高考函数压轴题练习(精华,含答案)
上海高考数学函数压轴题解析详解

,
化简得 .
当 时,上式恒成立.
因此,在 轴上存在定点 ,使 .(12分)
9.(本小题满分14分)
已知数列 各项均不为0,其前 项和为 ,且对任意 都有 ( 为大于1的常数),记 .
(1)求 ;
(2)试比较 与 的大小( );
(3)求证: ,( ).
解:(1)∵ ,①
∴ .②
②-①,得
,
即 .(3分)
∴ .(当且仅当 时取等号).
综上所述, ,( ).(14分)
在①中令 ,可得 .
∴ 是首项为 ,公比为 的等比数列, .(4分)
(2)由(1)可得 .
.
∴ ,(5分)
.
而 ,且 ,
∴ , .
∴ ,( ).(8分)
(3)由(2)知 , ,( ).
∴当 时, .
∴
,(10分)
(当且仅当 时取等号).
另一方面,当 , 时,
.
∵ ,∴ .
∴ ,(当且仅当 时取等号).(13分)
又MN⊥MQ, 所以
直线QN的方程为 ,又直线PT的方程为 ……10分
从而得 所以
代入(1)可得 此即为所求的轨迹方程.………………13分
6.(本小题满分12分)
过抛物线 上不同两点A、B分别作抛物线的切线相交于P点,
(1)求点P的轨迹方程;
(2)已知点F(0,1),是否存在实数 使得 若存在,求出 的值,若不存在,请说明理由.
40若u[0,1],v[–1,0],同理可证满足题设条件.
综合上述得g(x)满足条件.
3. (本小题满分14分)
已知点P( t , y )在函数f ( x ) = (x –1)的图象上,且有t2– c2at + 4c2= 0 ( c 0 ).
高三函数压轴大题带答案

yx a-+高考函数压轴大题宋苗珂整理1已知函数|lg |,010,()16,10.2x x f x x x <≤⎧⎪=⎨-+>⎪⎩若,,a b c 互不相等,且()()(),f a f b f c ==则abc 的取值范围是(A) (1,10) (B) (5,6) (C) (10,12) (D) (20,24)【答案】C2直线1y =与曲线2y x x a =-+有四个交点,则a 的取值范围是【答案】(1,5)4【命题意图】本小题主要考查函数的图像与性质、不等式的解法,着重考查了数形结合的数学思想.【解析】如图,在同一直角坐标系内画出直线1y =与曲线2y x x a =-+,观图可知,a 的取值必须满足1,4114a a >⎧⎪⎨-<⎪⎩解得514a <<.3定义域和值域均为[]a a ,-(常数0>a )的函数()x f y =和()x g y =的图像如图所示,给出下列四个命题:(1)方程()[]0=x g f 有且仅有三个解; (2)方程()[]0=x f g 有且仅有三个解; (3)方程()[]0=x f f 有且仅有九个解; (4)方程()[]0=x g g 有且仅有一个解。
那么,其中正确命题的个数是( )A .1B .2C .3D .4 1.已知函数555)(+=xx f ,m 为正整数ks5u .(Ⅰ)求)0()1(f f +和)1()(x f x f -+的值; (Ⅱ)若数列}{n a 的通项公式为)(mnf a n =(m n ,,2,1 =),求数列}{n a 的前m 项和m S ; (Ⅲ)设数列}{n b 满足:211=b ,n n n b b b +=+21,设11111121++++++=n n b b b T ,若(Ⅱ)中的m S 满足对任意不小于3的正整数n ,57774+<n m T S 恒成立,试求m 的最大值. ks5u 解:(Ⅰ)515555)0()1(+++=+f f =1;)1()(x f x f -+=5555551+++-xx=xx x55555555⋅+⋅++=1;…………4分(Ⅱ)由(Ⅰ)得 )11( 1)1()(-≤≤=-+m k mkf m k f ,即 由m 1m 321m a a a a a S +++++=- , ……………① 得,a a a a a S m 13m 2m 1m m +++++=--- …………② 由①+②, 得,21)1(2m m a m S +⨯-=∴45521)1()1(21)1(-+⨯-=+⨯-=m f m S m ,…10分 (Ⅲ) ∵,211=b )1b (b b b b n n n 2n 1n +=+=+,∴对任意的0 *,>∈n b N n . ∴,1b 1b 1)1b (b 1b 1n n n n 1n +-=+=+即1n n n b 1b 11b 1+-=+. ∴111132211211)11()11()11(+++-=-=-++-+-=n n n n n b b b b b b b b b T . ∵,b b ,0b b b n 1n 2n n 1n >∴>=-++ ∴数列}b {n 是单调递增数列. ∴n T 关于n 递增. 当3≥n , 且+∈N n 时, 3T T n ≥. ∵256777)11621(1621,1621)143(43 ,43)121(21,214321=+==+==+==b b b b ∴.77725621243-=-=≥b T T n ∴,577743+<T S m ∴5.650<m .而m 为正整数,∴m 的最大值为650. ………………………………………………16分 2已知函数1()log 1amxf x x -=-(0,1,1)a a m >≠≠是奇函数. (1)求实数m 的值;(2)判断函数()f x 在(1,)+∞上的单调性,并给出证明; (3)当(,2)x n a ∈-时,函数()f x 的值域是(1,)+∞,求实数a 与n 的值 解:(1)由已知条件得()()0f x f x -+=对定义域中的x 均成立. ∴11log log 011aa mx mxx x +-+=--- 即11111mx mxx x +-⋅=--- ∴22211m x x -=-对定义域中的x 均成立. ∴21m = 即1m =(舍去)或1m =-.(2)由(1)得1()log 1axf x x +=- 设11221111x x t x x x +-+===+---, ∴当121x x >>时,211212122()2211(1)(1)x x t t x x x x --=-=---- ∴12t t <. 当1a >时,12log log a a t t <,即12()()f x f x < ∴当1a >时,()f x 在(1,)+∞上是减函数.同理当01a <<时,()f x 在(1,)+∞上是增函数.(3)函数()f x 的定义域为(1,)(,1)+∞⋃-∞-,∴①21n a <-≤-,∴01a <<.∴()f x 在(,2)n a -为增函数,要使值域为(1,)+∞, 3已知函数2()lg,(1)0x f x f ax b ==+,当0x >时,恒有1()()lg f x f x x-= (1)求()f x 的表达式;(2)设不等式()lg f x t ≤的解集为A ,且(0,4]A ⊆,求实数t 的取值范围。
高考数学试卷压轴题及答案

一、(20分)已知函数$f(x) = x^3 - 3x + 1$,求以下各题:(1)求函数$f(x)$的极值;(2)求函数$f(x)$在区间$[-2, 2]$上的最大值和最小值。
答案:(1)首先,求函数$f(x)$的导数$f'(x)$:$$f'(x) = 3x^2 - 3$$令$f'(x) = 0$,解得$x = -1$和$x = 1$。
接下来,判断这两个极值点处的极值。
当$x < -1$时,$f'(x) > 0$,函数$f(x)$单调递增;当$-1 < x < 1$时,$f'(x) < 0$,函数$f(x)$单调递减;当$x > 1$时,$f'(x) > 0$,函数$f(x)$单调递增。
因此,$x = -1$是函数$f(x)$的极大值点,$x = 1$是函数$f(x)$的极小值点。
计算极大值和极小值:$$f(-1) = (-1)^3 - 3(-1) + 1 = 3$$$$f(1) = 1^3 - 3(1) + 1 = -1$$所以,函数$f(x)$的极大值为3,极小值为-1。
(2)求函数$f(x)$在区间$[-2, 2]$上的最大值和最小值。
首先,计算区间端点处的函数值:$$f(-2) = (-2)^3 - 3(-2) + 1 = 13$$$$f(2) = 2^3 - 3(2) + 1 = -1$$然后,比较区间端点处的函数值和极值点的函数值。
在区间$[-2, 2]$上,函数$f(x)$的最大值为13,最小值为-1。
综上,本题的答案为:(1)函数$f(x)$的极大值为3,极小值为-1;(2)函数$f(x)$在区间$[-2, 2]$上的最大值为13,最小值为-1。
高中数学导数大题压轴高考题选

函数与导数高考压轴题选一.选择题共2小题1.2013安徽已知函数fx=x3+ax2+bx+c有两个极值点x1,x2,若fx1=x1<x2,则关于x的方程3fx2+2afx+b=0的不同实根个数为A.3 B.4 C.5 D.62.2012福建函数fx在a,b上有定义,若对任意x1,x2∈a,b,有则称fx在a,b上具有性质P.设fx在1,3上具有性质P,现给出如下命题:①fx在1,3上的图象是连续不断的;②fx2在1,上具有性质P;③若fx在x=2处取得最大值1,则fx=1,x∈1,3;④对任意x1,x2,x3,x4∈1,3,有fx1+fx2+fx3+fx4其中真命题的序号是A.①②B.①③C.②④D.③④二.选择题共1小题3.2012新课标设函数fx=的最大值为M,最小值为m,则M+m=.三.选择题共23小题4.2014陕西设函数fx=lnx+,m∈R.Ⅰ当m=ee为自然对数的底数时,求fx的极小值;Ⅱ讨论函数gx=f′x﹣零点的个数;Ⅲ若对任意b>a>0,<1恒成立,求m的取值范围.5.2013新课标Ⅱ已知函数fx=e x﹣lnx+mΙ设x=0是fx的极值点,求m,并讨论fx的单调性;Ⅱ当m≤2时,证明fx>0.6.2013四川已知函数,其中a是实数,设Ax1,fx1,Bx2,fx2为该函数图象上的点,且x1<x2.Ⅰ指出函数fx的单调区间;Ⅱ若函数fx的图象在点A,B处的切线互相垂直,且x2<0,求x2﹣x1的最小值;Ⅲ若函数fx的图象在点A,B处的切线重合,求a的取值范围.7.2013湖南已知函数fx=.Ⅰ求fx的单调区间;Ⅱ证明:当fx1=fx2x1≠x2时,x1+x2<0.8.2013辽宁已知函数fx=1+xe﹣2x,gx=ax++1+2xcosx,当x∈0,1时,I求证:;II若fx≥gx恒成立,求实数a的取值范围.9.2013陕西已知函数fx=e x,x∈R.Ⅰ若直线y=kx+1与f x的反函数gx=lnx的图象相切,求实数k的值;Ⅱ设x>0,讨论曲线y=f x 与曲线y=mx2m>0公共点的个数.Ⅲ设a<b,比较与的大小,并说明理由.10.2013湖北设n是正整数,r为正有理数.Ⅰ求函数fx=1+x r+1﹣r+1x﹣1x>﹣1的最小值;Ⅱ证明:;Ⅲ设x∈R,记x为不小于x的最小整数,例如.令的值.参考数据:.11.2012辽宁设fx=lnx+1++ax+ba,b∈R,a,b为常数,曲线y=fx与直线y=x在0,0点相切.I求a,b的值;II证明:当0<x<2时,fx<.12.2012福建已知函数fx=axsinx﹣a∈R,且在上的最大值为,1求函数fx的解析式;2判断函数fx在0,π内的零点个数,并加以证明.13.2012湖北设函数fx=ax n1﹣x+bx>0,n为正整数,a,b为常数,曲线y=fx在1,f1处的切线方程为x+y=1Ⅰ求a,b的值;Ⅱ求函数fx的最大值;Ⅲ证明:fx<.14.2012湖南已知函数fx=e x﹣ax,其中a>0.1若对一切x∈R,fx≥1恒成立,求a的取值集合;2在函数fx的图象上取定点Ax1,fx1,Bx2,fx2x1<x2,记直线AB的斜率为K,证明:存在x0∈x1,x2,使f′x0=K恒成立.15.2012四川已知a为正实数,n为自然数,抛物线与x轴正半轴相交于点A,设fn为该抛物线在点A处的切线在y轴上的截距.Ⅰ用a和n表示fn;Ⅱ求对所有n都有成立的a的最小值;Ⅲ当0<a<1时,比较与的大小,并说明理由.16.2011四川已知函数fx=x+,hx=.Ⅰ设函数Fx=fx﹣hx,求Fx的单调区间与极值;Ⅱ设a∈R,解关于x的方程log4fx﹣1﹣=log2ha﹣x﹣log2h4﹣x;Ⅲ试比较f100h100﹣与的大小.17.2011陕西设函数fx定义在0,+∞上,f1=0,导函数f′x=,gx=fx+f′x.Ⅰ求gx的单调区间和最小值;Ⅱ讨论gx与的大小关系;Ⅲ是否存在x0>0,使得|gx﹣gx0|<对任意x>0成立若存在,求出x0的取值范围;若不存在请说明理由.18.2011四川已知函数fx=x+,hx=.Ⅰ设函数Fx=18fx﹣x2hx2,求Fx的单调区间与极值;Ⅱ设a∈R,解关于x的方程lg fx﹣1﹣=2lgha﹣x﹣2lgh4﹣x;Ⅲ设n∈N n,证明:fnhn﹣h1+h2+…+hn≥.19.2010四川设,a>0且a≠1,gx是fx的反函数.Ⅰ设关于x的方程求在区间2,6上有实数解,求t的取值范围;Ⅱ当a=e,e为自然对数的底数时,证明:;Ⅲ当0<a≤时,试比较||与4的大小,并说明理由.20.2010全国卷Ⅱ设函数fx=1﹣e﹣x.Ⅰ证明:当x>﹣1时,fx≥;Ⅱ设当x≥0时,fx≤,求a的取值范围.21.2010陕西已知函数fx=,gx=alnx,a∈R,Ⅰ若曲线y=fx与曲线y=gx相交,且在交点处有共同的切线,求a的值和该切线方程;Ⅱ设函数hx=fx﹣gx,当hx存在最小值时,求其最小值φa的解析式;Ⅲ对Ⅱ中的φa和任意的a>0,b>0,证明:φ′≤≤φ′.22.2009全国卷Ⅱ设函数fx=x2+aln1+x有两个极值点x1、x2,且x1<x2,Ⅰ求a的取值范围,并讨论fx的单调性;Ⅱ证明:fx2>.23.2009湖北在R上定义运算:b、c∈R是常数,已知f1x=x2﹣2c,f2x=x﹣2b,fx=f1xf2x.①如果函数fx在x=1处有极值,试确定b、c的值;②求曲线y=fx上斜率为c的切线与该曲线的公共点;③记gx=|f′x|﹣1≤x≤1的最大值为M,若M≥k对任意的b、c恒成立,试求k的取值范围.参考公式:x3﹣3bx2+4b3=x+bx﹣2b224.2009湖北已知关于x的函数fx=﹣x3+bx2+cx+bc,其导函数为f′x.令gx=|f′x|,记函数gx 在区间﹣1、1上的最大值为M.Ⅰ如果函数fx在x=1处有极值﹣,试确定b、c的值:Ⅱ若|b|>1,证明对任意的c,都有M>2Ⅲ若M≧K对任意的b、c恒成立,试求k的最大值.25.2008江苏请先阅读:在等式cos2x=2cos2x﹣1x∈R的两边求导,得:cos2x′=2cos2x﹣1′,由求导法则,得﹣sin2x2=4cosx ﹣sinx,化简得等式:sin2x=2cosxsinx.1利用上题的想法或其他方法,结合等式1+x n=C n0+C n1x+C n2x2+…+C n n x n x∈R,正整数n≥2,证明:.2对于正整数n≥3,求证:i;ii;iii.26.2008天津已知函数fx=x4+ax3+2x2+bx∈R,其中a,b∈R.Ⅰ当时,讨论函数fx的单调性;Ⅱ若函数fx仅在x=0处有极值,求a的取值范围;Ⅲ若对于任意的a∈﹣2,2,不等式fx≤1在﹣1,1上恒成立,求b的取值范围.四.解答题共4小题27.2008福建已知函数fx=ln1+x﹣x1求fx的单调区间;2记fx在区间0,nn∈N上的最小值为b n令a n=ln1+n﹣b ni如果对一切n,不等式恒成立,求实数c的取值范围;ii求证:.28.2007福建已知函数fx=e x﹣kx,1若k=e,试确定函数fx的单调区间;2若k>0,且对于任意x∈R,f|x|>0恒成立,试确定实数k的取值范围;3设函数Fx=fx+f﹣x,求证:F1F2…Fn>n∈N.29.2006四川已知函数,fx的导函数是f′x.对任意两个不相等的正数x1、x2,证明:Ⅰ当a≤0时,;Ⅱ当a≤4时,|f′x1﹣f′x2|>|x1﹣x2|.30.2006辽宁已知f0x=x n,其中k≤nn,k∈N+,设Fx=C n0f0x2+C n1f1x2+…+C n n f n x2,x∈﹣1,1.1写出f k1;2证明:对任意的x1,x2∈﹣1,1,恒有|Fx1﹣Fx2|≤2n﹣1n+2﹣n﹣1.函数与导数高考压轴题选参考答案与试题解析一.选择题共2小题1.2013安徽已知函数fx=x3+ax2+bx+c有两个极值点x1,x2,若fx1=x1<x2,则关于x的方程3fx2+2afx+b=0的不同实根个数为A.3 B.4 C.5 D.6解答解:∵函数fx=x3+ax2+bx+c有两个极值点x1,x2,∴f′x=3x2+2ax+b=0有两个不相等的实数根,∴△=4a2﹣12b>0.解得=.∵x1<x2,∴,.而方程3fx2+2afx+b=0的△1=△>0,∴此方程有两解且fx=x1或x2.