北师大版高中数学选修1-1导数与函数的单调性同步练习

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北师版高中同步学考数学选修1-1精品课件 第四章 1.1 导数与函数的单调性

北师版高中同步学考数学选修1-1精品课件 第四章 1.1 导数与函数的单调性
0,因此,在已知函数f(x)在区间(a,b)上是增加的(或减少的)求参数的
取值范围时,应用f'(x)≥0(或f'(x)≤0)在区间(a,b)上恒成立,解出参数
的取值范围,然后检验参数的取值能否使f'(x)在(a,b)的任意子区间
内恒等于0,若能恒等于0,则参数的这个值应舍去.
-23-
1.1 导数与函数的单调性
探究一
探究二首页探究三自源自预习探究学习当堂检测
思维辨析

变式训练 3 已知函数 f(x)=x2 +(x≠0,常数 a∈R),若函数 f(x)在
[2,+∞)上是增加的,求 a 的取值范围.


f'(x)=2x-2
=
23 -
.
2
要使 f(x)在[2,+∞)上是增加的,
则 f'(x)≥0 在 x∈[2,+∞)时恒成立,
数的正负.
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1.1 导数与函数的单调性
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变式训练1设f'(x)是函数f(x)的导函数,y=f'(x)的图像如图所示,则
y=f(x)的图像最有可能的是 (
)
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变式训练已知函数f(x)=2ax-x3,x∈(0,1),a>0,若f(x)在(0,1)上是增

