的方程为y -m +ln m =⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1m (x -m ),即y =⎝⎛⎭⎪⎫1-1mx +1-ln m .由y =ax 3+x +1,得y ′=3ax 2+1,则曲线y =ax 3+x +1在点P (m ,n )处的切线的方程为y -am 3-m -1=(3am 2+1)(x -m ),即y =(3am 2+1)x -2am 3+1, 所以⎩⎪⎨⎪⎧1-1m =3am 2+1,1-ln m =-2am 3+1,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =32e ,-a =-e23.9.(2019·岳阳模拟)已知M ={α|f (α)=0},N ={β|g (β)=0},若存在α∈M ,β∈N ,使|α-β|<n ,则称函数f (x )与g (x )互为“n 度零点函数”.若f (x )=32-x-1与g (x )=x2-a e x互为“1度零点函数”,则实数a 的取值范围为( )A.⎝ ⎛⎦⎥⎤1e 2,4eB.⎝ ⎛⎦⎥⎤1e ,4e 2C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫4e 2,2e D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫1e 3,2e 2 答案 B解析 由题意可知f (2)=0,且f (x )在R 上单调递减, 所以函数f (x )只有一个零点2. 即|2-β|<1,得1<β<3.函数g (x )=x 2-a e x在区间(1,3)上存在零点, 由x 2-a e x=0,得a =x 2ex .令h (x )=x 2e x ,x ∈(1,3),h ′(x )=2x -x 2e x =x 2-xe x, 所以h (x )在区间(1,2)上单调递增,在区间(2,3)上单调递减,h (1)=1e ,h (2)=4e 2,h (3)=9e 3>1e,所以只需a ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤1e ,4e 2. 10.(2019·四川省六市联考)若函数y =e x -e -x(x >0)的图象始终在射线y =ax (x >0)的上方,则a 的取值范围是( ) A.(-∞,e] B.(-∞,2] C.(0,2] D.(0,e]答案 B解析 依题意设f (x )=e x -e -x, 则f ′(x )=e x +e -x>0, 故函数在x >0时为递增函数,且易知当x >0时f ′(x )=e x +e -x单调递增, 当x →0时,f ′(0)→2, 故f ′(x )>2,而a 是直线y =ax 的斜率,直线过原点,要使函数y =e x-e -x(x >0)的图象始终在射线y =ax (x >0)的上方,则需a ≤2. 11.(2019·吉林调研)设函数f (x )在R 上存在导函数f ′(x ),对任意实数x ,都有f (x )=f (-x )+2x ,当x <0时,f ′(x )<2x +1,若f (1-a )≤f (-a )+2-2a ,则实数a 的最小值为( )A.-1B.-12C.12 D.1答案 C解析 设g (x )=f (x )-x 2-x , 则g ′(x )=f ′(x )-2x -1,因为当x <0时,f ′(x )<2x +1,则g ′(x )<0, 所以当x <0时,g (x )为单调递减函数, 因为g (x )=f (x )-x 2-x , 所以g (-x )=f (-x )-x 2+x , 又因为f (x )=f (-x )+2x ,所以g (x )-g (-x )=f (x )-f (-x )-2x =0, 即g (x )为偶函数,将不等式f (1-a )≤f (-a )+2-2a , 等价变形得f (1-a )-(1-a )2-(1-a ) ≤f (-a )-(-a )2-(-a ), 即g (1-a )≤g (-a ),又因为g (x )为偶函数,且在(-∞,0)上单调递减, 则在(0,+∞)上单调递增,|1-a |≤|a |,解得a ≥12,所以a 的最小值为12.12.(2019·江淮联考)若对∀x 1,x 2∈(m ,+∞),且x 1<x 2,都有x 1ln x 2-x 2ln x 1x 2-x 1<1,则m 的最小值是( )注:(e 为自然对数的底数,即e =2.718 28…) A.1e B.e C.1 D.3e 答案 C解析 由题意,当0≤m <x 1<x 2时, 由x 1ln x 2-x 2ln x 1x 2-x 1<1,等价于x 1ln x 2-x 2ln x 1<x 2-x 1, 即x 1ln x 2+x 1<x 2ln x 1+x 2, 故x 1(ln x 2+1)<x 2(ln x 1+1), 故ln x 2+1x 2<ln x 1+1x 1,令f (x )=ln x +1x,则f (x 2)<f (x 1),又∵x 2>x 1>m ≥0,故f (x )在(m ,+∞)上递减, 又由f ′(x )=-ln xx 2,当f ′(x )<0,解得x >1,故f (x )在(1,+∞)上递减,故m ≥1.13.(2019·福建适应性练习)已知定义在R 上的函数f (x )=ex +1-e x +x 2+2m (x -1)(m >0),当x 1+x 2=1时,不等式f (x 1)≥f (x 2)恒成立,则实数x 1的取值范围为________.答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞解析 由f (x 1)≥f (x 2), 可得111e e xx +-+x 21+2m (x 1-1)≥221ee x x +-+x 22+2m (x 2-1),即()()121211e e e e x x x x -++--+(x 21-x 22)+2m (x 1-x 2)≥0.因为x 1+x 2=1,所以问题可转化为()()1111121e e e e x x x x -+----+(2m +1)(2x 1-1)≥0恒成立, 记g (x )=(ex +1-e2-x)-(e x -e1-x)+(2m +1)(2x -1),g ′(x )=(e x +1+e 2-x )-(e x +e 1-x )+2(2m +1)=(ex +1-e x )+(e2-x-e1-x)+2(2m +1)=e x (e -1)+e 2-x(1-e -1)+2(2m +1)>0,所以g (x )在R 上单调递增.又g ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=0, 所以当x ≥12时,g (x )≥0恒成立,即实数x 1的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞. 14.分别在曲线y =ln x 与直线y =2x +6上各取一点M 与N ,则|MN |的最小值为________. 答案()7+ln 255解析 由y =ln x (x >0),得y ′=1x ,令1x=2,即x =12,y =ln 12=-ln 2,则曲线y =ln x 上与直线y =2x +6平行的切线的切点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-ln 2,由点到直线的距离公式得d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪2×12+ln 2+65=()7+ln 255,即|MN |min =()7+ln 255.15.(2019·衡水调研)已知函数f (x )=12x 2+tan θx +3⎝ ⎛⎭⎪⎫θ≠π2,在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-33,1上是单调函数,其中θ是直线l 的倾斜角,则θ的所有可能取值区间为________.答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫π6,π2∪⎝ ⎛⎦⎥⎤π2,3π4解析 f ′(x )=x +tan θ,θ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2∪⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π, 因为f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-33,1上是单调函数, 则有f ′(x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-33,1恒大于等于0或恒小于等于0, 若f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-33,1上单调递减,则f ′(x )≤0, f ′(1)=1+tan θ≤0,故tan θ≤-1,即θ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤π2,3π4, 若f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-33,1上单调递增, 则f ′(x )≥0,f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫-33=-33+tan θ≥0, 所以tan θ≥33,即θ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫π6,π2, 综上所述,θ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫π6,π2∪⎝ ⎛⎦⎥⎤π2,3π4.16.