不妨取0<x1<x2,fx1>0.①把y=fx向下平移x1个单位即可得到y=fx﹣x1的图象,∵fx1=x1,可知方程fx=x1有两解.②把y=fx向下平移x2个单位即可得到y=fx﹣x2的图象,∵fx1=x1,∴fx1﹣x2<0,可知方程fx=x2只有一解.综上①②可知:方程fx=x1或fx=x2.只有3个实数解.即关于x的方程3fx2+2afx+b=0的只有3不同实根.故选:A.2.2012福建函数fx在a,b上有定义,若对任意x1,x2∈a,b,有则称fx在a,b上具有性质P.设fx在1,3上具有性质P,现给出如下命题:①fx在1,3上的图象是连续不断的;②fx2在1,上具有性质P;③若fx在x=2处取得最大值1,则fx=1,x∈1,3;④对任意x1,x2,x3,x4∈1,3,有fx1+fx2+fx3+fx4其中真命题的序号是A.①②B.①③C.②④D.③④解答解:在①中,反例:fx=在1,3上满足性质P,但fx在1,3上不是连续函数,故①不成立;在②中,反例:fx=﹣x在1,3上满足性质P,但fx2=﹣x2在1,上不满足性质P,故②不成立;在③中:在1,3上,f2=f≤,∴,故fx=1,∴对任意的x1,x2∈1,3,fx=1,故③成立;在④中,对任意x1,x2,x3,x4∈1,3,有=≤≤=fx1+fx2+fx3+fx4,∴fx1+fx2+fx3+fx4,故④成立.故选D.二.选择题共1小题3.2012新课标设函数fx=的最大值为M,最小值为m,则M+m=2.解答解:函数可化为fx==,令,则为奇函数,∴的最大值与最小值的和为0.∴函数fx=的最大值与最小值的和为1+1+0=2.即M+m=2.故答案为:2.三.选择题共23小题4.2014陕西设函数fx=lnx+,m∈R.Ⅰ当m=ee为自然对数的底数时,求fx的极小值;Ⅱ讨论函数gx=f′x﹣零点的个数;Ⅲ若对任意b>a>0,<1恒成立,求m的取值范围.解答解:Ⅰ当m=e时,fx=lnx+,∴f′x=;∴当x∈0,e时,f′x<0,fx在0,e上是减函数;当x∈e,+∞时,f′x>0,fx在e,+∞上是增函数;∴x=e时,fx取得极小值为fe=lne+=2;Ⅱ∵函数gx=f′x﹣=﹣﹣x>0,令gx=0,得m=﹣x3+xx>0;设φx=﹣x3+xx>0,∴φ′x=﹣x2+1=﹣x﹣1x+1;当x∈0,1时,φ′x>0,φx在0,1上是增函数,当x∈1,+∞时,φ′x<0,φx在1,+∞上是减函数;∴x=1是φx的极值点,且是极大值点,∴x=1是φx的最大值点,∴φx的最大值为φ1=;又φ0=0,结合y=φx的图象,如图;可知:①当m>时,函数gx无零点;②当m=时,函数gx有且只有一个零点;③当0<m<时,函数gx有两个零点;④当m≤0时,函数gx有且只有一个零点;综上,当m>时,函数gx无零点;当m=或m≤0时,函数gx有且只有一个零点;当0<m<时,函数gx有两个零点;Ⅲ对任意b>a>0,<1恒成立,等价于fb﹣b<fa﹣a恒成立;设hx=fx﹣x=lnx+﹣xx>0,则hb<ha.∴hx在0,+∞上单调递减;∵h′x=﹣﹣1≤0在0,+∞上恒成立,∴m≥﹣x2+x=﹣+x>0,∴m≥;对于m=,h′x=0仅在x=时成立;∴m的取值范围是,+∞.5.2013新课标Ⅱ已知函数fx=e x﹣lnx+mΙ设x=0是fx的极值点,求m,并讨论fx的单调性;Ⅱ当m≤2时,证明fx>0.解答Ⅰ解:∵,x=0是fx的极值点,∴,解得m=1.所以函数fx=e x﹣lnx+1,其定义域为﹣1,+∞.∵.设gx=e x x+1﹣1,则g′x=e x x+1+e x>0,所以gx在﹣1,+∞上为增函数,又∵g0=0,所以当x>0时,gx>0,即f′x>0;当﹣1<x<0时,gx<0,f′x<0.所以fx在﹣1,0上为减函数;在0,+∞上为增函数;Ⅱ证明:当m≤2,x∈﹣m,+∞时,lnx+m≤lnx+2,故只需证明当m=2时fx>0.当m=2时,函数在﹣2,+∞上为增函数,且f′﹣1<0,f′0>0.故f′x=0在﹣2,+∞上有唯一实数根x0,且x0∈﹣1,0.当x∈﹣2,x0时,f′x<0,当x∈x0,+∞时,f′x>0,从而当x=x0时,fx取得最小值.由f′x0=0,得,lnx0+2=﹣x0.故fx≥=>0.综上,当m≤2时,fx>0.6.2013四川已知函数,其中a是实数,设Ax1,fx1,Bx2,fx2为该函数图象上的点,且x1<x2.Ⅰ指出函数fx的单调区间;Ⅱ若函数fx的图象在点A,B处的切线互相垂直,且x2<0,求x2﹣x1的最小值;Ⅲ若函数fx的图象在点A,B处的切线重合,求a的取值范围.解答解:I当x<0时,fx=x+12+a,∴fx在﹣∞,﹣1上单调递减,在﹣1,0上单调递增;当x>0时,fx=lnx,在0,+∞单调递增.II∵x1<x2<0,∴fx=x2+2x+a,∴f′x=2x+2,∴函数fx在点A,B处的切线的斜率分别为f′x1,f′x2,∵函数fx的图象在点A,B处的切线互相垂直,∴,∴2x1+22x2+2=﹣1.∴2x1+2<0,2x2+2>0,∴=1,当且仅当﹣2x1+2=2x2+2=1,即,时等号成立.∴函数fx的图象在点A,B处的切线互相垂直,且x2<0,求x2﹣x1的最小值为1.III当x1<x2<0或0<x1<x2时,∵,故不成立,∴x1<0<x2.当x1<0时,函数fx在点Ax1,fx1,处的切线方程为,即.当x2>0时,函数fx在点Bx2,fx2处的切线方程为,即.函数fx的图象在点A,B处的切线重合的充要条件是,由①及x1<0<x2可得﹣1<x1<0,由①②得=.∵函数,y=﹣ln2x1+2在区间﹣1,0上单调递减,∴ax1=在﹣1,0上单调递减,且x1→﹣1时,ln2x1+2→﹣∞,即﹣ln2x1+2→+∞,也即ax1→+∞.x1→0,ax1→﹣1﹣ln2.∴a的取值范围是﹣1﹣ln2,+∞.7.2013湖南已知函数fx=.Ⅰ求fx的单调区间;Ⅱ证明:当fx1=fx2x1≠x2时,x1+x2<0.解答解:Ⅰ易知函数的定义域为R.==,当x<0时,f′x>0;当x>0时,f′x<0.∴函数fx的单调递增区间为﹣∞,0,单调递减区间为0,+∞.Ⅱ当x<1时,由于,e x>0,得到fx>0;同理,当x>1时,fx<0.当fx1=fx2x1≠x2时,不妨设x1<x2.由Ⅰ可知:x1∈﹣∞,0,x2∈0,1.下面证明:x∈0,1,fx<f﹣x,即证<.此不等式等价于.令gx=,则g′x=﹣xe﹣x e2x﹣1.当x∈0,1时,g′x<0,gx单调递减,∴gx<g0=0.即.∴x∈0,1,fx<f﹣x.而x2∈0,1,∴fx2<f﹣x2.从而,fx1<f﹣x2.由于x1,﹣x2∈﹣∞,0,fx在﹣∞,0上单调递增,∴x1<﹣x2,即x1+x2<0.8.2013辽宁已知函数fx=1+xe﹣2x,gx=ax++1+2xcosx,当x∈0,1时,I求证:;II若fx≥gx恒成立,求实数a的取值范围.解答I证明:①当x∈0,1时,1+xe﹣2x≥1﹣x1+xe﹣x≥1﹣xe x,令hx=1+xe﹣x﹣1﹣xe x,则h′x=xe x﹣e﹣x.当x∈0,1时,h′x≥0,∴hx在0,1上是增函数,∴hx≥h0=0,即fx≥1﹣x.②当x∈0,1时,e x≥1+x,令ux=e x﹣1﹣x,则u′x=e x﹣1.当x∈0,1时,u′x≥0,∴ux在0,1单调递增,∴ux≥u0=0,∴fx.综上可知:.II解:设Gx=fx﹣gx=≥=.令Hx=,则H′x=x﹣2sinx,令Kx=x﹣2sinx,则K′x=1﹣2cosx.当x∈0,1时,K′x<0,可得H′x是0,1上的减函数,∴H′x≤H′0=0,故Hx在0,1单调递减,∴Hx≤H0=2.∴a+1+Hx≤a+3.∴当a≤﹣3时,fx≥gx在0,1上恒成立.下面证明当a>﹣3时,fx≥gx在0,1上不恒成立.fx﹣gx≤==﹣x.令vx==,则v′x=.当x∈0,1时,v′x≤0,故vx在0,1上是减函数,∴vx∈a+1+2cos1,a+3.当a>﹣3时,a+3>0.∴存在x0∈0,1,使得vx0>0,此时,fx0<gx0.即fx≥gx在0,1不恒成立.综上实数a的取值范围是﹣∞,﹣3.9.2013陕西已知函数fx=e x,x∈R.Ⅰ若直线y=kx+1与f x的反函数gx=lnx的图象相切,求实数k的值;Ⅱ设x>0,讨论曲线y=f x 与曲线y=mx2m>0公共点的个数.Ⅲ设a<b,比较与的大小,并说明理由.解答解:I函数fx=e x的反函数为gx=lnx,∴.设直线y=kx+1与gx的图象相切于点Px0,y0,则,解得,k=e﹣2, ∴k=e﹣2.II当x>0,m>0时,令fx=mx2,化为m=,令hx=,则,则x∈0,2时,h′x<0,hx单调递减;x∈2,+∞时,h′x>0,hx单调递增.∴当x=2时,hx取得极小值即最小值,.∴当时,曲线y=f x 与曲线y=mx2m>0公共点的个数为0;当时,曲线y=f x 与曲线y=mx2m>0公共点的个数为1;当时,曲线y=f x 与曲线y=mx2m>0公共点个数为2.Ⅲ===,令gx=x+2+x﹣2e x x>0,则g′x=1+x﹣1e x.g′′x=xe x>0,∴g′x在0,+∞上单调递增,且g′0=0,∴g′x>0,∴gx在0,+∞上单调递增,而g0=0,∴在0,+∞上,有gx>g0=0.∵当x>0时,gx=x+2+x﹣2e x>0,且a<b,∴,即当a<b时,.10.2013湖北设n是正整数,r为正有理数.Ⅰ求函数fx=1+x r+1﹣r+1x﹣1x>﹣1的最小值;Ⅱ证明:;Ⅲ设x∈R,记x为不小于x的最小整数,例如.令的值.参考数据:.解答解;Ⅰ由题意得f'x=r+11+x r﹣r+1=r+11+x r﹣1,令f'x=0,解得x=0.当﹣1<x<0时,f'x<0,∴fx在﹣1,0内是减函数;当x>0时,f'x>0,∴fx在0,+∞内是增函数.故函数fx在x=0处,取得最小值为f0=0.Ⅱ由Ⅰ,当x∈﹣1,+∞时,有fx≥f0=0,即1+x r+1≥1+r+1x,且等号当且仅当x=0时成立,故当x>﹣1且x≠0,有1+x r+1>1+r+1x,①在①中,令这时x>﹣1且x≠0,得.上式两边同乘n r+1,得n+1r+1>n r+1+n r r+1,即,②当n>1时,在①中令这时x>﹣1且x≠0,类似可得,③且当n=1时,③也成立.综合②,③得,④Ⅲ在④中,令,n分别取值81,82,83, (125)得,,,…,将以上各式相加,并整理得.代入数据计算,可得由S的定义,得S=211.11.2012辽宁设fx=lnx+1++ax+ba,b∈R,a,b为常数,曲线y=fx与直线y=x在0,0点相切.I求a,b的值;II证明:当0<x<2时,fx<.解答I解:由y=fx过0,0,∴f0=0,∴b=﹣1∵曲线y=fx与直线在0,0点相切.∴y′|x=0=∴a=0;II证明:由I知fx=lnx+1+由均值不等式,当x>0时,,∴①令kx=lnx+1﹣x,则k0=0,k′x=,∴kx<0∴lnx+1<x,②由①②得,当x>0时,fx<记hx=x+6fx﹣9x,则当0<x<2时,h′x=fx+x+6f′x﹣9<<=∴hx在0,2内单调递减,又h0=0,∴hx<0∴当0<x<2时,fx<.12.2012福建已知函数fx=axsinx﹣a∈R,且在上的最大值为,1求函数fx的解析式;2判断函数fx在0,π内的零点个数,并加以证明.解答解:I由已知得f′x=asinx+xcosx,对于任意的x∈0,,有sinx+xcosx>0,当a=0时,fx=﹣,不合题意;当a<0时,x∈0,,f′x<0,从而fx在0,单调递减,又函数在上图象是连续不断的,故函数在上上的最大值为f0=﹣,不合题意;当a>0时,x∈0,,f′x>0,从而fx在0,单调递增,又函数在上图象是连续不断的,故函数在上上的最大值为f==,解得a=1,综上所述,得II函数fx在0,π内有且仅有两个零点.证明如下:由I知,,从而有f0=﹣<0,f=>0,又函数在上图象是连续不断的,所以函数fx在0,内至少存在一个零点,又由I知fx在0,单调递增,故函数fx在0,内仅有一个零点.当x∈,π时,令gx=f′x=sinx+xcosx,由g=1>0,gπ=﹣π<0,且gx在,π上的图象是连续不断的,故存在m∈,π,使得gm=0.由g′x=2cosx﹣xsinx,知x∈,π时,有g′x<0,从而gx在,π上单调递减.当x∈,m,gx>gm=0,即f′x>0,从而fx在,m内单调递增故当x∈,m时,fx>f=>0,从而x在,m内无零点;当x∈m,π时,有gx<gm=0,即f′x<0,从而fx在,m内单调递减.又fm>0,fπ<0且fx在m,π上的图象是连续不断的,从而fx在m,π内有且仅有一个零点.综上所述,函数fx在0,π内有且仅有两个零点.13.2012湖北设函数fx=ax n1﹣x+bx>0,n为正整数,a,b为常数,曲线y=fx在1,f1处的切线方程为x+y=1Ⅰ求a,b的值;Ⅱ求函数fx的最大值;Ⅲ证明:fx<.解答解:Ⅰ因为f1=b,由点1,b在x+y=1上,可得1+b=1,即b=0.因为f′x=anx n﹣1﹣an+1x n,所以f′1=﹣a.又因为切线x+y=1的斜率为﹣1,所以﹣a=﹣1,即a=1,故a=1,b=0.Ⅱ由Ⅰ知,fx=x n1﹣x,则有f′x=n+1x n﹣1﹣x,令f′x=0,解得x=在0,上,导数为正,故函数fx是增函数;在,+∞上导数为负,故函数fx是减函数;故函数fx在0,+∞上的最大值为f=n1﹣=,Ⅲ令φt=lnt﹣1+,则φ′t=﹣=t>0在0,1上,φ′t<0,故φt单调减;在1,+∞,φ′t>0,故φt单调增;故φt在0,+∞上的最小值为φ1=0,所以φt>0t>1则lnt>1﹣,t>1,令t=1+,得ln1+>,即ln1+n+1>lne所以1+n+1>e,即<由Ⅱ知,fx≤<,故所证不等式成立.14.2012湖南已知函数fx=e x﹣ax,其中a>0.1若对一切x∈R,fx≥1恒成立,求a的取值集合;2在函数fx的图象上取定点Ax1,fx1,Bx2,fx2x1<x2,记直线AB的斜率为K,证明:存在x0∈x1,x2,使f′x0=K恒成立.解答解:1f′x=e x﹣a,令f′x=0,解可得x=lna;当x<lna,f′x<0,fx单调递减,当x>lna,f′x>0,fx单调递增,故当x=lna时,fx取最小值,flna=a﹣alna,对一切x∈R,fx≥1恒成立,当且仅当a﹣alna≥1,①令gt=t﹣tlnt,则g′t=﹣lnt,当0<t<1时,g′t>0,gt单调递增,当t>1时,g′t<0,gt单调递减,故当t=1时,gt取得最大值,且g1=1,因此当且仅当a=1时,①式成立,综上所述,a的取值的集合为{1}.2根据题意,k==﹣a,令φx=f′x﹣k=e x﹣,则φx1=﹣﹣x2﹣x1﹣1,φx2=﹣x1﹣x2﹣1,令Ft=e t﹣t﹣1,则F′t=e t﹣1,当t<0时,F′t<0,Ft单调递减;当t>0时,F′t>0,Ft单调递增,则Ft的最小值为F0=0,故当t≠0时,Ft>F0=0,即e t﹣t﹣1>0,从而﹣x2﹣x1﹣1>0,且>0,则φx1<0,﹣x1﹣x2﹣1>0,>0,则φx2>0,因为函数y=φx在区间x1,x2上的图象是连续不断的一条曲线,所以存在x0∈x1,x2,使φx0=0, 即f′x0=K成立.15.2012四川已知a为正实数,n为自然数,抛物线与x轴正半轴相交于点A,设fn为该抛物线在点A处的切线在y轴上的截距.Ⅰ用a和n表示fn;Ⅱ求对所有n都有成立的a的最小值;Ⅲ当0<a<1时,比较与的大小,并说明理由.解答解:Ⅰ∵抛物线与x轴正半轴相交于点A,∴A对求导得y′=﹣2x∴抛物线在点A处的切线方程为,∴∵fn为该抛物线在点A处的切线在y轴上的截距,∴fn=a n;Ⅱ由Ⅰ知fn=a n,则成立的充要条件是a n≥2n3+1即知,a n≥2n3+1对所有n成立,特别的,取n=2得到a≥当a=,n≥3时,a n>4n=1+3n≥1+=1+2n3+>2n3+1当n=0,1,2时,∴a=时,对所有n都有成立∴a的最小值为;Ⅲ由Ⅰ知fk=a k,下面证明:首先证明:当0<x<1时,设函数gx=xx2﹣x+1,0<x<1,则g′x=xx﹣当0<x<时,g′x<0;当时,g′x>0故函数gx在区间0,1上的最小值gx min=g=0∴当0<x<1时,gx≥0,∴由0<a<1知0<a k<1,因此,从而=≥=>=16.2011四川已知函数fx=x+,hx=.Ⅰ设函数Fx=fx﹣hx,求Fx的单调区间与极值;Ⅱ设a∈R,解关于x的方程log4fx﹣1﹣=log2ha﹣x﹣log2h4﹣x;Ⅲ试比较f100h100﹣与的大小.解答解:Ⅰ由Fx=fx﹣hx=x+﹣x≥0知,F′x=,令F′x=0,得x=.当x∈0,时,F′x<0;当x∈,+∞时,F′x>0.故x∈0,时,Fx是减函数;故x∈,+∞时,Fx是增函数.Fx在x=处有极小值且F=.