高中数学第四章导数应用1.1导数与函数的单调性课时作业含解析北师大版选修1_1

高中数学第四章导数应用1.1导数与函数的单调性课时作业含解析北师大版选修1_1

1.1 导数与函数的单调性[A组基础巩固]1.函数f(x)=x3-3x2+1的单调递减区间是()A.(-∞,0)B.(0,2)C.(-∞,2) D.(2,+∞)解析:f′(x)=3x2-6x,令f′(x)=3x2-6x=0,解得x=0或x=2,当x<0时,f′(x)>0,当0<x<2时,f′(x)<0,当x>2时,f′(x)>0,所以函数f(x)=x3-3x2+1的单调递减区间是(0,2).答案:B2.下列函数中,在(0,+∞)内为增函数的是()A.y=sin2x B.y=x e xC.y=x3-x D.y=-x+ln(1+x)解析:令y=x e x,当x∈(0,+∞)时,y′=e x+x e x=e x(1+x)>0.答案:B3.函数f(x)=x3+ax2+bx+c,其中a,b,c为实数,当a2-3b<0时,f(x)在R上() A.是增函数B.是减函数C.是常函数D.既不是增函数也不是减函数解析:f′(x)=3x2+2ax+b,方程3x2+2ax+b=0的判别式Δ=(2a)2-4×3b=4(a2-3b).因为a2-3b<0,所以Δ=4(a2-3b)<0,所以f′(x)在R上恒大于0,故f(x)在R上是增函数.答案:A4.设f′(x)是函数f(x)的导函数,y=f′(x)的图像如图所示,则y=f(x)的图像最有可能是()解析:由y=f′(x)的图像可知,当x<0或x>2时,f′(x)>0;当0<x<2时,f′(x)<0,∴函数y=f(x)在(-∞,0)和(2,+∞)上为增加的,在(0,2)上为减少的.答案:C5.已知函数f(x)=-x3+ax2-x-1在R上是单调函数,则实数a的取值范围是() A.(-∞,-3]∪[3,+∞)B.[-3,3]C.(-∞,-3)∪(3,+∞)D.(-3,3)解析:f′(x)=-3x2+2ax-1,由题意,可知f′(x)=-3x2+2ax-1≤0在R上恒成立,∴方程-3x2+2ax-1=0的判别式Δ=(2a)2-4×(-3)×(-1)≤0,解得-3≤a≤ 3.答案:B6.在下列命题中,正确的是________.①若f(x)在(a,b)内是增函数,则对任意x∈(a,b),都应有f′(x)>0;②若在(a,b)内f′(x)存在,则f(x)必为单调函数;③若对任意x∈(a,b)都有f′(x)>0,则f(x)在(a,b)内是增函数;④若可导函数在(a,b)内有f′(x)<0,则在(a,b)内有f(x)<0;⑤可导的单调函数的导函数仍为单调函数.解析:举反例.若f(x)=x3,x∈(-1,1),则f(x)是单调增函数,但f′(x)=3x2,f′(0)=0,所以①⑤错误;若f(x)=x2,②错误;若f(x)=-x,x∈(-2,-1),则④错误.答案:③7.函数f(x)=x3-15x2-33x+6的单调递减区间为________.解析:∵f′(x)=3x2-30x-33=3(x-11)(x+1),令f′(x)<0,得-1<x<11,∴函数f(x)=x3-15x2-33x+6的单调递减区间为(-1,11).答案:(-1,11)8.若函数f (x )=mx +x 在区间⎣⎡⎦⎤12,1上单调递增,则m 的取值范围为________. 解析:由题意f ′(x )=m +12x ≥0在⎣⎡⎦⎤12,1上恒成立,即m ≥-12x 在⎣⎡⎦⎤12,1上恒成立,令g (x )=-12x ⎝⎛⎭⎫12≤x ≤1,g ′(x )=14x -32,在x ∈⎣⎡⎦⎤12,1上g ′(x )>0,所以g (x )max =g (1)=-12,故m ≥-12.答案:[-12,+∞)9.求下列函数的单调区间: (1)y =12x 2-ln x ;(2)y =12x +sin x ,x ∈(0,π).解析:(1)∵函数的定义域为(0,+∞),又∵y =12x 2-ln x ,∴y ′=x -1x =x 2-1x.①令y ′>0,即x 2-1x>0,又∵x >0,∴⎩⎨⎧ x 2-1>0x >0,∴x >1.②令y ′<0,即x 2-1x<0,又∵x >0,∴⎩⎨⎧x 2-1<0x >0,∴0<x <1.∴函数y =f (x )的增区间为(1,+∞),减区间为(0,1). (2)∵y =12x +sin x ,∴y ′=12+cos x ,①令y ′>0,得cos x >-12,又∵x ∈(0,π),∴0<x <2π3.②令y ′<0,得cos x <-12,又∵x ∈(0,π),∴2π3<x <π.∴函数y =12x +sin x 的增区间为⎝⎛⎭⎫0,2π3,减区间为⎝⎛⎭⎫2π3,π. 10.已知函数f (x )=ln x -ax 2-2x (a ∈R 且a ≠0)存在单调递减区间,求实数a 的取值范围. 解析:∵f (x )=ln x -ax 2-2x ,∴f ′(x )=1x -2ax -2(x >0).∵函数f (x )存在单调递减区间,∴f ′(x )≤0在(0,+∞)上有无穷多个解.∴关于x 的不等式2ax 2+2x -1≥0在(0,+∞)上有无穷多个解. ①当a >0时,函数y =2ax 2+2x -1的图像为开口向上的抛物线, ∴关于x 的不等式2ax 2+2x -1≥0在(0,+∞)上总有无穷多个解.②当a <0时,函数y =2ax 2+2x -1的图像为开口向下的抛物线,其对称轴为直线x =-12a>0. 要使关于x 的不等式2ax 2+2x -1≥0在(0,+∞)上有无穷多个解. 则Δ=4+8a >0,解得a >-12,此时-12<a <0.综上所述,实数a 的取值范围为⎝⎛⎭⎫-12,0∪(0,+∞).[B 组 能力提升]1.函数y =ax -ln x 在⎝⎛⎭⎫12,+∞内单调递增,则a 的取值范围为( ) A .(-∞,0]∪[2,+∞) B .(-∞,0] C .[2,+∞)D .(-∞,2]解析:∵y ′=a -1x ,函数y =ax -ln x 在⎝⎛⎭⎫12,+∞内单调递增, ∴函数在⎝⎛⎭⎫12,+∞内y ′≥0,即a -1x ≥0,∴a ≥1x . 由x >12,得1x <2,要使a ≥1x 恒成立,只需a ≥2.答案:C2.已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且f ′(x )<f (x )对任意的x ∈R 恒成立,则( ) A .f (ln 2)<2f (0),f (2)<e 2f (0) B .f (ln 2)>2f (0),f (2)>e 2f (0) C .f (ln 2)<2f (0),f (2)>e 2f (0)D .f (ln 2)>2f (0),f (2)<e 2f (0)解析:令g (x )=f (x )e x ,则g ′(x )=f ′(x )-f (x )e x<0,故g (x )在R 上单调递减,而ln 2>0,2>0,故g (ln 2)<g (0),g (2)<g (0),即f (ln 2)2<f (0)1,f (2)e 2<f (0)1,所以f (ln 2)<2f (0),f (2)<e 2f (0),故选A.答案:A3.函数f (x )=(3-x 2)e x 的单调递增区间是________. 解析:∵f (x )=(3-x 2)e x ,∴f ′(x )=-2x e x +(3-x 2)e x =(-x 2-2x +3)e x . 令f ′(x )>0,则-x 2-2x +3>0,解得-3<x <1. ∴函数f (x )的单调递增区间是(-3,1). 答案:(-3,1)4.若函数f (x )=x 3+ax +8的单调减区间为(-5,5),则a 的值为________. 解析:f ′(x )=3x 2+a ,∵f ′(x )<0的解为-5<x <5, ∴3×52+a =0,∴a =-75. 答案:-755.判断函数f (x )=(a +1)ln x +ax 2+1的单调性. 解析:由题意知,f (x )的定义域为(0,+∞), f ′(x )=a +1x +2ax =2ax 2+a +1x.①当a ≥0时,f ′(x )>0,故f (x )在(0,+∞)上单调递增. ②当a ≤-1时,f ′(x )<0,故f (x )在(0,+∞)上单调递减.③当-1<a <0时,令f ′(x )=0,解得x =-a +12a, 则当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-a +12a 时,f ′(x )>0; 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-a +12a ,+∞时,f ′(x )<0. 故f (x )在⎝⎛⎭⎪⎫0,-a +12a 上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫ -a +12a ,+∞上单调递减. 综上,当a ≥0时,f (x )在(0,+∞)上单调递增; 当a ≤-1时,f (x )在(0,+∞)上单调递减; 当-1<a <0时,f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-a +12a 上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫ -a +12a ,+∞上单调递减.6.设函数f (x )=x (e x -1)-ax 2. (1)若a =12,求f (x )的单调区间;(2)若当x ≥0时,f (x )≥0,求a 的取值范围. 解析:(1)当a =12时,f (x )=x (e x -1)-12x 2,f ′(x )=e x -1+x e x -x =(e x -1)(x +1).当x ∈(-∞,-1)时,f ′(x )>0;当x ∈(-1,0)时,f ′(x )<0;当x ∈(0,+∞)时,f ′(x )>0,故f (x )在(-∞,-1),(0,+∞)上单调递增,在(-1,0)上单调递减.(2)f (x )=x (e x -1-ax ).令g (x )=e x -1-ax ,则g ′(x )=e x -a .若a ≤1,则当x ∈(0,+∞)时,g ′(x )>0,g (x )为增函数,而g (0)=0,从而当x ≥0时g (x )≥0,即f (x )≥0.若a >1,则当x ∈(0,ln a )时,g ′(x )<0,g (x )为减函数,而g (0)=0,从而当x ∈(0,ln a )时g (x )<0,即f (x )<0,综上,a 的取值范围为(-∞,1].。

高中数学 选修1-1 同步练习 专题3.3.1 函数的单调性与导数(原卷版)

高中数学 选修1-1 同步练习 专题3.3.1 函数的单调性与导数(原卷版)