已知函数f (x )=mx 2+2x -2ex,m ∈[]1,e ,x ∈[1,2],g (m )=f (x )max -f (x )min ,则关于m的不等式g (m )≥4e2的解集为________.答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤24-e ,e解析 由f (x )=mx 2+2x -2ex,得f ′(x )=()2mx +2e x -()mx 2+2x -2e x()e x 2=2mx +2-mx 2-2x +2e x=-mx 2+()2-2m x -4e x=-()mx +2x -2ex,∵m ∈[]1,e ,x ∈[1,2],∴f ′(x )≥0,因此函数f (x )在区间[1,2]上单调递增, ∴f (x )max =f (2)=4m +2e 2,f (x )min =f (1)=me ,从而g (m )=f (x )max -f (x )min =4m +2e 2-m e =4m +2-m ee 2, 令4m +2-m e e 2≥4e 2,得m ≥24-e, 又m ∈[1,e],∴m ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤24-e ,e . 故不等式g (m )≥4e 2的解集为⎣⎢⎡⎦⎥⎤24-e ,e .B 组 能力提高17.已知函数f (x )的导函数f ′(x )满足(x +x ln x )f ′(x )<f (x )对x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,+∞恒成立,则下列不等式中一定成立的是( ) A.2f (1)>f (e) B.e 2f (1)>f (e) C.2f (1)<f (e) D.e f (1)<f (e)答案 A 解析 令g (x )=f x1+ln x ,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,+∞,由(x +x ln x )f ′(x )<f (x ), 得(1+ln x )f ′(x )-1xf (x )<0,又g ′(x )=f ′x1+ln x -fx1x1+ln x2,则g ′(x )<0,故g (x )在x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,+∞上单调递减; 故g (e)<g (1),即f e2<f 11,∴2f (1)>f (e).18.(2019·洛阳统考)若函数f (x )=e x-(m +1)ln x +2(m +1)x -1恰有两个极值点,则实数m 的取值范围为( )A.(-e 2,-e) B.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-e 2C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-12D.()-∞,-e -1答案 D解析 由题可得f ′(x )=e x-m +1x+2(m +1),x >0, 因为函数f (x )=e x-(m +1)ln x +2(m +1)x -1恰有两个极值点, 所以函数f ′(x )=e x-m +1x+2(m +1)(x >0)有两个不同的变号零点. 令e x-m +1x+2(m +1)=0, 等价转化成x e x1-2x =m +1(x >0)有两个不同的实数根,记h (x )=x e x1-2x,所以h ′(x )=x e x ′1-2x -x e x 1-2x ′1-2x2=-e x2x +1x -11-2x2,当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12时,h ′(x )>0, 此时函数h (x )在此区间上递增,当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1时,h ′(x )>0, 此时函数h (x )在此区间上递增, 当x ∈(1,+∞)时,h ′(x )<0, 此时函数h (x )在此区间上递减, 作出h (x )=x e x1-2x的简图如图,要使得x e x1-2x=m+1有两个不同的实数根,则h(1)>m+1,即-e>m+1,整理得m<-1-e.。
(浙江专用)2019高考数学二轮复习课时跟踪检测(二十一)小题考法——导数的简单应用

课时跟踪检测(二十一) 小题考法——导数的简单应用A 组——10+7提速练一、选择题1.设f (x )=x ln x ,f ′(x 0)=2,则x 0=( )A .e 2B .e C.ln 22 D .ln 2解析:选B ∵f ′(x )=1+ln x ,∴f ′(x 0)=1+ln x 0=2,∴x 0=e ,故选B.2.函数f (x )=e x cos x 的图象在点(0,f (0))处的切线方程是( )A .x +y +1=0B .x +y -1=0C .x -y +1=0D .x -y -1=0 解析:选C 依题意,f (0)=e 0cos 0=1,因为f ′(x )=e x cos x -e x sin x ,所以f ′(0)=1,所以切线方程为y -1=x -0,即x -y +1=0,故选C.3.已知f (x )=ln x x,则( ) A .f (2)>f (e)>f (3)B .f (3)>f (e)>f (2)C .f (3)>f (2)>f (e)D .f (e)>f (3)>f (2)解析:选D f (x )的定义域是(0,+∞),∵f ′(x )=1-ln x x 2, ∴x ∈(0,e),f ′(x )>0;x ∈(e ,+∞),f ′(x )<0,故x =e 时,f (x )max =f (e).而f (2)=ln 22=ln 86,f (3)=ln 33=ln 96. f (e)>f (3)>f (2),故选D.4.已知函数f (x )的定义域为(a ,b ),f (x )的导函数f ′(x )在(a ,b )上的图象如图所示,则函数f (x )在(a ,b )上的极大值点的个数为( )A .1B .2C .3D .4解析:选B 由函数极值的定义和导函数的图象可知,f ′(x )在(a ,b )上与x 轴的交点个数为4,但是在原点附近的导数值恒大于零,故x =0不是函数f (x )的极值点,其余的3个交点都是极值点,其中有2个点附近的导数值左正右负,故极大值点有2个.5.已知函数f (x )=x 2-5x +2ln x ,则函数f (x )的单调递增区间是( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12和(1,+∞) B .(0,1)和(2,+∞)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12和(2,+∞) D .(1,2)解析:选C 函数f (x )=x 2-5x +2ln x 的定义域是(0,+∞),令f ′(x )=2x -5+2x=2x 2-5x +2x =x -x -x >0,解得0<x <12或x >2,故函数f (x )的单调递增区间是⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12和(2,+∞).6.已知函数f (x )=x 3-px 2-qx 的图象与x 轴切于点(1,0),则f (x )的极大值、极小值分别为( )A .-427,0 B .0,-427 C.427,0 D .0,427解析:选C 由题意知,f ′(x )=3x 2-2px -q ,由f ′(1)=0,f (1)=0,得⎩⎪⎨⎪⎧ 3-2p -q =0,1-p -q =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧ p =2,q =-1,∴f (x )=x 3-2x 2+x ,由f ′(x )=3x 2-4x +1=0,得x =13或x =1,易得当x =13时,f (x )取极大值427,当x =1时,f (x )取极小值0.7.已知f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )为f (x )的导函数,且满足f (x )<-xf ′(x ),则不等式f (x +1)>(x -1)·f (x 2-1)的解集是( )A .(0,1)B .(1,+∞)C .(1,2)D .(2,+∞) 解析:选D 因为f (x )+xf ′(x )<0,所以[xf (x )]′<0,故xf (x )在(0,+∞)上为单调递减函数,又(x +1)f (x +1)>(x 2-1)·f (x 2-1),所以0<x +1<x 2-1,解得x >2.8.设函数f (x )=13x -ln x (x >0),则f (x )( ) A .在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,1,(1,e)上均有零点 B .在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,1,(1,e)上均无零点 C .在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,1上有零点,在区间(1,e)上无零点 D .在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,1上无零点,在区间(1,e)上有零点 解析:选D 因为f ′(x )=13-1x,所以当x ∈(0,3)时,f ′(x )<0,f (x )单调递减,而。
2019年高考数学二轮复习解题思维提升专题02函数与导数小题部分训练手册(附答案)

