浙江省高考理科数学06-11导数解答题

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函数与导数例高考题汇编(含答案)

函数与导数例高考题汇编(含答案)

函数与导数高考题1.(安徽理3)设f(x)是定义在R 上的奇函数,当x≤0时,f(x)=2x'-x,则f()=(A)-3 (B)- 1 (C)1 (D)3【答案】A【命题意图】本题考查函数的奇偶性,考查函数值的求法 .属容易题.【解析】f()= - f( - 1)= - 42( - 1)²- ( - 1)]= - 3 .故选A.2 . (安徽理10)函数f (x )=ax ”g 1- x )“在区 间〔0,1〕上的图像如图所示,则m ,n 的值可 能 是(A)m=1,n=1(B) m=1,n=2(C) m=2,n=1(D) m=3,n=1【答案】B 【命题意图】本题考查导数在研究 函数单调性中的应用,考查函数图像,考查思维的综合能力.难度大.【 解 析 】 代 入 验 证 , 当m = 1 , n = 2 , f ( x ) = a x g ( 1 - x ) ² = n ( x ³ - 2 x ² + x ) ,则f ' ( x ) = a ( 3 x ² - 4 x + 1 ) , 由 ,结合图像可知函数应在递增,在 递减,即在, 知 a 存 在 . 故 选 B .3.(安徽文5)若点(a,b)在y=lgx 图像上,a≠1,则下列点也在此图像上的是(A)(,b) (B)(10a,1 b) (C)(,b+1) (D)(a2,2b)【答案】D 【命题意图】本题考查对数函数的基本运算,考查对数函数的图像与对应点的关系 .【 解 析 】 由 题 意b = 1 g a , 2 b = 2 1 l g a = 1 g a ² , 即( a ² , 2 b )也 在 函 数 y = l g x 图 像 上 .4 . (安徽文10) 函数f(x )=ax ”g (1 - . x )² 在区间(0,1)上的 图像如图所示,则n 可能是 (A)1 (B) 2取得最大值,由f'(x)=a(3x²-4x+1)=0可知,(C) 3 (D)4【答案】A【命题意图】本题考查导数在研究函数单调性中的应用,考查函数图像,考查思维的综合能力.难度大.【解析】代入验证,当7=1时,f(x)=axg(1-x)²=a(x³-2x²+x),则f(x)=a(3r²-4x+1)由f ( x ) = a ( 3 x ² 4 x + 1 ) = 0 可知,,结合图像可知函数应在递增,在递减,即在取得最大值,由, 知a 存在. 故选A .7 . (福建理5) 等于A.1B.e- 1C. CD.e+1【答案】C8 . (福建理9 )对于函数f ( x ) = a s i n x + b x + c (其中,a , b ∈R , c ∈Z ) ,选取a , b , C 的一组值计算f ( )和f ( - 1 )所得出的正确结果一定不可能是A . 4和6B . 3和1C . 2和4D . 1和2【答案】D9 . ( 福建理1 0 ) 已知函数f ( x ) = e⁴+ x , 对于曲线y = f ( x ) 上横坐标成等差数列的三个点A , B , c , 给出以下判断:①△ABC 一定是钝角三角形②△ABC可能是直角三角形③△ABC可能是等腰三角形④△ABC不可能是等腰三角形其中,正确的判断是A.①③B.①④C.②③D.②④【答案】B10.(福建文6)若关于x的方程x2+mx+1=0有两个不相等的实数根,则实数m的取值范围是A.(- 1,1)B.(-2,2)C.(-o,-2)U(2,+o)D.(-o,- 1)U(1,+c)【答案】C11. (福建文8)已知函数 ,若f(a)+f(1)=0,则实数a的值等于A. 3B. 1C. 1D. 3【答案】A12.(福建文10)若a>0,b>0,且函数f(x)=4x3-ax2-2bx+2在x=1处有极值,则ab的最大值等于A.2B.3C. 6D. 9【答案】D13.(广东理4)设函数f(x)和g(x)分别是R上的偶函数和奇函数,则下列结论恒成立的是A . f(x)+1g(x)是偶函数B . f(x) - 1g(x)是奇函数c.if(x)\+g(x)是偶函数 D . i f ( x ) - g ( x )是奇函数【答案】A【解析】因为g(x)是R 上的奇函数,所以lg(x)是R 上的偶函数,从而f(x)+1g(x)是偶函数,故选A.14 . (广东文4)函 的定义域是 ( )A.(-~,- 1)B.(1,+~) c.(- 1,1)U(1,+oo) D.(-0,+oo)【答案】C16.(湖北理6)已知定义在R 上的奇函数f(x)和偶函数g(x)满足f(x)+g(x)=a¹-a ⁴+2(a>0,且a≠1),若g(2)=a,则f(2)=A.2B.C.D. a² 【答案】B【解析】由条件f(2)+g(2)=a²-a²+2,f(-2)+g(-2)=a²-a²+2, 即-f(2)+g(2)=a²-a²+2, 由此解得g(2)=2,f(2)=a²-a-所 以 a = 2 ,, 所 以 选 B18 . (湖南文7)曲线主点处的切线的斜率为( )A. B. 2 C. D. 【答案】B【解析】19.(湖南文8)已知函数f(x)=e¹-1,g(x)=-x²+4x -3.若有f(a)=g(b),则b 的取值范围为A.[2-√2,2+√2]B.(2-√2.2+√2)c.[1,3] p.(1,3)【答案】B【解析】由题可知f(x)=e ⁴- 1>- 1,g(x)=-x²+4x-3=-(x-2)²+1≤1,若有f(a)=g(b),则g(b) ∈(- 1,1), 即-b²+4b-3>- 1,解得2-√Z<b<2+√2., 所 以,y=020 . (湖南理6)由直线 与曲线y=COSX 所围成的封闭图形的面积为( )A.2B.1C.D.√3 【答案】D【解析】由定积分知识可得, 故 选 D 。

备考2020年高考数学一轮复习:06 函数的奇偶性与周期性

备考2020年高考数学一轮复习:06 函数的奇偶性与周期性

备考2020年高考数学一轮复习:06 函数的奇偶性与周期性一、单选题(共12题;共24分)1.(2分)已知y=f(x)(x∈R)存在导函数,若f(x)既是周期函数又是奇函数,则其导函数()A.既是周期函数又是奇函数B.既是周期函数又是偶函数C.不是周期函数但是奇函数D.不是周期函数但是偶函数2.(2分)下列函数中,既是偶函数又在区间(0,+∞)上单调递减的是()A.y=x3 B.y=|x|C.y=sinx D.y= 1x23.(2分)已知f(x)是定义在R上的奇函数,且满足f(x+1)=f(x−3),当x∈(−2, 0)时,f(x)=−2x,则f(1)+f(4)等于()A.-1B.−12C.12D.14.(2分)设f(x)为奇函数,且当x≥0时,f(x)= e x-1,则当x<0时,f(x)=()A.e−x-1B.e−x+1C.- e−x-1D.- e−x+1 5.(2分)已知f(x)=ax3+bx−4其中a,b为常数,若f(−2)=2,则f(2)=()A.2B.-6C.-10D.-46.(2分)奇函数f(x),当x<0时,有f(x)=x(2﹣x),则f(4)的值为()A.12B.-12C.-24D.247.(2分)若函数f(x)=xlg(mx+√x2+1)为偶函数,则m=()A.-1B.1C.-1或1D.08.(2分)已知定义在[1−a,2a−5]上的偶函数f(x)在[0,2a−5]上单调递增,则函数f(x)的解析式不可能是()A.f(x)=x2+a B.f(x)=log a(|x|+2)C.f(x)=x a D.f(x)=−a|x|9.(2分)已知函数f(x)为偶函数,当x>0时,f(x)=x2−3x,则()A.f(tan70∘)>f(1.4)>f(−1.5)B.f(tan70∘)>f(−1.5)>f(1.4)C.f(1.4)>f(tan70∘)>f(−1.5)D.f(−1.5)>f(1.4)>f(tan70∘)10.(2分)f(x)是R上奇函数,对任意实数x都有f(x)=−f(x−32),当x∈(12,32)时,f(x)=log2(2x−1),则f(2018)+f(2019)=()A.-1B.1C.0D.211.(2分)图象关于原点对称且在定义域内单调递增的函数是()A.f(x)=cosx−1B.f(x)=x2+2C.f(x)=−1xD.f(x)=x312.(2分)已知f(x)是定义在R上的偶函数,且f(x+5)=f(x−3),如果当x∈[0,4)时,f(x)=log2(x+2),则f(766)=()A.3B.-3C.-2D.2二、填空题(共6题;共7分)13.(1分)已知f(x)是奇函数,且当x<0时,f(x)=−e ax.若f(ln2)=8,则a=.14.(2分)设函数f(x)=e x+ae-x(a为常数)。