第三章 导数及其应用3.3.1 函数的单调性与导数一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. 1.函数sin y x x =-+在R 上 A .单调递增 B .单调递减 C .先增后减D .先减后增2.设()f x '是函数()f x 的导函数,()y f 'x =的图象如图所示,则()y f x =的图象最有可能是AB C D3.设()sin f x x x =-,则()f x A .既是奇函数又是减函数 B .既是奇函数又是增函数 C .是有零点的减函数D .是没有零点的奇函数4.若函数()ln f x kx x =-在区间(1,)+∞上单调递增,则实数k 的取值范围是 A .(,2]-∞- B .(,1]-∞- C .[2,)+∞D .[1,)+∞5.已知函数321()5(0)3f x ax x a =-+>在(0,2)上不单调,则a 的取值范围是 A .01a << B .102a <<C .112a << D .1a >6.定义域为R 的可导函数()y f x =的导函数为()y f x '=,且满足()()f x f x '>,(0)2f =,则不等式()2e x f x <的解集为A .(,0)-∞B .(,2)-∞C .(0,)+∞D .(2,)+∞7.函数3(2)f x ax x =-在R 上为减函数,则 A .0a ≤ B .1a < C .0a <D .1a ≤8.已知()f x 是定义在区间(0,)+∞上的函数,其导函数为()f x ',且不等式()2()x f x f x '<恒成立,则 A .4(1)(2)f f < B .4(1)(2)f f > C .(1)4(2)f f <D .(1)4(2)f f '<9.已知函数()y f x =为定义在实数集R 上的奇函数,且当(,0)x ∈-∞时,'()()xf x f x <-(其中'()f x 是()f x 的导函数),若3(3)a f =,(lg3)(lg3)b f =,2211(log )(log )44c f =,则A .c a b >>B .c b a >>C .a b c >>D .a c b >>二、填空题:请将答案填在题中横线上.10.函数2()2ln f x x x =-,(0,)x ∈+∞的单调递减区间为________________.(用开区间表示) 11.已知定义在R 上的可导函数()f x 满足()1f x '<,若(1)()12f m f m m -->-,则实数m 的取值范围是________________.12.若函数1()sin 2sin 3f x x x a x =-+在(,)-∞+∞单调递增,则实数a 的取值范围为________________. 13.已知函数()y f x =(x ∈R )的图象如图所示,则不等式()0xf x '>的解集为________________.三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 14.已知1x >,证明:1ln 1x x+>.15.已知函数2()(2)ln f x x a x a x =-++,试讨论()f x 的单调性.16的导函数为()f 'x . (1)解不等式()2f 'x <;(2)求函数()()4x x g f x =-的单调区间.17 (1)当1a =时,探究函数()f x 的单调性;(2)若关于x 的不等式()0f x <在(1,)+∞上恒成立,求实数a 的取值范围.。