Ⅱ原方程可化为log4x﹣1+log2 h4﹣x=log2ha﹣x,即log2x﹣1+log2=log2,①当1<a≤4时,原方程有一解x=3﹣;②当4<a<5时,原方程有两解x=3;③当a=5时,原方程有一解x=3;④当a≤1或a>5时,原方程无解.Ⅲ设数列{a n}的前n项和为s n,且s n=fngn﹣从而有a1=s1=1.当2<k≤100时,a k=s k﹣s k﹣1=,a k﹣=4k﹣3﹣4k﹣1==>0.即对任意的2<k≤100,都有a k>.又因为a1=s1=1,所以a1+a2+a3+…+a100>=h1+h2+…+h100.故f100h100﹣>.17.2011陕西设函数fx定义在0,+∞上,f1=0,导函数f′x=,gx=fx+f′x.Ⅰ求gx的单调区间和最小值;Ⅱ讨论gx与的大小关系;Ⅲ是否存在x0>0,使得|gx﹣gx0|<对任意x>0成立若存在,求出x0的取值范围;若不存在请说明理由.解答解:Ⅰ由题设易知fx=lnx,gx=lnx+,∴g′x=,令g′x=0,得x=1,当x∈0,1时,g′x<0,故gx的单调递减区间是0,1,当x∈1,+∞时,g′x>0,故gx的单调递增区间是1,+∞,因此x=1是gx的唯一极值点,且为极小值点,从而是最小值点,∴最小值为g1=1;Ⅱ=﹣lnx+x,设hx=gx﹣=2lnx﹣x+,则h′x=,当x=1时,h1=0,即gx=,当x∈0,1∪1,+∞时,h′x<0,h′1=0,因此,hx在0,+∞内单调递减,当0<x<1,时,hx>h1=0,即gx>,当x>1,时,hx<h1=0,即gx<,Ⅲ满足条件的x0 不存在.证明如下:证法一假设存在x0>0, 使|gx﹣gx0|<成立,即对任意x>0,有,但对上述x0,取时, 有Inx1=gx0,这与左边不等式矛盾,因此,不存在x0>0,使|gx﹣gx0|<成立.证法二假设存在x0>0,使|gx﹣gx0|成<立.由Ⅰ知,的最小值为gx=1.又>Inx,而x>1 时,Inx 的值域为0,+∞,∴x≥1 时,gx 的值域为1,+∞,从而可取一个x1>1,使gx1≥gx0+1,即gx1﹣gx0≥1,故|gx1﹣gx0|≥1>,与假设矛盾.∴不存在x0>0,使|gx﹣gx0|<成立.18.2011四川已知函数fx=x+,hx=.Ⅰ设函数Fx=18fx﹣x2hx2,求Fx的单调区间与极值;Ⅱ设a∈R,解关于x的方程lg fx﹣1﹣=2lgha﹣x﹣2lgh4﹣x;Ⅲ设n∈N n,证明:fnhn﹣h1+h2+…+hn≥.解答解:ⅠFx=18fx﹣x2hx2=﹣x3+12x+9x≥0所以F′x=﹣3x2+12=0,x=±2且x∈0,2时,F′x>0,当x∈2,+∞时,F′x<0所以Fx在0,2上单调递增,在2,+∞上单调递减.故x=2时,Fx有极大值,且F2=﹣8+24+9=25.Ⅱ原方程变形为lgx﹣1+2lg=2lg,,①当1<a<4时,原方程有一解x=3﹣,②当4<a<5时,原方程有两解x=3±,③当a=5时,原方程有一解x=3,④当a≤1或a>5时,原方程无解.Ⅲ由已知得h1+h2+…+hn=,fnhn﹣=,从而a1=s1=1,当k≥2时,a n=s n﹣s n﹣1=,又===>0即对任意的k≥2,有,又因为a1=1=,所以a1+a2+…+a n≥,则s n≥h1+h2+…+hn,故原不等式成立.19.2010四川设,a>0且a≠1,gx是fx的反函数.Ⅰ设关于x的方程求在区间2,6上有实数解,求t的取值范围;Ⅱ当a=e,e为自然对数的底数时,证明:;Ⅲ当0<a≤时,试比较||与4的大小,并说明理由.解答解:1由题意,得a x=>0故gx=,x∈﹣∞,﹣1∪1,+∞由得t=x﹣127﹣x,x∈2,6则t′=﹣3x2+18x﹣15=﹣3x﹣1x﹣5列表如下:x 2 2,5 5 5,6 6t' + ﹣t 5 递增极大值32 递减25所以t最小值=5,t最大值=32所以t的取值范围为5,325分Ⅱ=ln=﹣ln令uz=﹣lnz2﹣=﹣2lnz+z﹣,z>0则u′z=﹣=1﹣2≥0所以uz在0,+∞上是增函数又因为>1>0,所以u>u1=0即ln>0即9分3设a=,则p≥1,1<f1=≤3,当n=1时,|f1﹣1|=≤2<4,当n≥2时,设k≥2,k∈N时,则fk=,=1+所以1<fk≤1+,从而n﹣1<≤n﹣1+=n+1﹣<n+1,所以n<<f1+n+1≤n+4,综上所述,总有|﹣n|<4.20.2010全国卷Ⅱ设函数fx=1﹣e﹣x.Ⅰ证明:当x>﹣1时,fx≥;Ⅱ设当x≥0时,fx≤,求a的取值范围.解答解:1当x>﹣1时,fx≥当且仅当e x≥1+x令gx=e x﹣x﹣1,则g'x=e x﹣1当x≥0时g'x≥0,gx在0,+∞是增函数当x≤0时g'x≤0,gx在﹣∞,0是减函数于是gx在x=0处达到最小值,因而当x∈R时,gx≥g0时,即e x≥1+x 所以当x>﹣1时,fx≥2由题意x≥0,此时fx≥0当a<0时,若x>﹣,则<0,fx≤不成立;当a≥0时,令hx=axfx+fx﹣x,则fx≤当且仅当hx≤0因为fx=1﹣e﹣x,所以h'x=afx+axf'x+f'x﹣1=afx﹣axfx+ax﹣fxi当0≤a≤时,由1知x≤x+1fxh'x≤afx﹣axfx+ax+1fx﹣fx=2a﹣1fx≤0,hx在0,+∞是减函数,hx≤h0=0,即fx≤ii当a>时,由i知x≥fxh'x=afx﹣axfx+ax﹣fx≥afx﹣axfx+afx﹣fx=2a﹣1﹣axfx当0<x<时,h'x>0,所以h'x>0,所以hx>h0=0,即fx>综上,a的取值范围是0,21.2010陕西已知函数fx=,gx=alnx,a∈R,Ⅰ若曲线y=fx与曲线y=gx相交,且在交点处有共同的切线,求a的值和该切线方程;Ⅱ设函数hx=fx﹣gx,当hx存在最小值时,求其最小值φa的解析式;Ⅲ对Ⅱ中的φa和任意的a>0,b>0,证明:φ′≤≤φ′.解答解:Ⅰf'x=,g'x=有已知得解得:a=,x=e2∴两条曲线的交点坐标为e2,e切线的斜率为k=f'e2=∴切线的方程为y﹣e=x﹣e2Ⅱ由条件知hx=﹣alnxx>0,∴h′x=﹣=,①当a>0时,令h′x=0,解得x=4a2.∴当0<x<4a2时,h′x<0,hx在0,4a2上单调递减;当x>4a2时,h′x>0,hx在4a2,+∞上单调递增.∴x=4a2是hx在0,+∞上的惟一极值点,且是极小值点,从而也是hx的最小值点.∴最小值φa=h4a2=2a﹣aln4a2=2a1﹣ln 2a.②当a≤0时,h′x=>0,hx在0,+∞上单调递增,无最小值.故hx的最小值φa的解析式为φa=2a1﹣ln 2aa>0.Ⅲ证明:由Ⅱ知φ′a=﹣2ln2a对任意的a>0,b>0=﹣=﹣ln4ab,①φ′=﹣2ln2×=﹣lna+b2≤﹣ln4ab,②φ′=﹣2ln2×=﹣2ln=﹣ln4ab,③故由①②③得φ′≤≤φ′.22.2009全国卷Ⅱ设函数fx=x2+aln1+x有两个极值点x1、x2,且x1<x2,Ⅰ求a的取值范围,并讨论fx的单调性;Ⅱ证明:fx2>.解答解:I令gx=2x2+2x+a,其对称轴为.由题意知x1、x2是方程gx=0的两个均大于﹣1的不相等的实根,其充要条件为,得1当x∈﹣1,x1时,f'x>0,∴fx在﹣1,x1内为增函数;2当x∈x1,x2时,f'x<0,∴fx在x1,x2内为减函数;3当x∈x2,+∞时,f'x>0,∴fx在x2,+∞内为增函数;II由Ig0=a>0,∴,a=﹣2x22+2x2∴fx2=x22+aln1+x2=x22﹣2x22+2x2ln1+x2设hx=x2﹣2x2+2xln1+x,﹣<x<0则h'x=2x﹣22x+1ln1+x﹣2x=﹣22x+1ln1+x1当时,h'x>0,∴hx在单调递增;2当x∈0,+∞时,h'x<0,hx在0,+∞单调递减.∴故.23.2009湖北在R上定义运算:b、c∈R是常数,已知f1x=x2﹣2c,f2x=x﹣2b,fx=f1xf2x.①如果函数fx在x=1处有极值,试确定b、c的值;②求曲线y=fx上斜率为c的切线与该曲线的公共点;③记gx=|f′x|﹣1≤x≤1的最大值为M,若M≥k对任意的b、c恒成立,试求k的取值范围.参考公式:x3﹣3bx2+4b3=x+bx﹣2b2解答解:①依题意,解得或.若,,′x=﹣x2+2x﹣1=﹣x﹣12≤0fx在R上单调递减,在x=1处无极值;若,,f′x=﹣x2﹣2x+3=﹣x﹣1x+3,直接讨论知,fx在x=1处有极大值,所以为所求.②解f′t=c得t=0或t=2b,切点分别为0,bc、,相应的切线为y=cx+bc或.解得x=0或x=3b;解即x3﹣3bx2+4b3=0得x=﹣b或x=2b.综合可知,b=0时,斜率为c的切线只有一条,与曲线的公共点只有0,0,b≠0时,斜率为c的切线有两条,与曲线的公共点分别为0,bc、3b,4bc和、.③gx=|﹣x﹣b2+b2+c|.若|b|>1,则f′x在﹣1,1是单调函数,M=max{|f′﹣1|,|f′1|}={|﹣1+2b+c|,|﹣1﹣2b+c|},因为f′1与f′﹣1之差的绝对值|f′1﹣f′﹣1|=|4b|>4,所以M>2.若|b|≤1,f′x在x=b∈﹣1,1取极值,则M=max{|f′﹣1|,|f′1|,|f′b|},f′b﹣f′±1=b12.若﹣1≤b<0,f′1≤f′﹣1≤f′b;若0≤b≤1,f′﹣1≤f′1≤f′b,M=max{|f′﹣1|,|f′b|}=.当b=0,时,在﹣1,1上的最大值.所以,k的取值范围是.24.2009湖北已知关于x的函数fx=﹣x3+bx2+cx+bc,其导函数为f′x.令gx=|f′x|,记函数gx 在区间﹣1、1上的最大值为M.Ⅰ如果函数fx在x=1处有极值﹣,试确定b、c的值:Ⅱ若|b|>1,证明对任意的c,都有M>2Ⅲ若M≧K对任意的b、c恒成立,试求k的最大值.解答Ⅰ解:∵f'x=﹣x2+2bx+c,由fx在x=1处有极值可得解得,或若b=1,c=﹣1,则f'x=﹣x2+2x﹣1=﹣x﹣12≤0,此时fx没有极值;若b=﹣1,c=3,则f'x=﹣x2﹣2x+3=﹣x+3x﹣1当x变化时,fx,f'x的变化情况如下表:x ﹣∞,﹣3 ﹣3 ﹣3,1 11,+∞f'x ﹣0 + 0 ﹣↘fx ↘极小值﹣12 ↗极大值∴当x=1时,fx有极大值,故b=﹣1,c=3即为所求.Ⅱ证法1:gx=|f'x|=|﹣x﹣b2+b2+c|当|b|>1时,函数y=f'x的对称轴x=b位于区间﹣之外.∴f'x在﹣1,1上的最值在两端点处取得故M应是g﹣1和g1中较大的一个,∴2M≥g1+g﹣1=|﹣1+2b+c|+|﹣1﹣2b+c|≥|4b|>4,即M>2证法2反证法:因为|b|>1,所以函数y=f'x的对称轴x=b位于区间﹣1,1之外,∴f'x在﹣1,1上的最值在两端点处取得.故M应是g﹣1和g1中较大的一个假设M≤2,则M=maxg{﹣1,g1,gb}将上述两式相加得:4≥|﹣1﹣2b+c|+|﹣1+2b+c|≥4|b|>4,导致矛盾,∴M>2Ⅲ解法1:gx=|f'x|=|﹣x﹣b2+b2+c|1当|b|>1时,由Ⅱ可知f'b﹣f'±1=b12≥0;2当|b|≤1时,函数y=f'x的对称轴x=b位于区间﹣1,1内,此时M=max{g﹣1,g1,gb}由f'1﹣f'﹣1=4b,有f'b﹣f'±1=b12≥0①若﹣1≤b≤0,则f'1≤f'﹣1≤f'b,∴g﹣1≤max{g1,gb},于是②若0<b≤1,则f'﹣1≤f'1≤f'b,∴g1≤maxg﹣1,gb于是综上,对任意的b、c都有而当时,在区间﹣1,1上的最小值故M≥k对任意的b、c恒成立的k的最大值为.解法2:gx=|f'x|=|﹣x﹣b2+b2+c|1当|b|>1时,由Ⅱ可知M>22当|b|≤1y=f'x时,函数的对称轴x=b位于区间﹣1,1内,此时M=max{g﹣1,g1,gb}4M≥g﹣1+g1+2gb=|﹣1﹣2b+c|+|﹣1+2b+c|+2|b2+c|≥|﹣1﹣2b+c+﹣1+2b+c﹣2b2+c|=|2b2+2|≥2, 即下同解法125.2008江苏请先阅读:在等式cos2x=2cos2x﹣1x∈R的两边求导,得:cos2x′=2cos2x﹣1′,由求导法则,得﹣sin2x2=4cosx ﹣sinx,化简得等式:sin2x=2cosxsinx.1利用上题的想法或其他方法,结合等式1+x n=C n0+C n1x+C n2x2+…+C n n x n x∈R,正整数n≥2,证明:.2对于正整数n≥3,求证:i;ii;iii.解答证明:1在等式1+x n=C n0+C n1x+C n2x2+…+C n n x n两边对x求导得n1+x n﹣1=C n1+2C n2x+…+n ﹣1C n n﹣1x n﹣2+nC n n x n﹣1移项得2i在式中,令x=﹣1,整理得所以ii由1知n1+x n﹣1=C n1+2C n2x+…+n﹣1C n n﹣1x n﹣2+nC n n x n﹣1,n≥3两边对x求导,得nn﹣11+x n﹣2=2C n2+32C n3x+…+nn﹣1C n n x n﹣2在上式中,令x=﹣1,得0=2C n2+32C n3﹣1+…+nn﹣1C n2﹣1n﹣2即,亦即 1又由i知 2由1+2得iii将等式1+x n=C n0+C n1x+C n2x2+…+C n n x n两边在0,1上对x积分由微积分基本定理,得所以26.2008天津已知函数fx=x4+ax3+2x2+bx∈R,其中a,b∈R.Ⅰ当时,讨论函数fx的单调性;Ⅱ若函数fx仅在x=0处有极值,求a的取值范围;Ⅲ若对于任意的a∈﹣2,2,不等式fx≤1在﹣1,1上恒成立,求b的取值范围.解答解:Ⅰf'x=4x3+3ax2+4x=x4x2+3ax+4.当时,f'x=x4x2﹣10x+4=2x2x﹣1x﹣2.令f'x=0,解得x1=0,,x3=2.当x变化时,f'x,fx的变化情况如下表:x ﹣∞,0 02 2,+∞0,,2f′x ﹣0 + 0 ﹣0 +fx ↘极小值↗极大值↘极小值↗所以fx在,2,+∞内是增函数,在﹣∞,0,内是减函数.Ⅱf'x=x4x2+3ax+4,显然x=0不是方程4x2+3ax+4=0的根.为使fx仅在x=0处有极值,必须4x2+3ax+4≥0成立,即有△=9a2﹣64≤0.解些不等式,得.这时,f0=b是唯一极值.因此满足条件的a的取值范围是.Ⅲ由条件a∈﹣2,2,可知△=9a2﹣64<0,从而4x2+3ax+4>0恒成立.当x<0时,f'x<0;当x>0时,f'x>0.因此函数fx在﹣1,1上的最大值是f1与f﹣1两者中的较大者.为使对任意的a∈﹣2,2,不等式fx≤1在﹣1,1上恒成立,当且仅当,即,在a∈﹣2,2上恒成立.所以b≤﹣4,因此满足条件的b的取值范围是﹣∞,﹣4.四.解答题共4小题27.2008福建已知函数fx=ln1+x﹣x1求fx的单调区间;2记fx在区间0,nn∈N上的最小值为b n令a n=ln1+n﹣b ni如果对一切n,不等式恒成立,求实数c的取值范围;ii求证:.解答解:1因为fx=ln1+x﹣x,所以函数定义域为﹣1,+∞,且f′x=﹣1=.由f′x>0得﹣1<x<0,fx的单调递增区间为﹣1,0;由f’x<0得x>0,fx的单调递减区间为0,+∞.2因为fx在0,n上是减函数,所以b n=fn=ln1+n﹣n,则a n=ln1+n﹣b n=ln1+n﹣ln1+n+n=n.i因为对n∈N恒成立.所以对n∈N恒成立.则对n∈N恒成立.设,n∈N,则c<gn对n∈N恒成立.考虑.因为=0,所以gx在1,+∞内是减函数;则当n∈N时,gn随n的增大而减小,又因为=1.所以对一切n∈N,gn>1因此c≤1,即实数c的取值范围是﹣∞,1.ⅱ由ⅰ知.下面用数学归纳法证明不等式n∈N+①当n=1时,左边=,右边=,左边<右边.不等式成立.②假设当n=k时,不等式成立.即.当n=k+1时,<===,即n=k+1时,不等式成立综合①、②得,不等式成立.所以,所以+<+…+=﹣1.即.28.2007福建已知函数fx=e x﹣kx,1若k=e,试确定函数fx的单调区间;2若k>0,且对于任意x∈R,f|x|>0恒成立,试确定实数k的取值范围;3设函数Fx=fx+f﹣x,求证:F1F2…Fn>n∈N.解答解:Ⅰ由k=e得fx=e x﹣ex,所以f'x=e x﹣e.由f'x>0得x>1,故fx的单调递增区间是1,+∞,由f'x<0得x<1,故fx的单调递减区间是﹣∞,1.Ⅱ由f|﹣x|=f|x|可知f|x|是偶函数.于是f|x|>0对任意x∈R成立等价于fx>0对任意x≥0成立.由f'x=e x﹣k=0得x=lnk.①当k∈0,1时,f'x=e x﹣k>1﹣k≥0x>0.此时fx在0,+∞上单调递增.故fx≥f0=1>0,符合题意.②当k∈1,+∞时,lnk>0.当x变化时f'x,fx的变化情况如下表:x 0,lnk lnk lnk,+∞f′x ﹣0 +fx 单调递减极小值单调递增由此可得,在0,+∞上,fx≥flnk=k﹣klnk.