专题02 函数与导数小题部分【训练目标】1、 理解函数的概念,会求函数的定义域,值域和解析式,特别是定义域的求法;2、 掌握函数单调性,奇偶性,周期性的判断方法及相互之间的关系,会解决它们之间的综合问题;3、 掌握指数和对数的运算性质,对数的换底公式;4、 掌握指数函数和对数函数的图像与性质;5、 掌握函数的零点存在定理,函数与方程的关系;6、 熟练数形结合的数学思想在解决函数问题的运用;7、 熟练掌握导数的计算,导数的几何意义求切线问题;8、 理解并掌握导数与函数单调性之间的关系,会利用导数分析函数的单调性,会根据单调性确定参数的取值范围; 9、 会利用导数求函数的极值和最值,掌握构造函数的方法解决问题。
【温馨小提示】本章内容既是高考的重点,又是难点,再备考过程中应该大量解出各种题型,总结其解题方法,积累一些常用的小结论,会给解题带来极大的方便。
【名校试题荟萃】1、(福建省“永安一中、德化一中、漳平一中”2019届高三上学期12月三校联考)已知函数,若()1f x =-,则x = .【答案】12【解析】问题等价于;,无解。
2、(福建省“永安一中、德化一中、漳平一中”2019届高三上学期12月三校联考)已知函数1()1x f x x +=-的图像在点()2,(2)f 处的切线与直线10ax y ++=平行,则实数a =.A 2 .B 12 .C 12- D .2- 【答案】A【解析】由于,根据导数的几何意义及两直线平行的条件可知。
3、(福建省上杭县第一中学2019届高三上学期期中考试)函数的图象可能是( )【答案】D【解析】先由判断函数的奇偶性可知函数为奇函数,图像关于原点对称,排除A,B ;当,排除C ,故选D 。
4、(福建省上杭县第一中学2019届高三上学期期中考试)已知函数()f x 是定义域为R 的偶函数,且,若()f x 在[]1,0-上是减函数,记,, ()0.52c f =,则( )A . a b c >>B . a c b >>C . b a c >>D . b a c >>【答案】B5、(福建省上杭县第一中学2019届高三上学期期中考试)已知定义域为),0(+∞,为的导函数,且满足,则不等式的解集是( )A . )2,0(B . ),2(+∞C . )3,2(D . ),3(+∞ 【答案】D【解析】构造函数,求导结合可知函数()g x 在定义域),0(+∞为减函数,不等式可化为,等价于,解得结果为),3(+∞。
高考数学二轮复习课时跟踪检测(二十四) 导数的简单应用(小题练)理

导数的简单应用(小题练)A 级——12+4提速练一、选择题1.已知f (x )=ax 3+3x 2+2,若f ′(-1)=3,则a =( ) A.193 B.163C.133 D .3解析:选 D ∵f (x )=ax 3+3x 2+2,∴f ′(x )=3ax 2+6x ,∴f ′(-1)=3a -6,∵f ′(-1)=3,∴3a -6=3,解得a =3.故选D.2.(优质试题·合肥模拟)已知直线2x -y +1=0与曲线y =a e x +x 相切,其中e 为自然对数的底数,则实数a 的值是( )A .eB .2eC .1D .2解析:选C ∵y =a e x +x ,∴y ′=a e x +1,设直线2x -y +1=0与曲线y =a e x +x 相切的切点坐标为(m ,n ),则y ′|x =m =a e m +1=2,得a e m =1,又n =a e m +m =2m +1,∴m =0,a =1,故选C.3.(优质试题·成都模拟)已知函数y =f (x )的导函数y =f ′(x )的图象如图所示,则函数y =f (x )在区间(a ,b )内的极小值点的个数为( )A .1B .2C .3D .4解析:选A 如图,在区间(a,b)内,f′(c)=0,且在点x=c 附近的左侧f′(x)<0,右侧f′(x)>0,所以在区间(a,b)内只有1个极小值点,故选A.4.(优质试题·重庆调研)若函数f(x)=(x+a)e x在(0,+∞)上不单调,则实数a的取值范围是( )A.(-∞,-1) B.(-∞,0)C.(-1,0) D.[-1,+∞)解析:选A f′(x)=e x(x+a+1),由题意,知方程e x(x+a+1)=0在(0,+∞)上至少有一个实数根,即x=-a-1>0,解得a <-1.5.已知f(x)=2x3-6x2+m(m为常数)在[-2,2]上有最大值为3,那么此函数在[-2,2]上的最小值为( )A.0 B.-5C.-10 D.-37解析:选D 由题意知,f′(x)=6x2-12x,由f′(x)=0得x =0或x=2,当x<0或x>2时,f′(x)>0,当0<x<2时,f′(x)<0,∴f(x)在[-2,0]上单调递增,在[0,2]上单调递减,由条件知f(0)=m=3,∴f(2)=-5,f(-2)=-37,∴最小值为-37.6.(优质试题·广州模拟)设函数f(x)=x3+ax2,若曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线方程为x+y=0,则点P的坐标为( ) A.(0,0) B.(1,-1)C.(-1,1) D.(1,-1)或(-1,1)解析:选D 由题意知,f′(x)=3x2+2ax,所以曲线y=f(x)在点P (x 0,f (x 0))处的切线的斜率为f ′(x 0)=3x 20+2ax 0,又切线方程为x +y =0,所以x 0≠0,且⎩⎪⎨⎪⎧ 3x 20+2ax 0=-1,x 0+x 30+ax 20=0,解得a =±2,x 0=-a 2.所以当⎩⎪⎨⎪⎧ x 0=1,a =-2时,点P 的坐标为(1,-1);当⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-1,a =2时,点P 的坐标为(-1,1),故选D.7.(优质试题·昆明检测)若函数f (x )=e 2x +ax 在(0,+∞)上单调递增,则实数a 的取值范围为( )A .[-1,+∞)B .(-1,+∞)C .[-2,+∞)D .(-2,+∞)解析:选C ∵f (x )在(0,+∞)上单调递增,且f ′(x )=2e 2x +a ,∴f ′(x )=2e 2x +a ≥0在(0,+∞)上恒成立,即a ≥-2e 2x 在(0,+∞)上恒成立,又x ∈(0,+∞)时,-2e 2x <-2,∴a ≥-2.8.(优质试题·陕西模拟)设函数f (x )=x 3-12x +b ,则下列结论正确的是( )A .函数f (x )在(-∞,-1)上单调递增B .函数f (x )在(-∞,-1)上单调递减C .若b =-6,则函数f (x )的图象在点(-2,f (-2))处的切线方程为y =10D .若b =0,则函数f (x )的图象与直线y =10只有一个公共点 解析:选C 对于选项A ,B ,根据函数f (x )=x 3-12x +b ,可得f ′(x )=3x 2-12,令3x 2-12=0,得x =-2或x =2,故函数f (x )在(-∞,-2),(2,+∞)上单调递增,在(-2,2)上单调递减,所以选项A ,B 都不正确;对于选项C ,当b =-6时,f ′(-2)=0,f (-2)=10,故函数f (x )的图象在点(-2,f (-2))处的切线方程为y =10,选项C 正确;对于选项D ,当b =0时,f (x )的极大值为f (-2)=16,极小值为f (2)=-16,故直线y =10与函数f (x )的图象有三个公共点,选项D 错误.故选C.9.已知定义在⎝⎛⎭⎪⎫0,π2上的函数y =f (x )的导函数为f ′(x ),若f ′(x )cos x -1=ln x -f (x )sin x ,则下列不等式成立的是( ) A.2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4 B .3f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6 C.3f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4<2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6 D.3f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6 解析:选D 令g (x )=f xcos x,则g ′(x )=f x x -f x-sin xcos 2x =1+ln xcos 2x ,由⎩⎪⎨⎪⎧ 0<x <π2,g x ,解得1e <x <π2;由⎩⎪⎨⎪⎧ 0<x <π2,g x ,解得0<x <1e.所以函数g (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e 上单调递减,在⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,π2上单调递增.因为π3>π6>1e ,所以g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3cos π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6cos π6,即3f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,B 错,D 正确.同理因为π4>π6>1e ,所以g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4>g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4cos π4>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6cos π6,即3f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4>2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,C 错.