2019高中数学 第四章 导数应用 4.1.1 导数与函数的单调性作业1 北师大版选修1-1

2019高中数学 第四章 导数应用 4.1.1 导数与函数的单调性作业1 北师大版选修1-1

4.1.1 导数与函数的单调性[基础达标]1.函数f (x )=2x -sin x 在(-∞,+∞)上( ) A .是增函数 B .是减函数 C .先增后减 D .先减后增解析:选A.f ′(x )=2-cos x ,因为cos x ∈[-1,1],所以2-cos x >0恒成立,即f ′(x )>0恒成立,故选A.2.函数f (x )=12x 2-ln x 的单调递减区间为( )A .(-1,1)B .(0,1]C .[1,+∞)D .(-∞,-1)∪(0,1]解析:选B.f ′(x )=x -1x =x 2-1x(x >0),由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧x 2-1x ≤0x >0得0<x ≤1.3.设函数f (x )在定义域内可导,y =f (x )的图像如图所示,则导函数y =f ′(x )的图像可能为( )解析:选D.由y =f (x )图像可知,x <0时,f (x )是增函数,f ′(x )>0,x >0时,函数图像先增加后减小再增加,其对应的导数是,先有f ′(x )>0,再有f ′(x )<0,最后f ′(x )>0,因此D 符合条件.4.对于R 上的任意连续函数f (x ),若满足(x -1)f ′(x )≥0,则必有( ) A .f (0)+f (2)<2f (1) B .f (0)+f (2)≤2f (1) C .f (0)+f (2)≥2f (1) D .f (0)+f (2)>2f (1)解析:选C.由题意,当x >1时,f ′(x )≥0,当x <1时,f ′(x )≤0,由于函数f (x )为连续函数,所以f ′(1)=0必成立.所以函数f (x )的单调递增区间是[1,+∞),单调递减区间为(-∞,1),所以f (0)≥f (1),f (2)≥f (1),所以f (0)+f (2)≥2f (1).5.若函数f (x )=x 2+ax +1x在(1,+∞)上是增函数,则a 的取值范围是( )A .[-1,0]B .[-1,+∞)C .[0,3]D .[3,+∞)解析:选B.f ′(x )=2x +a -1x 2≥0在(1,+∞)上恒成立,∴a ≥1x2-2x ,∴a ≥-1.即a 的取值范围是[-1,+∞).6.函数f (x )=e xcos x ,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6与f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π5的大小关系为________.解析:∵f ′(x )=e x(cos x -sin x ), ∴⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4是函数f (x )的一个单调递增区间,又0<π6<π5<π4,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π5. 答案:f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π5 7.若函数f(x)=x 2-m ln x 在(0,1]上为减函数,则实数m 的取值范围是________. 解析:f ′(x )=2x -m x (x>0),由题意知2x -m x≤0,即m ≥2x 2在(0,1]上恒成立,∴m ≥2.即实数m 的取值范围是[2,+∞).答案:[2,+∞)8.函数y =13x 3-ax 2+x -2a 在R 上不是单调函数,则a 的取值范围是________.解析:由题意知,y ′=x 2-2ax +1有两个不相等零点,所以Δ=(-2a )2-4>0得a 2>1,解得a <-1或a >1.即a 的取值范围是(-∞,-1)∪(1,+∞). 答案:(-∞,-1)∪(1,+∞)9.已知f (x )=e x -ax ,求f (x )的单调递增区间.解:因为f (x )=e x-ax ,所以f ′(x )=e x-a .令f ′(x )≥0得e x≥a ,当a ≤0时,有f ′(x )>0在R 上恒成立; 当a >0时,有x ≥ln a .综上,当a ≤0时,f (x )的单调递增区间为(-∞,+∞); 当a >0时,f (x )的单调递增区间为[ln a ,+∞).10.(1)已知函数f (x )=x 2+a x(x≠0,常数a ∈R )在[2,+∞)上单调递增,求a 的取值范围.(2)设f (x )=-13x 3+12x 2+2ax ,若f (x )在(23,+∞)上存在单调递增区间,求a 的取值范围.解:(1)f ′(x )=2x -a x 2=2x 3-ax2.要使f (x )在[2,+∞)上单调递增,则f ′(x )≥0,即2x 3-a x2≥0在[2,+∞)上恒成立. ∵x 2>0,∴2x 3-a ≥0,即a ≤2x 3在[2,+∞)上恒成立,∴a ≤(2x 3)min .∵函数y =2x 3在[2,+∞)上是单调递增的,∴(2x 3)min =16,∴a ≤16.当a =16时,f ′(x )=2x 3-16x2≥0(x ∈[2,+∞))有且只有f ′(2)=0,∴a 的取值范围是{a |a ≤16}.(2)f ′(x )=-x 2+x +2a =-(x -12)2+14+2a ,当x ∈[23,+∞)时,f ′(x )的最大值为f ′(23)=29+2a ,令29+2a >0,得a >-19.即当f (x )在(23,+∞)上存在单调递增区间时,a 的取值范围是(-19,+∞).[能力提升]1.定义在R 上的函数f (x )的导函数f ′(x )的图像如图,若两个正数a ,b 满足f (2a +b )<1,且f (4)=1,则b +1a +1的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫15,13 B.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,13∪(5,+∞) C .(-∞,3) D.⎝ ⎛⎭⎪⎫13,5 解析:选D.由图像可知f (x )在(-∞,0)递减,在(0,+∞)递增,所以f (2a +b )<1即2a +b <4,原题等价于⎩⎪⎨⎪⎧a >0b >02a +b <4,求b +1a +1的取值范围.画出不等式组表示的可行区域(图略),利用直线斜率的意义可得b +1a +1∈⎝ ⎛⎭⎪⎫13,5.2.设函数f(x)在R 上满足f (x )+xf ′(x )>0,若a =30.3·f (30.3),b =log π3·f (log π3),则a 与b 的大小关系为________.解析:设函数F (x )=xf (x ), ∴F ′(x )=f (x )+xf ′(x )>0, ∴F (x )=xf (x )在R 上为增函数,又∵30.3>1,log π3<1, ∴30.3>log π3,∴F (30.3)>F (log π3), ∴30.3f (30.3)>log π3f (log π3), ∴a >b . 答案:a >b3.证明方程x -12sin x =0有唯一解.证明:设f (x )=x -12sin x ,当x =0时,f (0)=0,所以x =0是方程x -12sin x =0的一个解.因为f′(x )=1-12cos x ,当x ∈R 时,f ′(x )>0恒成立,所以函数f (x )在R 上单调递增,因此曲线f (x )=x -12sin x 与x 轴只有一个交点,即方程x -12sin x =0有唯一解x =0.4.试问是否存在实数a ,使得函数f (x )=ax 3+x 恰有三个单调区间?如果存在,求出实数a 的取值范围及这三个单调区间;如果不存在,请说明理由.解:f ′(x )=3ax 2+1.若a >0,则f ′(x )>0,此时f (x )只有一个单调区间,不满足要求;若a =0,则f ′(x )=1>0,此时f (x )也只有一个单调区间,不满足要求;若a <0,则f ′(x )=3a (x +1-3a )(x -1-3a),此时f (x )恰有三个单调区间,满足要求.综上可知,存在实数a<0,使f(x)恰有三个单调区间,其中单调递减区间为(-∞,-1-3a )和(1-3a,+∞),单调递增区间为(-1-3a,1-3a).。