浙江省普通高校招生学考科目考试导数及其应用多选题试题含答案

浙江省普通高校招生学考科目考试导数及其应用多选题试题含答案

浙江省普通高校招生学考科目考试导数及其应用多选题试题含答案一、导数及其应用多选题1.关于函数()sin x f x e a x =+,(,)x π∈-+∞,下列说法正确的是( )A .当1a =时,()f x 在(0,(0))f 处的切线方程为210x y -+=;B .当1a =时,()f x 存在唯一极小值点0x ,且()010f x -<<;C .对任意0a >,()f x 在(,)π-+∞上均存在零点;D .存在0a <,()f x 在(,)π-+∞上有且只有一个零点. 【答案】ABD 【分析】当1a =时,()sin x f x e x =+,求出(),(0),(0)f x f f '',得到()f x 在(0,(0))f 处的切线的点斜式方程,即可判断选项A ;求出()0,()0f x f x ''><的解,确定()f x 单调区间,进而求出()f x 极值点个数,以及极值范围,可判断选项B ;令()sin 0xf x e a x =+=,当0a ≠时,分离参数可得1sin x x ae -=,设sin (),(,)xxg x x eπ=∈-+∞,求出()g x 的极值最值,即可判断选项C ,D 的真假. 【详解】A.当1a =时,()sin x f x e x =+,所以()cos x f x e x '=+,0(0)cos 02f e '=+=,0(0)01f e =+=,所以()f x 在(0,(0))f 处的切线方程为210x y -+=,故正确;B. 因为()sin 0x f x e x ''=->,所以()'f x 单调递增,又()202f π'-=>,334433()cos 442f e e ππππ--⎛⎫'-=+-=- ⎪⎝⎭,又233442e e e ππ⎛⎫= ⎪⎝>>⎭,即34e π>,则3()04f π'-<,所以存在03,42x ππ⎛⎫∈-- ⎪⎝⎭,使得0()0f x '=,即 00cos 0x e x +=,则在()0,x π-上()0f x '<,在()0,x +∞上,()0f x '>,所以()f x 存在唯一极小值点0x,因为000000()sin sin cos 4xf x e x x x x π⎛⎫=+=-=- ⎪⎝⎭,03,42x ππ⎛⎫∈-- ⎪⎝⎭,所以03,44x πππ⎛⎫-∈-- ⎪⎝⎭()01,04x π⎛⎫-∈- ⎪⎝⎭,故正确; C.令()sin 0x f x e a x =+=,当0a ≠时,可得1sin x xa e-=,设sin (),(,)x xg x x eπ=∈-+∞,则cos sin 4()x xx x x g x e e π⎛⎫- ⎪-⎝⎭'==,令()0g x '=,解得,,14x k k Z k ππ=+∈≥-当52,244x k k ππππ⎡⎤∈++⎢⎥⎣⎦时()0g x '<,当592,244x k k ππππ⎡⎤∈++⎢⎥⎣⎦时,()0g x '>,所以当524x k ππ=+,,1k Z k ∈≥-时,()g x 取得极小值,即35,,...44x ππ=-,()g x 取得极小值,又35 (44)g g ππ⎛⎫⎛⎫-<> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,因为在3,4ππ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦上,()g x 递减,所以()34342g x g e ππ⎛⎫≥-=- ⎪⎝⎭,所以当24x k ππ=+,,0k Z k ∈≥时, ()g x 取得极大值,即9,,...44x ππ=,()g x 取得极大值,又9 (44)g g ππ⎛⎫⎛⎫>> ⎪⎪⎝⎭⎝⎭ ,所以 ()442g x g e ππ⎛⎫≤= ⎪⎝⎭,所以(),x π∈-+∞时,()34422g x e ππ-≤≤,当3412e a π-<-,即4a e >()f x 在(,)π-+∞上不存在零点,故C 错误; D.当412ae π-=,即4a e π=时,1=-y a 与()sin x xg x e =的图象只有一个交点,所以存在0a <,()f x 在(,)π-+∞上有且只有一个零点,故D 正确; 故选:ABD 【点睛】方法点睛:用导数研究函数的零点,一方面用导数判断函数的单调性,借助零点存在性定理判断;另一方面,也可将零点问题转化为函数图象的交点问题,利用数形结合来解决.2.函数ln ()xf x x=,则下列说法正确的是( ) A .(2)(3)f f >B.ln π>C .若()f x m =有两个不相等的实根12x x 、,则212x x e <D .若25,x y x y =、均为正数,则25x y < 【答案】BD 【分析】求出导函数,由导数确定函数日单调性,极值,函数的变化趋势,然后根据函数的性质判断各选项.由对数函数的单调性及指数函数单调性判断A ,由函数()f x 性质判断BC ,设25x y k ==,且,x y 均为正数,求得252ln ,5ln ln 2ln 5x k y k ==,再由函数()f x 性质判断D . 【详解】由ln (),0x f x x x=>得:21ln ()xf x x -'= 令()0f x '=得,x e =当x 变化时,(),()f x f x '变化如下表:故,()f x x=在(0,)e 上递增,在(,)e +∞上递减,()f e e =是极大值也是最大值,x e >时,x →+∞时,()0f x →,且x e >时()0f x >,01x <<时,()0f x <,(1)0f =,A .1132ln 2(2)ln 2,(3)ln 32f f ===66111133223232(3)(2)f f ⎛⎫⎛⎫>∴>∴> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故A 错B .e e π<,且()f x 在(0,)e 单调递增ln f f e ππ∴<<<∴>,故:B 正确 C .()f x m =有两个不相等的零点()()1212,x x f x f x m ∴==不妨设120x e x <<<要证:212x x e <,即要证:221222,()e e x x e ef x x x<>∴<在(0,)e 单调递增,∴只需证:()212e f x f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭即:()222e f x f x ⎛⎫<⎪⎝⎭只需证:()2220e f x f x ⎛⎫-< ⎪⎝⎭……① 令2()(),()e g x f x f x e x ⎛⎫=-> ⎪⎝⎭,则2211()(ln 1)g x x e x '⎛⎫=-- ⎪⎝⎭当x e >时,2211ln 1,()0()x g x g x e x'>>∴>∴在(,)e +∞单调递增 ()22()0x e g x g e >∴>=,即:()2220e f x f x ⎛⎫-> ⎪⎝⎭这与①矛盾,故C 错D .设25x y k ==,且,x y 均为正数,则25ln ln log ,log ln 2ln 5k kx k y k ==== 252ln ,5ln ln 2ln 5x k y k ∴== 1152ln 2ln 5ln 2,ln 525==且1010111153222525⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪>> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ln 2ln 52502525ln 2ln 5x y ∴>>∴<∴<,故D 正确. 故选:BD . 【点睛】关键点点睛:本题考查用导数研究函数的单调性、极值,函数零点等性质,解题关键是由导数确定函数()f x 的性质.其中函数值的大小比较需利用单调性,函数的零点问题中有两个变量12,x x ,关键是进行转化,利用零点的关系转化为一个变量,然后引入新函数进行证明.3.已知(0,1)x ∈,则下列正确的是( )A .cos 2x x π+<B .22xx <C .sin 2x >D .1ln 1x x <- 【答案】ABC 【分析】构造函数()sin f x x x =-证明其在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭单调递减,即可得sin 22x x ππ⎛⎫-<-⎪⎝⎭即可判断选项A ;作出2yx 和2x y =的函数图象可判断选项B ;作出()sin2xf x =,()h x =的图象可判断选项C ;构造函数()1ln 1x g x x =+-利用导数判断其在()0,1x ∈上的单调性即可判断选项D ,进而可得正确选项.【详解】对于选项A :因为()0,1x ∈,所以022x ππ<-<,令()sin f x x x =-,()cos 10f x x '=-≤,()sin f x x x =-在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭单调递减,所以()()00f x f <=,即sin x x <,所以sin 22x x ππ⎛⎫-<- ⎪⎝⎭即cos 2x x π<-,可得cos 2x x π+<,故A 正确, 对于选项B :由图象可得()0,1x ∈,22x x <恒成立,故选项B 正确;对于选项C :要证22sin 24xx x >+ 令()sin 2x f x =,()224xh x x =+()()f x f x -=-,()sin2xf x =是奇函数, ()()h x h x -=,()224x h x x =+是偶函数, 令2224144x t x x ==-++ ,则y t = 因为24y x =+在()0,∞+单调递增,所以2414t x =-+在()0,∞+单调递增,而y t =调递增,由符合函数的单调性可知()224x h x x =+在()0,∞+单调递增, 其函数图象如图所示:由图知当()0,1x ∈时22sin 24xx x >+C 正确; 对于选项D :令()1ln 1x g x x =+-,()01x <<,()221110x g x x x x-'=-=<, 所以()1ln 1x g x x=+-在()0,1单调递减,所以()()1ln1110g x g >=+-=, 即1ln 10x x+->,可得1ln 1x x >-,故选项D 不正确.故选:ABC 【点睛】思路点睛:证明不等式恒成立(或能成立)一般可对不等式变形,分离参数,根据分离参数后的结果,构造函数,由导数的方法求出函数的最值,进而可求出结果;有时也可根据不等式,直接构成函数,根据导数的方法,利用分类讨论求函数的最值,即可得出结果.4.已知函数()f x 对于任意x ∈R ,均满足()()2f x f x =-.当1x ≤时()ln ,01,0x x x f x e x <≤⎧=⎨≤⎩,若函数()()2g x m x f x =--,下列结论正确的为( )A .若0m <,则()g x 恰有两个零点B .若32m e <<,则()g x 有三个零点 C .若302m <≤,则()g x 恰有四个零点 D .不存在m 使得()g x 恰有四个零点 【答案】ABC 【分析】设()2h x m x =-,作出函数()g x 的图象,求出直线2y mx =-与曲线()ln 01y x x =<<相切以及直线2y mx =-过点()2,1A 时对应的实数m 的值,数形结合可判断各选项的正误. 【详解】由()()2f x f x =-可知函数()f x 的图象关于直线1x =对称. 令()0g x =,即()2m x f x -=,作出函数()f x 的图象如下图所示:令()2h x m x =-,则函数()g x 的零点个数为函数()f x 、()h x 的图象的交点个数,()h x 的定义域为R ,且()()22h x m x m x h x -=--=-=,则函数()h x 为偶函数,且函数()h x 的图象恒过定点()0,2-,当函数()h x 的图象过点()2,1A 时,有()2221h m =-=,解得32m =. 过点()0,2-作函数()ln 01y x x =<<的图象的切线, 设切点为()00,ln x x ,对函数ln y x =求导得1y x'=, 所以,函数ln y x =的图象在点()00,ln x x 处的切线方程为()0001ln y x x x x -=-, 切线过点()0,2-,所以,02ln 1x --=-,解得01x e=,则切线斜率为e , 即当m e =时,函数()y h x =的图象与函数()ln 01y x x =<<的图象相切. 若函数()g x 恰有两个零点,由图可得0m ≤或m e =,A 选项正确; 若函数()g x 恰有三个零点,由图可得32m e <<,B 选项正确;若函数()g x 恰有四个零点,由图可得302m <≤,C 选项正确,D 选项错误. 故选:ABC. 【点睛】方法点睛:利用导数解决函数零点问题的方法:(1)直接法:先对函数求导,根据导数的方法求出函数的单调区间与极值,根据函数的基本性质作出图象,然后将问题转化为函数图象与x 轴的交点问题,突出导数的工具作用,体现了转化与化归思想、数形结合思想和分类讨论思想的应用; (2)构造新函数法:将问题转化为研究两函数图象的交点问题;(3)参变量分离法:由()0f x =分离变量得出()a g x =,将问题等价转化为直线y a =与函数()y g x =的图象的交点问题.5.在数学中,布劳威尔不动点定理是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它得名于荷兰数学家鲁伊兹布劳威尔(L.E.Brouwer )简单的讲就是对于满足一定条件的连续函数()f x ,存在一个点0x ,使得()00f x x =,那么我们称该函数为“不动点”函数,而称0x 为该函数的一个不动点,依据不动点理论,下列说法正确的是( ) A .函数()sin f x x =有3个不动点B .函数2()(0)f x ax bx c a =++≠至多有两个不动点C .若定义在R 上的奇函数()f x ,其图像上存在有限个不动点,则不动点个数是奇数D .若函数()f x =[0,1]上存在不动点,则实数a 满足l a e ≤≤(e 为自然对数的底数) 【答案】BCD 【分析】根据题目中的定义,结合导数、一元二次方程的性质、奇函数的性质进行判断即可. 【详解】令()sin g x x x =-,()1cos 0g x x '=-≥, 因此()g x 在R 上单调递增,而(0)0g =, 所以()g x 在R 有且仅有一个零点, 即()f x 有且仅有一个“不动点”,A 错误;0a ≠,20ax bx c x ∴++-=至多有两个实数根,所以()f x 至多有两个“不动点”,B 正确;()f x 为定义在R 上的奇函数,所以(0)0f =,函数()-y f x x =为定义在R 上的奇函数,显然0x =是()f x 的一个“不动点”,其它的“不动点”都关于原点对称,个数和为偶数, 因此()f x 一定有奇数个“不动点”,C 正确;因为()f x 在[0,1]存在“不动点”,则()f x x =在[0,1]有解,x =⇒2x a e x x =+-在[0,1]有解,令2()xm x e x x =+-,()12x m x e x '=+-,令()12x n x e x '=+-,()20x n x e '=-=,ln 2x =,()n x 在(0,ln 2)单调递减,在(ln 2,1)单调递增,∴min ()(ln 2)212ln 232ln 20n x n ==+-=->, ∴()0m x '>在[0,1]恒成立,∴()m x 在[0,1]单调递增,min ()(0)1m x m ==,max ()(1)m x m e ==,∴1a e ≤≤,D 正确,. 故选:BCD 【点睛】方法点睛:新定义题型的特点是:通过给出一个新概念,或约定一种新运算,或给出几个新模型来创设全新的问题情景,要求考生在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,达到灵活解题的目的.遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质,按新定义的要求,“照章办事”,逐条分析、验证、运算,使问题得以解决.6.经研究发现:任意一个三次多项式函数32()(0)f x ax bx cx d a =+++≠的图象都只有一个对称中心点()()00,x f x ,其中0x 是()0f x ''=的根,()'f x 是()f x 的导数,()f x ''是()'f x 的导数.若函数32()f x x ax x b =+++图象的对称点为(1,2)-,且不等式(ln 1)x e e mx x -+32()3ef x x x e x ⎡⎤≥--+⎣⎦对任意(1,)x ∈+∞恒成立,则( )A .3a =B .1b =C .m 的值可能是e -D .m 的值可能是1e-【答案】ABC 【分析】求导得()62f x x a ''=+,故由题意得()1620f a ''=-+=-,()1112f a b -=-+-+=,即3,1a b ==,故()3231f x x x x =+++.进而将问题转化为()1ln 1e x x e x e m x --++<+,由于1x e x >+,故ln ln 1ee x x x x e e x e x --+=≥-+,进而得()1ln ln 1ln 1e x x e x e e x ee x x --++--≥=-++,即m e ≤-,进而得ABC 满足条件.【详解】由题意可得()1112f a b -=-+-+=,因为()2321x ax f x =++',所以()62f x x a ''=+,所以()1620f a ''=-+=-,解得3,1a b ==,故()3231f x x x x =+++.因为1x >,所以()()32ln []13xeee mx xf x x x e x -+≥--+等价于()1ln 1e x x e x e m x --++≤+. 设()()10xg x e x x =-->,则()10xg x e '=->,从而()g x 在()0,∞+上单调递增.因为()00g =,所以()0g x >,即1x e x >+, 则ln ln 1ee x xxx e e x e x --+=≥-+(当且仅当x e =时,等号成立),从而()1ln ln 1ln 1e x x e x e e x e e x x --++--≥=-++,故m e ≤-.故选:ABC. 【点睛】本题解题的关键在于根据题意得()3231f x x x x =+++,进而将不等式恒成立问题转化为()1ln 1e x x e x e m x --++≤+恒成立问题,再结合1x e x >+得ln ln 1ee x xxx e e x e x --+=≥-+,进而得m e ≤-.考查运算求解能力与化归转化思想,是难题.7.已知函数()()()221x f x x e a x =-+-有两个零点,则a 的可能取值是( ) A .1- B .0 C .1 D .2【答案】CD 【分析】求出()f x 的导数,讨论a 的范围,结合函数的单调性和零点存在性定理可判断求出. 【详解】解:∵函数()()()221x f x x e a x =-+-, ∴()()()()()12112xx f x x e a x x e a '=-+-=-+,①若0a =,那么()()0202xf x x e x =⇔-=⇔=,函数()f x 只有唯一的零点2,不合题意; ②若0a >,那么20x e a +>恒成立, 当1x <时,()0f x '<,此时函数为减函数; 当1x >时,()0f x '>,此时函数为增函数; 此时当1x =时,函数()f x 取极小值e -,由()20f a =>,可得:函数()f x 在1x >存在一个零点; 当1x <时,x e e <,210x -<-<,∴()()()()()222121x f x x e a x x e a x =-+->-+- ()()211a x e x e =-+--,令()()2110a x e x e -+--=的两根为1t ,2t ,且12t t <,则当1x t <,或2x t >时,()()()2110f x a x e x e >-+-->,故函数()f x 在1x <存在一个零点;即函数()f x 在R 上存在两个零点,满足题意;③若02e a -<<,则()ln 2ln 1a e -<=, 当()ln 2x a <-时,()1ln 21ln 10x a e -<--<-=,()ln 2220a x e a e a -+<+=,即()()()120x f x x e a '=-+>恒成立,故()f x 单调递增, 当()ln 21a x -<<时,10x -<,()ln 2220a x e a e a -+>+=,即()()()120xf x x e a '=-+<恒成立,故()f x 单调递减, 当1x >时,10x ->,()ln 2220a x e a e a -+>+=,即()()(1)20x f x x e a '=-+>恒成立,故()f x 单调递增, 故当()ln 2x a =-时,函数取极大值,由()()()()()2ln 2ln 222ln 21f a a a a a ⎡⎤⎡⎤-=---+--⎣⎦⎣⎦ (){}2ln 2210a a ⎡⎤⎣⎦=--+<得:函数()f x 在R 上至多存在一个零点,不合题意;④若2e a =-,则()ln 21a -=, 当()1ln 2x a <=-时,10x -<,()ln 2220a x e a e a -+<+=,即()()()120x f x x e a '=-+>恒成立,故()f x 单调递增, 当1x >时,10x ->,()ln 2220a x e a e a -+>+=,即()()()120xf x x e a '=-+>恒成立,故()f x 单调递增, 故函数()f x 在R 上单调递增,函数()f x 在R 上至多存在一个零点,不合题意;⑤若 2e a <-,则()ln 2ln 1a e ->=, 当1x <时,10x -<,()ln 2220a x e a e a -+<+=,即()()()120x f x x e a '=-+>恒成立,故()f x 单调递增, 当()1ln 2x a <<-时,10x ->,()ln 2220a x e a e a -+<+=, 即()()()120x f x x e a '=-+<恒成立,故()f x 单调递减, 当()ln 2x a >-时,10x ->,()ln 2220a x e a e a -+>+=,即()()()120x f x x e a '=-+>恒成立,故()f x 单调递增,故当1x =时,函数取极大值,由()10f e =-<得:函数()f x 在R 上至多存在一个零点,不合题意;综上所述,a 的取值范围为()0,∞+,故选:CD.【点睛】本题考查利用导数研究函数的零点问题,属于较难题.8.已知函数1()2ln f x x x=+,数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足12a =,()()*1N n n a f a n +=∈,则下列有关数列{}n a 的叙述正确的是( )A .21a a <B .1n a >C .100100S <D .112n n n a a a +⋅+<【答案】AB【分析】A .计算出2a 的值,与1a 比较大小并判断是否正确;B .利用导数分析()f x 的最小值,由此判断出1n a >是否正确;C .根据n a 与1的大小关系进行判断;D .构造函数()()1ln 11h x x x x=+->,分析其单调性和最值,由此确定出1ln 10n n a a +->,将1ln 10n na a +->变形可得112n n a a ++>,再将112n n a a ++>变形可判断结果. 【详解】A 选项,3221112ln 2ln 4ln 2222a e =+=+<+=,A 正确; B 选项,因为222121()x f x x x x='-=-,所以当1x >时,()0f x '>,所以()f x 单增,所以()(1)1f x f >=, 因为121a =>,所以()11n n a f a +=>,所以1n a >,B 正确;C 选项,因为1n a >,所以100100S >,C 错误;D 选项,令1()ln 1(1)h x x x x =+->,22111()0x h x x x x-='=->,所以()h x 在(1,)+∞单调递增,所以()(1)0h x h >=,所以1ln 10n n a a +->, 则22ln 20n n a a +->,所以112ln 2n n n a a a ⎛⎫++> ⎪⎝⎭,即112n n a a ++>, 所以112n n n a a a ++>,所以D 错误.故选:AB.【点睛】易错点睛:本题主要考查导数与数列的综合问题,属于难题.解决该问题应该注意的事项: (1)转化以函数为背景的条件时,应该注意题中的限制条件,如函数的定义域,这往往是很容易被忽视的问题;(2)利用函数的方法研究数列中的相关问题时,应准确构造相应的函数,注意数列中相关限制条件的转化.。