因为π3>π4>1e ,所以g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3cos π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4cos π4,即2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,A 错.故选D. 10.已知函数f (x )(x ∈R)为奇函数,当x ∈(0,2]时,f (x )=ln x -m 2x ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫m >22,当x ∈[-2,0)时,f (x )的最小值为3,则m 的值为( ) A .1B .2C .eD .e 2解析:选C ∵f (x )在R 上是奇函数,当x ∈[-2,0)时,f (x )的最小值为3,∴f (x )在(0,2]上的最大值为-3.∵当x ∈(0,2]时,f ′(x )=1x -m 2,令f ′(x )=0,解得x =m -2;由m >22知0<m -2<2.当x ∈(0,m -2)时,f ′(x )>0,f (x )单调递增,当x ∈(m -2,2]时,f ′(x )<0,f (x )单调递减,故当x =m -2时,f (x )在(0,2]上取得最大值-3.∴f (m -2)=ln m -2-m 2·m -2=ln m -2-1=-3,解得m =e.故选C.11.已知函数f (x )=-ln x +ax ,g (x )=(x +a )e x ,a <0,若存在区间D ,使函数f (x )和g (x )在区间D 上的单调性相同,则a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-12 B .(-∞,0) C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,-12 D .(-∞,-1)解析:选D f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=-1x +a =ax -1x.由a <0可得f ′(x )<0,即f (x )在定义域(0,+∞)上单调递减.g ′(x )=e x +(x +a )e x =(x +a +1)e x ,令g ′(x )=0,解得x =-(a +1),当x ∈(-∞,-a -1)时,g ′(x )<0,当x ∈(-a -1,+∞)时,g ′(x )>0,故g (x )的单调递减区间为(-∞,-a -1),单调递增区间为(-a -1,+∞).因为存在区间D ,使f (x )和g (x )在区间D 上的单调性相同,所以-a -1>0,即a <-1,故a 的取值范围是(-∞,-1),选D.12.(优质试题·张家界模拟)已知函数f (x )在定义域R 上的导函数为f ′(x ),若方程f ′(x )=0无解,且f [f (x )-2 017x ]=2 017,若g (x )=sin x -cos x -kx 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2上与f (x )在R 上的单调性相同,则实数k 的取值范围是( )A .(-∞,-1]B .(-∞, 2 ]C .[-1,2]D .[2,+∞)解析:选A 若方程f ′(x )=0无解,则f ′(x )>0或f ′(x )<0恒成立,∴f (x )为R 上的单调函数.若∀x ∈R ,都有f [f (x )-2 017x ]=2 017,则f (x )-2 017x 为定值,设t =f (x )-2 017x ,则f (x )=t +2 017x ,易知f (x )为R 上的增函数.∵g (x )=sin x -cos x -kx ,∴g ′(x )=cos x +sin x -k =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4-k .又g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2上与f (x )在R 上的单调性相同,∴g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2上单调递增,则当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2时,g ′(x )≥0恒成立,则k ≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4min .当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2时,x +π4∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,3π4,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4∈⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤-22,1,2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4∈[-1,2],故k ≤-1,选A. 二、填空题13.(优质试题·福州四校联考)已知曲线C :y =x 2+2x 在点(0,0)处的切线为l ,则由C ,l 以及直线x =1围成的区域的面积等于________.解析:因为y ′=2x +2,所以曲线C :y =x 2+2x在点(0,0)处的切线的斜率k =y ′|x =0=2,所以切线方程为y =2x ,所以由C ,l 以及直线x =1围成的区域如图中阴影部分所示,其面积S =⎠⎜⎛01(x 2+2x -2x )d x =⎠⎜⎛01x 2d x =x 33|10=13. 答案:1314.(优质试题·太原二模)若函数f(x )=sin x +ax 为R 上的减函数,则实数a 的取值范围是________.解析:∵f ′(x )=cos x +a ,由题意可知,f ′(x )≤0对任意的x ∈R 都成立,∴a ≤-1,故实数a 的取值范围是(-∞,-1].答案:(-∞,-1]15.(优质试题·全国卷Ⅲ)曲线y =(ax +1)e x 在点(0,1)处的切线的斜率为-2,则a =________.解析:∵y ′=(ax +a +1)e x ,∴当x =0时,y ′=a +1, ∴a +1=-2,解得a =-3.答案:-316.已知定义在(0,+∞)上的单调函数f (x ),对任意的x ∈(0,+∞),都有f [f (x )-log 3x ]=4,则函数f (x )的图象在x =1ln 3处的切线的斜率为________.解析:由题意,设f (x )-log 3x =m >0,则f (x )=log 3x +m ,由f [f (x )-log 3x ]=4可得f (m )=log 3m +m =4,即m =34-m ,解得m =3,所以f (x )=log 3x +3,f ′(x )=1x ln 3,从而f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫1ln 3=1,即所求切线的斜率为1.答案:1B 级——难度小题强化练1.(优质试题·西安八校联考)已知函数f (x )=ln x -ax 2,若f (x )恰有两个不同的零点,则a 的取值范围为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫12e ,+∞ B .⎣⎢⎡⎭⎪⎫12e ,+∞ C.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12e D.⎝⎛⎦⎥⎤0,12e 解析:选C 函数f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=1x-2ax =1-2ax 2x.当a ≤0时,f ′(x )>0恒成立,函数f (x )在(0,+∞)上单调递增,则函数f (x )不存在两个不同的零点.当a >0时,由f ′(x )=0,得x =12a ,当0<x <12a 时,f ′(x )>0,函数f (x )单调递增,当x >12a 时,f ′(x )<0,函数f (x )单调递减,所以f (x )的最大值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12a =ln 12a -a ⎝⎛⎭⎪⎪⎫12a 2=-12ln 2a -12,于是要使函数f (x )恰有两个不同的零点,则需满足-12ln 2a -12>0,即ln 2a <-1,所以0<2a <1e ,即0<a <12e ,所以a 的取值范围是⎝⎛⎭⎪⎫0,12e ,故选C.2.已知f ′(x )为f (x )(x ∈R)的导函数,当x ≠0时,f ′(x )+f x x >2,则方程f (x )+1x=x 的根的个数为( ) A .1B .1或2C .0D .0或1解析:选C 由题意知,方程f (x )+1x=x 的根,即为xf x -x 2+1x=0的根.记g (x )=xf (x )-x 2+1,则g ′(x )=f (x )+xf ′(x )-2x .当x ≠0时,由f ′(x )+f x x >2得xf x +f x -2x x>0,故当x >0时,xf ′(x )+f (x )-2x >0,即g ′(x )>0,当x <0时,xf ′(x )+f (x )-2x <0,即g ′(x )<0.所以函数g (x )在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,所以g (x )≥g (0)=0×f (0)-02+1=1.故函数g (x )=xf (x )-x 2+1没有零点,即方程f (x )+1x=x 无根.