2020-2021学年北师大版高中数学选修1-1《函数的单调性与极值》同步练测及解析

2020-2021学年北师大版高中数学选修1-1《函数的单调性与极值》同步练测及解析

(新课标)最新北师大版高中数学选修1-11函数的单调性与极值 建议用时 实际用时 满分实际得分 45分钟一、选择题(每小题5分)1.关于函数的极值,下列说法正确的是( )A.导数为0的点一定是函数的极值点B.函数的极小值一定小于它的极大值C.在定义域内最多只能有一个极大值,一个极小值D.若在内有极值,则在内不是单调函数2.函数的极值点个数为( )A .2B .1C .0D .由a 确定3.已知是R 上的单调增函数,则b 的取值范围是( )A. {b|b-1或b2}B. {b|b-1或b2}C. {b|-2b1}D. {b|-1b2}4.函数f(x)=,已知f(x)有两个极值点,则等于( )A .9B .-9C .1D .-1二、填空题(每小题5分)5.函数的极值点个数为.6.若函数f(x)=a -3x 在(-1,1)上单调递减,则实数a 的取值范围是.7.已知f(x)=+1在R 上是减函数,求实数a 的取值范围.三、解答题(共55分)8.(10分)设1x =和2x =是函数3()f x ax =+261bx x ++的两个极值点.(1)求a ,b 的值(2)求()f x 的单调区间.9.(12分)已知函数323()(32af x x x a =-++1)1x +其中a 为实数. (1)已知函数()f x 在1x =处取得极值,求a 的值;(2)已知不等式2()1f x x x a '--+>对任意(0,)a ∈+∞都成立,求实数x 的取值范围.10.(10分)设函数,其中≠0.证明:当时,函数没有极值点;当时,函数有且只有一个极值点,并求出极值.11.(8分)已知函数讨论函数f(x)的单调性12.(15分)已知函数()ln f x ax x =+()a ∈R .(1)若2a =,求曲线()y f x =在1x =处切线的 斜率;(2)求()f x 的单调区间;(3)设2()22g x x x =-+,若对任意1(0,)x ∈+∞,均存在[]20,1x ∈,使得12()()f x g x <,求a 的取值范围1.D 解析:函数在处取得极值⇔,且,故A 不正确;极值是函数的局部性质,极大值与极小值之间,一般来说没有大小关系,故B 不正确; 函数在定义域内可能有多个极大值和多个极小值,故C 不正确;若在内有极值,则在内不是单调函数,正确.故选D .2.C 解析:因为恒成立,所以f(x)无极值.3.D 解析:因为是R 上的单调增函数,所以对x ∈R 恒成立,即解得.4.C 解析:,由,得的两个解,则=1.5.0解析:因为恒成立,所以f(x)无极值.6.a ≤1 解析:f ′(x)=3a -3,由题意知f ′(x)≤0在 (-1,1)上恒成立.若a ≤0,显然有f ′(x)<0;若a >0,由f ′(x)≤0,得-≤x ≤,于是≥1,∴ 0<a ≤1.综上知a ≤1.7.(] 解析:已知当时,f(x)是减函数.所以,(1)当时,由,知在R 上是减函数;(2)当时,,由函数在R 上的单调性,可知当时,在R 上是减函数;(3)当时,在R 上存在一个区间,其上有所以,当时,函数在R 上不是减函数.综上,所求a 的取值范围是.8.解:(1)2()326f x ax bx '=++,由已知可得(1)3260f a b '=++=,2(2)322260f a b '=⨯+⨯+=.解得91,.2a b ==- (2)由(1)知22'()3963(32)3(1)(2).f x x x x x x x =-+=-+=-- 当(,1)(2,)x ∈-∞+∞∪时,()0f x '>; 当(1,2)x ∈时,()0f x '<. 因此()f x 的单调增区间是(,1),(2,),-∞+∞()f x 的单调减区间是(1,2).9.解:(1) 2()3(1)f x ax x a '=-++.由于函数()f x 在1x =处取得极值,所以有(1)0f '=,即3101a a a -++=⇒=.(2)由题设知:223(1)1ax x a x x a -++>--+对任意(0,)a ∈+∞都成立, 即22(2)20a x x x +-->对任意(0,)a ∈+∞都成立.于是2222x x a x +>+对任意(0,)a ∈+∞都成立,即22202x x x +≤+.20x ∴-≤≤. 从而实数x 的取值范围为20x -≤≤.10.证明:因为,,所以的定义域为(0,+∞),.当时,如果>0,>0,,在(0,+∞)上单调递增;如果<0,<0,<0,在(0,+∞)上单调递减.所以当>0,函数没有极值点.当<0时,.令,得(舍去),,当>0,<0时,,随的变化情况如下表:从上表可看出,函数有且只有一个极小值点,极小值为.当<0,>0时,,随的变化情况如下表:从上表可看出,函数有且只有一个极大值点,极大值为.综上所述,当>0时,函数没有极值点;当<0时,若>0,<0时,函数有且只有一个极小值点,极小值为若<0,>0时,函数有且只有一个极大值点,极大值为.11.解:当(2)当时,函数上单调递增,最大值为12.解:(1)由已知1()2(0)f x x x'=+>,(1)213f '=+=. 故曲线()y f x =在1x =处切线的斜率为3.(2)11'()(0)ax f x a x x x+=+=>. ①当0a ≥时,由于0x >,故10ax +>,'()0f x >, 所以函数()f x 的单调递增区间为.②当0a <时,由'()0f x =,得1x a=-. 在区间1(0,)a -内,()0f x '>;在区间1(,)a -+∞内,()0f x '<,所以函数()f x 的单调递增区间为1(0,-)a ,单调递减区间为1(-,)a+∞.(3)由已知,转化为max max ()()f x g x <,max ()2g x =.由(2)知,当0a ≥时,函数()f x 在(0,)+∞上单调递增,值域为R ,故不符合题意. (或者举出反例:存在33(e )e 32f a =+>,故不符合题意.) 当0a <时,函数()f x 在)1,0(a -上单调递增,在),1(+∞-a上单调递减, 故()f x 的极大值即为最大值,11()1ln()1ln()f a a a-=-+=----, 所以21ln()a >---,解得31e a <-。

