最新高中文科数学导数大题练习题
导数文科大题含详细标准答案

导数文科大题含详细答案————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:导数文科大题1.知函数,. (1)求函数的单调区间;(2)若关于的方程有实数根,求实数的取值范围. 答案解析2.已知, (1)若,求函数在点处的切线方程; (2)若函数在上是增函数,求实数a 的取值范围; (3)令, 是自然对数的底数);求当实数a等于多少时,可以使函数取得最小值为3.解:(1)时,,′(x),′(1)=3,,数在点处的切线方程为,(2)函数在上是增函数,′(x),在上恒成立,即,在上恒成立,令,当且仅当时,取等号, ,的取值范围为(3),′(x),①当时,在上单调递减,,计算得出(舍去);②当且时,即,在上单调递减,在上单调递增,,计算得出,满足条件;③当,且时,即,在上单调递减,,计算得出(舍去);综上,存在实数,使得当时,有最小值3.解析(1)根据导数的几何意义即可求出切线方程.(2)函数在上是增函数,得到f′(x),在上恒成立,分离参数,根据基本不等式求出答案,(3),求出函数的导数,讨论,,的情况,从而得出答案3.已知函数,(1)分别求函数与在区间上的极值;(2)求证:对任意,解:(1),令,计算得出:,,计算得出:或,故在和上单调递减,在上递增,在上有极小值,无极大值;,,则,故在上递增,在上递减,在上有极大值,,无极小值;(2)由(1)知,当时,,,故;当时,,令,则,故在上递增,在上递减,,;综上,对任意,解析(1)求导,利用导数与函数的单调性及极值关系,即可求得及单调区间及极值;4.已知函数,其中,为自然数的底数.(1)当时,讨论函数的单调性;(2)当时,求证:对任意的,.解:(1)当时,,则,,故则在R上单调递减.(2)当时,,要证明对任意的,.则只需要证明对任意的,.设,看作以a为变量的一次函数,要使,则,即,恒成立,①恒成立,对于②,令,则,设时,,即.,,在上,,单调递增,在上,,单调递减,则当时,函数取得最大值,故④式成立,综上对任意的,.解析:(1)求函数的导数,利用函数单调性和导数之间的关系进行讨论即可.(2)对任意的,转化为证明对任意的,,即可,构造函数,求函数的导数,利用导数进行研究即可.5.已知函数(1)当时,求函数在处的切线方程;(2)求在区间上的最小值.解:(1)设切线的斜率为k.因为,所以,所以,所以所求的切线方程为,即(2)根据题意得, 令,可得①若,则,当时,,则在上单调递增.所以②若,则, 当时,,则在上单调递减. 所以③若,则,所以,随x的变化情况如下表:x 1 20 - 0 + 0-e Φ极小值Γ0所以的单调递减区间为,单调递增区间为所以在上的最小值为综上所述:当时,;当时,;当时,解析(1)设切线的斜率为k.利用导数求出斜率,切点坐标,然后求出切线方程.(2)通过,可得.通过①,②,③,判断函数的单调性求出函数的最值.6.已知函数。
直击2024年高考——高三数学导数题型专练(全国版)

导数题型专练【利用公式和四则运算求导】 【例1】下列求导运算正确的是( ) A.⎝⎛⎭⎫1ln x ′=-1x ln 2x B .(x 2e x )′=2x +e x C.⎣⎡⎦⎤cos ⎝⎛⎭⎫2x -π3′=-sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3 D.⎝⎛⎭⎫x -1x ′=1+1x 2 【答案】 AD【解析】 ⎝⎛⎭⎫1ln x ′=-1ln 2x ·(ln x )′=-1x ln 2x , 故A 正确;(x 2e x )′=(x 2+2x )e x ,故B 错误;⎣⎡⎦⎤cos ⎝⎛⎭⎫2x -π3′=-2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3,故C 错误;⎝⎛⎭⎫x -1x ′=1+1x 2,故D 正确.【复合函数求导】 【例2】设函数,若,则.【答案】 1; 【解析】 函数, , ,,解得, 故答案为:.【根据导数构造抽象函数】 【例3】已知可导函数的导函数为,若对任意的,都有,且为奇函数,则不等式的解集为( ).A.B.C.D.【答案】 A; 【解析】 设,由,得:,故函数在递减,由为奇函数,得, ∴,即,∵不等式,∴,即, 结合函数的单调性得:, 故不等式的解集是.故选.【求在某点处的切线方程】【例4】曲线y =2x -1x +2在点(-1,-3)处的切线方程为__________.【答案】 5x -y +2=0【解析】 y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x +2′=2(x +2)-(2x -1)(x +2)2=5(x +2)2,所以y ′|x =-1=5(-1+2)2=5,所以切线方程为y +3=5(x +1),即5x -y +2=0.【求过某点处的切线方程】【例5】y =2x 2+8过点P(1,2)的切线方程是( ). A. y =−4x +6B. y =12x −10C. y =−4x +6或y =12x −10D. y =4x +6或y =12x −10【答案】 C;【解析】 设切点坐标为(x 0 ,2x 02+8),y ′=4x ,∴切线斜率k =4x 0,则2x 02+8−2x 0−1=4x 0,解得x 0=−1或3,∴所求切线方程为y =−4x +6或y =12x −10.