依题意,k﹣klnk>0,又k>1,∴1<k<e.综合①,②得,实数k的取值范围是0<k<e.Ⅲ∵Fx=fx+f﹣x=e x+e﹣x,∴Fx1Fx2=,∴F1Fn>e n+1+2,F2Fn﹣1>e n+1+2,FnF1>e n+1+2.由此得,F1F2Fn2=F1FnF2Fn﹣1FnF1>e n+1+2n故,n∈N.29.2006四川已知函数,fx的导函数是f′x.对任意两个不相等的正数x1、x2,证明:Ⅰ当a≤0时,;Ⅱ当a≤4时,|f′x1﹣f′x2|>|x1﹣x2|.解答解:证明:Ⅰ由得=而①又x1+x22=x12+x22+2x1x2>4x1x2∴②∵∴∵a≤0,aln≥aln③由①、②、③得x12+x22++aln>2++aln, 即.Ⅱ证法一:由,得∴=下面证明对任意两个不相等的正数x1,x2,有恒成立即证成立∵设,则,令u′x=0得,列表如下:tu′t ﹣0 +□ut □极小值∴∴对任意两个不相等的正数x1,x2,恒有|f'x1﹣f'x2|>|x1﹣x2|证法二:由,得∴=∵x1,x2是两个不相等的正数∴设,ut=2+4t3﹣4t2t>0则u′t=4t3t﹣2,列表:tu′t ﹣0 +□ut □极小值∴即∴即对任意两个不相等的正数x1,x2,恒有|f′x1﹣f′x2|>|x1﹣x2|30.2006辽宁已知f0x=x n,其中k≤nn,k∈N+,设Fx=C n0f0x2+C n1f1x2+…+C n n f n x2,x∈﹣1,1.1写出f k1;2证明:对任意的x1,x2∈﹣1,1,恒有|Fx1﹣Fx2|≤2n﹣1n+2﹣n﹣1.解答解:1由已知推得f k x=n﹣k+1x n﹣k,从而有f k1=n﹣k+12证法1:当﹣1≤x≤1 时,Fx=x2n+nc n1x2n﹣1+n﹣1c n2x2n﹣2+…+n﹣k+1c n k x2n﹣k+…+2c n n﹣1x2+1 当x>0时,F′x>0所以Fx在0,1上为增函数因函数Fx为偶函数,所以Fx在﹣1,0上为减函数所以对任意的x1,x2∈﹣1,1,|Fx1﹣Fx2|≤F1﹣F0F1﹣F0=C n0+nc n1+n﹣1c n2+…+n﹣k+1c n k+…+2c n n﹣1=nc n n﹣1+n﹣1c n n﹣2+…+n﹣k+1c n n﹣k+…+2c n1+c n0∵n﹣k+1c n n﹣k=n﹣kc n n﹣k+c n k=nc n﹣1k+c n k k=1,2,3,…,n﹣1F﹣F0=nc n﹣11+c n﹣12+…+c n﹣1k﹣1+c n1+c n2+…+c n n﹣1+c n0=n2n﹣1﹣1+2n﹣1=2n﹣1n+2﹣n﹣1因此结论成立.证法2:当﹣1≤x≤1 时,Fx=x2n+nc n1x2n﹣1+n﹣1c n2x2n﹣2+…+n﹣k+1c n k x2n﹣k+…+2c n n﹣1x2+1 当x>0时,F′x>0所以Fx在0,1上为增函数因函数Fx为偶函数所以Fx在﹣1,0上为减函数所以对任意的x1,x2∈﹣1,1,|Fx1﹣Fx2|≤F﹣F0F﹣F0=c n0+nc n1+n﹣1c n2+…+n﹣k+1c n k+…+2c n n﹣1又因F1﹣F0=2c n1+3c n2+…+kc n k﹣1+…+nc n n﹣1+c n0所以2F1﹣F0=n+2c n1+c n2+…+c n k﹣1+…+c n n﹣1+2c n0F1﹣F0=c n1+c n2+…+c n k﹣1+…+c n n﹣1+c n0=因此结论成立.证法3:当﹣1≤x≤1时,Fx=x2n+nc n1x2n﹣1+n﹣1c n2x2n﹣2+…+n﹣k+1c n k x2n﹣k+…+2c n n﹣1x2+1 当x>0时,F′x>0所以Fx在0,1上为增函数因函数Fx为偶函数所以Fx在﹣1,0上为减函数所以对任意的x1,x2∈﹣1,1,|Fx1﹣Fx2|≤F﹣F0F﹣F0=c n0+nc n1+n﹣1c n2+…+n﹣k+1c n k+…+2c n n﹣1由x1+x n﹣x n=xc n1x n﹣1+c n2x n﹣2+…+c n k x n﹣k+…+c n n﹣1+1=c n1x n+c n2x n﹣1+…+c n k x n﹣k+1+…+c n n﹣1x2+x对上式两边求导得1+x n﹣x n+nx1+x n﹣1﹣nx n=nc n1x n﹣1+n﹣1c n2x n﹣2+…+n﹣k+1c n k x n﹣k+…+2c n n﹣1x+1Fx=1+x2n+nx21+x2n﹣1﹣nx2n∴F1﹣F0=2n+n2n﹣1﹣n﹣1=n+22n﹣1﹣n﹣1.因此结论成立.。
高三数学函数与导数压轴题训练——函数不等式问题

高三数学函数与导数压轴题训练——函数不等式问题在近几年的高考试题中,出现了一类抽象函数与导数交汇的重要题型,这类问题由于比较抽象,很多学生解题时,突破不了由抽象而造成的解题障碍.实际上,根据所解不等式,联想导数的运算法则,构造适当的辅助函数,然后利用导数判断其单调性是解决此类问题的通法.[典例]设函数f′(x)是奇函数f(x)(x∈R)的导函数,f(-1)=0,当x>0时,xf′(x)-f(x)<0,则使得f(x)>0成立的x的取值范围是()A.(-∞,-1)∪(0,1)B.(-1,0)∪(1,+∞)C.(-∞,-1)∪(-1,0) D.(0,1)∪(1,+∞)[思路点拨]观察xf′(x)-f(x)<0这个式子的特征,不难想到商的求导公式,尝试构造函数F(x)=f(x)x求解.[方法演示]法一:构造抽象函数求解设F(x)=f(x)x.因为f(x)是奇函数,故F(x)是偶函数,F′(x)=xf′(x)-f(x)x2,易知当x>0时,F′(x)<0,所以函数F(x)在(0,+∞)上单调递减.又f(-1)=0,则f(1)=0,于是F(-1)=F(1)=0,f(x)=xF(x),解不等式f(x)>0,即找到x与F(x)的符号相同的区间,易知当x∈(-∞,-1)∪(0,1)时,f(x)>0,故选A.法二:构造具体函数求解设f(x)是多项式函数,因为f(x)是奇函数,所以它只含x的奇次项.又f(1)=-f(-1)=0,所以f(x)能被x2-1整除.因此可取f(x)=x-x3,检验知f(x)满足题设条件.解不等式f(x)>0,得x∈(-∞,-1)∪(0,1),故选A.答案:A[解题师说]抽象函数的导数问题在高考中常考常新,可谓变化多端,解决此类问题的关键是构造函数,常见的构造函数方法有如下几种:(1)利用和、差函数求导法则构造函数①对于不等式f′(x)+g′(x)>0(或<0),构造函数F(x)=f(x)+g(x);②对于不等式f′(x)-g′(x)>0(或<0),构造函数F(x)=f(x)-g(x);特别地,对于不等式f′(x)>k(或<k)(k≠0),构造函数F(x)=f(x)-kx.(2)利用积、商函数求导法则构造函数①对于不等式f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x )>0(或<0),构造函数F (x )=f (x )g (x ); ②对于不等式f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )>0(或<0),构造函数F (x )=f (x )g (x )(g (x )≠0). (3)利用积、商函数求导法则的特殊情况构造函数①对于不等式xf ′(x )+f (x )>0(或<0),构造函数F (x )=xf (x ); ②对于不等式xf ′(x )-f (x )>0(或<0),构造函数F (x )=f (x )x(x ≠0); ③对于不等式xf ′(x )+nf (x )>0(或<0),构造函数F (x )=x n f (x ); ④对于不等式xf ′(x )-nf (x )>0(或<0),构造函数F (x )=f (x )x n (x ≠0); ⑤对于不等式f ′(x )+f (x )>0(或<0),构造函数F (x )=e x f (x ); ⑥对于不等式f ′(x )-f (x )>0(或<0),构造函数F (x )=f (x )e x; ⑦对于不等式f (x )+f ′(x )tan x >0(或<0),构造函数F (x )=sin xf (x ); ⑧对于不等式f (x )-f ′(x )tan x >0(或<0),构造函数F (x )=f (x )sin x (sin x ≠0);⑨对于不等式f ′(x )-f (x )tan x >0(或<0),构造函数F (x )=cos xf (x ); ⑩对于不等式f ′(x )+f (x )tan x >0(或<0),构造函数F (x )=f (x )cos x (cos x ≠0).⑪(理)对于不等式f ′(x )+kf (x )>0(或<0),构造函数F (x )=e kx f (x ); ⑫(理)对于不等式f ′(x )-kf (x )>0(或<0),构造函数F (x )=f (x )e kx ;[应用体验]1.定义在R 上的函数f (x ),满足f (1)=1,且对任意x ∈R 都有f ′(x )<12,则不等式f (lg x )>lg x +12的解集为__________.解析:构造函数g (x )=f (x )-x +12, 则g ′(x )=f ′(x )-12<0,∴g (x )在定义域上是减函数. 又g (1)=f (1)-1=0,∴原不等式可化为g (lg x )>g (1), ∴lg x <1,解得0<x <10.∴原不等式的解集为{x |0<x <10}. 答案:(0,10)2.已知定义在⎝⎛⎭⎫0,π2内的函数f (x )的导函数为f ′(x ),且对任意的x ∈⎝⎛⎭⎫0,π2,都有f ′(x )sin x <f (x )cos x ,则不等式f (x )<2f ⎝⎛⎭⎫π6sin x 的解集为__________.解析:构造函数g (x )=f (x )sin x ,则g ′(x )=f ′(x )sin x -f (x )cos xsin 2x <0,∴g (x )在⎝⎛⎭⎫0,π2内为减函数. 由f (x )<2f ⎝⎛⎭⎫π6sin x , 得f (x )sin x <2f ⎝⎛⎭⎫π6=f ⎝⎛⎭⎫π6sin π6, 即g (x )<g ⎝⎛⎭⎫π6,∴π6<x <π2, ∴原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x π6<x <π2.答案:⎝⎛⎭⎫π6,π2一、选择题1.已知函数f (x )的定义域为R ,f ′(x )为其导函数,函数y =f ′(x )的图象如图所示,且f (-2)=1,f (3)=1,则不等式f (x 2-6)>1的解集为( )A .(-3,-2)∪(2,3)B .(-2,2)C .(2,3)D .(-∞,-2)∪(2,+∞)解析:选A 由y =f ′(x )的图象知,f (x )在(-∞,0]上单调递增,在(0,+∞)上单调递减,又f (-2)=1,f (3)=1,∴f (x 2-6)>1可化为-2<x 2-6<3,解得-3<x <-2或2<x <3.2.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)的解集为( )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x +1<x 2-1,解得x >2.3.已知定义域为{x |x ≠0}的偶函数f (x ),其导函数为f ′(x ),对任意正实数x 满足xf ′(x )>-2f (x ),若g (x )=x 2f (x ),则不等式g (x )<g (1)的解集为( )A .(-∞,1)B .(-1,1)C .(-∞,0)∪(0,1)D .(-1,0)∪(0,1)解析:选D 因为g (x )=x 2f (x ),所以g ′(x )=x 2f ′(x )+2xf (x )=x [xf ′(x )+2f (x )].由题意知,当x >0时,xf ′(x )+2f (x )>0,所以g ′(x )>0,所以g (x )在(0,+∞)上单调递增,又f (x )为偶函数,则g (x )也是偶函数,所以g (x )=g (|x |),由g (x )<g (1),得g (|x |)<g (1),所以⎩⎪⎨⎪⎧|x |<1,x ≠0,所以x ∈(-1,0)∪(0,1). 4.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的解集为( )A .(-3,0)∪(3,+∞)B .(-3,0)∪(0,3)C .(-∞,-3)∪(3,+∞)D .(-∞,-3)∪(0,3)解析:选D 设F (x )=f (x )g (x ),当x <0时, ∵F ′(x )=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x )>0, ∴F (x )在(-∞,0)上为增函数.又∵F (-x )=f (-x )g (-x )=-f (x )g (x )=-F (x ), 故F (x )为R 上的奇函数.∴F (x )在(0,+∞)上也为增函数. 由g (-3)=0,得F (-3)=F (3)=0.画出函数F (x )的大致图象如图所示, ∴F (x )<0的解集为{x |x <-3或0<x <3}.5.已知函数f (x )是定义在(0,+∞)上的非负可导函数,且满足xf ′(x )+f (x )≤0,对于任意正数a ,b ,若a <b ,则必有( )A .af (a )≤f (b )B .bf (b )≤f (a )C .af (b )≤bf (a )D .bf (a )≤af (b )解析:选C ∵xf ′(x )+f (x )≤0,且x >0,f (x )≥0. ∴f ′(x )≤-f (x )x ,即f (x )在(0,+∞)上是减函数.又0<a <b ,∴af (b )<bf (a ),当f (x )=0时,符合题意,则af (b )=bf (a ),故af (b )≤bf (a ).6.设函数f (x )在R 上的导函数为f ′(x ),2f (x )+xf ′(x )>x 2,则下面的不等式在R 上恒成立的是( )A .f (x )>0B .f (x )<0C .f (x )>xD .f (x )<x解析:选A 法一:令g (x )=x 2f (x )-14x 4,则g ′(x )=2xf (x )+x 2f ′(x )-x 3=x [2f (x )+xf ′(x )-x 2], 当x >0时,g ′(x )>0,∴g (x )>g (0), 即x 2f (x )-14x 4>0,从而f (x )>14x 2>0;当x <0时,g ′(x )<0,∴g (x )>g (0), 即x 2f (x )-14x 4>0,从而f (x )>14x 2>0;当x =0时,由题意可得2f (0)>0,∴f (0)>0. 综上可知,f (x )>0.法二:∵2f (x )+xf ′(x )>x 2, 令x =0,则f (0)>0,故可排除B 、D.如果f (x )=x 2+0.1,已知条件2f (x )+xf ′(x )>x 2成立,但f (x )>x 不恒成立,故排除C ,选A.7.已知函数f(x)的定义域为R,f(-1)=2,对任意x∈R,f′(x)>2,则不等式f(x)>2x+4的解集为()A.(-1,1) B.(-1,+∞)C.(-∞,-1) D.(-∞,+∞)解析:选B令m(x)=f(x)-(2x+4),则m′(x)=f′(x)-2>0,∴函数m(x)在R上为单调递增函数.又∵m(-1)=f(-1)-(-2+4)=0,∴m(x)>0的解集为{x|x>-1},即f(x)>2x+4的解集为(-1,+∞).8.设函数f(x),g(x)在区间[a,b]上连续,在区间(a,b)上可导,且f′(x)<g′(x),则当x∈(a,b)时必有()A.f(x)>g(x)B.f(x)<g(x)C.f(x)+g(a)<g(x)+f(a)D.f(x)+g(b)<g(x)+f(b)解析:选C令函数h(x)=f(x)-g(x).因为f′(x)<g′(x),故h′(x)=[f(x)-g(x)]′=f′(x)-g′(x)<0,即函数h(x)在区间[a,b]上单调递减.所以x∈(a,b)时必有h(b)<h(x)<h(a),即f(b)-g(b)<f(x)-g(x)<f(a)-g(a),移项整理得,f(x)+g(a)<g(x)+f(a),f(x)+g(b)>g(x)+f(b),故选项C正确.9.函数f(x)是定义在R上的偶函数,f(-2)=0,且x>0时,f(x)+xf′(x)>0,则不等式xf(x)≥0的解集是()A.[-2,0]B.[0,2]C.[-2,2]D.[-2,0]∪[2,+∞)解析:选D因为x>0时,f(x)+xf′(x)>0,故构造函数y=xf(x),则该函数在(0,+∞)上单调递增.又因为f(x)为偶函数,故y=xf(x)为奇函数.