故选C.3.已知函数f (x )的定义域为R ,其导函数为y =f ′(x ),当x ≠1时,f ′(x )-f -x x -1>0,若函数y =f (x +1)的图象关于原点对称,a =-12f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,b =-3f (-2),c =2f (3),则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a <b <cB .b <c <aC .a <c <bD .c <a <b解析:选C 由函数y =f (x +1)的图象关于原点对称可得函数y=f (x )的图象关于点(1,0)对称,即f (2-x )=-f (x ).设g (x )=(x -1)f (x ),则g (2-x )=[(2-x )-1]f (2-x )=(1-x )[-f (x )]=(x -1)f (x )=g (x ),所以函数y =g (x )的图象关于直线x =1对称.由已知当x ≠1时,f ′(x )-f -x x -1>0可得f ′(x )+f x x -1>0,即x -f x +f xx -1>0,即g xx -1>0.当x >1时,g ′(x )>0,函数g (x )单调递增.而a =g ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,b =g (-2),c =g (3).由函数y =g (x )的图象关于直线x =1对称可得a =g ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=g ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,b =g (-2)=g (4),因为32<3<4,所以a <c <b .故选C.4.(优质试题·胶州模拟)若方程ln(x +1)=x 2-32x +a 在区间[0,2]上有两个不同的实数根,则实数a 的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫ln 3-1,ln 2+12 B .[ln 2-1,ln 3-1)C .[ln 2-1,ln 2] D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,ln 2+12 解析:选A 令f (x )=ln(x +1)-x 2+32x -a ,则f ′(x )=1x +1-2x +32=-x +x -x +.当x ∈[0,1)时,f ′(x )>0,f (x )单调递增,当x ∈(1,2]时,f ′(x )<0,f (x )单调递减.由于方程ln(x +1)=x 2-32x +a 在区间[0,2]上有两个不同的实数根,即f (x )=0在区间[0,2]上有两个不同的实数根,则⎩⎪⎨⎪⎧f =-a ≤0,f=ln 2+12-a >0,f =ln 3-1-a ≤0,解得ln 3-1≤a <ln 2+12.所以方程ln(x +1)=x 2-32x +a 在区间[0,2]上有两个不同的实数根时,实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫ln 3-1,ln 2+12. 5.已知函数f (x )=x (ln x -ax )有两个极值点,则实数a 的取值范围是________.解析:f (x )的定义域为(0,+∞).f ′(x )=ln x -ax +x ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -a =ln x -2ax +1,令f ′(x )=ln x -2ax +1=0,得ln x =2ax -1,因为函数f (x )=x (ln x -ax )有两个极值点,所以f ′(x )=ln x -2ax +1有两个零点,等价于函数y =ln x 与y=2ax -1的图象有两个交点.在同一平面直角坐标系中作出它们的图象,如图所示,过点(0,-1)作曲线y =ln x 的切线,设切点为(x 0,y 0),则切线的斜率k =1x 0,所以切线方程为y =1x 0x -1,又切点在切线上,所以y 0=x 0x 0-1=0,又切点在曲线y =ln x 上,则ln x 0=0,解得x 0=1,所以切点为(1,0),所以切线方程为y =x -1.再由直线y =2ax -1与曲线y =ln x 有两个交点,知直线y =2ax -1位于两直线y =-1和y =x -1之间,其斜率2a 满足0<2a <1,解得实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎪⎫0,12.答案:⎝⎛⎭⎪⎫0,12 6.已知函数g (x )=a -x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ≤x ≤e,e 为自然对数的底数与h (x )=2ln x 的图象上存在关于x 轴对称的点,则实数a 的取值范围是________.解析:因为函数g (x )=a -x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ≤x ≤e,e 为自然对数的底数与h (x )=2ln x 的图象上存在关于x 轴对称的点,所以方程a -x 2=-2ln x ,即-a =2ln x -x 2在⎣⎢⎡⎦⎥⎤1e ,e 上有解.令f (x )=2ln x -x 2,则f ′(x )=2x -2x =-x +x x ,因为1e≤x ≤e,所以f (x )在x =1处有唯一的极大值点.因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1e =-2-1e 2,f (e)=2-e 2,f (x )的极大值为f (1)=-1,且f (e)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,故方程-a =2ln x -x 2在⎣⎢⎡⎦⎥⎤1e ,e 上有解等价于2-e 2≤-a ≤-1,即1≤a ≤e 2-2,故实数a 的取值范围是[1,e 2-2].答案:[1,e 2-2]。
高考数学二轮总复习 课时跟踪检测(五)导数的简单应用 理-人教版高三全册数学试题

课时跟踪检测(五) 导数的简单应用一、选择题1.(2019·某某模拟)已知直线2x -y +1=0与曲线y =a e x+x 相切,其中e 为自然对数的底数,则实数a 的值是( )A .eB .2eC .1D .2解析:选C ∵y =a e x+x ,∴y ′=a e x+1,设直线2x -y +1=0与曲线y =a e x+x 相切的切点坐标为(m ,n ),则y ′|x =m =a e m+1=2,得a e m=1.又n =a e m+m =2m +1,∴m =0,n =1,a =1,故选C .2.(2019·某某调研)若函数f (x )=(x +a )e x在(0,+∞)上不单调,则实数a 的取值X 围是( )A .(-∞,-1)B .(-∞,0)C .(-1,0)D .[-1,+∞)解析:选A f ′(x )=e x(x +a +1),由题意,知方程e x(x +a +1)=0在(0,+∞)上至少有一个实数根,即x =-a -1>0,解得a <-1.3.(2019·某某模拟)若函数f (x )=13x 3-⎝ ⎛⎭⎪⎫1+b 2x 2+2bx 在区间[-3,1]上不是单调函数,则f (x )在R 上的极小值为( )A .2b -43B .32b -23C .0D .b 2-16b 2解析:选A 由题意得f ′(x )=(x -b )(x -2).因为f (x )在区间[-3,1]上不是单调函数,所以-3<b <1.由f ′(x )>0,解得x >2或x <b ;由f ′(x )<0,解得b <x <2.所以f (x )的极小值为f (2)=2b -43.故选A .4.(2019·某某模拟)设函数f (x )=x 3+ax 2,若曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线方程为x +y =0,则点P 的坐标为( )A .(0,0)B .(1,-1)C .(-1,1)D .(1,-1)或(-1,1)解析:选D 由题意知,f ′(x )=3x 2+2ax ,所以曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线的斜率为f ′(x 0)=3x 20+2ax 0,又切线方程为x +y =0,所以x 0≠0,且⎩⎪⎨⎪⎧3x 20+2ax 0=-1,x 0+x 30+ax 20=0,所以当⎩⎪⎨⎪⎧x 0=1,a =-2时,点P 的坐标为(1,-1);当⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-1,a =2时,点P 的坐标为(-1,1),故选D .5.(2019·某某息县第一高级中学段测)函数f (x )=x 3-3x -1,若对于区间(-3,2]上的任意x 1,x 2,都有|f (x 1)-f (x 2)|≤t ,则实数t 的最小值是( )A .20B .18C .3D .0解析:选A 对于区间(-3,2]上的任意x 1,x 2,都有|f (x 1)-f (x 2)|≤t ,等价于在区间(-3,2]上,f (x )max -f (x )min ≤t ,∵f (x )=x 3-3x -1,∴f ′(x )=3x 2-3=3(x -1)(x +1).∵x ∈(-3,2],∴函数f (x )在(-3,-1),(1,2)上单调递增,在(-1,1)上单调递减,∴f (x )max =f (2)=f (-1)=1,f (x )min =f (-3)=-19,∴f (x )max -f (x )min =20,∴t ≥20,即实数t 的最小值是20.6.