浙江专用2020版高考数学复习第四章导数及其应用第1节导数的概念与导数的计算习题含解析

浙江专用2020版高考数学复习第四章导数及其应用第1节导数的概念与导数的计算习题含解析

第1节 导数的概念与导数的计算考试要求 1.了解导数概念的实际背景;2.通过函数图象直观理解导数的几何意义;3.能根据导数的定义求函数y =c (c 为常数),y =,y =1x,y =2,y =3,y =x 的导数;4.能利用基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数,能求简单复合函数(仅限于形如y =f (a +b )的复合函数)的导数.知 识 梳 理1.函数y =f ()在=0处的导数(1)定义:称函数y =f ()在=0处的瞬时变化率f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx=ΔyΔx为函数y =f ()在=0处的导数,记作f ′(0)或y ′|=0,即f ′(0)= Δy Δx=f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx.(2)几何意义:函数f ()在点0处的导数f ′(0)的几何意义是在曲线y =f ()上点(0,f (0))处的切线的斜率.相应地,切线方程为y -y 0=f ′(0)(-0). 2.函数y =f ()的导函数如果函数y =f ()在开区间(a ,b )内的每一点处都有导数,其导数值在(a ,b )内构成一个新函数,这个函数称为函数y =f ()在开区间内的导函数.记作f ′()或y ′. 3.基本初等函数的导数公式4.若f ′(),g ′()存在,则有: (1)[f ()±g ()]′=f ′()±g ′(); (2)[f ()·g ()]′=f ′()g ()+f ()g ′(); (3)⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )g x (g ()≠0). 5.复合函数的导数复合函数y =f (g ())的导数和函数y =f (u ),u =g ()的导数间的关系为y ′=y u ′·u ′,即y 对的导数等于y 对u 的导数与u 对的导数的乘积. [常用结论与易错提醒]1.f ′(0)与0的值有关,不同的0,其导数值一般也不同.2.f ′(0)不一定为0,但[f (0)]′一定为0.3.奇函数的导数是偶函数,偶函数的导数是奇函数,周期函数的导数还是周期函数.4.函数y =f ()的导数f ′()反映了函数f ()的瞬时变化趋势,其正负号反映了变化的方向,其大小|f ′()|反映了变化的快慢,|f ′()|越大,曲线在这点处的切线越“陡”.基 础 自 测1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”) (1)f ′(0)与(f (0))′表示的意义相同.( )(2)曲线的切线与曲线不一定只有一个公共点.( ) (3)(2)′=·2-1.( )(4)若f ()=e 2,则f ′()=e 2.( )解析 (1)f ′(0)是函数f ()在0处的导数,(f (0))′是常数f (0)的导数即(f (0))′=0;(3)(2)′=2ln 2;(4)(e 2)′=2e 2.答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× 2.函数y =cos -sin 的导数为( ) A.sin B.-sin C.cosD.-cos解析 y ′=(cos )′-(sin )′=cos -sin -cos =-sin . 答案 B3.(2018·全国Ⅱ卷)曲线y =2ln(+1)在点(0,0)处的切线方程为________________. 解析 ∵y =2ln(+1),∴y ′=2x +1.当=0时,y ′=2,∴曲线y =2ln(+1)在点(0,0)处的切线方程为y -0=2(-0),即y =2. 答案 y =24.(2019·南通一调)若曲线y =ln 在=1与=t 处的切线互相垂直,则正数t 的值为________. 解析 因为y ′=ln +1, 所以(ln 1+1)(ln t +1)=-1, ∴ln t =-2,t =e -2. 答案 e -25.定义在R 上的函数f ()满足f ()=12f ′(1)e 2-2+2-2f (0),则f (0)=________;f ()=________.解析 ∵f ()=12f ′(1)e 2-2+2-2f (0),∴f ′()=f ′(1)e 2-2+2-2f (0), ∴f ′(1)=f ′(1)+2-2f (0),∴f (0)=1, 即1=12f ′(1)e -2,∴f ′(1)=2e 2,∴f ()=e 2+2-2. 答案 1 e 2+2-26.已知曲线y =e -,则其图象上各点处的切线斜率的取值范围为________;该曲线在点(0,1)处的切线方程为________.解析 由题意得y ′=-e -,则由指数函数的性质易得y ′=-e -∈(-∞,0),即曲线y =e -的图象上各点处的切线斜率的取值范围为(-∞,0).当=0时,y ′=-e -0=-1,则曲线y =e -在(0,1)处的切线的斜率为-1,则切线的方程为y -1=-1·(-0),即+y -1=0. 答案 (-∞,0) +y -1=0考点一 导数的运算【例1】 求下列函数的导数:(1)y =2sin ; (2)y =cos x ex ;(3)y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2;(4)y =ln(2-5).解 (1)y ′=(2)′sin +2(sin )′=2sin +2cos .(2)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x e x ′=(cos x )′e x -cos x (e x )′(e x )2=-sin x +cos x e x .(3)∵y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2=12sin(4+π)=-12sin 4, ∴y ′=-12sin 4-12·4cos 4=-12sin 4-2cos 4.(4)令u =2-5,y =ln u .则y ′=(ln u )′u ′=12x -5·2=22x -5,即y ′=22x -5.规律方法 求导一般对函数式先化简再求导,这样可以减少运算量,提高运算速度,减少差错,常用求导技巧有:(1)连乘积形式:先展开化为多项式的形式,再求导;(2)分式形式:观察函数的结构特征,先化为整式函数或较为简单的分式函数,再求导; (3)对数形式:先化为和、差的形式,再求导; (4)根式形式:先化为分数指数幂的形式,再求导;(5)三角形式:先利用三角函数公式转化为和或差的形式,再求导; (6)复合函数:由外向内,层层求导. 【训练1】 分别求下列函数的导数: (1)y =eln ;(2)y =⎝⎛⎭⎪⎫x 2+1x +1x 3;(3)y =-sin x 2cos x2;(4)y =ln 1+2x .解 (1)y ′=(e)′ln +e(ln )′=eln +e ·1x=⎝⎛⎭⎪⎫ln x +1x e.(2)∵y =3+1+1x 2,∴y ′=32-2x3.(3)∵y =-12sin ,∴y ′=1-12cos .(4)∵y =ln 1+2x =12ln(1+2),∴y ′=12·11+2x ·(1+2)′=11+2x .考点二 导数的几何意义多维探究角度1 求切线的方程【例2-1】 (1)(2019·绍兴一中模拟)已知函数f ()=e +2sin ,则f ()在点(0,f (0))处的切线方程为( ) A.+y -1=0 B.+y +1=0 C.3-y +1=0D.3-y -1=0(2)已知曲线y =133上一点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,83,则过点P 的切线方程为________.解析 (1)因为f ()=e +2sin ,所以f ′()=e +2cos .所以f ′(0)=3,f (0)=1.由导数的几何意义可知,函数f ()在点(0,f (0))处的切线方程为y -1=3,即为3-y +1=0,故选C. (2)设切点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0,13x 30,由y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3′=2,得y ′|=0=20,即过点P 的切线的斜率为20,又切线过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,83,若0≠2,则20=13x 30-83x 0-2, 解得0=-1,此时切线的斜率为1;若0=2,则切线的斜率为4. 故所求的切线方程是y -83=-2或y -83=4(-2),即3-3y +2=0或12-3y -16=0.答案 (1)C (2)3-3y +2=0或12-3y -16=0 角度2 求参数的值【例2-2】 (1)(2019·嘉兴检测)函数y =3-的图象与直线y =a +2相切,则实数a =( ) A.-1 B.1 C.2D.4(2)(2019·杭州质检)若直线y =与曲线y =e +m (m ∈R ,e 为自然对数的底数)相切,则m =( ) A.1 B.2 C.-1D.-2解析 (1)由题意得⎩⎨⎧y ′=3x 2-1=a ①,y =x 3-x =ax +2 ②,将①代入②,消去a 得3-=(32-1)+2,解得=-1,则a =2,故选C.(2)设切点坐标为(0,e 0+m ).由y =e +m ,得y ′=e +m ,则切线的方程为y -e 0+m =e 0+m (-0) ①,又因为切线y =过点(0,0),代入①得0=1,则切点坐标为(1,1),将(1,1)代入y =e +m 中,解得m =-1,故选C. 答案 (1)C (2)C 角度3 公切线问题【例2-3】 (一题多解)已知曲线y =+ln 在点(1,1)处的切线与曲线y =a 2+(a +2)+1相切,则a =________.解析 法一 ∵y =+ln , ∴y ′=1+1x,y ′|=1=2.∴曲线y =+ln 在点(1,1)处的切线方程为y -1=2(-1),即y =2-1.∵y =2-1与曲线y =a 2+(a +2)+1相切,∴a ≠0(当a =0时曲线变为y =2+1与已知直线平行).由⎩⎨⎧y =2x -1,y =ax 2+(a +2)x +1消去y ,得a 2+a +2=0. 由Δ=a 2-8a =0,解得a =8. 法二 同法一得切线方程为y =2-1.设y =2-1与曲线y =a 2+(a +2)+1相切于点(0,a 20+(a +2)0+1).∵y ′=2a +(a +2),∴y ′|=0=2a 0+(a +2). 由⎩⎨⎧2ax 0+(a +2)=2,ax 20+(a +2)x 0+1=2x 0-1,解得⎩⎨⎧x 0=-12,a =8.答案 8规律方法 (1)求切线方程的方法:①求曲线在点P 处的切线,则表明P 点是切点,只需求出函数在点P 处的导数,然后利用点斜式写出切线方程;②求曲线过点P 的切线,则P 点不一定是切点,应先设出切点坐标,然后列出切点坐标的方程解出切点坐标,进而写出切线方程.(2)处理与切线有关的参数问题,通常根据曲线、切线、切点的三个关系列出参数的方程并解出参数:①切点处的导数是切线的斜率;②切点在切线上;③切点在曲线上.【训练2】 (1)(2019·苏州调研)已知曲线f ()=a 3+ln 在(1,f (1))处的切线的斜率为2,则实数a 的值是________.(2)若存在过点(1,0)的直线与曲线y =3和y =a 2+154-9(a ≠0)都相切,则a 的值为( )A.-1或-2564B.-1或214C.-74或-2564D.-74或7解析 (1)f ′()=3a 2+1x,则f ′(1)=3a +1=2,解得a =13.(2)由y =3得y ′=32,设曲线y =3上任意一点(0,30)处的切线方程为y -30=320(-0),将(1,0)代入得0=0或0=32.①当0=0时,切线方程为y =0,由⎩⎨⎧y =0,y =ax 2+154x -9得a 2+154-9=0,Δ=⎝ ⎛⎭⎪⎫1542+4·a ·9=0得a =-2564. ②当0=32时,切线方程为y =274-274,由⎩⎪⎨⎪⎧y =274x -274,y =ax 2+154x -9得a 2-3-94=0,Δ=32+4·a ·94=0得a =-1.综上①②知,a =-1或a =-2564.答案 (1)13(2)A基础巩固题组一、选择题1.若f ()=2f ′(1)+2,则f ′(0)等于( ) A.2 B.0 C.-2D.-4解析 ∵f ′()=2f ′(1)+2,∴令=1,得f ′(1)=-2, ∴f ′(0)=2f ′(1)=-4. 答案 D2.设曲线y =e a -ln(+1)在=0处的切线方程为2-y +1=0,则a =( ) A.0 B.1 C.2D.3解析 ∵y =e a -ln(+1),∴y ′=a e a -1x +1,∴当=0时,y ′=a -1.∵曲线y =e a -ln(+1)在=0处的切线方程为2-y +1=0,∴a -1=2,即a =3.故选D. 答案 D3.曲线f ()=3-+3在点P 处的切线平行于直线y =2-1,则P 点的坐标为( ) A.(1,3)B.(-1,3)C.(1,3)或(-1,3)D.(1,-3)解析 f ′()=32-1,令f ′()=2,则32-1=2,解得=1或=-1,∴P (1,3)或(-1,3),经检验,点(1,3),(-1,3)均不在直线y =2-1上,故选C. 答案 C4.(2019·诸暨统考)已知f ()的导函数为f ′(),若满足f ′()-f ()=2+,且f (1)≥1,则f ()的解析式可能是( ) A.2-ln + B.2-ln - C.2+ln +D.2+2ln +解析 由选项知f ()的定义域为(0,+∞),由题意得xf ′(x )-f (x )x 2=1+1x ,即⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )x ′=1+1x ,故f (x )x=+ln +c (c 为待定常数),即f ()=2+(ln +c ).又f (1)≥1,则c ≥0,故选C. 答案 C5.(一题多解)(2018·全国Ⅰ卷)设函数f ()=3+(a -1)2+a .若f ()为奇函数,则曲线y =f ()在点(0,0)处的切线方程为( ) A.y =-2 B.y =- C.y =2D.y =解析 法一 因为函数f ()=3+(a -1)2+a 为奇函数,所以f (-)=-f (),所以(-)3+(a -1)(-)2+a (-)=-[3+(a -1)2+a ],所以2(a -1)2=0.因为∈R ,所以a =1,所以f ()=3+,所以f ′()=32+1,所以f ′(0)=1,所以曲线y =f ()在点(0,0)处的切线方程为y =.故选D. 法二 因为函数f ()=3+(a -1)2+a 为奇函数,所以f (-1)+f (1)=0,所以-1+a -1-a +(1+a -1+a )=0,解得a =1,此时f ()=3+(经检验,f ()为奇函数),所以f ′()=32+1,所以f ′(0)=1,所以曲线y =f ()在点(0,0)处的切线方程为y =.故选D. 法三 易知f ()=3+(a -1)2+a =[2+(a -1)+a ],因为f ()为奇函数,所以函数g ()=2+(a -1)+a 为偶函数,所以a -1=0,解得a =1,所以f ()=3+,所以f ′()=32+1,所以f ′(0)=1,所以曲线y =f ()在点(0,0)处的切线方程为y =.故选D. 答案 D6.已知y =f ()是可导函数,如图,直线y =+2是曲线y =f ()在=3处的切线,令g ()=f (),g ′()是g ()的导函数,则g ′(3)=( )A.-1B.0C.2D.4解析 由题图可知曲线y =f ()在=3处切线的斜率等于-13,∴f ′(3)=-13.∵g ()=f (),∴g ′()=f ()+f ′(),∴g ′(3)=f (3)+3f ′(3),又由题图可知f (3)=1,所以g ′(3)=1+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=0. 答案 B 二、填空题7.(2018·天津卷)已知函数f ()=eln ,f ′()为f ()的导函数,则f ′(1)的值为________. 解析 由题意得f ′()=eln +e ·1x,则f ′(1)=e.答案 e8.(2018·全国Ⅲ卷)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 +1+a )e ,由曲线在点(0,1)处的切线的斜率为-2,得y ′|=0=(a +1+a )e|=0=1+a =-2,所以a =-3.答案 -39.(2018·台州调考)已知函数f ()=a ln ,∈(0,+∞),其中a 为实数,f ′()为f ()的导函数,若f ′(1)=3,则a 的值为__________;f ()在=1处的切线方程为________.解析 f ′()=a ⎝⎛⎭⎪⎫ln x +x ·1x =a (1+ln ),由于f ′(1)=a (1+ln 1)=a ,又f ′(1)=3,所以a =3.f ()=3ln ,f (1)=0,∴f ()在=1处的切线方程为y =3(-1),即为3-y -3=0. 答案 3 3-y -3=010.设曲线y =e 在点(0,1)处的切线与曲线y =1x(>0)在点P 处的切线垂直,则P 的坐标为________.解析 y ′=e ,曲线y =e 在点(0,1) 处的切线的斜率1=e 0=1.设P (m ,n ),y =1x(>0)的导数为y ′=-1x 2(>0),曲线y =1x (>0)在点P 处的切线斜率2=-1m2(m >0),因为两切线垂直,所以12=-1,所以m =1,n =1,则点P 的坐标为(1,1). 答案 (1,1) 三、解答题11.已知点M 是曲线y =133-22+3+1上任意一点,曲线在M 处的切线为l ,求: (1)斜率最小的切线方程;(2)切线l 的倾斜角α的取值范围.解 (1)y ′=2-4+3=(-2)2-1≥-1,∴当=2时,y ′min =-1,y =53, ∴斜率最小的切线过点⎝ ⎛⎭⎪⎫2,53,斜率=-1, ∴切线方程为3+3y -11=0.(2)由(1)得≥-1,∴tan α≥-1,又∵α∈[0,π),∴α∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π. 故α的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π. 12.已知曲线y =133+43. (1)求曲线在点P (2,4)处的切线方程;(2)求曲线过点P (2,4)的切线方程.解 (1)∵P (2,4)在曲线y =133+43上,且y ′=2, ∴在点P (2,4)处的切线的斜率为y ′|=2=4.∴曲线在点P (2,4)处的切线方程为y -4=4(-2),即4-y -4=0.(2)设曲线y =133+43与过点P (2,4)的切线相切于点A ⎝⎛⎭⎪⎫x 0,13x 30+43,则切线的斜率为y ′|=0=20.∴切线方程为y -⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 30+43=20(-0),即y =20·-2330+43.∵点P (2,4)在切线上,∴4=220-2330+43,即30-320+4=0,∴30+20-420+4=0, ∴20(0+1)-4(0+1)(0-1)=0,∴(0+1)(0-2)2=0,解得0=-1或0=2,故所求的切线方程为-y +2=0或4-y -4=0.能力提升题组13.(2018·萧山月考)已知f 1()=sin +cos ,f n +1()是f n ()的导函数,即f 2()=f 1′(),f 3()=f ′2(),…,f n +1()=f n ′(),n ∈N *,则f 2 018()等于( )A.-sin -cosB.sin -cosC.-sin +cosD.sin +cos解析 ∵f 1()=sin +cos ,∴f 2()=f 1′()=cos -sin ,∴f 3()=f 2′()=-sin -cos ,∴f 4()=f 3′()=-cos +sin ,∴f 5()=f 4′()=sin +cos ,∴f n ()是以4为周期的函数,∴f 2 018()=f 2()=-sin +cos ,故选C.答案 C14.(2019·无锡模拟)关于的方程2|+a |=e 有3个不同的实数解,则实数a 的取值范围为________.解析 由题意,临界情况为y =2(+a )与y =e 相切的情况,y ′=e =2,则=ln 2,所以切点坐标为(ln 2,2),则此时a =1-ln 2,所以只要y =2|+a |图象向左移动,都会产生3个交点,所以a >1-ln 2,即a ∈(1-ln 2,+∞).答案 (1-ln 2,+∞)15.若直线y =+b 是曲线y =ln +2的切线,也是曲线y =ln(+1)的切线,则b =________. 解析 y =ln +2的切线为:y =1x 1·+ln 1+1(设切点横坐标为1). y =ln(+1)的切线为:y =1x 2+1+ln(2+1)-x 2x 2+1(设切点横坐标为2).∴⎩⎪⎨⎪⎧1x 1=1x 2+1,ln x 1+1=ln (x 2+1)-x 2x 2+1, 解得1=12,2=-12,∴b =ln 1+1=1-ln 2. 答案 1-ln 216.(2019·湖州适应性考试)已知函数f ()=|3+a +b |(a ,b ∈R ),若对任意的1,2∈[0,1],f (1)-f (2)≤2|1-2|恒成立,则实数a 的取值范围是________.解析 当1=2时,f (1)-f (2)≤2|1-2|恒成立;当1≠2时,由f (1)-f (2)≤2|1-2|得f (x 1)-f (x 2)|x 1-x 2|≤2,故函数f ()在(0,1)上的导函数f ′()满足|f ′()|≤2,函数y =3+a +b 的导函数为y ′=32+a ,其中[0,1]上的值域为[a ,a +3],则有⎩⎨⎧|a |≤2,|a +3|≤2,解得-2≤a ≤-1.综上所述,实数a 的取值范围为[-2,-1].答案 [-2,-1]17.设函数f ()=a -b x,曲线y =f ()在点(2,f (2))处的切线方程为7-4y -12=0. (1)求f ()的解析式;(2)证明曲线f ()上任一点处的切线与直线=0和直线y =所围成的三角形面积为定值,并求此定值.解 (1)方程7-4y -12=0可化为y =74-3, 当=2时,y =12.又f ′()=a +b x 2,于是⎩⎪⎨⎪⎧2a -b 2=12,a +b 4=74,解得⎩⎨⎧a =1,b =3.故f ()=-3x . (2)设P (0,y 0)为曲线上任一点,由y ′=1+3x 2知曲线在点P (0,y 0)处的切线方程为y -y 0=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+3x 20(-0),即y -⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0-3x 0=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+3x 20(-0).令=0,得y =-6x 0,从而得切线与直线=0的交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-6x 0.令y =,得y ==20,从而得切线与直线y =的交点坐标为(20,20).所以点P (0,y 0)处的切线与直线=0,y =所围成的三角形的面积为S =12⎪⎪⎪⎪⎪⎪-6x 0|20|=6. 故曲线y =f ()上任一点处的切线与直线=0,y =所围成的三角形面积为定值,且此定值为6.18.如图,从点P 1(0,0)作轴的垂线交曲线y =e 于点Q 1(0,1),曲线在Q 1点处的切线与轴交于点P 2.再从P 2作轴的垂线交曲线于点Q 2,依次重复上述过程得到一系列点:P 1,Q 1;P 2,Q 2;…;P n ,Q n ,记P 点的坐标为(,0)(=1,2,…,n ).(1)试求与-1的关系(=2,…,n );(2)求|P 1Q 1|+|P 2Q 2|+|P 3Q 3|+…+|P n Q n |.解 (1)设点P -1的坐标是(-1,0),∵y =e ,∴y ′=e ,∴Q -1(-1,e -1),在点Q -1(-1,e -1)处的切线方程是y -e -1=e -11(--1),令y =0,则=-1-1(=2,…,n ).(2)∵1=0,--1=-1,∴=-(-1),∴|PQ |=e =e -(-1),于是有|P 1Q 1|+|P 2Q 2|+|P 3Q 3|+…+|P n Q n |=1+e -1+e -2+…+e -(n -1)=1-e -n 1-e -1=e -e 1-ne -1, 即|P 1Q 1|+|P 2Q 2|+|P 3Q 3|+…+|P n Q n |=e -e 1-ne -1.。