结合f(-2)=0,画出函数y=xf(x)的大致图象如图所示.所以不等式xf(x)≥0的解集为[-2,0]∪[2,+∞).10.函数f (x )是定义在R 上的奇函数,f (3)=0,且x <0时,xf ′(x )<f (x ),则不等式f (x )≥0的解集为( )A .(-∞,0)B .[-3,0]∪[3,+∞)C .[-3,3]D .[0,3]解析:选B 令F (x )=f (x )x ,因为f (x )为定义在R 上的奇函数,所以F (x )为偶函数,当x <0时,F ′(x )=xf ′(x )-f (x )x 2<0,故f (x )在(-∞,0)上为减函数,在(0,+∞)上为增函数. 结合f (3)=0,画出函数F (x )=f (x )x 的大致图象如图所示.所以不等式f (x )≥0的解集为[-3,0]∪[3,+∞).11.函数f (x )是定义在R 上的可导函数,且f (x )>f ′(x )对任意x ∈R 都成立,则下列不等式中成立的是( )A .f (2 018)>e 2 018f (0),f (2 018)>e f (2 017)B .f (2 018)>e 2 018f (0),f (2 018)<e f (2 017)C .f (2 018)<e 2 018f (0),f (2 018)>e f (2 017)D .f (2 018)<e 2 018f (0),f (2 018)<e f (2 017) 解析:选D 令函数g (x )=f (x )e x .由f (x )>f ′(x ),得f ′(x )-f (x )<0,所以g ′(x )=e x f ′(x )-e x f (x )e 2x =f ′(x )-f (x )e x <0,即函数g (x )=f (x )e x 在R 上单调递减.所以f (2 018)e 2 018<f (2 017)e 2 017<f (0)e0,即有f (2 018)<e f (2 017),f (2 018)<e 2 018f (0).12.设定义在R 上的函数f (x )满足f (0)=-1,其导函数f ′(x )满足f ′(x )>k >1,则下列结论中一定错误的是( )A .f ⎝⎛⎭⎫1k <1kB .f ⎝⎛⎭⎫1k >1k -1 C .f ⎝⎛⎭⎫1k -1<1k -1D .f ⎝⎛⎭⎫1k -1>1k -1解析:选C 令g (x )=f (x )-kx +1, 则g (0)=f (0)+1=0,g ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1-k ·1k -1+1 =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1-1k -1. ∵g ′(x )=f ′(x )-k >0, ∴g (x )在[0,+∞)上为增函数. 又∵k >1,∴1k -1>0,∴g ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1>g (0)=0, ∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1-1k -1>0, 即f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1>1k -1.二、填空题13.设f (x )是定义在R 上的可导函数,且满足f (x )+xf ′(x )>0,则不等式f (x +1)>x -1f (x 2-1)的解集为________.解析:令g (x )=xf (x ),则g ′(x )=f (x )+xf ′(x )>0,∴g (x )是R 上的增函数.又f (x +1)>x -1f (x 2-1)可等价转化为x +1f (x +1)>x 2-1f (x 2-1),即g (x +1)>g (x 2-1),所以⎩⎪⎨⎪⎧x +1>x 2-1,x -1≥0,解得1≤x <2,∴原不等式的解集为{x |1≤x <2}.答案:[1,2)14.设函数f (x )是定义在(-∞,0)上的可导函数,其导函数为f ′(x ),且有2f (x )+xf ′(x )>x 2,则不等式(x +2 018)2·f (x +2 018)-4f (-2)>0的解集为________.解析:令g (x )=x 2f (x ),则g ′(x )=2xf (x )+x 2f ′(x ). 结合条件2f (x )+xf ′(x )>x 2,将条件两边同时乘以x , 得2xf (x )+x 2f ′(x )<x 3<0,即g ′(x )<0, ∴g (x )在(-∞,0)上是减函数, 又g (-2)=4f (-2),∴由(x +2 018)2f (x +2 018)-4f (-2)>0, 即g (x +2 018)>g (-2),得x +2 018<-2,解得x <-2 020, ∴原不等式的解集为(-∞,-2 020). 答案:(-∞,-2 020)15.已知定义在R 上的可导函数y =f (x )的导函数为f ′(x ),满足f ′(x )<f (x ),且y =f (x +1)为偶函数.f (2)=1,则不等式f (x )<e x 的解集为________.解析:令h (x )=f (x )e x ,则h ′(x )=f ′(x )-f (x )e x <0,∴h (x )在R 上是减函数,又y =f (x +1)是偶函数, ∴y =f (x )的图象关于直线x =1对称, ∴f (2)=f (0)=1.由f (x )<e x ,得f (x )e x <1,又h (0)=f (0)e 0=1,∴h (x )<h (0),∴x >0,故原不等式的解集为{x |x >0}. 答案:(0,+∞)16.设f (x )是R 上的奇函数,且f (-1)=0,当x >0时,(x 2+1)f ′(x )-2xf (x )<0,则不等式f (x )>0的解集为______.解析:令g (x )=f (x )x 2+1,则g ′(x )=(x 2+1)f ′(x )-2xf (x )(x 2+1)2.因为当x >0时,(x 2+1)f ′(x )-2xf (x )<0,所以g ′(x )<0,所以g (x )在[0,+∞)上单调递减. 又f (x )=g (x )(x 2+1),所以f(x)在[0,+∞)上单调递减.又f(x)是R上的奇函数,f(-1)=0,所以f(1)=0.当x>0时,f(x)>0=f(1)⇒0<x<1;当x<0时,f(x)>0=f(-1)⇒x<-1.综上,可得不等式f(x)>0的解集为(-∞,-1)∪(0,1).答案:(-∞,-1)∪(0,1)。
一次函数压轴题精选(含详细答案)

一次函数压轴题精选(含详细答案答案)1.如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=2x+2与y轴交于点A,与x轴交于点B.直线l⊥x轴负半轴于点C,点D是直线l上一点且位于x轴上方.已知CO=CD=4.(1)求经过A,D两点的直线的函数关系式和点B的坐标;(2)在直线l上是否存在点P使得△BDP为等腰三角形,若存在,直接写出P 点坐标,若不存在,请说明理由.2.如图,直线L:y=﹣x+2与x轴、y轴分别交于A、B两点,在y轴上有一点N(0,4),动点M从A点以每秒1个单位的速度匀速沿x轴向左移动.(1)点A的坐标:;点B的坐标:;(2)求△NOM的面积S与M的移动时间t之间的函数关系式;(3)在y轴右边,当t为何值时,△NOM≌△AOB,求出此时点M的坐标;(4)在(3)的条件下,若点G是线段ON上一点,连结MG,△MGN沿MG的坐标.折叠,点N恰好落在x轴上的点H处,求点G3.如图①,平面直角坐标系中,O为原点,点A坐标为(﹣4,0),AB∥y轴,点C在y 轴上,一次函数y=x+3的图象经过点B、C.第1页(共99页)的坐标为 ;(1)点C的坐标为的坐标为 ,点B的坐标为(2)如图②,直线l经过点C,且与直线AB交于点M,O'与O关于直线l对称,连接CO'并延长,交射线AB于点D.①求证:△CMD是等腰三角形;②当CD=5时,求直线l的函数表达式.4.如图1,在平面直角坐标系中,一次函数y=﹣2x+8的图象与x轴,y轴分别交于点A,点C,过点A作AB⊥x轴,垂足为点A,过点C作CB⊥y轴,垂足为点C,两条垂线相交于点B.(1)线段AB,BC,AC的长分别为AB=,BC=,AC=;(2)折叠图1中的△ABC,使点A与点C重合,再将折叠后的图形展开,折痕DE交AB于点D,交AC于点E,连接CD,如图2.两题中任选一题作答,我选择 题.请从下列A、B两题中任选一题作答,我选择A:①求线段AD的长;②在y轴上,是否存在点P,使得△APD为等腰三角形?若存在,请直接写出符合条件的所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.B:①求线段DE的长;②在坐标平面内,是否存在点P(除点B外),使得以点A,P,C为顶点的三角形与△ABC全等?若存在,请直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.5.如图,一次函数y=x+6的图象交x轴于点A、交y轴于点B,∠ABO的平分线交x轴于点C,过点C作直线CD⊥AB,垂足为点D,交y轴于点E.(1)求直线CE的解析式;(2)在线段AB上有一动点P(不与点A,B重合),过点P分别作PM⊥x轴,PN⊥y轴,垂足为点M、N,是否存在点P,使线段MN的长最小?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.6.如图1,已知▱ABCD,AB∥x轴,AB=6,点A的坐标为(1,﹣4),点D的坐标为(﹣3,4),点B在第四象限,点P是▱ABCD边上的一个动点.(1)若点P在边BC上,PD=CD,求点P的坐标.(2)若点P在边AB,AD上,点P关于坐标轴对称的点Q落在直线y=x﹣1上,求点P的坐标.(3)若点P在边AB,AD,CD上,点G是AD与y轴的交点,如图2,过点P 作y轴的平行线PM,过点G作x轴的平行线GM,它们相交于点M,将△PGM 沿直线PG翻折,当点M的对应点落在坐标轴上时,求点P的坐标.(直接写出答案)7.如图1,在直角坐标系中放入一个边长AB长为6,BC长为10的矩形纸片ABCD,B点与坐标原点O重合.将纸片沿着折痕AE翻折后,点D恰好落在x轴上,记为F.(1)求折痕AE所在直线与x轴交点的坐标;(2)求过D,F的直线解析式;(3)将矩形ABCD水平向右移动m个单位,则点B坐标为(m,0),其中m>0.如图2所示,连接OA,若△OAF是等腰三角形,求m的值.8.阅读理解:运用“同一图形的面积相等”可以证明一些含有线段的等式成立,这种解决问题的方法我们称之为面积法.如图1,在等腰△ABC中,AB=AC,AC 边上的高为h,点M为底边BC上的任意一点,点M到腰AB、AC的距离分别为h1、h2,连接AM,利用S△ABC=S△ABM+S△ACM,可以得出结论:h=h1+h2.类比探究:在图1中,当点M在BC的延长线上时,猜想h、h1、h2之间的数量关系并证明你的结论.拓展应用:如图2,在平面直角坐标系中,有两条直线l1:y=x+3,l2:y=﹣3x+3,若l2上一点M到l1的距离是1,试运用“阅读理解”和“类比探究”中获得的结论,求出点M的坐标.9.如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCO为正方形,A点坐标为(0,2),点P为x轴负半轴上一动点,以AP为直角作等腰直角三角形APD,∠APD=90°(点D落在第四象限)(1)当点P的坐标为(﹣1,0)时,求点D的坐标;(2)点P在移动的过程中,点D是否在直线y=x﹣2上?请说明理由;(3)连接OB交AD于点G,求证:AG=DG.10.如图所示,在平面直角坐标系中,过点A (﹣,0)的两条直线分别交y轴于B 、C 两点,且B 、C 两点的纵坐标分别是一元二次方程x 2﹣2x ﹣3=0的两个根(Ⅰ)试问:直线AC 与直线AB 是否垂直?请说明理由;(Ⅱ)若点D 在直线AC 上,且DB=DC ,求点D 的坐标;(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,在直线BD 上寻找点P ,使以A 、B 、P 三点为顶点的三角形是等腰三角形,请直接写出P 点的坐标.11.(1)模型建立,如图1,等腰直角三角形ABC 中,∠ACB=90°,CB=CA ,直线ED 经过点C ,过A 作AD ⊥ED 于D ,过B 作BE ⊥ED 于E .求证△BEC ≌△CDA ;(2)模型应用:①已知直线y=x +4与y 轴交于A 点,与x 轴交于B 点,将线段AB 绕点B 逆时针旋转90度,得到线段BC ,过点A ,C 作直线,求直线AC 的解析式;②如图3,矩形ABCO ,O 为坐标原点,B 的坐标为(8,6),A ,C 分别在坐标轴上,P 是线段BC 上动点,已知点D 在第一象限,且是直线y=2x ﹣6上的一点,若△APD 是不以A 为直角顶点的等腰Rt △,请直接写出所有符合条件的点D 的坐标.12.将一个直角三角形纸片ABO,放置在平面直角坐标系中,点A(,0),点B(0,3),点O(0,0)(1)过边OB上的动点D(点D不与点B,O重合)作DE丄OB交AB于点E,沿着DE折叠该纸片,点B落在射线BO上的点F处.①如图,当D为OB中点时,求E点的坐标;②连接AF,当△AEF为直角三角形时,求E点坐标;(2)P是AB边上的动点(点P不与点B重合),将△AOP沿OP所在的直线折叠,得到△AʹOP,连接BAʹ,当BAʹ取得最小值时,求P点坐标(直接写出结果即可).13.如图1,在平面直角坐标系中,点A坐标为(﹣4,4),点B的坐标为(4,0).(1)求直线AB的解析式;(2)点M是坐标轴上的一个点,若AB为直角边构造直角三角形△ABM,请求出满足条件的所有点M的坐标;(3)如图2,以点A为直角顶点作∠CAD=90°,射线AC交x轴的负半轴与点C,射线AD交y轴的负半轴与点D,当∠CAD绕点A旋转时,OC﹣OD的值是否发生变化?若不变,直接写出它的值;若变化,直接写出它的变化范围(不要解题过程).14.如图1,在平面直角坐标系中,O是坐标原点,长方形OACB的顶点A、B 分别在x轴与y轴上,已知OA=6,OB=10.点D为y轴上一点,其坐标为(0,2),点P从点A出发以每秒2个单位的速度沿线段AC﹣CB的方向运动,当点P 与点B重合时停止运动,运动时间为t秒.(1)当点P经过点C时,求直线DP的函数解析式;(2)①求△OPD的面积S关于t的函数解析式;②如图②,把长方形沿着OP折叠,点B的对应点Bʹ恰好落在AC边上,求点P 的坐标.(3)点P在运动过程中是否存在使△BDP为等腰三角形?若存在,请求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.15.如图,在直角坐标系中,点A的坐标是(0,2),点C是x轴上的一个动点,当点C移动到点O时,得是等边三角形,当点始终保持△ACP是等边三角形,轴上移动时,始终保持△点C在x轴上移动时,到等边三角形AOB(此时点P与点B重合).(1)直线AB:y=mx+n与直线OB:y=kx相交于点B,不解关于x,y的方程组,请你求出它的解;(2)点C在移动的过程中,当等边三角形ACP的顶点P在第三象限时(如图所示),求证:△AOC≌△ABP;由此你发现什么结论?(3)求点C在x轴上移动时,点P所在函数图象的解析式.16.在平面直角坐标系中,直线y=﹣x+4交x轴,y轴分别于点A,点B,将△AOB绕坐标原点逆时针旋转90°得到△COD,直线CD交直线AB于点E,如图1:(1)求:直线CD的函数关系式;(2)如图2,连接OE,过点O作OF⊥OE交直线CD于点F,如图2,①求证:∠OEF=45°;②求:点F的坐标;(3)若点P是直线DC上一点,点Q是x轴上一点(点Q不与点O重合),当△DPQ和△DOC全等时,直接写出点P的坐标.17.已知,Rt△OAB的两直角边OA、OB分别在x轴和y轴上,如图1,A,B坐标分别为(﹣2,0),(0,4),将△OAB绕O点顺时针旋转90°得△OCD,连接AC、BD交于点E.(1)求证:△ABE≌△DCE.(2)M为直线BD上动点,N为x轴上的点,若以A,C,M,N四点为顶点的四边形是平行四边形,求出所有符合条件的M点的坐标.(3)如图2,过E点作y轴的平行线交x轴于点F,在直线EF上找一点P,使△PAC的周长最小,求P点坐标和周长的最小值.18.平面直角坐标系中,直线l1:y=﹣x+3与x轴交于点A,与y轴交于点B,直线l2:y=kx+2k与x轴交于点C,与直线l1交于点P.