已知函数f (x )=-ln x +ax ,g (x )=(x +a )e x,a <0,若存在区间D ,使函数f (x )和g (x )在区间D 上的单调性相同,则a 的取值X 围是( )A .⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-12B .(-∞,0)C .⎝⎛⎭⎪⎫-1,-12 D .(-∞,-1)解析:选D f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=-1x +a =ax -1x,由a <0可得f ′(x )<0,即f (x )在定义域(0,+∞)上单调递减.g ′(x )=e x +(x +a )e x =(x +a +1)·e x,令g ′(x )=0,解得x =-(a +1),当x ∈(-∞,-a -1)时,g ′(x )<0,当x ∈(-a -1,+∞)时,g ′(x )>0,故g (x )的单调递减区间为 (-∞,-a -1),单调递增区间为(-a -1,+∞).因为存在区间D ,使f (x )和g (x )在区间D 上的单调性相同,所以-a -1>0,即a <-1,故a 的取值X 围是(-∞,-1),故选D .二、填空题7.(2019·某某五个一名校联考)函数f (x )=x 2-2ln x 的单调递减区间是________.解析:函数f (x )=x 2-2ln x 的定义域为(0,+∞),令f ′(x )=2x -2x =2(x +1)(x -1)x<0,得0<x <1,∴f (x )的单调递减区间是(0,1). 答案:(0,1)8.(2019·某某某某模拟)已知函数f (x )=-12x 2+4x -3ln x 在区间[t ,t +1]上不单调,则t 的取值X 围是________.解析:由题意知f ′(x )=-x +4-3x =-(x -1)(x -3)x,由f ′(x )=0得函数f (x )的两个极值点为1和3,则只要这两个极值点有一个在区间(t ,t +1)内,函数f (x )在区间[t ,t +1]上就不单调,∴1∈(t ,t +1)或3∈(t ,t +1)⇔⎩⎪⎨⎪⎧t <1,t +1>1或⎩⎪⎨⎪⎧t <3,t +1>3⇔0<t <1或2<t <3.答案:(0,1)∪(2,3)9.(2019·某某模拟)若曲线y =ln x +ax 2-2x (a 为常数)不存在斜率为负数的切线,则实数a 的取值X 围是________.解析:f ′(x )=1x +2ax -2=2ax 2-2x +1x(x >0),由题意得f ′(x )≥0在x >0时恒成立, 所以2ax 2-2x +1≥0在x >0时恒成立,即2a ≥2x -1x 2=-⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2-2x +1+1=-⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -12+1,所以a ≥12,所以a 的取值X 围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞.答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞三、解答题10.(2019·某某某某检测)已知函数f (x )=x 2+ln x -ax . (1)当a =3时,求f (x )的单调增区间;(2)若f (x )在(0,1)上是增函数,某某数a 的取值X 围.解:(1)函数f (x )的定义域为(0,+∞).当a =3时,f (x )=x 2+ln x -3x ,∴f ′(x )=2x +1x -3.由f ′(x )>0,解得0<x <12或x >1,∴函数f (x )的单调增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,(1,+∞). (2)由题意得f ′(x )=2x +1x-a ,∵f (x )在(0,1)上是增函数,∴f ′(x )=2x +1x -a ≥0在(0,1)上恒成立,即a ≤2x +1x在(0,1)上恒成立.∵2x +1x ≥22当且仅当2x =1x ,即x =22时,等号成立,∴2x +1x的最小值为22,所以a ≤22,故实数a 的取值X 围为(-∞,22].11.(2019·某某红色七校第一次联考)已知函数f (x )=e x (x 2-2x +a )(其中a ∈R ,a 为常数,e 为自然对数的底数).(1)讨论函数f (x )的单调性;(2)设曲线y =f (x )在(a ,f (a ))处的切线为l ,当a ∈[1,3]时,求直线l 在y 轴上截距的取值X 围.解:(1)f ′(x )=e x (x 2-2x +a )+e x (2x -2)=e x (x 2+a -2),当a ≥2时,f ′(x )≥0恒成立,故函数f (x )在区间(-∞,+∞)上单调递增; 当a <2时,f ′(x )≥0⇔x 2≥2-a ⇔x ≤-2-a 或x ≥2-a ,f ′(x )<0⇔x 2<2-a ⇔-2-a <x <2-a .故函数f (x )在区间(-∞,-2-a ],[2-a ,+∞)上单调递增,在区间(-2-a ,2-a )上单调递减.(2)f (a )=e a (a 2-a ), f ′(a )=e a (a 2+a -2),所以直线l 的方程为y -e a (a 2-a )=e a (a 2+a -2)(x -a ).令x =0,得直线l 在y 轴上的截距为e a (-a 3+a ),记g (a )=e a (-a 3+a )(1≤a ≤3), 则g ′(a )=e a (-a 3-3a 2+a +1),记h (a )=-a 3-3a 2+a +1(1≤a ≤3), 则h ′(a )=-3a 2-6a +1<0(1≤a ≤3),所以h (a )在[1,3]上单调递减,所以h (a )≤h (1)=-2<0,所以g ′(a )<0,即g (a )在区间[1,3]上单调递减,所以g (3)≤g (a )≤g (1),即直线l 在y 轴上截距的取值X 围是[-24e 3,0].12.(2019·某某省某某四中二模)已知函数f (x )=ax 2-(a +2)x +ln x ,其中a ∈R . (1)当a =1时,求曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程;(2)当a >0时,若f (x )在区间[1,e]上的最小值为-2,求a 的取值X 围. 解:(1)当a =1时,f (x )=x 2-3x +ln x (x >0), 所以f ′(x )=2x -3+1x =2x 2-3x +1x,所以f (1)=-2,f ′(1)=0.所以曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程为y =-2. (2)函数f (x )=ax 2-(a +2)x +ln x 的定义域为(0,+∞),当a >0时,f ′(x )=2ax -(a +2)+1x =2ax 2-(a +2)x +1x =(2x -1)(ax -1)x,令f ′(x )=0,解得x =12或x =1a.①当0<1a≤1,即a ≥1时,f (x )在[1,e]上单调递增,所以f (x )在[1,e]上的最小值为f (1)=-2,符合题意;②当1<1a <e ,即1e <a <1时,f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,1a 上单调递减,在⎣⎢⎡⎦⎥⎤1a ,e 上单调递增. 所以f (x )在[1,e]上的最小值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a <f (1)=-2,不符合题意;③当1a ≥e,即0<a ≤1e时,f (x )在[1,e]上单调递减,所以f (x )在[1,e]上的最小值为f (e)<f (1)=-2,不符合题意. 综上,实数a 的取值X 围是[1,+∞).。
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课时跟踪检测(二十四) 导数的简单应用(小题练)A 级——12+4提速练一、选择题1.已知f ()=a 3+32+2,若f ′(-1)=3,则a =( ) A.193 B.163 C.133D .3解析:选D ∵f ()=a 3+32+2,∴f ′()=3a 2+6,∴f ′(-1)=3a -6, ∵f ′(-1)=3,∴3a -6=3,解得a =3.故选D.2.(2018·合肥模拟)已知直线2-y +1=0与曲线y =a e +相切,其中e 为自然对数的底数,则实数a 的值是( )A .eB .2eC .1D .2解析:选C ∵y =a e +,∴y ′=a e +1,设直线2-y +1=0与曲线y =a e +相切的切点坐标为(m ,n ),则y ′|=m =a e m +1=2,得a e m =1,又n =a e m +m =2m +1,∴m =0,a =1,故选C.3.(2018·成都模拟)已知函数y =f ()的导函数y =f ′()的图象如图所示,则函数y =f ()在区间(a ,b )内的极小值点的个数为( )A .1B .2C .3D .4解析:选A 如图,在区间(a ,b )内,f ′(c )=0,且在点=c 附近的左侧f ′()<0,右侧f ′()>0,所以在区间(a ,b )内只有1个极小值点,故选A.4.(2018·重庆调研)若函数f ()=(+a )e 在(0,+∞)上不单调,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,-1)B .(-∞,0)C .(-1,0)D .[-1,+∞)解析:选A f ′()=e(+a +1),由题意,知方程e(+a +1)=0在(0,+∞)上至少有一个实数根,即=-a -1>0,解得a <-1.5.