浙江历年高考真题导数

浙江历年高考真题导数

浙江历年高考真题导数.已知浙江高考)1. (07 .??22kxxx??x1?f?的解;k =2,求方程(I)若??0?fx上有两个解(0,2)在(II)若关于x的方程??0f?x的取值范围,并证明x,求kx,11214 xx122. (08浙江高考)已知a是实数,函数. ??2axxf()?x?(1)=3,求a的值及曲线在点1f(Ⅰ)若(1,f()?yf(x1))处的切线方程;(Ⅱ)求在区间[0,2]上的最大值。

)f(x3.(09浙江高考)已知函数.)b(a,?R(I)若函数的图象过23bx?a?2)(1?a)x?a(?x(fx)?原点,且在原点处)xf(的切线斜率是,求的值;3?b,a(II)若函数在区间上不单调,求的)f(x1,1)(?a...取值范围.4.(10浙江高考)已知函数(a-b)2)?a?f(x)(x<b)。

a?R,(a,b(I)当a=1,b=2时,求曲线在点(2,))x)f(fy?(x 处的切线方程。

(II)设是的两个极值点,是的一个xxx,)(xxf()f123零点,且,x?xxx?2313证明:存在实数,使得按某种顺序排列xx,,xx,x42134后的等差数列,并求x45.(11浙江高考)22?ax,a??a0lnx?x)f(x设函数)xf((的单调区间I)求??ex?1,2e?)(??e1fxa对恒成立。

)求所有实数II(,使为自然对数的底数。

e注:6.(12浙江高考)已知函数,Ra?2.a?ax)x?4x2?f(⑴求的单调区间)f(x时,⑵证明:当0.?a2?xf()|?|1x0??7.(13浙江高考)知a∈R,函数f(x)=2x3-3(a2+6xax.+1)(1)若a=1,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;(2)若|a|>1,求f(x)在闭区间[0,2|a|]上的最小值.时,2)当k=1. (Ⅰ)解:(1 ??22kx?1??xf?xx 时,方程化1≤①当≥1或-时,即xx201x??为20?2x2x?1??3??3?,故舍去,所以,因为解得??x01?23?1?.?x2当②方程化为<<1时,时,-12x0?1?2x0??1x,1解得?x?2的解所以=2时,方程①②由得当k??0f?3?1?1.或?x?x?22 2,x<x<0 (II)解:不妨设<212?12x?kx?1 ?x?因为???xf?1kx?1 x???](0,1是单调函数,故在在所以(0,1]????0x?fxf 上至多一个解,=x2,则x<x<1<0若1<x,故不符题2121?2≤1<x<2.x意,因此0<211由得,所以;1??k??0xf???k1x171;所以,得由??0?fx x?k?21????k22x22.7上有两个故当2)时,方程在(0,??0?fx1?k???2解.时,≤1<x<21 x,<当0221?k?0?kx?2x1?消去k得20x??x?2xx2121,所以2<1111.,因为22x1即x24??2x??2xxxx2211)解:2. .2ax)?3x?2f'(x因为,3?3?2a?f'(I).所以0a?,又当时,0a?3?1,f'(I)f(I)?线曲处的切线方程为所以(I)))在(1,f?yf(x.02=3x-y-a2 II)解:令.,解得(?0,xx?0)?xf'(213a2上单调2]在[0,,即a≤0时,当0?)xf(3递增,从而.a4(2)?8?ff?max2a时,即a≥3时,在[0当,2]上单2?)xf(3调递减,从而.0(0)??ff max2aa2,即,当在上单调递??3a??00,2??0)xf(??33??2a上单调递增,从而减,在??2,??3??8?4a,0?a?2.? ??f?max3.??a0, 2??8?4a, a?2.??综上所述,f??max2.0, a???3. 解析:(Ⅰ)由题意得)(2(31)2()2??xa?afaxx???0b?(0)?f,解得,或又?1a?3b?0?a???32)???0)?a(a?f(?(Ⅱ)函数在区间不单调,等价于)1,(x)1(?f导函数在既能取到大于0的?)1(?1f,(x)实数,又能取到小于0的实数即函数在上存在零点,根据零?)1(?1f(x),点存在定理,有,即:??0)f(1)f?(?1[3?2(1?a)?a(a?2)][3?2(1?a)?a(a?2)]?0整理得:,解得0)15()(1)(21??a?5??aa??a?时,a=1,b=2)4. Ⅰ解:当-1)(3x-5) 因为f'(x)=(x 故f'(2)=1f(2)=0,y=x-2)处的切线方程为2,0在点(f(x)所以.b2a?),=(Ⅱ)证明:因为f′(x)3(x-a)(x-3. 由于a<b.故a<ba?23 a,x.=所以f(x)的两个极值点为x=b2a[3=xx=a,不妨设b2a?,213 f(x)的零点,x 因为x≠,x≠x,且x是32133.bx=故3又因为bb2a?a?2-,(b)-a=233=x 1a?b2b2a?+a()=,4323b?a2ba?2依次成等差数列,,所以a,,b33. =满足题意,且x b?2a x所以存在实数4435. ,,其中(Ⅰ)解:因为220x axx?a?lnxxf()?所以。