北师大版数学数学 4.1.1导数与函数的单调性同步练习北师大版选修1-1

北师大版数学数学 4.1.1导数与函数的单调性同步练习北师大版选修1-1

学案导学 备课精选】2015年高中数学 4.1.1导数与函数的单调性同步练习(含解析)北师大版选修1-1课时目标 掌握导数与函数单调性之间的关系,会利用导数研究函数的单调性,会求不超过三次的多项式函数的单调区间.1.导函数的符号和函数的单调性的关系:如果在某个区间内,函数y =f (x )的导数________,则在这个区间上,函数y =f (x )是增加的;如果在某个区间内,函数y =f (x )的导数f ′(x )<0,则在这个区间上,函数f (x )是________的.2.函数的单调性决定了函数图像的大致形状.一、选择题1.命题甲:对任意x ∈(a ,b ),有f ′(x )>0;命题乙: f (x )在(a ,b )内是单调递增的.则甲是乙的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件2.若在区间(a ,b )内,f ′(x )>0,且f (a )≥0,则在(a ,b )内有( ) A .f (x )>0 B .f (x )<0 C .f (x )=0 D .不能确定3.下列函数中,在(0,+∞)内为增函数的是( ) A .sin x B .x e x C .x 3-x D .ln x -x4.函数f (x )=2x -sin x 在(-∞,+∞)上是( ) A .增函数 B .减函数 C .先增后减 D .不确定5.定义在R 上的函数f (x ),若(x -1)·f ′(x )<0,则下列各项正确的是( ) A .f (0)+f (2)>2f (1) B .f (0)+f (2)=2f (1) C .f (0)+f (2)<2f (1)D .f (0)+f (2)与2f (1)大小不定6.函数y =ax -ln x 在(12,+∞)内单调递增,则a 的取值范围为( )A .(-∞,0]∪ C .题 号 1 2 3 4 5 6 答 案二、填空题7.函数f(x)=x3-15x2-33x+6的单调减区间是____________.8.已知f(x)=ax3+3x2-x+1在R上是减函数,则a的取值范围为__________.9.使y=sin x+ax在R上是增函数的a的取值范围为____________.三、解答题10.求函数f(x)=2x2-ln x的单调区间.11.(1)已知函数f(x)=x3+bx2+cx+d的单调减区间为,求b,c的值.(2)设f(x)=ax3+x恰好有三个单调区间,求实数a的取值范围.能力提升12.判断函数f(x)=(a+1)ln x+ax2+1的单调性.13.已知函数f (x )=x 3-ax -1.(1)若f (x )在实数集R 上单调递增,求实数a 的取值范围;(2)是否存在实数a ,使f (x )在(-1,1)上单调递减?若存在,求出a 的取值范围;若不存在,请说明理由.1.利用导数的正负与函数单调性的关系可以求函数的单调区间;在求函数单调区间时,只能在定义域内讨论导数的符号.2.根据函数单调性可以求某些参数的范围.第四章 导数应用 §1 函数的单调性与极值 1.1 导数与函数的单调性知识梳理1.f ′(x)>0 减少 作业设计 1.A 2.A 3.B 4.A 5.C 6.C 7.(-1,11)解析 ∵f ′(x)=3x 2-30x -33=3(x +1)(x -11). 由f ′(x)<0,得-1<x<11, ∴f(x)的单减区间为(-1,11). 8.(-∞,-3]解析 f ′(x)=3ax 2+6x -1≤0恒成立 ⇔⎩⎪⎨⎪⎧ a<0Δ≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧a<036+12a ≤0, ∴a ≤-3. 9.即b =-32,c =-6.(2)∵f ′(x)=3ax 2+1,且f(x)有三个单调区间, ∴方程f ′(x)=3ax 2+1=0有两个不等的实根, ∴Δ=02-4×1×3a>0,∴a<0. ∴a 的取值范围为(-∞,0).12.解 由题意知f(x)的定义域为(0,+∞),f ′(x)=a +1x +2ax =2ax 2+a +1x.①当a ≥0时,f ′(x)>0,故f(x)在(0,+∞)上单调递增. ②当a ≤-1时,f ′(x)<0,故f(x)在(0,+∞)上单调递减.③当-1<a<0时,令f ′(x)=0,解得x =-a +12a,则当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0, -a +12a 时,f ′(x)>0;当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-a +12a ,+∞时,f ′(x)<0.故f(x)在⎝⎛⎭⎪⎫0, -a +12a 上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫-a +12a ,+∞上单调递减.综上,当a ≥0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增; 当a ≤-1时,f(x)在(0,+∞)上单调递减;当-1<a<0时,f(x)在⎝ ⎛⎭⎪⎫0, -a +12a 上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫-a +12a ,+∞上单调递减.13.解 (1)由已知,得f ′(x)=3x 2-a. 因为f(x)在(-∞,+∞)上是单调增函数,所以f ′(x)=3x 2-a ≥0在(-∞,+∞)上恒成立,即a ≤3x 2对x ∈(-∞,+∞)恒成立. 因为3x 2≥0,所以只需a ≤0.又a =0时,f ′(x)=3x 2≥0,f(x)在实数集R 上单调递增,所以a ≤0. (2)假设f ′(x )=3x 2-a ≤0在(-1,1)上恒成立, 则a ≥3x 2在x ∈(-1,1)时恒成立.因为-1<x <1,所以3x 2<3,所以只需a ≥3.当a =3时,在x ∈(-1,1)上,f ′(x )=3(x 2-1)<0, 即f (x )在(-1,1)上为减函数,所以a ≥3.故存在实数a ≥3,使f (x )在(-1,1)上单调递减.。