已知f ()=23-62+m (m 为常数)在[-2,2]上有最大值为3,那么此函数在[-2,2]上的最小值为( )A .0B .-5C .-10D .-37解析:选D 由题意知,f ′()=62-12,由f ′()=0得=0或=2,当<0或>2时,f ′()>0,当0<<2时,f ′()<0,∴f ()在[-2,0]上单调递增,在[0,2]上单调递减,由条件知f (0)=m =3,∴f (2)=-5,f (-2)=-37,∴最小值为-37.6.(2018·广州模拟)设函数f ()=3+a 2,若曲线y =f ()在点P (0,f (0))处的切线方程为+y =0,则点P 的坐标为( )A .(0,0)B .(1,-1)C .(-1,1)D .(1,-1)或(-1,1)解析:选D 由题意知,f ′()=32+2a ,所以曲线y =f ()在点P (0,f (0))处的切线的斜率为f ′(0)=320+2a 0,又切线方程为+y =0,所以0≠0,且⎩⎨⎧3x 20+2ax 0=-1,x 0+x 30+ax 2=0,解得a =±2,0=-a2.所以当⎩⎨⎧ x 0=1,a =-2时,点P 的坐标为(1,-1);当⎩⎨⎧x 0=-1,a =2时,点P 的坐标为(-1,1),故选D.7.(2018·昆明检测)若函数f ()=e 2+a 在(0,+∞)上单调递增,则实数a 的取值范围为( )A .[-1,+∞)B .(-1,+∞)C .[-2,+∞)D .(-2,+∞)解析:选C ∵f ()在(0,+∞)上单调递增,且f ′()=2e 2+a ,∴f ′()=2e 2+a ≥0在(0,+∞)上恒成立,即a ≥-2e 2在(0,+∞)上恒成立,又∈(0,+∞)时,-2e 2<-2,∴a ≥-2.8.(2018·陕西模拟)设函数f ()=3-12+b ,则下列结论正确的是( )A .函数f ()在(-∞,-1)上单调递增B .函数f ()在(-∞,-1)上单调递减C .若b =-6,则函数f ()的图象在点(-2,f (-2))处的切线方程为y =10D .若b =0,则函数f ()的图象与直线y =10只有一个公共点解析:选C 对于选项A ,B ,根据函数f ()=3-12+b ,可得f ′()=32-12,令32-12=0,得=-2或=2,故函数f ()在(-∞,-2),(2,+∞)上单调递增,在(-2,2)上单调递减,所以选项A ,B 都不正确;对于选项C ,当b =-6时,f ′(-2)=0,f (-2)=10,故函数f ()的图象在点(-2,f (-2))处的切线方程为y =10,选项C 正确;对于选项D ,当b =0时,f ()的极大值为f (-2)=16,极小值为f (2)=-16,故直线y =10与函数f ()的图象有三个公共点,选项D 错误.故选C.9.已知定义在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2上的函数y =f ()的导函数为f ′(),若f ′()cos -1=ln -f ()sin ,则下列不等式成立的是( )A.2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4B .3f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6C.3f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4<2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6D.3f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6解析:选D 令g ()=f xcos x,则g ′()=fx cos x -f xsin xcos 2x=1+ln x cos 2x,由⎩⎨⎧0<x <π2,g x >0,解得1e <<π2;由⎩⎨⎧0<x <π2,gx <0,解得0<<1e .所以函数g ()在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e 上单调递减,在⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,π2上单调递增.因为π3>π6>1e ,所以g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3cos π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6cos π6,即3f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,B 错,D 正确.同理因为π4>π6>1e ,所以g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4>g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4cos π4>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6cos π6,即3f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4>2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,C 错.因为π3>π4>1e ,所以g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3cos π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4cos π4,即2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,A 错.故选D.10.已知函数f ()(∈R)为奇函数,当∈(0,2]时,f ()=ln -m 2⎝ ⎛⎭⎪⎫m >22,当∈[-2,0)时,f ()的最小值为3,则m 的值为( )A .1B .2C .eD .e 2解析:选C ∵f ()在R 上是奇函数,当∈[-2,0)时,f ()的最小值为3,∴f ()在(0,2]上的最大值为-3.∵当∈(0,2]时,f ′()=1x -m 2,令f ′()=0,解得=m -2;由m >22知0<m -2<2.当∈(0,m -2)时,f ′()>0,f ()单调递增,当∈(m -2,2]时,f ′()<0,f ()单调递减,故当=m -2时,f ()在(0,2]上取得最大值-3.∴f (m -2)=ln m -2-m 2·m -2=ln m -2-1=-3,解得m =e.故选C.11.已知函数f ()=-ln +a ,g ()=(+a )e ,a <0,若存在区间D ,使函数f ()和g ()在区间D 上的单调性相同,则a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-12B .(-∞,0)C.⎝⎛⎭⎪⎫-1,-12D .(-∞,-1)解析:选D f ()的定义域为(0,+∞),f ′()=-1x +a =ax -1x.由a <0可得f ′()<0,即f ()在定义域(0,+∞)上单调递减.g ′()=e +(+a )e =(+a +1)e ,令g ′()=0,解得=-(a+1),当∈(-∞,-a -1)时,g ′()<0,当∈(-a -1,+∞)时,g ′()>0,故g ()的单调递减区间为(-∞,-a -1),单调递增区间为(-a -1,+∞).因为存在区间D ,使f ()和g ()在区间D 上的单调性相同,所以-a -1>0,即a <-1,故a 的取值范围是(-∞,-1),选D.12.(2018·张家界模拟)已知函数f ()在定义域R 上的导函数为f ′(),若方程f ′()=0无解,且f [f ()-2 017]=2 017,若g ()=sin -cos -在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2上与f ()在R 上的单调性相同,则实数的取值范围是( )A .(-∞,-1]B .(-∞, 2 ]C .[-1,2]D .[2,+∞)解析:选A 若方程f ′()=0无解,则f ′()>0或f ′()<0恒成立,∴f ()为R 上的单调函数.若∀∈R ,都有f [f ()-2 017]=2 017,则f ()-2 017为定值,设t =f ()-2 017,则f ()=t +2 017,易知f ()为R 上的增函数.∵g ()=sin -cos -,∴g ′()=cos +sin -=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4-.又g ()在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2上与f ()在R 上的单调性相同,∴g ()在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2上单调递增,则当∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2时,g ′()≥0恒成立,则≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4min .当∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2时,+π4∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,3π4,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-22,1,2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4∈[-1,2],故≤-1,选A. 