导数中的公切线问题--2024年新高考数学一轮复习题型归纳与方法总结 解析版

导数中的公切线问题--2024年新高考数学一轮复习题型归纳与方法总结 解析版

导数中的公切线问题知识点梳理一、公切线问题一般思路两个曲线的公切线问题,主要考查利用导数的几何意义进行解决,关键是抓住切线的斜率进行转化和过渡.主要应用在求公切线方程,切线有关的参数,以及与函数的其他性质联系到一起.处理与切线有关的参数,通常根据曲线、切线、切点的三个关系列出参数的方程并解出参数:①切点处的导数是切线的斜率;②切点在切线上;③切点在曲线上.考法1:求公切线方程已知其中一曲线上的切点,利用导数几何意义求切线斜率,进而求出另一曲线上的切点;不知切点坐标,则应假设两切点坐标,通过建立切点坐标间的关系式,解方程.具体做法为:设公切线在y =f (x )上的切点P 1(x 1,f (x 1)),在y =g (x )上的切点P 2(x 2,g (x 2)),则f ′(x 1)=g ′(x 2)=f x 1 -g x 2x 1-x 2.考法2:由公切线求参数的值或范围问题由公切线求参数的值或范围问题,其关键是列出函数的导数等于切线斜率的方程.题型精讲精练1若直线y =kx +b 是曲线y =e x 的切线,也是曲线y =ln x +2 的切线,则k =______.【解析】设y =kx +b 与y =e x 和y =ln x +2 ,分别切于点x 1,e x 1,x 2,ln x 2+2 ,由导数的几何意义可得:k =e x 1=1x 2+2,即x 2+2=1ex 1,①则切线方程为y -e x 1=e x 1x -x 1 ,即y =e x 1x -e x 1x 1+e x 1,或y -ln x 2+2 =1x 2+2x -x 2 ,即y -ln x 2+2 =1x 2+2x -x 2 ,②将①代入②得y =e x 1x +2e x 1-1-x 1,又直线y =kx +b 是曲线y =e x 的切线,也是曲线y =ln x +2 的切线,则-e x 1x 1+e x 1=2e x 1-1-x 1,即e x 1-1 x 1+1 =0,则x 1=-1或x 1=0,即k =e 0=1或k =e -1=1e ,故答案为1或1e.2已知直线y =kx +b 与函数y =e x 的图像相切于点P x 1,y 1 ,与函数y =ln x 的图像相切于点Q x 2,y 2 ,若x 2>1,且x 2∈n ,n +1 ,n ∈Z ,则n =______.【解析】依题意,可得e x 1=k =1x 2y 1=e x 1=kx 1+by 2=ln x 2=kx 2+b,整理得x 2ln x 2-ln x 2-x 2-1=0令f x =x ln x -ln x -x -1x >1 ,则f x =ln x -1x在1,+∞ 单调递增且f 1 ⋅f 2 <0,∴存在唯一实数m ∈1,2 ,使f m =0f x min =f m <f 1 <0,f 2 =ln2-3<0,f 3 =2ln3-4<0,f 4 =3ln4-5<0,f 5 =4ln5-6>0,∴x 2∈4,5 ,故n =4.【题型训练】1.求公切线方程一、单选题1(2023·全国·高三专题练习)曲线y =1x与曲线y =-x 2的公切线方程为()A.y =-4x +4B.y =4x -4C.y =-2x +4D.y =2x -4【答案】A【分析】画出图象,从而确定正确选项.【详解】画出y =1x,y =-x 2以及四个选项中直线的图象如下图所示,由图可知A 选项符合.故选:A2(2023·全国·高三专题练习)对于三次函数f (x ),若曲线y =f (x )在点(0,0)处的切线与曲线y =xf (x )在点(1,2)处点的切线重合,则f ′(2)=()A.-34B.-14C.-4D.14【答案】B【分析】由f(0)=0得d=0,然后求得f (x),由f (0)=2-01-0求得c=2,设g(x)=xf(x),由g(1)=2得f(1)=2及a+b=0,再由g (1)=2得3a+2b+2=0,解得a,b后可得f (2).【详解】设f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0),∵f(0)=d=0,∴f(x)=ax3+bx2+cx,∴f′(x)=3ax2+2bx+c∴f′(0)=c=2-01-0=2,设g(x)=xf(x),则g(1)=f(1)=a+b+2=2,即a+b=0⋯⋯①又∵g′(x)=f(x)+xf′(x),∴g′(1)=f(1)+f′(1)=2,∴f′(1)=0,即3a+2b+2=0⋯⋯②由①②可得a=-2,b=2,c=2,∴f′(2)=-14.故选:B.3(2023·全国·高三专题练习)已知函数f x =x ln x,g x =ax2-x.若经过点A1,0存在一条直线l与曲线y=f x 和y=g x 都相切,则a=()A.-1B.1C.2D.3【答案】B【分析】先求得f(x)在A(1,0)处的切线方程,然后与g x =ax2-x联立,由Δ=0求解【详解】解析:∵f x =x ln x,∴f x =1+ln x,∴f 1 =1+ln1=1,∴k=1,∴曲线y=f x 在A1,0处的切线方程为y=x-1,由y=x-1y=ax2-x得ax2-2x+1=0,由Δ=4-4a=0,解得a=1.故选:B4(2023·全国·高三专题练习)已知函数f(x)=x2-4x+4,g(x)=x-1,则f(x)和g(x)的公切线的条数为A.三条B.二条C.一条D.0条【答案】A【分析】分别设出两条曲线的切点坐标,根据斜率相等得到方程8n3-8n2+1=0,构造函数f x =8x3-8x2+1,f x =8x3x-2,研究方程的根的个数,即可得到切线的条数.【详解】设公切线与f x 和g x 分别相切于点m,f m,n,f n,f x =2x-4,g x =-x -2,gn =fm =g n -f m n -m ,解得m =-n -22+2,代入化简得8n 3-8n 2+1=0,构造函数f x =8x 3-8x 2+1,f x =8x 3x -2 ,原函数在-∞,0 ↗,0,23 ↘,23,+∞ ↗,极大值f 0 >0,极小值,f 23<0故函数和x 轴有交3个点,方程8n 3-8n 2+1=0有三解,故切线有3条.故选A .【点睛】这个题目考查了利用导数求函数在某一点处的切线方程;步骤一般为:一,对函数求导,代入已知点得到在这一点处的斜率;二,求出这个点的横纵坐标;三,利用点斜式写出直线方程.考查了函数零点个数问题,即转化为函数图像和x 轴的交点问题.5(2023·全国·高三专题练习)已知函数f x =x 2-2m ,g x =3ln x -x ,若y =f x 与y =g x在公共点处的切线相同,则m =()A.-3B.1C.2D.5【答案】B【分析】设曲线y =f x 与y =g x 的公共点为x 0,y 0 ,根据题意可得出关于x 0、m 的方程组,进而可求得实数m 的值.【详解】设函数f x =x 2-2m ,g x =3ln x -x 的公共点设为x 0,y 0 ,则f x 0 =g x 0 f x 0 =g x 0 ,即x 20-2m =3ln x 0-x 02x 0=3x 0-1x 0>0,解得x 0=m =1,故选:B .【点睛】本题考查利用两函数的公切线求参数,要结合公共点以及导数值相等列方程组求解,考查计算能力,属于中等题.6(2023·全国·高三专题练习)函数f (x )=ln x 在点P (x 0,f (x 0))处的切线与函数g (x )=e x 的图象也相切,则满足条件的切点的个数有A.0个B.1个C.2个D.3个【答案】C【分析】先求直线l 为函数的图象上一点A (x 0,f (x 0))处的切线方程,再设直线l 与曲线y =g (x )相切于点(x 1,e x 1),进而可得ln x 0=x 0+1x 0-1,根据函数图象的交点即可得出结论.【详解】解:∵f (x )=ln x ,∴f ′(x )=1x ,∴x =x 0,f ′(x 0)=1x 0,∴切线l的方程为y-ln x0=1x0(x-x0),即y=1x0x+ln x0-1,①设直线l与曲线y=g(x)相切于点(x1,e x1),∵g (x)=e x,∴e x1=1x0,∴x1=-ln x0.∴直线l也为y-1x0=1x0(x+ln x0)即y=1x0x+ln x0x0+1x0,②由①②得ln x0=x0+1 x0-1,如图所示,在同一直角坐标系中画出y=ln x,y=x+1x-1的图象,即可得方程有两解,故切点有2个.故选:C二、填空题7(2023·吉林长春·长春吉大附中实验学校校考模拟预测)与曲线y=e x和y=-x24都相切的直线方程为.【答案】y=x+1【分析】分别设出直线与两曲线相切的切点,然后表示出直线的方程,再根据切线是同一条直线建立方程求解.【详解】设直线与曲线y=e x相切于点x1,e x1,因为y =e x,所以该直线的方程为y-e x1=e x1x-x 1,即y=e x1x+e x11-x1,设直线与曲线y=-x24相切于点x2,-x224,因为y =-x2,所以该直线的方程为y+x224=-x22x-x2,即y=-x22x+x224,所以e x1=-x22e x11-x1=x224,解得x1=0,x2=-2,所以该直线的方程为y=x+1,故答案为:y=x+1.8(2023·全国·高三专题练习)已知f x =e x-1(e为自然对数的底数),g x =ln x+1,请写出f x 与g x 的一条公切线的方程.【答案】y=ex-1或y=x【分析】假设切点分别为m,e m-1,n,ln n+1,根据导数几何意义可求得公切线方程,由此可构造方程求得m,代入公切线方程即可得到结果.【详解】设公切线与f x 相切于点m,e m-1,与g x 相切于点n,ln n+1,∵f x =e x,g x =1x,∴公切线斜率k=e m=1n;∴公切线方程为:y-e m+1=e m x-m或y-ln n-1=1nx-n,整理可得:y=e m x-m-1e m-1或y=1nx+ln n,∴e m=1nm-1e m+1=-ln n,即m=-ln nm-1e m +1=-ln n,∴m-1e m+1-m=m-1e m-1=0,解得:m=1或m=0,∴公切线方程为:y=ex-1或y=x.故答案为:y=ex-1或y=x.9(2023春·安徽·高三合肥市第六中学校联考开学考试)已知直线l与曲线y=e x、y=2+ln x都相切,则直线l的方程为.【答案】y=x+1或y=ex【分析】分别求出两曲线的切线方程是y=e x1x+e x11-x1和y=1x2x+1+ln x2,解方程e x1=1x2,e x11-x1=1+ln x2,即得解.【详解】解:由y=e x得y =e x,设切点为x1,e x1,所以切线的斜率为e x1,则直线l的方程为:y=e x1x+e x11-x1;由y =2+ln x 得y =1x ,设切点为x 2,2+ln x 2 ,所以切线的斜率为1x 2,则直线l 的方程为:y =1x 2x +1+ln x 2.所以e x 1=1x 2,e x 11-x 1 =1+ln x 2,消去x 1得1x 2-11+ln x 2 =0,故x 2=1或x 2=1e,所以直线l 的方程为:y =x +1或y =ex .故答案为:y =x +1或y =ex 10(2023春·浙江金华·高三浙江金华第一中学校考阶段练习)已知直线y =kx +b 是曲线y =ln 1+x 与y =2+ln x 的公切线,则k +b =.【答案】3-ln2【分析】分别设两条曲线上的切点,写出切线方程,建立方程组,解出切点,计算k +b .【详解】设曲线y =ln 1+x 上切点A x 1,ln 1+x 1 ,y =11+x,切线斜率k =11+x 1,切线方程y -ln 1+x 1 =11+x 1x -x 1 ,即y =11+x 1x -x 11+x 1+ln 1+x 1同理,设曲线y =2+ln x 上切点B x 2,2+ln x 2 ,y =1x,切线斜率k =1x 2,切线方程y -2+ln x 2 =1x 2x -x 2 ,即y =1x 2x +1+ln x 2,所以11+x 1=1x 2-x11+x 1+ln (1+x 1)=1+ln x 2,解得x 1=-12x 2=12,所以k =2,b =1-ln2,k +b =3-ln2.故答案为:3-ln2.2.公切线中的参数问题一、单选题1(2023·陕西渭南·统考一模)已知直线y =ax +b (a ∈R ,b >0)是曲线f x =e x 与曲线g x =ln x +2的公切线,则a +b 等于()A.e +2B.3C.e +1D.2【答案】D【分析】由f x 求得切线方程,结合该切线也是g x 的切线列方程,求得切点坐标以及斜率,进而求得直线y =ax +b ,从而求得正确答案.【详解】设t ,e t 是f x 图象上的一点,f x =e x ,所以f x 在点t ,e t 处的切线方程为y -e t =e t x -t ,y =e t x +1-t e t ①,令g x =1x=e t ,解得x =e -t ,g e -t=ln e -t+2=2-t ,所以2-t -e te -t-t=e t ,1-t =1-t e t ,所以t =0或t =1(此时①为y =ex ,b =0,不符合题意,舍去),所以t =0,此时①可化为y -1=1×x -0 ,y =x +1,所以a +b =1+1=2.故选:D2(2023·陕西榆林·校考模拟预测)若直线l 与曲线y =e x 相切,切点为M x 1,y 1 ,与曲线y =x +32也相切,切点为N x 2,y 2 ,则2x 1-x 2的值为()A.-2B.-1C.0D.1【答案】B【分析】根据导数求出切线的斜率,得到切线方程,根据两切线方程即可得解.【详解】因为直线l 与曲线y =e x 相切,切点为M x 1,y 1 ,可知直线l 的方程为y =e x 1x -x 1 +e x 1=e x 1x +1-x 1 e x 1,又直线l 与曲线y =x +3 2也相切,切点为N x 2,y 2 ,可知直线l 的方程为y =2x 2+3 x -x 2 +x 2+3 2=2x 2+3 x -x 22+9,所以e x 1=2x 2+3 1-x 1 e x 1=-x 22+9,两式相除,可得21-x 1 =3-x 2,所以2x 1-x 2=-1.故选:B3(2023春·河南·高三校联考阶段练习)已知曲线y =x 在点x 0,x 0 0<x 0<14处的切线也与曲线y =e x 相切,则x 0所在的区间是()A.0,14e 4B.14e 4,14e 2C.14e 2,14eD.14e ,14【答案】C【分析】设切线l与曲线y=e x的切点为m,e m,通过导数分别写出切线方程,由两条切线重合得出方程,再通过此方程有解得出结果.【详解】设该切线为l,对y=x求导得y =12x,所以l的方程为y-x0=12x0x-x0,即y=12x0x+x02.设l与曲线y=e x相切的切点为m,e m,则l的方程又可以写为y-e m=e m x-m,即y=e m x+1-me m.所以e m=12x0,x02=1-me m.消去m,可得x0=1+ln2x0,0<x0<1 4,令t=2x0∈0,1,则ln t-t24+1=0.设h t =ln t-t24+1,当0<t<1时,h t =1t-t2>0,所以h t 在0,1上单调递增,又h1e=-14e2<0,h1e=12-14e>0,所以t0=2x0∈1e,1e,所以x0∈14e2,14e.故选:C.4(2023·全国·高三专题练习)若函数f x =2a ln x+1与g x =x2+1的图像存在公共切线,则实数a的最大值为()A.eB.2eC.e22D.e2【答案】A【分析】分别设公切线与g x =x2+1和f(x)=2a ln x+1的切点x1,x21+1,x2,2a ln x2+1,根据导数的几何意义列式,再化简可得a=2x22-2x22ln x2,再求导分析h(x)=2x2-2x2⋅ln x(x >0)的最大值即可【详解】g x =2x,f x =2a x,设公切线与g x =x2+1的图像切于点x1,x21+1,与曲线f(x)=2a ln x+1切于点x2,2a ln x2+1,所以2x1=2ax2=2a ln x2+1-x21+1x2-x1=2a ln x2-x21x2-x1,故a=x1x2,所以2x1=2x1x2ln x2-x21x2-x1,所以x1=2x2-2x2⋅ln x2,因为a=x1x2,故a=2x22-2x22ln x2,设h(x)=2x2-2x2⋅ln x(x>0),则h (x)=2x(1-2ln x),令h (x)=0⇒x=e当h (x)>0时,x∈(0,e),当h (x)<0时,x∈(e,+∞),所以h x 在(0,e)上递增,在(e,+∞)上递减,所以h(x)max=h(e)=e,所以实数a的最大值为e,故选:A.5(2023·湖南郴州·统考模拟预测)定义:若直线l与函数y=f x ,y=g x 的图象都相切,则称直线l为函数y=f x 和y=g x 的公切线.