北师大版数学高二选修1-1 4-1.1导数与函数的单调性 同步测试

北师大版数学高二选修1-1  4-1.1导数与函数的单调性 同步测试

4-1.1导数与函数的单调性(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)一、选择题(每小题5分,共20分)1.当x >0时,f (x )=x +2x ,则f (x )的单调递减区间是( )A .(2,+∞)B .(0,2)C .(2,+∞)D .(0,2)解析: f ′(x )=1-2x 2,当f ′(x )<0时,-2<x <0,或0<x <2,又∵x >0,∴0<x<2,故选D.答案: D2.下列函数中在区间(-1,1)上是减函数的是( ) A .y =2-3x 2 B .y =ln x C .y =1x -2D .y =sin x解析: 对于函数y =1x -2,其导数y ′=-1(x -2)2<0,且函数在区间(-1,1)上有意义,所以函数y =1x -2在区间(-1,1)上是减函数,其余选项都不符合要求,故选C.答案: C3.函数y =x cos x -sin x 在下列哪个区间内是增函数( ) A .(π2,3π2)B .(π,2π)C .(3π2,5π2)D .(2π,3π)解析: 由y ′=-x sin x >0,则sin x <0,则π+2k π<x <2π+2k π,k ∈Z. 答案: B4.(2,+∞)为函数y =2x -ax 的单调递增区间,则a 的值为( )A .a ≥-8B .-8<a <0C .a <-8D .a >0解析: y ′=2+ax 2≥0对x >2恒成立,∴a ≥-2x 2,∴a ≥-8. 答案: A二、填空题(每小题5分,共10分)5.(2009江苏高考)函数f (x )=x 3-15x 2-33x +6的单调减区间为________. 解析: f ′(x )=3x 2-30x -33=3(x -11)(x +1), 当x <-1或x >11时,f ′(x )>0,f (x )单调递增; 当-1<x <11时,f ′(x )<0,f (x )单调递减. 答案: (-1,11)6.若函数y =(a -1)ln x +2x -1在(0,+∞)上单调递增,求a 的取值范围为________. 解析: y ′=(a -1)·1x +2>0在(0,+∞)上恒成立即:a -1>-2x ,而x >0,∴a -1≥0,∴a ≥1. 答案: a ≥1三、解答题(每小题10分,共20分) 7.求下列函数的单调区间. (1)f (x )=3x 2-2x +1; (2)f (x )=x 3-2x 2+x ; (3)f (y )=x -ln x (x >0);解析: (1)f ′(x )=6x -2.令6x -2>0,解得x >13.因此,当x ∈⎝⎛⎭⎫13,+∞时,f (x )是增函数; 其单调递增区间为⎝⎛⎭⎫13,+∞. 再令6x -2<0,解得x <13.因此,当x ∈⎝⎛⎭⎫-∞,13时,f (x )是减函数. 其单调递减区间为⎝⎛⎭⎫-∞,13. (2)f ′(x )=3x 2-4x +1.令3x 2-4x +1>0,解得x >1,或x <13.因此,y =x 3-2x 2+x 的单调递增区间为(1,+∞)和⎝⎛⎭⎫-∞,13. 再令3x 2-4x +1<0,解得13<x <1.因此,y =x 3-2x 2+x 的单调递减区间为⎝⎛⎭⎫13,1. (3)函数的定义域为(0,+∞),y ′=1-1x,令y ′=1-1x >0,则x >1,因此,函数y =x -ln x 在(1,+∞)上是增函数;令y ′=1-1x<0,则0<x <1,因此,函数y =x -ln x 在(0,1)上是减函数,所以函数y =x -ln x 的单调区间是(0,1)和(1,+∞). 8.讨论函数f (x )=bxx 2-1(-1<x <1,b ≠0)的单调区间.解析: f (x )的定义域为(-1,1),易知函数f (x )是奇函数,故只需讨论函数在(0,1)内的单调性.因为f ′(x )=b ·x ′(x 2-1)-x (x 2-1)′(x 2-1)2=-b (x 2+1)(x 2-1)2, 当0<x <1时,x 2+1>0,(x 2-1)2>0,所以-x 2+1(x 2-1)2<0.所以若b >0,则f ′(x )<0,所以函数f (x )在(0,1)内是减函数;若b <0,则f ′(x )>0,所以函数f (x )在(0,1)内是增函数.又函数f (x )是奇函数,而奇函数图象关于原点对称,所以当b >0时,f (x )在(-1,1)内是减函数;当b <0时,f (x )在(-1,1)内是增函数. 9.(10分)已知f (x )=2ax -1x 2,x ∈(0,1].若f (x )在区间(0,1]上是增函数,求a 的取值范围.解析: f ′(x )=2a +2x 3.∵f (x )在(0,1]上单调递增,∴f ′(x )≥0,即a ≥-1x 3在x ∈(0,1]上恒成立.而g (x )=-1x 3在(0,1]上单调递增.∴g (x )max =g (1)=-1.∴a≥-1,即a的取值范围是[-1,+∞).。

学案导学备课精选2015年高中数学4.1.1导数与函数的单调性同步练习(含解析)北师大版选修1_1 (1)

学案导学备课精选2015年高中数学4.1.1导数与函数的单调性同步练习(含解析)北师大版选修1_1 (1)

§1 函数的单调性与极值1.1 导数与函数的单调性 课时目标 掌握导数与函数单调性之间的关系,会利用导数研究函数的单调性,会求不超过三次的多项式函数的单调区间.1.导函数的符号和函数的单调性的关系:如果在某个区间内,函数y =f (x )的导数________,则在这个区间上,函数y =f (x )是增加的;如果在某个区间内,函数y =f (x )的导数f ′(x )<0,则在这个区间上,函数f (x )是________的.2.函数的单调性决定了函数图像的大致形状.一、选择题1.命题甲:对任意x ∈(a ,b ),有f ′(x )>0;命题乙: f (x )在(a ,b )内是单调递增的.则甲是乙的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件2.若在区间(a ,b )内,f ′(x )>0,且f (a )≥0,则在(a ,b )内有( )A .f (x )>0B .f (x )<0C .f (x )=0D .不能确定3.下列函数中,在(0,+∞)内为增函数的是( )A .sin xB .x e xC .x 3-xD .ln x -x4.函数f (x )=2x -sin x 在(-∞,+∞)上是( )A .增函数B .减函数C .先增后减D .不确定5.定义在R 上的函数f (x ),若(x -1)·f ′(x )<0,则下列各项正确的是( )A .f (0)+f (2)>2f (1)B .f (0)+f (2)=2f (1)C .f (0)+f (2)<2f (1)D .f (0)+f (2)与2f (1)大小不定6.函数y =ax -ln x 在(12,+∞)内单调递增,则a 的取值范围为( ) A .(-∞,0]∪C . 题 号 1 2 3 4 5 6答 案二、填空题7.函数f (x )=x 3-15x 2-33x +6的单调减区间是____________.8.已知f (x )=ax 3+3x 2-x +1在R 上是减函数,则a 的取值范围为__________.9.使y =sin x +ax 在R 上是增函数的a 的取值范围为____________.三、解答题10.求函数f(x)=2x2-ln x的单调区间.11.(1)已知函数f(x)=x3+bx2+cx+d的单调减区间为,求b,c的值.(2)设f(x)=ax3+x恰好有三个单调区间,求实数a的取值范围.能力提升12.判断函数f(x)=(a+1)ln x+ax2+1的单调性.13.已知函数f(x)=x3-ax-1.(1)若f(x)在实数集R上单调递增,求实数a的取值范围;(2)是否存在实数a,使f(x)在(-1,1)上单调递减?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.1.利用导数的正负与函数单调性的关系可以求函数的单调区间;在求函数单调区间时,只能在定义域内讨论导数的符号.2.根据函数单调性可以求某些参数的范围.第四章 导数应用§1 函数的单调性与极值1.1 导数与函数的单调性知识梳理1.f′(x)>0 减少作业设计1.A2.A3.B4.A5.C6.C7.(-1,11)解析 ∵f′(x)=3x 2-30x -33=3(x +1)(x -11).由f′(x)<0,得-1<x<11,∴f(x)的单减区间为(-1,11).8.(-∞,-3]解析 f′(x)=3ax 2+6x -1≤0恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧ a<0Δ≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧a<036+12a≤0, ∴a≤-3.9.即b =-32,c =-6.(2)∵f′(x)=3ax 2+1,且f(x)有三个单调区间,∴方程f′(x)=3ax 2+1=0有两个不等的实根,∴Δ=02-4×1×3a>0,∴a<0.∴a 的取值范围为(-∞,0).12.解 由题意知f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=a +1x +2ax =2ax 2+a +1x .①当a≥0时,f′(x)>0,故f(x)在(0,+∞)上单调递增.②当a≤-1时,f′(x)<0,故f(x)在(0,+∞)上单调递减.③当-1<a<0时,令f′(x)=0,解得x =-a +12a ,则当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0, -a +12a 时,f′(x)>0;当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫ -a +12a ,+∞时,f′(x)<0.故f(x)在⎝ ⎛⎭⎪⎫0, -a +12a 上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫-a +12a ,+∞上单调递减.综上,当a≥0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增;当a≤-1时,f(x)在(0,+∞)上单调递减;当-1<a<0时,f(x)在⎝⎛⎭⎪⎫0, -a +12a 上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫ -a +12a ,+∞上单调递减. 13.解 (1)由已知,得f′(x)=3x 2-a.因为f(x)在(-∞,+∞)上是单调增函数,所以f′(x)=3x 2-a≥0在(-∞,+∞)上恒成立,即a≤3x 2对x ∈(-∞,+∞)恒成立. 因为3x 2≥0,所以只需a≤0.又a =0时,f′(x)=3x 2≥0,f(x)在实数集R 上单调递增,所以a ≤0.(2)假设f ′(x )=3x 2-a ≤0在(-1,1)上恒成立,则a ≥3x 2在x ∈(-1,1)时恒成立.因为-1<x <1,所以3x 2<3,所以只需a ≥3.当a =3时,在x ∈(-1,1)上,f ′(x )=3(x 2-1)<0,即f (x )在(-1,1)上为减函数,所以a ≥3.故存在实数a ≥3,使f (x )在(-1,1)上单调递减.。