二、填空题13.(2018·福州四校联考)已知曲线C :y =2+2在点(0,0)处的切线为l ,则由C ,l 以及直线=1围成的区域的面积等于________.解析:因为y ′=2+2,所以曲线C :y =2+2在点(0,0)处的切线的斜率=y ′|=0=2,所以切线方程为y =2,所以由C ,l 以及直线=1围成的区域如图中阴影部分所示,其面积S =⎠⎛01(2+2-2)d =⎠⎛012d =x 33|10=13. 答案:1314.(2018·太原二模)若函数f()=sin +a 为R 上的减函数,则实数a 的取值范围是________.解析:∵f ′()=cos +a ,由题意可知,f ′()≤0对任意的∈R 都成立,∴a ≤-1,故实数a 的取值范围是(-∞,-1].答案:(-∞,-1]15.(2018·全国卷Ⅲ)曲线y =(a +1)e 在点(0,1)处的切线的斜率为-2,则a =________. 解析:∵y ′=(a +a +1)e ,∴当=0时,y ′=a +1, ∴a +1=-2,解得a =-3. 答案:-316.已知定义在(0,+∞)上的单调函数f (),对任意的∈(0,+∞),都有f [f ()-log 3]=4,则函数f ()的图象在=1ln 3处的切线的斜率为________.解析:由题意,设f ()-log 3=m >0,则f ()=log 3+m ,由f [f ()-log 3]=4可得f (m )=log 3m+m =4,即m =34-m,解得m =3,所以f ()=log 3+3,f ′()=1x ln 3,从而f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫1ln 3=1,即所求切线的斜率为1.答案:1B 级——难度小题强化练1.(2018·西安八校联考)已知函数f ()=ln -a 2,若f ()恰有两个不同的零点,则a 的取值范围为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫12e ,+∞ B .⎣⎢⎡⎭⎪⎫12e ,+∞C.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12e D.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12e 解析:选C 函数f ()的定义域为(0,+∞),f ′()=1x-2a =1-2ax 2x.当a ≤0时,f ′()>0恒成立,函数f ()在(0,+∞)上单调递增,则函数f ()不存在两个不同的零点.当a >0时,由f ′()=0,得=12a,当0<<12a时,f ′()>0,函数f ()单调递增,当>12a时,f ′()<0,函数f ()单调递减,所以f ()的最大值为f ⎝⎛⎭⎪⎫12a =ln 12a -a ⎝⎛⎭⎪⎫12a 2=-12ln 2a -12,于是要使函数f ()恰有两个不同的零点,则需满足-12ln 2a -12>0,即ln 2a <-1,所以0<2a <1e ,即0<a <12e ,所以a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12e ,故选C.2.已知f ′()为f ()(∈R)的导函数,当≠0时,f ′()+f x x >2,则方程f ()+1x=的根的个数为( )A .1B .1或2C .0D .0或1解析:选C 由题意知,方程f ()+1x=的根,即为xf xx 2+1x=0的根.记g ()=f ()-2+1,则g ′()=f ()+f ′()-2.当≠0时,由f ′()+f x x>2得xfxf x2xx>0,故当>0时,f ′()+f ()-2>0,即g ′()>0,当<0时,f ′()+f ()-2<0,即g ′()<0.所以函数g ()在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,所以g ()≥g (0)=0×f (0)-02+1=1.故函数g ()=f ()-2+1没有零点,即方程f ()+1x=无根.故选C.3.已知函数f ()的定义域为R ,其导函数为y =f ′(),当≠1时,f ′()-f 2-xx -1>0,若函数y =f (+1)的图象关于原点对称,a =-12f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,b =-3f (-2),c =2f (3),则a ,b ,c的大小关系是( )A .a <b <cB .b <c <aC .a <c <bD .c <a <b解析:选C 由函数y =f (+1)的图象关于原点对称可得函数y =f ()的图象关于点(1,0)对称,即f (2-)=-f ().设g ()=(-1)f (),则g (2-)=[(2-)-1]f (2-)=(1-)[-f ()]=(-1)f ()=g (),所以函数y =g ()的图象关于直线=1对称.由已知当≠1时,f ′()-f 2-xx -1>0可得f ′()+f x x -1>0,即x -1f xf xx -1>0,即g x x -1>0.当>1时,g ′()>0,函数g ()单调递增.而a =g ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,b =g (-2),c =g (3).由函数y =g ()的图象关于直线=1对称可得a =g ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=g ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,b =g (-2)=g (4),因为32<3<4,所以a <c <b .故选C.4.(2018·胶州模拟)若方程ln(+1)=2-32+a 在区间[0,2]上有两个不同的实数根,则实数a 的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫ln 3-1,ln 2+12B .[ln 2-1,ln 3-1)C .[ln 2-1,ln 2]D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,ln 2+12解析:选A 令f ()=ln(+1)-2+32-a ,则f ′()=1x +1-2+32=4x +5x -12x +1.当∈[0,1)时,f ′()>0,f ()单调递增,当∈(1,2]时,f ′()<0,f ()单调递减.由于方程ln(+1)=2-32+a 在区间[0,2]上有两个不同的实数根,即f ()=0在区间[0,2]上有两个不同的实数根,则⎩⎪⎨⎪⎧f 0a ≤0,f 1ln 2+12-a >0,f2ln 3-1-a ≤0,解得ln 3-1≤a <ln 2+12.所以方程ln(+1)=2-32+a 在区间[0,2]上有两个不同的实数根时,实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫ln 3-1,ln 2+12.5.已知函数f ()=(ln -a )有两个极值点,则实数a 的取值范围是________.解析:f ()的定义域为(0,+∞).f ′()=ln -a +⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -a =ln -2a +1,令f ′()=ln -2a +1=0,得ln =2a -1,因为函数f ()=(ln -a )有两个极值点,所以f ′()=ln -2a +1有两个零点,等价于函数y =ln 与y =2a -1的图象有两个交点.在同一平面直角坐标系中作出它们的图象,如图所示,过点(0,-1)作曲线y =ln 的切线,设切点为(0,y 0),则切线的斜率=1x 0,所以切线方程为y =1x 0-1,又切点在切线上,所以y 0=x 0x 0-1=0,又切点在曲线y =ln 上,则ln 0=0,解得0=1,所以切点为(1,0),所以切线方程为y =-1.再由直线y =2a -1与曲线y =ln 有两个交点,知直线y =2a -1位于两直线y =-1和y =-1之间,其斜率2a 满足0<2a <1,解得实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫0,126.已知函数g ()=a -2⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ≤x ≤e ,e 为自然对数的底数与h ()=2ln 的图象上存在关于轴对称的点,则实数a 的取值范围是________.解析:因为函数g ()=a -2⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ≤x ≤e ,e 为自然对数的底数与h ()=2ln 的图象上存在关于轴对称的点,所以方程a -2=-2ln ,即-a =2ln -2在⎣⎢⎡⎦⎥⎤1e ,e 上有解.令f ()=2ln -2,则f ′()=2x -2=21-x1+xx,因为1e≤≤e ,所以f ()在=1处有唯一的极大值点.因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1e =-2-1e 2,f (e)=2-e 2,f ()的极大值为f (1)=-1,且f (e)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,故方程-a =2ln -2在⎣⎢⎡⎦⎥⎤1e ,e 上有解等价于2-e 2≤-a ≤-1,即1≤a ≤e 2-2,故实数a 的取值范围是[1,e 2-2].答案:[1,e 2-2]。