(1)当k=1时,求点P的坐标;(2)如图1,点D为P A的中点,过点D作DE⊥x轴于E,交直线l2于点F,若DF=2DE,求k的值;(3)如图2,点P在第二象限内,PM⊥x轴于M,以PM为边向左作正方形PMNQ,NQ的延长线交直线l1于点R,若PR=PC,求点P的坐标.19.如图,直线y=kx+k交x轴,y轴分别于A,C,直线BC过点C交x轴于B,OC=3OA,∠CBA=45°.(1)求直线BC的解析式;(2)动点P从A出发沿射线AB匀速运动,速度为2个单位/秒,连接CP,设△PBC的面积为S,点P的运动时间为t秒,求S与t之间的函数关系式,直接写出t的取值范围;(3)在(2)的条件下,当点P在AB的延长线上运动时,过点O作OD⊥PC于D,交BC于点E,连接AE,当∠EAB=∠CPA时,在坐标轴上有点K,且KC=KP,求点K的坐标.20.如图,平面直角坐标系中,直线AB:y=﹣x+b交y轴于点A(0,1),交x 轴于点B,过点E(1,0)作x轴的垂线EF交AB于点D,点P从D出发,沿着射线ED的方向向上运动,设PD=n.(1)求直线AB的表达式;(2)求△ABP的面积(用含n的代数式表示);(3)若以P为直角顶点,PB为直角边在第一象限作等腰直角△BPC,请问随着点P的运动,点C是否也在同一直线上运动?若在同一直线上运动,请求出直线解析式;若不在同一直线上运动,请说明理由.21.如图1,已知正方形ABCD的边长为1,点E在边BC上,若∠AEF=90°,且EF交正方形外角的平分线CF于点F.(1)如图1,若点E是边BC的中点,M是边AB的中点,连接EM,求证:AE=EF.(2)如图2,若点E在射线BC上滑动(不与点B,C重合).①在点E滑动过程中,AE=EF是否一定成立?请说明理由;②在如图所示的直角坐标系中,当点E滑动到某处时,点F恰好落在直线y=﹣2x+6上,求此时点F的坐标.22.如图,将一个正方形纸片OABC放置在平面直角坐标系中,其中A(1,0),C(0,1),P为AB边上一个动点,折叠该纸片,使O点与P点重合,折痕l与OP交于点M,与,与 对角线AC交于Q点(Ⅰ)若点P的坐标为(1,),求点M的坐标;(Ⅱ)若点P的坐标为(1,t)①求点M的坐标(用含t的式子表示)(直接写出答案)②求点Q的坐标(用含t的式子表示)(直接写出答案)(Ⅲ)当点P在边AB上移动时,∠QOP的度数是否发生变化?如果你认为不发生变化,写出它的角度的大小.并说明理由;如果你认为发生变化,也说明理由.23.如图,边长为1的正方形OABC的顶点O为坐标原点,为坐标原点,点点A在x轴的正半轴上,点C在y轴的正半轴上.动点D在线段BC上移动(不与B,C重合),连接OD,过点D作DE⊥OD,交边AB于点E,连接OE.记CD的长为t.(1)当t=时,求直线DE的函数表达式:(2)如果记梯形COEB的面积为S,那么是否存在S的最大值?若存在,请求出这个最大值及此时t的值;若不存在,请说明理由;(3)当OD 2+DE2取最小值时,求点E的坐标.24.如图1,已知直线y=2x+2与y轴、x轴分别交于A、B两点,以B为直角顶点在第二象限作等腰Rt△ABC (1)求点C的坐标,并求出直线AC的关系式.(2)如图2,直线CB交y轴于E,在直线CB上取一点D,连接AD,若AD=AC,求证:BE=DE.(3)如图3,在(1)的条件下,直线AC交x轴于M,P(,k)是线段BC 上一点,在线段BM上是否存在一点N,使直线PN平分△BCM的面积?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.25.如图,在平面直角坐标系中,直线OA的函数表达式为y=2x,直线AB的函数表达式为y=﹣3x+b,点B的坐标为.点P沿折线OA﹣AB运动,且不与点O和点B重合.设点P的横坐标为m,△OPB的面积为S.(1)请直接写出b的值.(2)求点A的坐标.(3)求S与m之间函数关系,并直接写出对应的自变量m的取值范围.(4)过点P作OB边的高线把△OPB分成两个三角形,当其中一个是等腰直角三角形时,直接写出所有符合条件的m的值.26.如图①,直线AB与x轴负半轴、y轴正半轴分别交于A、B两点,OA、OB的长度分别为a和b,且满足a 2﹣2ab+b2=0.(1)判断△AOB的形状;(2)如图②,△COB和△AOB关于y轴对称,D点在AB上,点E在BC上,且AD=BE,试问:线段OD、OE是否存在某种确定的数量关系和位置关系?写出你的结论并证明;(3)将(2)中∠DOE绕点O旋转,使D、E分别落在AB,BC延长线上(如图③),∠BDE与∠COE有何关系?直接说出结论,不必说明理由.27.如图,在平面直角坐标系中,O是坐标原点,点A的坐标为(4,0),点B 的坐标为(0,b)(b>0),点P是直线AB上位于第二象限内的一个动点,过点P作PC⊥x轴于点C,记点P关于y轴的对称点为Q,设点P的横坐标为a.(1)当b=3时,①求直线AB的解析式;②若QO=QA,求P点的坐标.(2)是否同时存在a、b,使得△QAC是等腰直角三角形?若存在,求出所有满足条件的a、b的值;若不存在,请说明理由.28.如图,平面直角坐标系中,已知直线y=x上一点P(1,1),C为y轴上一点,平面直角坐标系中,已知直线连接PC,线段PC绕点P顺时针旋转90°至线段PD,过点D作直线AB⊥x轴,垂足为B;直线AB与直线y=x交于点A,连接CD,直线CD与直线y=x交于点Q.(1)求证:OB=OC;(2)当点C坐标为(0,3)时,求点Q的坐标;(3)当△OPC≌△ADP时,直接写出C点的坐标.29.如图1,直线AB:y=﹣x﹣b分别与x,y轴交于A(6,0)、B两点,过点B 的直线交x轴负半轴与C,且OB:OC=3:1.(1)求直线BC的函数表达式;(2)直线EF:y=x﹣k(k≠0)交直线AB于E,交直线BC于点F,交x轴于D,是否存在这样的直线EF,使得S△EBD=S△FBD?若存在,求出k的值;若不存在,说明理由.(3)如图2,P为x轴上A点右侧的一动点,以P为直角顶点,BP为一腰在第一象限内作等腰直角三角形△BPQ,连接QA并延长交y轴于点K.当P点运动时,K点的位置是否发生变化?如果不变请求出它的坐标;如果变化,请说明理由.30.如图,在平面直角坐标系中,O是坐标原点,点A的坐标是(﹣8,0),点B的坐标是(0,n)(n>0).P是直线AB上的一个动点,作PC⊥x轴,垂足为C.记点P关于y轴的对称点为Pʹ(点Pʹ不在y轴上),连接PPʹ,PʹA,PʹC.设点P的横坐标为m.(1)若点P在第一象限,记直线AB与PʹC的交点为D.当PʹD:DC=5:13时,求m的值;(2)若∠ACPʹ=60°,试用m的代数式表示n;(3)若点P在第一象限,是否同时存在m,n,使△PʹCA为等腰直角三角形?若存在,请求出所有满足要求的m,n的值;若不存在,请说明理由.31.如图①所示,直线L:y=m(x+10)与x轴负半轴、y轴正半轴分别交于A、B两点.(1)当OA=OB时,试确定直线L的解析式;(2)在(1)的条件下,如图②所示,设Q为AB延长线上一点,作直线OQ,过A、B两点分别作AM⊥OQ于M,BN⊥OQ于N,若AM=8,BN=6,求MN的长;(3)当m取不同的值时,点B在y轴正半轴上运动,分别以OB、AB为边,点B为直角顶点在第一、二象限内作等腰直角△OBF和等腰直角△ABE,连EF交y 轴于P点,如图③.问:当点B在y轴正半轴上运动时,试猜想PB的长是否为定值?若是,请求出其值;若不是,说明理由.32.如图,一次函数的函数图象与x轴、y轴分别交于点A、B,以线段AB为直角边在第一象限内作Rt△ABC,且使∠ABC=30°;(1)如果点P(m,)在第二象限内,试用含m的代数式表示四边形AOPB 的面积,并求当△APB与△ABC面积相等时m的值;(2)如果△QAB是等腰三角形并且点Q在坐标轴上,请求出点Q所有可能的坐标;(3)是否存在实数a,b使一次函数和y=ax+b的图象关于直线y=x 对称?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.参考答案与试题解析1.如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=2x+2与y轴交于点A,与x轴交于点B.直线l⊥x轴负半轴于点C,点D是直线l上一点且位于x轴上方.已知CO=CD=4.(1)求经过A,D两点的直线的函数关系式和点B的坐标;(2)在直线l上是否存在点P使得△BDP为等腰三角形,若存在,直接写出P 点坐标,若不存在,请说明理由.【分析】(1)对于y=2x+2,分别令x与y为0求出A与B坐标,根据CO=CD=4,求出D坐标,确定出直线AD解析式即可;(2)存在,如图所示,设出P(﹣4,p),分三种情况考虑:当BD=P1D时;当BP3=BD时;当BP4=DP4,分别求出P坐标即可.【解答】解:(1)对于直线y=2x+2,当x=0时,y=2;当y=0时,x=﹣1,∴点A的坐标为(0,2),点B的坐标为(﹣1,0),又∵CO=CD=4,∴点D的坐标为(﹣4,4),设直线AD的函数表达式为y=kx+b,则有,解得:,∴直线AD的函数表达式为y=﹣x+2;(2)存在,设P(﹣4,p),分三种情况考虑:当BD=P1D时,可得(﹣1+4)2+(0﹣4)2=(p﹣4)2,解得:p=9或p=﹣1,此时P1(﹣4,9),P2(﹣4,﹣1);当BP3=BD时,则有(﹣1+4)2+(0﹣p)2=(﹣1+4)2+(0﹣4)2,解得:p=﹣4,此时P 3(﹣4,﹣4);当BP 4=DP 4时,(﹣1+4)2+(0﹣p )2=(p ﹣4)2,解得:p=,此时P 4(﹣4,),综上,共有四个点满足要求.分别是P 1(﹣4,9),P 2(﹣4,﹣4),P 3(﹣4,﹣1),P 4(﹣4,).【点评】此题属于一次函数综合题,此题属于一次函数综合题,涉及的知识有:涉及的知识有:涉及的知识有:待定系数法求一次函数解析待定系数法求一次函数解析式,坐标与图形性质,等腰三角形的性质,利用了分类讨论的思想,熟练掌握一次函数性质是解本题的关键.2.如图,直线L :y=﹣x +2与x 轴、y 轴分别交于A 、B 两点,在y 轴上有一点N (0,4),动点M 从A 点以每秒1个单位的速度匀速沿x 轴向左移动. (1)点A 的坐标:的坐标: (4,0) ;点B 的坐标:的坐标: (0,2) ;(2)求△NOM 的面积S 与M 的移动时间t 之间的函数关系式;(3)在y 轴右边,当t 为何值时,△NOM ≌△AOB ,求出此时点M 的坐标; (4)在(3)的条件下,若点G 是线段ON 上一点,连结MG ,△MGN 沿MG 折叠,点N 恰好落在x 轴上的点H 处,求点G 的坐标.【分析】(1)在y=﹣x+2中,令别令y=0和x=0,则可求得A、B的坐标;(2)利用t可表示出OM,则可表示出S,注意分M在y轴右侧和左侧两种情况;(3)由全等三角形的性质可得OM=OB=2,则可求得M点的坐标;(4)由折叠的性质可知MG平分∠OMN,利用角平分线的性质定理可得到=,则可求得OG的长,可求得G点坐标.【解答】解:(1)在y=﹣x+2中,令y=0可求得x=4,令x=0可求得y=2,∴A(4,0),B(0,2),故答案为:(4,0);(0,2);(2)由题题意可知AM=t,①当点M在y轴右边时,OM=OA﹣AM=4﹣t,∵N(0,4),∴ON=4,∴S=OM•ON=×4×(4﹣t)=8﹣2t;②当点M在y轴左边时,则OM=AM﹣OA=t﹣4,∴S=×4×(t﹣4)=2t﹣8;(3)∵△NOM≌△AOB,∴MO=OB=2,∴M(2,0);(4)∵OM=2,ON=4,∴MN==2,∵△MGN沿MG折叠,∴∠NMG=∠OMG,∴=,且NG=ON﹣OG,∴=,解得OG=﹣1,∴G(0,﹣1).【点评】本题为一次函数的综合应用,涉及函数与坐标轴的交点、三角形的面积、全等三角形的性质、角平分线的性质定理及分类讨论思想等知识.在(1)中注意求函数图象与坐标轴交点的方法,在(2)中注意分两种情况,在(3)中注意全等三角形的对应边相等,在(4)中利用角平分线的性质定理求得关于OG的等式是解题的关键.本题考查知识点较多,综合性很强,但难度不大.3.如图①,平面直角坐标系中,O为原点,点A坐标为(﹣4,0),AB∥y轴,点C在y轴上,一次函数y=x+3的图象经过点B、C.的坐标为 (﹣4,2);(1)点C的坐标为的坐标为 (0,3),点B的坐标为(2)如图②,直线l经过点C,且与直线AB交于点M,O'与O关于直线l对称,连接CO'并延长,交射线AB于点D.①求证:△CMD是等腰三角形;②当CD=5时,求直线l的函数表达式.【分析】(1)设点C的坐标为(0,y),把x=0代入y=x+3中得y=3,即可求出C点的坐标;设点B的坐标为(﹣4,y),把x=﹣4代入y=x+3中得y=2,即可求出B点的坐标;(2)①根据对称的性质和平行线的性质,推知∠CMD=∠MCD,故MD=CD,所以CMD是等腰三角形;②如图②,过点D作DP⊥y轴于点P.利用勾股定理求得CP的长度,然后结合坐标与图形的性质求得点M的坐标,利用待定系数法求得直线l的解析式即可.【解答】解:(1)如图①,∵A(﹣4,0),AB∥y轴,直线y=x+3经过点B、C,设点C的坐标为(0,y),把x=0代入y=x+3x+3中得y=3,∴C(0,3);设点B的坐标为(﹣4,y),把x=4代入y=x+3中得y=2,∴B(﹣4,2);故答案是:(0,3);(﹣4,2);(2)①证明:∵AB∥y轴,∴∠OCM=∠CMD.∵∠OCM=∠MCD,∴∠CMD=∠MCD,∴MD=CD,∴CMD是等腰三角形;②如图②,过点D作DP⊥y轴于点P.在直角△DCP中,由勾股定理得到:CP==3,∴OP=AD=CO+CP=3+3=6,∴AB=AD﹣DM=6﹣5=1,∴点M的坐标是(﹣4,1).设直线l的解析式为y=kx+b(k≠0).把M(﹣4,1)、C(0,3)分别代入,得,解得,故直线l的解析式为y=x+3.【点评】此题考查了一次函数综合题,此题考查了一次函数综合题,需要综合利用勾股定理,需要综合利用勾股定理,需要综合利用勾股定理,等腰三角形的判等腰三角形的判定与性质,对称的性质以及待定系数法求一次函数解析式等知识点,难度不是很大,但是需要学生对所学知识有一个系统的掌握.4.如图1,在平面直角坐标系中,一次函数y=﹣2x +8的图象与x 轴,y 轴分别交于点A ,点C ,过点A 作AB ⊥x 轴,垂足为点A ,过点C 作CB ⊥y 轴,垂足为点C ,两条垂线相交于点B .(1)线段AB ,BC ,AC 的长分别为AB= 8 ,BC= 4 ,AC= 4 ;(2)折叠图1中的△ABC ,使点A 与点C 重合,再将折叠后的图形展开,折痕DE 交AB 于点D ,交AC 于点E ,连接CD ,如图2. 请从下列A 、B 两题中任选一题作答,我选择两题中任选一题作答,我选择 A 题. A :①求线段AD 的长;②在y 轴上,是否存在点P ,使得△APD 为等腰三角形?若存在,请直接写出符合条件的所有点P 的坐标;若不存在,请说明理由. B :①求线段DE 的长;②在坐标平面内,是否存在点P (除点B 外),使得以点A ,P ,C 为顶点的三角形与△ABC 全等?若存在,请直接写出所有符合条件的点P 的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)先确定出OA=4,OC=8,进而得出AB=8,BC=4,利用勾股定理即可得出AC ;(2)A 、①利用折叠的性质得出BD=8﹣AD ,最后用勾股定理即可得出结论; ②分三种情况利用方程的思想即可得出结论;B 、①利用折叠的性质得出AE ,利用勾股定理即可得出结论; ②先判断出∠APC=90°,再分情况讨论计算即可.【解答】解:(1)∵一次函数y=﹣2x +8的图象与x 轴,y 轴分别交于点A ,点C ,∴A (4,0),C (0,8), ∴OA=4,OC=8,∵AB ⊥x 轴,CB ⊥y 轴,∠AOC=90°, ∴四边形OABC 是矩形, ∴AB=OC=8,BC=OA=4,在Rt △ABC 中,根据勾股定理得,AC==4,故答案为:8,4,4;(2)A 、①由(1)知,BC=4,AB=8, 由折叠知,CD=AD ,在Rt △BCD 中,BD=AB ﹣AD=8﹣AD , 根据勾股定理得,CD 2=BC 2+BD 2, 即:AD 2=16+(8﹣AD )2, ∴AD=5,②由①知,D (4,5), 设P (0,y ), ∵A (4,0),∴AP 2=16+y 2,DP 2=16+(y ﹣5)2, ∵△APD 为等腰三角形, ∴Ⅰ、AP=AD , ∴16+y 2=25,∴y=±3,∴P (0,3)或(0,﹣3) Ⅱ、AP=DP , ∴16+y2=16+(y ﹣5)2,∴y=, ∴P (0,),Ⅲ、AD=DP ,25=16+(y ﹣5)2, ∴y=2或8,∴P (0,2)或(0,8).B 、①、由A ①知,AD=5, 由折叠知,AE=AC=2,DE ⊥AC 于E ,在Rt △ADE 中,DE==,②、∵以点A ,P ,C 为顶点的三角形与△ABC 全等, ∴△APC ≌△ABC ,或△CPA ≌△ABC , ∴∠APC=∠ABC=90°, ∵四边形OABC 是矩形,∴△ACO ≌△CAB ,此时,符合条件,点P 和点O 重合, 即:P (0,0), 如图3,过点O 作ON ⊥AC 于N , 易证,△AON ∽△ACO , ∴,∴, ∴AN=,过点N 作NH ⊥OA , ∴NH ∥OA ,∴△ANH ∽△ACO , ∴,∴,∴NH=,AH=, ∴OH=, ∴N (,),而点P 2与点O 关于AC 对称, ∴P 2(,),同理:点B 关于AC 的对称点P 1,同上的方法得,P 1(﹣,), 即:满足条件的点P 的坐标为:(0,0),(,),(﹣,).