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-2 2 x
y O 1 -1 -1
1
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导数与函数的单调性 同步练习
一,选择题:
1 .函数32()31f x x x =-+是减函数的区间为( )
A.(2,)+∞
B.(,2)-∞
C.(,0)-∞
D.(0,2) 2 .在函数x x y 83-=的图象上,其切线的倾斜角小于
4
π
的点中,坐标为整数的点的个数 是 ( ) A .3 B .2 C .1 D .0
3.已知函数()y xf x '=的图象如右图所示(其中'()f x 是函数()f x 的导函数),下面四个图象中()y f x =的图象大致是( )
4.函数y =ax 2
+1的图象与直线y =x 相切,则a =( )
A. 18
B.41
C.2
1
D.1
5.函数2)sin 1(x y -=的导数是( )
A.y=2sin2x-cosx
B. y=sin2x+2cosx
C. y=2sin2x-2cosx
D. y=sin2x-2cosx
6.抛物线y =(1-2x)2在点x =
3
2
处的切线方程为( ) A. y =0 B .8x -y -8=0 C . x =1 D . y =0或者8x -y -8=0 7.若函数f(x)=2x 2+1,图象上P(1,3)及邻近上点Q(1+Δx,3+Δy), 则x
y
∆∆=( ) A . 4 B. 4Δx C .4+2Δx D . 2Δx 二.填空题:
8、函数x x x f ln 2)(2-=的单调递增区间是 。

9、函数1032)(23+-=x x x f 的单调递减区间为 三,解答题
10、 求下列各函数的导数:
(1)x
y 2=; (2)x
x y sin 2
=; (3)x x y =;
(4)x e y x =; (5)x
x y 1
ln +=; (6))43)(12(22-+-=x x x y
O
-2 2
x
y
1 -1
-2 1
2 O
x
y
-2
-2 2
1
-1
1
2
O
-2 4
x
y
1
-1 -2
1
2 O
-2
2
x
y
-1
2
4 A
B C D
11、确定函数762)(23+-=x x x f 在哪个区间内是增函数,哪个区间内是减函数。

12、求函数x
x y 3
3+=的单调区间。

参 考 答 案
一、选择题
1.D
2..D
3..C
4..B
5.D.
6.B
7..C 二、填空题
8. )0,21(-和),21
(+∞ 9. )1,0(
10.解:(1)2ln 2)2(''x x y ==;
(2)x
x
x x x x x x x x x x y 2
22'2'2'2'
sin cos sin 2sin )(sin sin )()sin (⋅-=-==; (3)x x x x x y 2
3
23)()(21
'
2
3
'
'
=
===; (4)x
e x e
x e x e x e
y x x
x
x x
2)()
()('
21'
''+
=+==;
(5)22''''1
11)1()(ln )1(ln x x x x x x x x y -=-=+=+=;
(6)'234'22')43962()]43)(12[(+--+=-+-=x x x x x x x y
31818823--+=x x x
11、解:由762)(23+-=x x x f ,得x x x f 126)(2'-=
令0126)(2' x x x f -=,解不等式得0 x 或2 x
因此,当),2()0,(+∞-∞∈和x 时,函数762)(23+-=x x x f 是增函数 令0126)(2' x x x f -=,解不等式得20 x
因此,当)2,0(∈x 时,函数762)(23+-=x x x f 是减函数 12、解:函数x
x y 3
3+
=的定义域为),0()0,(+∞-∞ 由x
x y 33
+=,得2
222
'3')1)(1)(1(333)3(x x x x x x x x y -++=-=+= 令0' y ,得1- x 或1 x ;令0' y ,得10 x 或01 x - 所以函数x
x y 3
3+
=的单调增区间是),1()1,(+∞--∞和; 单调减区间是)1,0()0,1(和-。

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