若函数f x =a ln x a>0和g x =x2有且仅有一条公切线,则实数a的值为()A.eB.eC.2eD.2e【答案】C【分析】设直线与g x =x2的切点为x1,x21,然后根据导数的几何意义可推得切线方程为y=2x1x-x21,y=ax2x+a ln x2-1.两条切线重合,即可得出a=4x22-4x22ln x2有唯一实根.构造h x =4x2-4x2ln x x>0,根据导函数得出函数的性质,作出函数的图象,结合图象,即可得出答案.【详解】设直线与g x =x2的切点为x1,x21,因为g x =2x,根据导数的几何意义可知该直线的斜率为2x1,即该直线的方程为y-x21=2x1x-x1,即y=2x1x-x21.设直线与f x =a ln x的切点为(x2,a ln x2),因为f x =ax,根据导数的几何意义可知该直线的斜率为ax2,即该直线的方程为y-a ln x2=ax2x-x2,即y=ax2x+a ln x2-1.因为函数f x =a ln x a>0和g x =x2有且只有一条公切线,所以有2x1=ax2a ln x2-1=-x21 ,即a=4x22-4x22ln x2有唯一实根.令h x =4x2-4x2ln x x>0,则h x =8x-8x ln x-4x=4x1-2ln x.解h x =0,可得x= e.当4x1-2ln x>0时,0<x<e,所以h x 在0,e上单调递增;当4x1-2ln x<0时,x>e,所以h x 在e,+∞上单调递减.所以h x 在x=e处取得最大值h e=4e-4e×12=2e.当x→0时,h x →0,h e =4e2-4e2ln e=0,函数h x 图象如图所示,因为a>0,a=4x2-4x2ln x有唯一实根,所以只有a=2e.故选:C6(2023春·广东汕头·高三汕头市潮阳实验学校校考阶段练习)已知函数f x =2+ln x,g x = a x,若总存在两条不同的直线与函数y=f x ,y=g x 图象均相切,则实数a的取值范围为()A.0,1B.0,2C.1,2D.1,e【答案】B【分析】设函数y=f x ,y=g x 的切点坐标分别为x1,2+ln x1,x2,a x2,根据导数几何意义可得a2=4ln x1+4x1,x1>0,即该方程有两个不同的实根,则设h x =4ln x+4x,x>0,求导确定其单调性与取值情况,即可得实数a的取值范围.【详解】解:设函数f x =2+ln x上的切点坐标为x1,2+ln x1,且x1>0,函数g x =a x 上的切点坐标为x2,a x2,且x2≥0,又f x =1x,g x =a2x,则公切线的斜率k=1x1=a2x2,则a>0,所以x2=a24x21,则公切线方程为y-2+ln x1=1x1x-x1,即y=1x1x+ln x1+1,代入x 2,a x 2 得:a x 2=1x 1x 2+ln x 1+1,则a 22x 1=1x 1⋅a 24x 21+ln x 1+1,整理得a 2=4ln x 1+4x 1,若总存在两条不同的直线与函数y =f x ,y =g x 图象均相切,则方程a 2=4ln x 1+4x 1有两个不同的实根,设h x =4ln x +4x,x >0,则h x =4x⋅x -4ln x +4x2=-4ln xx,令h x =0得x =1,当x ∈0,1 时,h x >0,h x 单调递增,x ∈1,+∞ 时,h x <0,h x 单调递减,又h x =0可得x =1e,则x →0时,h x →-∞;x →+∞时,h x →0,则函数h x 的大致图象如下:所以a >00<a 2<4,解得0<a <2,故实数a 的取值范围为0,2 .故选:B .【点睛】本题考查了函数的公切线、函数方程与导数的综合应用,难度较大.解决本题的关键是,根据公切线的几何意义,设切点坐标分别为x 1,2+ln x 1 ,且x 1>0,x 2,a x 2 ,且x 2≥0,可得k =1x 1=a 2x 2,即有x 2=a 24x 21,得公切线方程为y =1x 1x +ln x 1+1,代入切点x 2,a x 2 将双变量方程a x 2=1x 1x 2+ln x 1+1转化为单变量方程a 22x 1=1x 1⋅a 24x 21+ln x 1+1,根据含参方程进行“参变分离”得a 2=4ln x 1+4x 1,转化为一曲一直问题,即可得实数a 的取值范围.7(2023·全国·高三专题练习)若曲线y =ln x +1与曲线y =x 2+x +3a 有公切线,则实数a 的取值范围()A.2ln2-36,3-ln22B.1-4ln212,3-ln22C.2ln2-36,+∞ D.1-4ln212,+∞【答案】D【分析】分别求出两曲线的切线方程,则两切线方程相同,据此求出a 关于切点x 的解析式,根据解析式的值域确定a 的范围.【详解】设x 1,y 1 是曲线y =ln x +1的切点,设x 2,y 2 是曲线y =x 2+x +3a 的切点,对于曲线y =ln x +1,其导数为y =1x ,对于曲线y =x 2+x +3a ,其导数为y =2x +1,所以切线方程分别为:y -ln x 1+1 =1x 1x -x 1 ,y -x 22+x 2+3a =2x 2+1 x -x 2 ,两切线重合,对照斜率和纵截距可得:1x 1=2x 2+1ln x 1=-x 22+3a,解得3a =ln x 1+x 22=ln 12x 2+1+x 22=-ln 2x 2+1+x 22x 2>-12 ,令h x =-ln 2x +1 +x 2x >-12,hx =-22x +1+2x =4x 2+2x -22x +1=2x +1 2x -1 2x +1=0,得:x =12,当x ∈-12,12时,h x <0,h x 是减函数,当x ∈12,+∞时,h x >0,h x 是增函数,∴h min x =h 12 =14-ln2且当x 趋于-12时,,h x 趋于+∞;当x 趋于+∞时,h x 趋于+∞;∴3a ≥14-ln2,∴a ≥1-4ln212;故选:D .8(2023·河北·统考模拟预测)若曲线f (x )=3x 2-2与曲线g (x )=-2-m ln x (m ≠0)存在公切线,则实数m 的最小值为()A.-6eB.-3eC.2eD.6e【答案】A【分析】求出函数的导函数,设公切线与f x 切于点x 1,3x 21-2 ,与曲线g x 切于点x 2,-2-m ln x 2 ,x 2>0 ,即可得到m =-6x 1x 2,则x 1=0或x 1=2x 2-x 2ln x 2,从而得到m =12x 22ln x 2-12x 22,在令h x =12x 2ln x -12x 2,x >0 ,利用导数求出函数的最小值,即可得解;【详解】因为f (x )=3x 2-2,g (x )=-2-m ln x (m ≠0),所以f (x )=6x ,g (x )=-mx,设公切线与f x 切于点x 1,3x 21-2 ,与曲线g x 切于点x 2,-2-m ln x 2 ,x 2>0 ,所以6x 1=-m x 2=-2-m ln x 2-3x 21-2 x 2-x 1=-m ln x 2-3x 21x 2-x 1,所以m =-6x 1x 2,所以6x 1=6x 1x 2ln x 2-3x 21x 2-x 1,所以x 1=0或x 1=2x 2-x 2ln x 2,因为m ≠0,所以x 1≠0,所以x 1=2x 2-x 2ln x 2,所以m =-62x 2-x 2ln x 2 x 2=12x 22ln x 2-12x 22,令h x =12x 2ln x -12x 2,x >0 ,则h x =12x 2ln x -1 ,所以当0<x <e 时h x <0,当x >e 时h x >0,所以h x 在0,e 上单调递减,在e ,+∞ 上单调递增,所以h x min =h e =-6e ,所以实数m 的最小值为-6e.故选:A【点睛】思路点睛:涉及公切线问题一般先设切点,在根据斜率相等得到方程,即可找到参数之间的关系,最后构造函数,利用导数求出函数的最值.二、多选题9(2023·湖北·统考模拟预测)若存在直线与曲线f x =x 3-x ,g x =x 2-a 2+a 都相切,则a 的值可以是()A.0B.-24C.log 27D.e π+πe【答案】ABC【分析】设该直线与f x 相切于点x 1,x 31-x 1 ,求出切线方程为y =3x 21-1 x -2x 31,设该直线与g x 相切于点x 2,x 22-a 2+a ,求出切线方程为y =2x 2x -x 22-a 2+a ,联立方程组,得到-a 2+a =94x 41-2x 31-32x 21+14,令h x =94x 4-2x 3-32x 2+14,讨论h x 的单调性,从而得到最值,则可得到-a 2+a ≥-1,解出a 的取值范围,四个选项的值分别比较与区间端点比较大小即可判断是否在区间内.【详解】设该直线与f x 相切于点x 1,x 31-x 1 ,因为f x =3x 2-1,所以f x 1 =3x 21-1,所以该切线方程为y -x 31-x 1 =3x 21-1 x -x 1 ,即y =3x 21-1 x -2x 31.设该直线与g x 相切于点x 2,x 22-a 2+a ,因为g x =2x ,所以g x 2 =2x 2,所以该切线方程为y -x 22-a 2+a =2x 2x -x 2 ,即y =2x 2x -x 22-a 2+a ,所以3x 21-1=2x 2-2x 31=-x 22-a 2+a ,所以-a 2+a =x 22-2x 31=3x 21-122-2x 31=94x 41-2x 31-32x 21+14,令h x =94x 4-2x 3-32x 2+14,∴h x =9x 3-6x 2-3x ,所以当x ∈-∞,-13 ∪0,1 时,hx <0;当x ∈-13,0 ∪1,+∞ 时,h x >0;∴h x 在-∞,-13和0,1 上单调递减;在-13,0 和1,+∞ 上单调递增;又h -13 =527,h 1 =-1,所以h x ∈-1,+∞ ,所以-a 2+a ≥-1,解得1-52≤a ≤1+52,所以a 的取值范围为1-52,1+52,所以A 正确;对于B ,-24-1-52=25-2+2 4>0,所以1-52<-24<0,所以B 正确;对于C ,因为0<log 27<log 222=32<1+52,所以C 正确;对于D ,因为e π+πe>2e π⋅πe=2>1+52,所以D 不正确.故选:ABC10(2023·全国·高三专题练习)函数f x =ln x +1,g x =e x -1,下列说法正确的是( ).(参考数据:e 2≈7.39,e 3≈20.09,ln2≈0.69,ln3≈1.10)A.存在实数m ,使得直线y =x +m 与y =f x 相切也与y =g x 相切B.存在实数k ,使得直线y =kx -1与y =f x 相切也与y =g x 相切C.函数g x -f x 在区间23,+∞ 上不单调D.函数g x -f x 在区间23,+∞上有极大值,无极小值【答案】AB【分析】对AB ,设直线与y =f x 、y =g x 分别切于点P x 1,y 1 ,Q x 2,y 2 ,利用点在线上及斜率列方程组,解得切点即可判断;对CD ,令h x =g x -f x ,由二阶导数法研究函数单调性及极值.【详解】对AB ,设直线l 与y =f x 、y =g x 分别切于点P x 1,y 1 ,Q x 2,y 2 ,f x =1x,gx =ex,则有y1=f x1=ln x1+1y2=g x2=e x2-1y1-y2x1-x2=1x1=e x2⇒ln x1+1-e x2-1x1-x2=e x2⇒-x2+1-e x2-11e x2-x2=e x2⇒e x2-1x2-1=0,解得x2=0或x2=1.当x2=0,则y2=0,x1=1,y1=1,公切线为y=x,此时存在实数m=0满足题意;当x2=1,则y2=e-1,x1=1e,y1=0,公切线为y=e x-1e=ex-1,此时存在实数k=1满足题意,AB对;对CD,令h x =g x -f x =e x-ln x-2,x∈0,+∞,则m x =h x =e x-1 x,由m x =e x+1x2>0得h x 在0,+∞单调递增,由h23=e23-32=e2-278e232+32e23+94>0得,x∈23,+∞时,h x >0,h x 单调递增,CD错.故选:AB.三、填空题11(2023·全国·高三专题练习)若曲线y=ax2与y=ln x有一条斜率为2的公切线,则a= .【答案】1ln2e【分析】根据导数的几何意义以及切线方程的求解方法求解.【详解】设公切线在曲线y=ax2与y=ln x上的切点分别为A(x1,y1),B(x2,y2),由y=ln x可得y =1x,所以1x2=2,解得x2=12,所以y2=ln x2=-ln2,则B12,-ln2 ,所以切线方程为y+ln2=2x-1 2,又由y=ax2,可得y =2ax,所以2ax1=2,即ax1=1,所以y1=ax21=x1,又因为切点A(x1,y1),也即A(x1,x1)在切线y+ln2=2x-1 2上,所以x1+ln2=2x1-1 2,解得x1=ln2+1,所以a =1x 1=1ln2+1=1ln2e .故答案为:1ln2e.12(2023·河北唐山·统考三模)已知曲线y =ln x 与y =ax 2a >0 有公共切线,则实数a 的取值范围为.【答案】12e,+∞【分析】设公切线与曲线的切点为x 1,ln x 1 ,x 2,ax 22 ,利用导数的几何意义分别求y =ln x 和y =ax 2上的切线方程,由所得切线方程的相关系数相等列方程求参数关系,进而构造函数并利用导数研究单调性求参数范围.【详解】设公切线与曲线y =ln x 和y =ax 2的切点分别为x 1,ln x 1 ,x 2,ax 22 ,其中x 1>0,对于y =ln x 有y =1x ,则y =ln x 上的切线方程为y -ln x 1=1x 1x -x 1 ,即y =xx 1+ln x 1-1 ,对于y =ax 2有y =2ax ,则y =ax 2上的切线方程为y -ax 22=2ax 2x -x 2 ,即y =2ax 2x -ax 22,所以1x 1=2ax 2ln x 1-1=-ax 22,有-14ax21=ln x 1-1,即14a=x 21-x 21ln x 1x 1>0 ,令g x =x 2-x 2ln x ,g x =x -2x ln x =x 1-2ln x ,令gx =0,得x =e 12,当x ∈0,e12时,g x >0,g x 单调递增,当x ∈e 12,+∞ 时,g x <0,g x 单调递减,所以g x max =g e12=12e ,故0<14a ≤12e ,即a ≥12e.∴正实数a 的取值范围是12e,+∞.故答案为:12e,+∞.13(2023·浙江金华·统考模拟预测)若存在直线l 既是曲线y =x 2的切线,也是曲线y =a ln x 的切线,则实数a 的最大值为.【答案】2e【分析】设切线与两曲线的切点分别为(n ,n 2),(m ,a ln m ),根据导数的几何意义分别求出切线方程,可得a4m2=1-ln m,由题意可知a4=m2(1-ln m)有解,故令g(x)=x2(1-ln x),(x>0),利用导数求得其最值,即可求得答案.【详解】由题意知两曲线y=x2与y=a ln x,(x>0)存在公切线,a=0时,两曲线y=x2与y=0,(x>0),不合题意;则y=x2的导数y =2x,y=a ln x的导数为y =a x,设公切线与y=x2相切的切点为(n,n2),与曲线y=a ln x相切的切点为(m,a ln m),则切线方程为y-n2=2n(x-n),即y=2nx-n2,切线方程也可写为y-a ln m=am(x-m),即y=amx-a+a ln m,故2n=am-n2=-a+a ln m,即a24m2=a-a ln m,即a4m2=1-ln m,即a4=m2(1-ln m)有解,令g(x)=x2(1-ln x),(x>0),则g (x)=2x(1-ln x)+x2-1 x=x(1-2ln x),令g (x)=0可得x=e,当0<x<e时,g (x)>0,当x>e时,g (x)<0,故g(x)在(0,e)是增函数,在(e,+∞)是减函数,故g(x)的最大值为g(e)=e 2,故a4≤e2,所以a≤2e,即实数a的最大值为2e,故答案为:2e。