【点评】此题是一次函数综合题,此题是一次函数综合题,主要考查了矩形的性质和判定,主要考查了矩形的性质和判定,主要考查了矩形的性质和判定,相似三角形的相似三角形的判定和性质,勾股定理,折叠的性质,对称的性质,解(1)的关键是求出AC ,解(2)的关键是利用分类讨论的思想解决问题.5.如图,一次函数y=x +6的图象交x 轴于点A 、交y 轴于点B ,∠ABO 的平分线交x 轴于点C ,过点C 作直线CD ⊥AB ,垂足为点D ,交y 轴于点E . (1)求直线CE 的解析式;(2)在线段AB 上有一动点P (不与点A ,B 重合),过点P 分别作PM ⊥x 轴,PN ⊥y 轴,垂足为点M 、N ,是否存在点P ,使线段MN 的长最小?若存在,请直接写出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)先求出AB=10,进而判断出Rt△BCD≌Rt△BCO,和△ACD∽△ABO,确定出点C(﹣3,0),再判断出△EBD≌△ABO,求出OE=BE﹣OB=4,即可得出点E坐标,最后用待定系数法即可;(2)设P(﹣m,﹣m+6),∴PN=m,PM=﹣m+6,根据勾股定理得,MN 2 =(m﹣)2+,即可得出点P横坐标,即可得出结论.【解答】解:(1)根据题意得点B的横坐标为0,点A的纵坐标为0,∴B(0,6),A(﹣8,0),∴OA=8,OB=6,∴AB==10,∵CB平分∠ABO,CD⊥AB,CO⊥BO,∴CD=CO,∵BC=BC,∴Rt△BCD≌Rt△BCO,∴BD=BO=6,∴AD=AB﹣BD=4,∵∠ADC=∠AOB=90°,∠CAD=∠BAO,∴△ACD∽△ABO,∴,∴,∴AC=5,∴OC=OA ﹣AC=3, ∴C (﹣3,0),∵∠EDB=∠AOB=90°,BD=BO ,∠EBD=∠ABO , ∴△EBD ≌△ABO , ∴BE=AB=10, ∴OE=BE ﹣OB=4, ∴E (0,﹣4),设直线CE 的解析式为y=kx ﹣4, ∴﹣3k ﹣4=0, ∴k=﹣,∴直线CE 的解析式为y=﹣x ﹣4,(2)解:存在,(﹣,),如图,∵点P 在直线y=x +6上,∴设P (﹣m ,﹣m +6),∴PN=m ,PM=﹣m +6,根据勾股定理得,MN 2=PN2+PM2=m2+(﹣m +6)2=(m ﹣)2+,∴当m=时,MN 2有最小值,则MN 有最小值,当m=时,y=﹣x +6=﹣×+6=,∴P (﹣,).【点评】此题是一次函数综合题,此题是一次函数综合题,主要考查了待定系数法,主要考查了待定系数法,主要考查了待定系数法,全等三角形的判定和全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理,解(1)的关键是求出点C 的坐标,解(2)的关键是得出MN 2的函数关系式,是一道中等难度的中考常考题.6.如图1,已知▱ABCD ,AB ∥x 轴,AB=6,点A 的坐标为(1,﹣4),点D 的坐标为(﹣3,4),点B 在第四象限,点P 是▱ABCD 边上的一个动点. (1)若点P 在边BC 上,PD=CD ,求点P 的坐标.(2)若点P 在边AB ,AD 上,点P 关于坐标轴对称的点Q 落在直线y=x ﹣1上,求点P 的坐标.(3)若点P 在边AB ,AD ,CD 上,点G 是AD 与y 轴的交点,如图2,过点P 作y 轴的平行线PM ,过点G 作x 轴的平行线GM ,它们相交于点M ,将△PGM 沿直线PG 翻折,当点M 的对应点落在坐标轴上时,求点P 的坐标.(直接写出答案)【分析】(1)由题意点P 与点C 重合,可得点P 坐标为(3,4);(2)分两种情形①当点P 在边AD 上时,②当点P 在边AB 上时,分别列出方程即可解决问题;(3)分三种情形①如图1中,当点P 在线段CD 上时.②如图2中,当点P 在AB 上时.③如图3中,当点P 在线段AD 上时.分别求解即可; 【解答】解:(1)∵CD=6, ∴点P 与点C 重合, ∴点P 坐标为(3,4).(2)①当点P 在边AD 上时, ∵直线AD 的解析式为y=﹣2x ﹣2, 设P (a ,﹣2a ﹣2),且﹣3≤a ≤1,若点P关于x轴的对称点Q1(a,2a+2)在直线y=x﹣1上,∴2a+2=a﹣1,解得a=﹣3,此时P(﹣3,4).若点P关于y轴的对称点Q3(﹣a,﹣2a﹣2)在直线y=x﹣1上时,∴﹣2a﹣2=﹣a﹣1,解得a=﹣1,此时P(﹣1,0)②当点P在边AB上时,设P(a,﹣4)且1≤a≤7,若等P关于x轴的对称点Q2(a,4)在直线y=x﹣1上,∴4=a﹣1,解得a=5,此时P(5,﹣4),若点P关于y轴的对称点Q4(﹣a,﹣4)在直线y=x﹣1上,∴﹣4=﹣a﹣1,解得a=3,此时P(3,﹣4),综上所述,点P的坐标为(﹣3,4)或(﹣1,0)或(5,﹣4)或(3,﹣4).(3)①如图1中,当点P在线段CD上时,设P(m,4).在Rt△PNMʹ中,∵PM=PMʹ=6,PN=4,∴NMʹ==2,在Rt△OGMʹ中,∵OG 2+OMʹ2=GMʹ2,∴22+(2+m)2=m2,解得m=﹣, ∴P (﹣,4)根据对称性可知,P (,4)也满足条件.②如图2中,当点P 在AB 上时,易知四边形PMGMʹ是正方形,边长为2,此时P (2,﹣4).③如图3中,当点P 在线段AD 上时,设AD 交x 轴于R .易证∠MʹRG=∠MʹGR ,推出MʹR=MʹG=GM ,设MʹR=MʹG=GM=x .∵直线AD 的解析式为y=﹣2x ﹣2, ∴R (﹣1,0),在Rt △OGMʹ中,有x 2=22+(x ﹣1)2,解得x=,。
函数与导数经典例题--高考压轴题(含答案)8796

函数与导数经典例题-高考压轴1. 已知函数32()4361,f x x tx tx t x R =+-+-∈,其中t R ∈.(Ⅰ)当1t =时,求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程; (Ⅱ)当0t ≠时,求()f x 的单调区间;(Ⅲ)证明:对任意的(0,),()t f x ∈+∞在区间(0,1)内均存在零点. 2. 已知函数21()32f x x =+,()h x =(Ⅰ)设函数F (x )=18f (x )-x 2[h (x )]2,求F (x )的单调区间与极值; (Ⅱ)设a ∈R ,解关于x 的方程33lg[(1)]2lg ()2lg (4)24f x h a x h x --=---;(Ⅲ)设*n ∈N ,证明:1()()[(1)(2)()]6f n h n h h h n -+++≥.3. 设函数ax x x a x f +-=22ln )(,0>a(Ⅰ)求)(x f 的单调区间;(Ⅱ)求所有实数a ,使2)(1e x f e ≤≤-对],1[e x ∈恒成立. 注:e 为自然对数的底数.4. 设21)(axe xf x+=,其中a 为正实数. (Ⅰ)当34=a 时,求()f x 的极值点;(Ⅱ)若()f x 为R 上的单调函数,求a 的取值范围. 5. 已知a ,b 为常数,且a ≠0,函数f (x )=-ax+b+axlnx ,f (e )=2(e=2.71828…是自然对数的底数)。
(I )求实数b 的值; (II )求函数f (x )的单调区间; (III )当a=1时,是否同时存在实数m 和M (m<M ),使得对每一个t ∈[m ,M],直线y=t 与曲线y=f (x )(x ∈[1e,e])都有公共点?若存在,求出最小的实数m 和最大的实数M ;若不存在,说明理由。
6. 设函数32()2f x x a x b x a =+++,2()32gx x x =-+,其中x R ∈,a 、b 为常数,已知曲线()y f x =与()y g x =在点(2,0)处有相同的切线l 。
压轴题03 三角函数压轴题(解析版)--2023年高考数学压轴题专项训练(全国通用)

压轴题03三角函数压轴题题型/考向一:三角函数的图像与性质题型/考向二:三角恒等变换题型/考向三:三角函数综合应用一、三角函数的图像与性质热点一三角函数图象的变换1.沿x轴平移:由y=f(x)变为y=f(x+φ)时,“左加右减”,即φ>0,左移;φ<0,右移.沿y轴平移:由y=f(x)变为y=f(x)+k时,“上加下减”,即k>0,上移;k<0,下移.2.沿x轴伸缩:若ω>0,A>0,由y=f(x)变为y=f(ωx)时,点的纵坐标不变,横坐标变为原来的1ω倍.沿y轴伸缩:由y=f(x)变为y=Af(x)时,点的横坐标不变,纵坐标变为原来的A 倍.热点二三角函数的图象与解析式已知图象求函数y =A sin(ωx +φ)+B (A >0,ω>0)的解析式时,常用的方法是待定系数法.由图中的最高点、最低点或特殊点求A ,B ;由函数的周期确定ω;确定φ常根据“五点法”中的五个点求解,其中一般把第一个零点作为突破口,可以从图象的升降找准第一个零点的位置.热点三三角函数的性质1.单调性:由-π2+2k π≤ωx +φ≤π2+2k π(k ∈Z )可得单调递增区间;由π2+2k π≤ωx+φ≤3π2+2k π(k ∈Z )可得单调递减区间.2.对称性:由ωx +φ=k π(k ∈Z )可得对称中心;由ωx +φ=k π+π2(k ∈Z )可得对称轴.3.奇偶性:φ=k π(k ∈Z )时,函数y =A sin(ωx +φ)为奇函数;φ=k π+π2(k ∈Z )时,函数y =A sin(ωx +φ)为偶函数.二、三角恒等变换热点一化简与求值(角)1.同角三角函数的基本关系:sin 2α+cos 2α=1,sin αcos α=tan ≠π2+k π,k ∈2.诱导公式的记忆口诀:在k π2+α,k ∈Z 的诱导公式中“奇变偶不变,符号看象限”.3.熟记三角函数公式的两类变形:(1)和差角公式的变形;(2)倍角公式的变形.热点二三角函数恒等式的证明三角恒等式常从复杂一边向简单的一边转化,或者两边同时推出一个相同式子,有时要证等式先进行等价交换,进而证明其等价命题.○热○点○题○型一三角函数的图像与性质一、单选题1.将函数()sin cos f x x x =-的图象向左平移7π12个单位长度,得到函数()y g x =的图象,关于函数()y g x =的下列说法中错误的是()A .周期是2πB .非奇非偶函数C .图象关于点5π,03⎛⎫⎪⎝⎭中心对称D .在π0,2⎛⎫⎪⎝⎭内单调递增【答案】D【详解】()πsin cos 2sin 4f x x x x ⎛⎫=-=-⎪⎝⎭,则()7πππ2sin 2sin 1243g x x x ⎛⎫⎛⎫=+-=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则2πT =,故A 正确;因为()π2sin 3g x x ⎛⎫-=-+ ⎪⎝⎭,则()()()(),g x g x g x g x -≠-≠-,故函数()g x 是非奇非偶函数,故B 正确;2.数学与音乐有着紧密的关联,我们平时听到的乐音一般来说并不是纯音,而是由多种波叠加而成的复合音.如图为某段乐音的图象,则该段乐音对应的函数解析式可以为()A .11sin sin 2sin 323=++y x x xB .11sin 2sin 323y x x x=--C .11sin cos 2cos323y x x x=++D .11cos cos 2cos323y x x x=++3移()0ϕϕ>个单位长度,再向下平移1个单位长度得到函数()g x 的图象.若对于任意的1π0,4x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,总存在2π,04x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,使得()()12f x g x =,则ϕ的值可能是()A .π6B .5π24C .π4D .2π3A.B.C .D .5.已知函数()()2sin 0,2f x x ωϕωϕ⎛⎫=+>< ⎪⎝⎭的部分图象如图所示,则满足()()5π605π12f x f f x f ⎛⎫- ⎪⎝⎭>⎛⎫- ⎪⎝⎭的正整数x 的最小值为()A .1B .2C .3D .4二、多选题6.已知函数2π()cos (0)3f x x ωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭在ππ,2⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调,且曲线()y f x =关于点π,03⎛⎫- ⎪⎝⎭对称,则()A .()f x 以2π为周期B .()f x 的图象关于直线2π3x =对称C .将()f x 的图象向右平移π3个单位长度后对应的函数为偶函数D .函数9()10y f x =+在[0,π]上有两个零点故选:BD.7.已知函数()()()sin 0,0π,f x A x b A b ωϕϕ=++><<∈R 的部分图像如图,则()A .5πb ωϕ=B .π23f ⎛⎫= ⎪⎝⎭C .将曲线()y f x =向右平移π9个单位长度得到曲线4cos 32y x =-+D .点11π,218⎛⎫-⎪⎝⎭为曲线()y f x =的一个对称中心8.已知函数()f x 的定义域为()1,1-,对任意的(),1,1x y ∈-,都有()()1f x f y f xy ⎛⎫--= ⎪-⎝⎭,且112f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,当()0,1x ∈时,()0f x >,则()A .()f x 是偶函数B .()00f =C .当A ,B 是锐角ABC 的内角时,()()cos sin f B f A <D .当0n x >,且21112n n n x x x ++=,112x =时,()12n n f x -=【答案】BCD【详解】令0x y ==,得()00f =,故B 正确;9.已知某游乐场循环观光车路线近似为一个半径为1km 的圆,观光车从起始站点P 出发,沿图中顺时针方向行驶,记观光者从某次出发开始,行驶的时间为t 小时.A ,B 是沿途两个站点,C 是终点站,D 是该游乐场的观景点之一.已知该观光车绕行一圈的时间是固定的,且π,,6BOA OA OC OA OD ∠=⊥⊥.若要求起始站点P 无论位于站台B ,C 之间的任何位置(异于B ,C ),观光车在ππ,124t ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭的时间内,都要至少经过两次终点站C ,则下列说法正确的是()A .该观光车绕行一周的时间小于π6B .该观光车在π0,12t ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭内不一定会经过终点站C C .该观光车的行驶速度一定大于52km /h3D .该观光车在π0,12t ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭内一定会经过一次观景点Ds t 于平衡位置的高度()cm h 可以田ππ2sin 24h t ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭确定,则下列说法正确的是()A .小球运动的最高点与最低点的距离为2cmB .小球经过4s 往复运动一次C .()3,5t ∈时小球是自下往上运动D .当 6.5t =时,小球到达最低点【答案】BD【详解】小球运动的最高点与最低点的距离为()224cm --=,所以选项A 错误;因为2π4π2=,所以小球经过4s 往复运动一次,因此选项B 正确;当()3,5t ∈时,ππ7π11π,2444t ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,所以是自下往上到最高点,再往下运动,因此选项C 错误;当 6.5t =时,ππ2sin 6.5224h ⎛⎫=⨯+=- ⎪⎝⎭,所以选项D 正确,故选:BD○热○点○题○型二三角恒等变换一、单选题1.