高考数学专题06考前必做难题30题(理)-高考数学走出题海之黄金30题系列(解析版)

高考数学专题06考前必做难题30题(理)-高考数学走出题海之黄金30题系列(解析版)

2014年高考数学走出题海之黄金30题系列1.设f (x )与g (x )是定义在同一区间[a ,b ]上的两个函数,若函数y =f (x )-g (x )在x ∈[a ,b ]上有两个不同的零点,则称f (x )和g (x )在[a ,b ]上是“关联函数”,区间[a ,b ]称为“关联区间”.若f (x )=x 2-3x +4与g (x )=2x +m 在[0,3]上是“关联函数”,则m 的取值范围是 ( ). A.9,24⎛⎤-- ⎥⎝⎦B .[-1,0]C .(-∞,-2] D.9,4⎛⎫--∞ ⎪⎝⎭【答案】A2.已知以4T =为周期的函数21,(1,1]()12,(1,3]x x f x x x ⎧-∈-⎪=⎨--∈⎪⎩,其中0m >。

若方程3()f x x =恰有5个实数解,则m 的取值范围为()A .⎪⎪⎭⎫⎝⎛3,315B .15(,7)3C .48(,)33D.()7,2【答案】B【考点定位】考察学生运用函数的图像分析函数图像和性质的能力,考察数形结合的能力.zxxk 学科网 3.定义在R 上的可导函数()f x ,当(1,)x ∈+∞时,()'()'()f x f x xf x +<恒成立,1(2),(3),(21)(2)2a fb fc f ===+,则,,a b c 的大小关系为()A .c a b <<B .b c a <<C .a c b <<D .c b a <<【答案】A4.设函数21(),()(,,0)f x g x ax bx a b R a x==+∈≠,若()y f x =的图象与()y g x =图象有且仅有两个不同的公共点1122(,),(,)A x y B x y ,则下列判断正确的是A.当0a <时,12120,0x x y y +<+>B.当0a <时,12120,0x x y y +>+<C.当0a >时,12120,0x x y y +<+<D.当0a >时,12120,0x x y y +>+> 【答案】:B【考点定位】本题从最常见了两类函数出发进行了巧妙组合,考查数形结合思想、分类讨论思想,函数与方程思想等,难度很大,不易入手,具有很强的区分度5.已知函数2342013()1...2342013x x x x f x x =+-+-++,2342013()1 (2342013)x x x x g x x =-+-+--,设函数()(3)(4)F x f x g x =+⋅-,且函数()F x 的零点均在区间),,](,[Z ∈<b a b a b a 内,则-b a 的最小值为() A 、11B 、10C 、9D 、8 【答案】B 【解析】试题分析:'2320122201232011()11()f x x x x x x x x x x =-+-++=+++-+++零点在(1,2)上,函数()(3)(4)F x f x g x =+⋅-,且函数()F x 的零点均在区间),,](,[Z ∈<b a b a b a 内,(3)f x +的零点在(4,3)--上,(4)g x -的零点在(5,6)上,-b a 的最小值为6410-=.【考点定位】1、导数的应用,2、根的存在性定理.6.已知数列a n :12132143211121231234,,,,,,,,,,…,依它的前10项的规律,则a 99+a 100的值为()A.3724B.76C.1115D.715【答案】A【考点定位】数列及归纳推理. 7.现有两个命题:(1)若lg lg lg()x y x y +=+,且不等式2y x t >-+恒成立,则t 的取值范围是集合P ; (2)若函数()1xf x x =-,()1,x ∈+∞的图像与函数()2g x x t =-+的图像没有交点,则t 的取值范围是集合Q ;则以下集合关系正确的是() A .PQ B.Q P C.P Q = D.P Q =∅【答案】C 【解析】对(2):作出函数()1xf x x =-,()1,x ∈+∞的图像与函数()2g x x t =-+的图像如图所示:对()1xf x x =-求导得:21()(1)f x x '=--.由21()2(1)f x x '=-=--得212x =+.由此得切点为2(1,12)2++.代入()2g x x t =-+得223t =+.由图可知223t <+时,函数()1xf x x =-,8.函数2sin 8(,)1sin x x x f x x θθθ--+=--(x >2)的最小值()A.4222142+142-+【答案】A 【解析】试题分析:令1sin (0)x t t θ--=>,则81sin y t tθ=+++42+1+sin θ≥,又sin 1θ≥-,所以42y ≥当且仅当22x =22k πθπ=-时取“=”.zxxk 学科网【考点定位】1、基本不等式;2、正弦函数的有界性.9.设实数,x y满足2025020x yx yy--≤⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩,则22x yuxy+=的取值范围是()A.5[2,2]B.510[,]23C.10[2,]3D.1[,4]4【答案】C10.如图,正方体1111DCBAABCD-的棱长为3,以顶点A为球心,2为半径作一个球,则图中球面与正方体的表面相交所得到的两段弧长之和等于()A.65πB.32πC.πD.67π【答案】A【解析】11.已知A、B 是椭圆22 22x yab+=1(a>b>0)和双曲线2222x ya b-=1(a>0,b>0)的公共顶点.P是双曲线上的动点,M是椭圆上的动点(P、M都异于A、B),且满足AP+BP=λ(AM+BM),其中λ∈R,设直线AP、BP、AM、BM的斜率分别记为k1、k2、k3、k4,k1+k2=5,则k3+k4=________.【答案】-5【考点定位】直线与圆锥曲线.12.已知等差数列{}n a的首项11a=,公差0d>,且2a、5a、14a分别是等比数列{}n b的2b、3b、4b. (1)求数列{}n a和{}n b的通项公式;(2)设数列{}n c对任意正整数n均有12112nnncc cab b b++++=成立,求122014c c c+++的值.【答案】(1)21na n=-,13nnb-=;(2)20143.【解析】试题分析:(1)将2a、5a、14a利用1a与d表示,结合条件2a、5a、14a成等比数列列式求出d的值,再根据等差数列的通项公式求出数列{}n a的通项公式,根据条件22b a=、35b a=求出等比数列{}n b的通项公式;(2)先令1n =求出1c 的值,然后再令2n ≥,由12112n n n c c c a b b b ++++=得到112121n n c c c b b b --++()12232n n n c b n -∴==⋅≥,13,123,2n n n c n -=⎧∴=⎨⋅≥⎩, 则12201411220143232323c c c -+++=+⋅+⋅++⋅()()201312201320143133233332313-=+⋅+++=+⨯=-.【考点定位】1.等差数列与等比数列的通项公式;2.定义法求通项;3.错位相减法求和13.设无穷等比数列{}n a 的公比为q ,且*0()n a n >∈N ,[]n a 表示不超过实数n a 的最大整数(如[2.5]2=),记[]n n b a =,数列{}n a 的前n 项和为n S ,数列{}n b 的前n 项和为n T . (Ⅰ)若114,2a q,求n T ; (Ⅱ)若对于任意不超过2014的正整数n ,都有21n T n ,证明:120122()13q <<.(Ⅲ)证明:nn S T (1,2,3,n )的充分必要条件为1,a q N N .【答案】(Ⅰ),6, 2,4, 17, 3.n n n T n ==⎧⎪=⎨⎪⎩≥;(Ⅱ)答案详见解析;(Ⅲ)答案详见解析.【解析】zxxk 学科网所以14b ,22b ,31b ,且当3n 时,[]0n n b a .即,6, 2,4, 17, 3.n n n T n ==⎧⎪=⎨⎪⎩≥(Ⅱ)证明:因为201421()n T n n =+≤,所以113b T ,120142(2)n n n b T T n -=-=≤≤.因为[]nn b a ,所以1[3,4)a ∈,2014[2,3)(2)n a n ∈≤≤. 由21a q a =,得1q <.zxxk 学科网 因为201220142[2,3)a a q =∈,所以20122223qa >≥, 所以2012213q <<,即120122()13q <<. (Ⅲ)证明:(充分性)因为1a N ,q N ,zxxk 学科网所以11nna a q N ,所以[]n n n b a a 对一切正整数n 都成立.因为12nn S a a a ,12n n T b b b ,所以必然存在一个整数()k k N ,使得1a 能被k r 整除,而不能被1k r +整除.又因为111211k k k k a p a a q r++++==,且p 与r 的最大公约数为1.所以2ka Z ,这与n a N (n N )矛盾.zxxk 学科网所以q *∈N . 因此1a N ,q *∈N .【考点定位】1、等比数列的通项公式;2、数列前n 项和;3、充要条件.14.如图,四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 是平行四边形,︒=∠90CAD ,PA ⊥平面ABCD ,1PA BC ==,2AB =,F 是BC 的中点.(1)求证:DA ⊥平面PAC ;(2)若以A 为坐标原点,射线AC 、AD 、AP 分别是x 轴、y 轴、z 轴的正半轴,建立空间直角坐标系,已经计算得)1,1,1(=n 是平面PCD 的法向量,求平面PAF 与平面PCD 所成锐二面角的余弦值. 【答案】(1)参考解析;(2)155【解析】(2)通过平面几何图形性质或者解线性方程组,计算得平面PAF 一个法向量为(1,2,0)m =, 又平面PCD 法向量为(1,1,1)n =,所以||15cos ,5||||m n m n m n ⋅<>==∴所求二面角的余弦值为15.zxxk 学科网 【考点定位】1.线面垂直的证明2.二面角.3.空间向量的运算.4.运算的能力.15.如图,直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,D 、E 分别是棱BC 、AB 的中点,点F 在棱CC 1上,已知AB =AC ,AA 1=3,BC =CF =2.(1)求证:C 1E ∥平面ADF ;(2)设点M 在棱BB 1上,当BM 为何值时,平面CAM ⊥平面ADF? 【答案】(1)见解析(2)当BM =1时【解析】(1)证明:连结CE 交AD 于O ,连结OF.因为CE,AD为△ABC中线,所以O为△ABC的重心,123CF COCC CE==.【考点定位】空间线、面间的位置关系.16.在△ABC中,∠BAC=90°,∠B=60°,AB=1,D为线段BC的中点,E、F为线段AC的三等分点(如图①).将△ABD沿着AD折起到△AB′D的位置,连结B′C(如图②).(1)若平面AB′D⊥平面ADC,求三棱锥B′-ADC的体积;(2)记线段B′C的中点为H,平面B′ED与平面HFD的交线为l,求证:HF∥l;(3)求证:AD⊥B′E.【答案】(1)18(2)见解析(3)见解析【解析】(1)解:在直角△ABC中,D为BC的中点,所以AD=BD=CD.又∠B=60°,所以△ABD是等边三角形.取AD中点O,连结B′O,所以B′O⊥AD.因为平面AB′D⊥平面ADC,平面AB′D∩平面ADC=AD,B′O 平面AB′D,所以B′O⊥平面ADC.在△ABC中,∠BAC=90°,∠B=60°,AB=1,D为BC的所以EO =2232306AE AO AE AOcos ⋅︒+-=. 所以AO 2+EO 2=AE 2.所以AD ⊥EO.又B ′O ⊂平面B ′EO ,EO ⊂平面B ′EO ,B ′O ∩EO =O , 所以AD ⊥平面B ′EO.zxxk 学科网 又B ′E ⊂平面B ′EO ,所以AD ⊥B ′E.【考点定位】1、几何体的体积;2、空间线、面间的位置关系.17.如图,正三棱柱111ABC A B C -所有棱长都是2,D 棱AC 的中点,E 是1CC 棱的中点,AE 交1A D 于点H.(1)求证:AE ⊥平面1A BD ; (2)求二面角1D BA A --的余弦值; (3)求点1B 到平面1A BD 的距离.【答案】(1)参考解析;(2)515;(3)255【解析】(3)点到平面的距离,转化为直线与法向量的关系,再通过解三角形的知识即可得点到平面的距离.本小题关键是应用解三角形的知识.试题解析:(1)证明:建立如图所示,)0,2,1( )0,1,2(1-=--=D A AE)3,0,0(-=BD ∵10AE A D ⋅=0AE BD ⋅=∴BD AE D A AE ⊥⊥,1即AE ⊥A 1D ,AE ⊥BD ∴AE ⊥面A 1BD(2)由⎩⎨⎧=++-=-⇒=⋅=⋅020)3(0 0111111y x z BD n D A n ∴取1(2,1,0)n =【考点定位】1.空间坐标系的建立.2.线面垂直的证明.4.二面角的求法.5.点到平面的距离公式.18.已知点12(1,0),(1,0)F F -分别是椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右焦点,点2(1,2P 在椭圆上C 上.(Ⅰ)求椭圆C 的标准方程;(Ⅱ)设直线12:,:,l y kx m l y kx m =+=-若1l 、2l 均与椭圆C 相切,试探究在x 轴上是否存在定点M ,点M 到12,l l 的距离之积恒为1?若存在,请求出点M 坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)1222=+y x ;(2)满足题意的定点B 存在,其坐标为(1,0)-或(1,0) 【解析】试题解析:(1)法一:由12(1,0),(1,0)F F -,得1c =,1分222211211a b a b ⎧⎪⎪+=⎨⎪=+⎪⎩2分 2,1a b ==∴椭圆C 的方程为1222=+y x 4分法二:由12(1,0),(1,0)F F -,得1c =,1分把2212k m +=代入并去绝对值整理,22(3)2k t -=或者22(1)0k t -=10分 前式显然不恒成立;而要使得后式对任意的k R ∈恒成立则210t -=,解得1t =±; 综上所述,满足题意的定点B 存在,其坐标为(1,0)-或(1,0)12分【考点定位】1.椭圆的标准方程;2.椭圆的定义;3.两点间的距离公式;4.点到直线的距离公式. 19.如图,已知抛物线x y 42=的焦点为F ,过F 的直线交抛物线于M 、N 两点,其准线l 与x 轴交于K 点.(1)求证:KF 平分∠MKN ;(2)O 为坐标原点,直线MO 、NO 分别交准线于点P 、Q ,求PQ MN +的最小值. 【答案】(1)见解析;(2)8. 【解析】由0444122=--⇒⎩⎨⎧=+=my y xy my x ,∴12124,4y y m y y +==-.4分 设KM 和KN 的斜率分别为21,k k ,显然只需证021=+k k 即可.∵)0,1(-K , ∴0)4)(4()4)((414142121212122221121=++++=+++=+y y y y y y y y y y k k ,6分(2)设M 、N 的坐标分别为221212(,),(,)44y y y y ,由M ,O ,P 三点共线可求出P 点的坐标为)4,1(1y --,由N ,O ,Q 三点共线可求出Q 点坐标为)4,1(2y --,7分 设直线MN 的方程为1+=my x 。

导数大题求参归类(学生版)

导数大题求参归类(学生版)