已知π0,2α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,cos 22sin 21αα+=,则sin α=()A .15B 5C .45D 25【答案】D【详解】π0,2α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,cos 0,sin 0αα∴>>22cos 22sin 2cos sin 4sin cos 1αααααα+=-+= ①,又22sin cos 1αα+=②,由①②得25sin 5α=.故选:D.23,5,…,记BAC α∠=,DAC β∠=,则()cos αβ+=()A 24-B 36C 36D 24+【答案】B⎝⎭A.-B.C.9D.9 94.人脸识别技术应用在各行各业,改变着人类的生活,而所谓人脸识别,就是利用计算机分析人脸视频或者图像,并从中提取出有效的识别信息,最终判别人脸对象的身份.在人脸识别中为了检测样本之间的相似度主要应用距离的测试,常用的测量距离的方式有曼哈顿距离和余弦距离.假设二维空间中有两个点()()1122,,,A x y B x y ,O 为坐标原点,余弦相似度similarity 为向量,OA OB夹角的余弦值,记作()cos ,A B ,余弦距离为()1cos ,A B -.已知()sin ,cos P αα,()sin ,cos Q ββ,()sin ,cos R αα-,若P ,Q 的余弦距离为13,Q ,R 的余弦距离为12,则tan tan αβ⋅=()A .7B .17C .4D .145.已知函数()()*sin cos n n n f x x x n =+∈N ,函数()4324y f x =-在3π0,8⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的零点的个数为()A .2B .3C .4D .56.已知函数())2sin 02f x x x ωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭的图像如图所示,则ω的值为()A .13B .43C .16D .76二、多选题7.已知函数2()sin cos f x x x x =-+,则下列说法正确的是()A .π()sin(2)3f x x =-B .函数()f x 的最小正周期为πC .函数()f x 的对称轴方程为()5ππZ 12x k k =+∈D .函数()f x 的图象可由sin 2y x =的图象向右平移π6个单位长度得到【答案】ABD中所示的建筑对应的黄金三角形,它的底角正好是顶角的两倍,且它的底与腰之比为黄金分割比(黄金分割比=).在顶角为BAC ∠的黄金ABC 中,D 为BC 边上的中点,则()A .cos 342AD AC︒=B .cos 27sin 27cos 27sin 27AD CD ︒+︒=︒-︒C .AB在ACACD .cos BAC ∠是方程324231x x x +-=的一个实根则AB在AC 上的投影向量为设cos x θ=,则()()222212121x x x x x -=--+-,整理得324231x x x +-=,D 正确.故选:ABD9.已知()cos 4cos 3f θθθ=+,且1θ,2θ,3θ是()f θ在()0,π内的三个不同零点,则()A .{}123π,,7∈θθθB .123π++=θθθC .1231cos cos cos 8θθθ=-D .1231cos cos cos 2θθθ++=民喜爱.古人曾有诗赞曰:“开合清风纸半张,随机舒卷岂寻常;金环并束龙腰细,玉栅齐编凤翅长”.荣昌折扇平面图为下图的扇形COD ,其中2π3COD ∠=,33OC OA ==,动点P 在 CD 上(含端点),连结OP 交扇形OAB 的弧 AB 于点Q ,且OQ xOC yOD =+,则下列说法正确的是()A .若y x =,则23x y +=B .若2y x =,则0OA OP ⋅=C .2AB PQ ⋅≥-D .112PA PB ⋅≥则13(1,0),(3,0),(,),(22A C B D --设()2πcos ,sin ,0,3Q θθθ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,则由OQ xOC yOD =+ 可得cos θ=○热○点○题○型三三角函数综合应用1.已知函数2()cos 2cos 1f x x x x =-+.(1)求函数()f x 的最小正周期及单调递增区间;(2)求函数()f x 在区间5ππ[,]126-的值域;2.已知2,1,cos ,cos 2m x n x x ⎛⎫=-=+ ⎪⎝⎭,设函数()f x m n =⋅.(1)当π5π,1212x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,分别求函数()f x 取得最大值和最小值时x 的值;(2)设ABC 的内角,,A B C 的对应边分别是,,,a b c 且a =,6,12A b f ⎛⎫==- ⎪⎝⎭,求c 的值.3.已知函数()()21cos cos 02f x x x x ωωωω=+->.(1)若1ω=,求函数()f x 的最小正周期;(2)若()y f x =图象在0,4π⎛⎫ ⎪⎝⎭内有且仅有一条对称轴,求8f π⎛⎫⎪⎝⎭的取值范围.4.已知函数()()2sin f x x ωϕ=+(0ω>,2ϕ<)的部分图象如图所示.(1)求()f x 的解析式,并求()f x 的单调递增区间;(2)若对任意π,3x t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,都有()π116f x f x ⎛⎫--≤ ⎪⎝⎭,求实数t 的取值范围.结合图像可知:5ππ7π4666t ≤-<,解得所以实数t 的取值范围为ππ,43⎡⎫⎪⎢⎣⎭.5.若实数,,且满足,则称、是“余弦相关”的.(1)若2x π=,求出所有与之“余弦相关”的实数y ;(2)若实数x 、y 是“余弦相关”的,求x 的取值范围;(3)若不相等的两个实数x 、y 是“余弦相关”的,求证:存在实数z ,使得x 、z 为“余弦相关”的,y 、z 也为“余弦相关”的.【答案】(2)由()cos cos cos x y x y +=+得cos cos sin sin cos cos x y x y x y -=+,()1sin sin cos cos cos x y x y x +-=-,()cos y x ϕ+=-,故cos x -≤,222cos cos x x ≤-,11cos x -≤≤,))121arccos ,arccos x π⎡⎤∈-⎣⎦(3)证明:先证明3x y ππ≤+≤,反证法,假设x y π+<,则由余弦函数的单调性可知()cos cos x y x +≤,()0cos cos cos y x y x ∴=+-≤,2y π∴≥,同理2x π≥,相加得x y π+≥,与假设矛盾,故x y π+≥.[]2202,,x y πππ--∈Q ,且()()()()()2222cos cos cos cos cos cos x y x y x y x y ππππ⎡⎤-+-=+=+=-+-⎣⎦故22,x y ππ--也是余弦相关的,()()22x y πππ∴-+-≥,即3x y π+≤.记()3,z x y π=-+则[]02,z π∈.()()3cos cos cos x z y y π+=-=-,()()()3cos cos cos cos cos cos cos cos cos cos x z x x y x x y x x y y π+=+--=-+=-+=-()cos cos cos x z x z ∴+=+,故x 、z 为“余弦相关”的;同理y 、z 也为“余弦相关”的。
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高考函数压轴题训练(含详细答案)1.近日,国家经贸委发出了关于深入开展增产节约运动,大力增产市场适销对路产品的通知,并发布了当前国内市场185种适销工业品和42种滞销产品的参考目录.为此,一公司举行某产品的促销活动,经测算该产品的销售量P万件(生产量与销售量相等)与促销费用x万元满足(其中,a为正常数).已知生产该产品还需投入成本10+2P万元(不含促销费用),产品的销售价格定为元/件.(1)将该产品的利润y万元表示为促销费用x万元的函数;(2)促销费用投入多少万元时,厂家的利润最大.2.已知函数,.(1)若,是否存在、,使为偶函数,如果存在,请举例并证明你的结论,如果不存在,请说明理由;(2)若,,求在上的单调区间;(3)已知,对,,有成立,求的取值范围.3.已知.(Ⅰ)当时,判断的奇偶性,并说明理由;(Ⅱ)当时,若,求的值;(Ⅲ)若,且对任何不等式恒成立,求实数的取值范围.4.(本小题满分12分)某医药研究所开发的一种新药,如果成年人按规定的剂量服用,据监测:服药后每毫升血液中的含药量(单位:微克)与时间(单位:小时)之间近似满足如图所示的曲线.(Ⅰ)写出第一次服药后与之间的函数关系式;(Ⅱ)据进一步测定:每毫升血液中含药量不少于微克时,治疗有效.问:服药多少小时开始有治疗效果?治疗效果能持续多少小时?(精确到0.1)(参考数据:).5.噪声污染已经成为影响人们身体健康和生活质量的严重问题.实践证明,声音强度(分贝)由公式(为非零常数)给出,其中为声音能量.(1)当声音强度满足时,求对应的声音能量满足的等量关系式;(2)当人们低声说话,声音能量为时,声音强度为30分贝;当人们正常说话,声音能量为时,声音强度为40分贝.当声音能量大于60分贝时属于噪音,一般人在100分贝~120分贝的空间内,一分钟就会暂时性失聪.问声音能量在什么范围时,人会暂时性失聪.6.“地沟油”严重危害了人民群众的身体健康,某企业在政府部门的支持下,进行技术攻关,新上了一种从“食品残渣”中提炼出生物柴油的项目,经测算,该项目月处理成本y(元)与月处理量x(吨)之间的函数关系可以近似的表示为:且每处理一吨“食品残渣”,可得到能利用的生物柴油价值为200元,若该项目不获利,政府将补贴.(1)当x∈[200,300]时,判断该项目能否获利?如果获利,求出最大利润;如果不获利,则政府每月至少需要补贴多少元才能使该项目不亏损;(2)该项目每月处理量为多少吨时,才能使每吨的平均处理成本最低?7.设函数.(1)求函数在上的值域;(2)证明对于每一个,在上存在唯一的,使得;(3)求的值.8.已知在区间上是增函数.(1)求实数的值组成的集合;(2)设关于的方程的两个非零实根为、.试问:是否存在实数,使得不等式对任意及恒成立?若存在,求的取值范围;若不存在,请说明理由.9.设函数.(Ⅰ) 若函数在上为增函数, 求实数的取值范围;(Ⅱ) 求证:当且时,.10.己知函数f(x)=e x,x R.(1)若直线y=kx+1与f(x)的反函数图象相切,求实数k的值;(2)设x﹥0,讨论曲线y=f(x)与曲线y=mx2(m﹥0)公共点的个数;(3)设,比较与的大小并说明理由。
11.已知函数,点、在函数的图象上,点在函数的图象上,设.(1)求数列的通项公式;(2)记,求数列的前项和为;(3)已知,记数列的前项和为,数列的前项和为,试比较与的大小.12.已知函数(其中是实数常数,)(1)若,函数的图像关于点(—1,3)成中心对称,求的值;(2)若函数满足条件(1),且对任意,总有,求的取值范围;(3)若b=0,函数是奇函数,,,且对任意时,不等式恒成立,求负实数的取值范围.13.已知函数⑴当时,若函数存在零点,求实数的取值范围并讨论零点个数;⑵当时,若对任意的,总存在,使成立,求实数的取值范围.14.已知函数满足:对任意,都有成立,且时,.(1)求的值,并证明:当时,;(2)判断的单调性并加以证明;(3)若在上递减,求实数的取值范围.15.设函数 ().(1)若为偶函数,求实数的值;(2)已知,若对任意都有恒成立,求实数的取值范围.参考答案1.解析:(1)由题意知,,将代入化简得:,(), 6分(2),当且仅当时,上式取等号. 9分当时,促销费用投入1万元时,厂家的利润最大;当时,在上单调递增,所以在时,函数有最大值.促销费用投入万元时,厂家的利润最大 .综上述,当时,促销费用投入1万元时,厂家的利润最大;当时,促销费用投入万元时,厂家的利润最大 . 12分2.解析:(1)存在使为偶函数,证明如下:此时:,,为偶函数,(注:也可以(2),当时,,在上为增函数,当时,,令则,当时,在上为减函数,当时,在上为增函数,综上所述:的增区间为,减区间为;(3),,成立。
即:当时,为增函数或常数函数,综上所述:.3.解析:(Ⅰ)当时,既不是奇函数也不是偶函数∵,∴所以既不是奇函数,也不是偶函数 3分(Ⅱ)当时,, 由得即或解得或(舍),或.所以或 8分(Ⅲ)当时,取任意实数,不等式恒成立,故只需考虑,此时原不等式变为即故又函数在上单调递增,所以;对于函数当时,在上单调递减,,又,所以,此时的取值范围是 13分4.解析:(Ⅰ)根据图象知:当时,;当时,,由时,得所以,即因此(Ⅱ)根据题意知:当时,;当时,所以所以,因此服药小时(即分钟)开始有治疗效果,治疗效果能持续小时.5.解析:(1)2分4分6分(2)由题意得 8分10分13分答:当声音能量时,人会暂时性失聪. 14分6.解析:(1)当时,设该项目获利为,则,所以当时,.因此,该项目不会获利.当时,取得最大值,∴政府每月至少需要补贴元才能使该项目不亏损.(2)由题意可知,食品残渣的每吨平均处理成本为:①当时,,∴当时,取得最小值240;②当时,.当且仅当,即时,取得最小值200.∵200<240,∴当每月处理量为400吨时,才能使每吨的平均处理成本最低.7.解析:(1),由令,.,在上单调递增,在上的值域为. 4分(2)对于,有,,从而,,,在上单调递减,,在上单调递减.又.. 7分当时,(注用数学归纳法证明相应给分)又,即对于任意自然数有对于每一个,存在唯一的,使得 11分(3).当时,.. 14分当且时,.18分8.解析:(1)因为在区间上是增函数,所以,在区间上恒成立,,所以,实数的值组成的集合;(2)由得,即,因为方程,即的两个非零实根为、,、是方程两个非零实根,于是,,,,,设,,则,若对任意及恒成立,则,解得或,因此,存在实数或,使得不等式对任意及恒成立.9.(Ⅰ)依题意.(Ⅱ)由(Ⅰ)知.当时. 在上为增函数.当x>1时有f(x)>f(1)=0.即.取.则,.即有.所以.10.解析:(1)f(x)的反函数.设直线y=kx+1与相切于点,则.所以 4分(2)当x>0,m>0时,曲线y=f(x)与曲线的公共点个数即方程根的个数. 5分由,令,则在上单调递减,这时;在上单调递增,这时;所以是的最小值. 6分所以对曲线y=f(x)与曲线公共点的个数,讨论如下:当m时,有0个公共点;当m=,有1个公共点;当m有2个公共点; 8分(3)设9分令,则,的导函数,所以在上单调递增,且,因此,在上单调递增,而,所以在上. 12分当时,且即,所以当时, 14分11.解析:(1)由题有:3分(2),8分(3),,由知,而,所以可得.于是.当时;当时,当时,下面证明:当时,证法一:(利用组合恒等式放缩)当时,∴当时, 13分证法二:(数学归纳法)证明略证法三:(函数法)∵时,构造函数,∴当时,∴在区间是减函数,∴当时,∴在区间是减函数,∴当时,从而时,,即∴当时,12.解析:(1),.类比函数的图像,可知函数的图像的对称中心是.又函数的图像的对称中心是,(2)由(1)知,.依据题意,对任意,恒有.若,则,符合题意.若,当时,对任意,恒有,不符合题意.所以,函数在上是单调递减函数,且满足.因此,当且仅当,即时符合题意.综上,所求实数的范围是.(3)依据题设,有解得于是,.由,解得.因此,.考察函数,可知该函数在是增函数,故.13.解析:⑴令,函数图象的对称轴为直线,要使在上有零点,则即所以所求实数a的取值范围是. 3分当时,2个零点;当或,1个零点 7分⑵当时,所以当时,,记.由题意,知,当时,在上是增函数,,记.由题意,知解得 9分当时,在上是减函数,,记.由题意,知解得 11分综上所述,实数m的取值范围是 ..12分14.解析:(1)令,则, 即,解得或若,令,则, 与已知条件矛盾.所以设,则,那么.又,从而.(2)函数在上是增函数.设,由(1)可知对任意且故,即函数在上是增函数。
(3)由(2)知函数在上是增函数.函数在上也是增函数,若函数在上递减,则时,,即时,.时,,15.解析:(1)若的为偶函数,则,,故,两边平方得,展开时,为偶函数。
(2)设,①求,即的最小值:若,;若,②求,即的最小值,比较与,的大小:,故“对恒成立”即为“()”令,解得。