导数大题求参归类目录题型01 恒成立求参:常规型题型02 恒成立求参:三角函数型题型03恒成立求参:双变量型题型04 恒成立求参:整数型题型05恒成立求参:三角函数型整数题型06“能”成立求参:常规型题型07“能”成立求参:双变量型题型08“能”成立求参:正余弦型题型09 零点型求参:常规型题型10 零点型求参:双零点型题型11 零点型求参:多零点综合型题型12 同构型求参:x1,x2双变量同构题型13 虚设零点型求参高考练场热点题型归纳题型01恒成立求参:常规型【解题攻略】利用导数求解参数范围的两种常用方法:(1)分离参数法:将参数和自变量分离开来,构造关于自变量的新函数,研究新函数最值与参数之间的关系,求解出参数范围;(2)分类讨论法:根据题意分析参数的临界值,根据临界值作分类讨论,分别求解出满足题意的参数范围最后取并集.1(2024上·北京·高三阶段练习)设a>0,函数f(x)=x a ln x.(1)讨论f(x)的单调性;(2)若f(x)≤x,求a的取值范围;(3)若f (x)≤1,求a.2(2024上·甘肃武威·高三统考期末)已知函数f x =2xe x+a ln x+1.(1)当a=0时,求f x 的最大值;(2)若f x ≤0在x∈0,+∞上恒成立,求实数a的取值范围.【变式训练】1(2023上·江苏镇江·高三校考阶段练习)已知函数f x =x2-ax e x.(1)若f x 在-2,-1上单调递增,求实数a的取值范围;(2)若f x ≥sin x对x∈-∞,0恒成立,求实数a的取值范围.2(2024上·山西·高三期末)已知函数f x =m x-12-2x+2ln x,m≥2.(1)求证:函数f x 存在单调递减区间,并求出该函数单调递减区间a,b的长度b-a的取值范围;(2)当x≥1时,f x ≤2xe x-1-4x恒成立,求实数m的取值范围.3(2024·全国·模拟预测)已知函数f(x)=2x2-a ln x-1,a∈R.(1)求函数f(x)的单调区间;(2)若对任意的x∈(0,+∞),不等式f(x+1)>(x+1)2+1x+1-1e x恒成立,求实数a的取值范围.题型02恒成立求参:三角函数型【解题攻略】三角函数与导数应用求参:1.正余弦的有界性2.三角函数与函数的重要放缩公式:x≥sin x x≥0.1(2023·全国·高三专题练习)已知函数f x =sin xx,g x =a cos x.(1)求证:x∈0,π2时,f x <1;(2)当x∈-π2,0∪0,π2时,f x >g x 恒成立,求实数a的取值范围;(3)当x∈-π2,0∪0,π2时,f x2>g x 恒成立,求实数a的取值范围.2(2023上·全国·高三期末)已知函数f (x )=e x sin x -2x .(1)求曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程;(2)求f (x )在区间0,π2上的最大值;(3)设实数a 使得f (x )+x >ae x 对x ∈R 恒成立,求a 的最大整数值.【变式训练】1(2023上·湖北省直辖县级单位·高三校考阶段练习)已知函数f x =e ax -2ax a ∈R ,a ≠0 .(1)讨论f x 的单调性;(2)若不等式f x ≥sin x -cos x +2-2ax 对任意x ≥0恒成立,求实数a 的取值范围.2(2023上·甘肃定西·高三甘肃省临洮中学校考阶段练习)已知函数f x =e x-sin x-cos x,f x 为其导函数.(1)求f x 在-π,+∞上极值点的个数;(2)若f (x)≥ax+2-2cos x a∈R对∀x∈-π,+∞恒成立,求a的值.题型03恒成立求参:双变量型【解题攻略】一般地,已知函数y =f x ,x ∈a ,b ,y =g x ,x ∈c ,d(1)若∀x 1∈a ,b ,∀x 2∈c ,d ,总有f x 1 <g x 2 成立,故f x max <g x min ;(2)若∀x 1∈a ,b ,∃x 2∈c ,d ,有f x 1 <g x 2 成立,故f x max <g x max ;(3)若∃x 1∈a ,b ,∀x 2∈c ,d ,有f x 1 <g x 2 成立,故f x min <g x min ;(4)若∃x 1∈a ,b ,∃x 2∈c ,d ,有f x 1 <g x 2 成立,故f x min <g x max .1(2023·四川攀枝花·统考模拟预测)已知函数f x =ae x -x a ∈R .(1)当a =1时,求f x 的单调区间;(2)设函数g x =x 2-1 e x -x -f x ,当g x 有两个极值点x 1,x 2x 1<x 2 时,总有tg x 2 ≥2+x 1 ex 2+x 22-3 成立,求实数t 的值.2(2024上·四川成都·高三成都七中校考阶段练习)设函数f x =e x -ax ,其中a ∈R .(1)讨论函数f (x )在[1,+∞)上的极值;(2)若函数f (x )有两零点x 1,x 2x 1<x 2 ,且满足x 1+λx 21+λ>1,求正实数λ的取值范围.【变式训练】1(2023·上海松江·校考模拟预测)已知函数f (x )=ax -a ln x -e xx.(1)若a =0,求函数y =f (x )的极值点;(2)若不等式f (x )<0恒成立,求实数a 的取值范围;(3)若函数y =f (x )有三个不同的极值点x 1、x 2、x 3,且f (x 1)+f (x 2)+f (x 3)≤3e 2-e ,求实数a 的取值范围.2(2023下·山东德州·高三校考阶段练习)已知函数f x =2ln x +12(a -x )2,其中a ∈R .(1)讨论函数f x 的单调性;(2)若f x 存在两个极值点x 1,x 2x 1<x 2 ,f x 2 -f x 1 的取值范围为34-ln2,158-2ln2 ,求a 的取值范围.题型04恒成立求参:整数型【解题攻略】恒成立求参的一般规律①若k ≥f (x )在[a ,b ]上恒成立,则k ≥f (x )max ;②若k ≤f (x )在[a ,b ]上恒成立,则k ≤f (x )min ;③若k ≥f (x )在[a ,b ]上有解,则k ≥f (x )min ;④若k ≤f (x )在[a ,b ]上有解,则k ≤f (x )max ;如果参数涉及到整数,要注意对应解中相邻两个整数点函数的符号1(2023上·湖北·高三校联考阶段练习)已知f x =e x -2x +a .(1)若f x ≥0恒成立,求实数a 的取值范同:(2)设x 表示不超过x 的最大整数,已知e x +2ln x -e +2 x +2≥0的解集为x x ≥t ,求et .(参考数据:e ≈2.72,ln2≈0.69,ln3≈1.10)2(2023上·浙江·高三校联考阶段练习)已知函数f x =ae x-2,g x =x+1x+2ln x,e=2.71828⋯为自然对数底数.(1)证明:当x>1时,ln x<x2-12x;(2)若不等式f x >g x 对任意的x∈0,+∞恒成立,求整数a的最小值.【变式训练】1(2023·江西景德镇·统考一模)已知函数f x =sin x+sin ax,x∈0,π2.(1)若a=2,求函数g x =f x +sin x值域;(2)是否存在正整数a使得f xx>3cos x恒成立?若存在,求出正整数a的取值集合;若不存在,请说明理由.2(2023·全国·高三专题练习)已知函数f x =5+ln x,g x =kxx+1k∈R.(1)若函数f x 的图象在点1,f1处的切线与函数y=g x 的图象相切,求k的值;(2)若k∈N∗,且x∈1,+∞时,恒有f x >g x ,求k的最大值.(参考数据:ln5≈1.61,ln6≈1.7918,ln2+1≈0.8814)题型05恒成立求参:三角函数型整数1(2020·云南昆明·统考三模)已知f(x)=e x-2x-1 2.(1)证明:f(x)>0;(2)对任意x≥1,e sin x+x2-ax-1-ln x>0,求整数a的最大值.(参考数据:sin1≈0.8,ln2≈0.7)2(2020上·浙江·高三校联考阶段练习)已知函数f x =a sin x +sin2x ,a ∈R .(1)若a =2,求函数f x 在0,π 上的单调区间;(2)若a =1,不等式f x ≥bx cos x 对任意x ∈0,2π3恒成立,求满足条件的最大整数b .【变式训练】1(2022·全国·高三专题练习)已知函数f (x )=e x +a cos x -2x -2,f ′(x )为f (x )的导函数.(1)讨论f ′(x )在区间0,π2 内极值点的个数;(2)若x ∈-π2,0时,f (x )≥0恒成立,求整数a 的最小值.2(2023·云南保山·统考二模)设函数f x =x sin x ,x ∈R (1)求f x 在区间0,π 上的极值点个数;(2)若x 0为f x 的极值点,则f x 0 ≥λln 1+x 20 ,求整数λ的最大值.题型06“能”成立求参:常规型【解题攻略】形如f x ≥g x 的有解的求解策略:1、构造函数法:令F x =f x -g x ,利用导数求得函数F x 的单调性与最小值,只需F x max≥0恒成立即可;2、参数分离法:转化为a≥φx 或a≤φx 恒成立,即a≥φx min或a≤φx max恒成立,只需利用导数求得函数φx 的单调性与最值即可.1(2023上·浙江·高三浙江省长兴中学校联考期中)已知函数f x =a ln x+x,a∈R.(1)讨论函数f x 的单调性;(2)若存在x∈e,e2,使f x ≤ax+1 2ln x成立,求实数a的取值范围.注:e为自然对数的底数.2(2023上·湖南长沙·高三统考阶段练习)已知函数f x =a2e2x+a-2e x-12x2,y=g x 是y=f x 的导函数.(1)若a=3,求y=g x 的单调区间;(2)若存在实数x∈0,1使f x >32a-2成立,求a的取值范围.【变式训练】1(2023·全国·模拟预测)已知函数f x =x2+a ln ex.(1)讨论f x 的单调性;(2)若存在x∈1,e,使得f x -ax-a≤2,求实数a的最小值.2(2023上·黑龙江齐齐哈尔·高三统考阶段练习)已知函数f x =a ln x+1-a2x2-x a∈R.(1)若a=2,求函数f x 的单调区间;(2)若存在x0≥1,使得f x0<aa-1,求a的取值范围.题型07“能”成立求参:双变量型【解题攻略】一般地,已知函数y =f x ,x ∈a ,b ,y =g x ,x ∈c ,d(1)相等关系记y =f x ,x ∈a ,b 的值域为A , y =g x ,x ∈c ,d 的值域为B ,①若∀x 1∈a ,b ,∃x 2∈c ,d ,有f x 1 =g x 2 成立,则有A ⊆B ;②若∃x 1∈a ,b ,∀x 2∈c ,d ,有f x 1 =g x 2 成立,则有A ⊇B ;③若∃x 1∈a ,b ,∃x 2∈c ,d ,有f x 1 =g x 2 成立,故A ∩B ≠∅;(2)不等关系(1)若∀x 1∈a ,b ,∀x 2∈c ,d ,总有f x 1 <g x 2 成立,故f x max <g x min ;(2)若∀x 1∈a ,b ,∃x 2∈c ,d ,有f x 1 <g x 2 成立,故f x max <g x max ;(3)若∃x 1∈a ,b ,∀x 2∈c ,d ,有f x 1 <g x 2 成立,故f x min <g x min ;(4)若∃x 1∈a ,b ,∃x 2∈c ,d ,有f x 1 <g x 2 成立,故f x min <g x max .1(2022·江西上饶·高三校联考阶段练习)已知函数f (x )=2ax -e x +2,其中a ≠0.(1)若a =12,讨论函数f (x )的单调性;(2)是否存在实数a ,对任意x 1∈[0,1],总存在x 2∈[0,1],使得f x 1 +f x 2 =4成立?若存在,求出实数a 的值;若不存在,请说明理由.2(2023上·辽宁沈阳·高三沈阳二十中校考阶段练习)已知函数f x =a ln x +1xx >0 .(1)讨论函数f x 的单调性;(2)若存在x 1,x 2满足0<x 1<x 2,且x 1+x 2=1,f x 1 =f x 2 ,求实数a 的取值范围.【变式训练】1(2023·全国·高三专题练习)已知函数f x =ax 2-2+5a x +5ln x a ∈R ,g x =x 2-52x .(1)若曲线y =f x 在x =3和x =5处的切线互相平行,求a 的值;(2)求f x 的单调区间;(3)若对任意x 1∈0,52 ,均存在x 2∈0,52,使得f x 1 <g x 2 ,求a 的取值范围.2(2023上·重庆·高三校联考阶段练习)已知函数f (x )=ax +ln x (a ∈R ),g (x )=x 2-2x +2.(1)当a =-12时,求函数f (x )在区间[1,e ]上的最大值和最小值;(2)若对任意的x 1∈[-1,2],均存在x 2∈(0,+∞),使得g x 1 <f x 2 ,求a 的取值范围.题型08“能”成立求参:正余弦型1(2017·江苏淮安·高三江苏省淮安中学阶段练习)函数f (x )=a cos x -x +b (a >0,b >0).(1)求证:函数f (x )在区间0,a +b 内至少有一个零点;(2)若函数f (x )在x =-π6处取极值,且∃x ∈0,π2 ,使得f (x )<3cos x -sin x 成立,求实数b 的取值范围.2(2023·全国·高三专题练习)已知函数f (x )=x +2-2cos x(1)求函数f (x )在-π2,π2 上的最值:(2)若存在x ∈0,π2使不等式f (x )≤ax 成立,求实数a 的取值范围【变式训练】1(2020·四川泸州·统考二模)已知函数f (x )=sin x x,g (x )=(x -1)m -2ln x .(1)求证:当x ∈(0,π]时,f (x )<1;(2)求证:当m >2时,对任意x 0∈(0,π],存在x 1∈(0,π]和x 2∈(0,π](x 1≠x 2)使g (x 1)=g (x 2)=f (x 0)成立.2(2023·全国·高三专题练习)已知函数f x =ln1+x-a sin x,a∈R.(1)若y=f x 在0,0处的切线为x-3y=0,求a的值;(2)若存在x∈1,2,使得f x ≥2a,求实数a的取值范围.题型09零点型求参:常规型【解题攻略】零点常规型求参基础:1.分类讨论思想与转化化归思想2.数形结合与单调性的综合应用:一个零点,则多为所求范围内的单调函数,或者“类二次函数”切线处(极值点处)3.注意“找点”难度,对于普通学生,可以用极限思维代替“找点思维”。

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浙江省高考理科数学06-11年导数解答题
1、(06)设2()32f x ax bx c =++,若0,(0)0,(1)0a b c f f ++=>>,求证:
(Ⅰ)0a >且21b a -<
<-;
(Ⅱ)方程()0f x =在(0,1)内有两个实根。

2、(07)设3()3x f x =,对任意实数t ,记232()3t g x t x t =-. (I )求函数()()t y f x g x =-的单调区间;
(II )求证:(ⅰ)当0x >时,()f x g ()()t f x g x ≥对任意正实数t 成立;
(ⅱ)有且仅有一个正实数0x ,使得00()()x t g x g x ≥对任意正实数t 成立.
3、(08)已知a 是实数,函数)()(a x x x -=
⎰。

(Ⅰ)求函数)(x ⎰的单调区间;
(Ⅱ)设)(a g 为)(x ⎰在区间[]2,0上的最小值。

(i )写出)(a g 的表达式;
(ii )求a 的取值范围,使得2)(6-≤≤-a g 。

4、(09)已知函数322()(1)52f x x k k x x =--++-,22()1g x k x kx =++,
其中k ∈R .
(I )设函数()()()p x f x g x =+.若()p x 在区间(0,3)上不单调...
,求k 的取值范围; (II )设函数(),0,()(),0.g x x q x f x x ≥⎧=⎨<⎩
是否存在k ,对任意给定的非零实数1x ,存在惟一 的非零实数2x (21x x ≠),使得21()()q x q x ''=成立?若存在,求k 的值;若不存在,请说明理由.
5、(10)已知a 是给定的实常数,设函数22()()()f x x a x b e =-+,b R ∈,
x a =是()f x 的一个极大值点.
(Ⅰ)求b 的取值范围;
(Ⅱ)设123,,x x x 是()f x 的3个极值点,问是否存在实数b ,可找到4x R ∈,使得1234,,,x x x x 的某种排列1234,,,i i i i x x x x (其中{}1234,,,i i i i ={}1,2,3,4)依次成等差数列?若存在,求所有的b 及相应的4x ;若不存在,说明理由.
6、(11)设函数R a x a x x f ∈-=,ln )()(2
(I )若)(x f y e x ==为的极值点,求实数a ;
(II )求实数a 的取值范围,使得对任意的]3,0(e x ∈,恒有)4(2e x f ≤成立,注:e 为
自然对数的底数。

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