【根据切线求参数问题】【例6】直线y =kx +1与曲线f (x )=a ln x +b 相切于点P (1,2),则2a +b 等于( ) A .4 B .3C .2D .1【答案】 A【解析】 ∵直线y =kx +1与曲线f (x )=a ln x +b 相切于点P (1,2), 将P (1,2)代入y =kx +1, 可得k +1=2,解得k =1, ∵ f (x )=a ln x +b ,∴ f ′(x )=ax , 由f ′(1)=a1=1,解得a =1,可得f (x )=ln x +b , ∵P (1,2)在曲线f (x )=ln x +b 上, ∴f (1)=ln 1+b =2,解得b =2,故2a +b =2+2=4.【例7】过定点P (1,e)作曲线y =a e x (a >0)的切线,恰有2条,则实数a 的取值范围是________. 【答案】 (1,+∞)【解析】 由y ′=a e x ,若切点为(x 0,0e x a ), 则切线方程的斜率k =0'|x x y ==0e x a >0,∴切线方程为y =0e x a (x -x 0+1), 又P (1,e)在切线上, ∴0e x a (2-x 0)=e ,即ea =0e x (2-x 0)有两个不同的解,令φ(x )=e x (2-x ), ∴φ′(x )=(1-x )e x ,当x ∈(-∞,1)时,φ′(x )>0; 当x ∈(1,+∞)时,φ′(x )<0,∴φ(x )在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减, ∴φ(x )max =φ(1)=e , 又x →-∞时,φ(x )→0; x →+∞时,φ(x )→-∞, ∴0<ea <e ,解得a >1,即实数a 的取值范围是(1,+∞).【两曲线的公切线】【例8】已知函数f (x )=x ln x ,g (x )=x 2+ax (a ∈R ),直线l 与f (x )的图象相切于点A (1,0),若直线l 与g (x )的图象也相切,则a 等于( ) A .0 B .-1 C .3 D .-1或3【答案】 D【解析】 由f (x )=x ln x 求导得f ′(x )=1+ln x ,则f ′(1)=1+ln 1=1,于是得函数f (x )在点A (1,0)处的切线l 的方程为y =x -1,因为直线l 与g (x )的图象也相切,则方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =x -1,g x =x 2+ax ,有唯一解,即关于x 的一元二次方程x 2+(a -1)x +1=0有两个相等的实数根, 因此Δ=(a -1)2-4=0,解得a =-1或a =3, 所以a =-1或a =3.【利用导数确定函数图象】 【例9】已知函数,则的图象大致为( ).A. B.C. D.【答案】A;【解析】令,则,由,得,即函数在上单调递增,由得,即函数在上单调递减,所以当时,函数有最小值,,于是对任意的,有,故排除、,因为函数在上单调递减,则函数在上单调递增,故排除.故选.【利用导数求具体函数的单调性】【例10】函数f(x)=x2-2ln x的单调递减区间是()A.(0,1) B.(1,+∞)C.(-∞,1) D.(-1,1)【答案】A【解析】∵f′(x)=2x-2 x=2(x+1)(x-1)x(x>0),令f′(x)=0,得x=1,∴当x∈(0,1)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增.【例11】若函数f(x)=ln x+1e x,则函数f(x)的单调递减区间为________.【答案】(1,+∞)【解析】f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=1x-ln x-1e x,令φ(x)=1x-ln x-1(x>0),φ′(x)=-1x2-1x<0,φ(x)在(0,+∞)上单调递减,且φ(1)=0,∴当x∈(0,1)时,φ(x)>0,当x∈(1,+∞)时,φ(x)<0,∴f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.【利用导数求含参函数的单调性】【例12】已知函数.讨论的单调性.【答案】当时,增区间为,无减区间;当时,增区间为,减区间为.【解析】函数的定义域为:,,①当时,恒成立,在上单调递增,无减区间;②当时,令,解得,∴增区间为,减区间为综上:当时,增区间为,无减区间;当时,增区间为,减区间为.【例13】已知函数是自然对数的底数).讨论的单调性.【答案】 当时,在上单调递减; 当时,在上单调递减,在上单调递增. 【解析】,当时,,在上单调递减; 当时,由得,所以在上单调递减;由得,所以在上单调递增.综上,当时,在上单调递减;当时,在上单调递减,在上单调递增.【导数解决单调性的应用-比较大小】【例14】已知函数f (x )=x sin x ,x ∈R ,则f ⎝⎛⎭⎫π5,f (1),f ⎝⎛⎭⎫-π3的大小关系为( ) A .f ⎝⎛⎭⎫-π3>f (1)>f ⎝⎛⎭⎫π5 B .f (1)>f ⎝⎛⎭⎫-π3>f ⎝⎛⎭⎫π5 C .f ⎝⎛⎭⎫π5>f (1)>f ⎝⎛⎭⎫-π3 D .f ⎝⎛⎭⎫-π3>f ⎝⎛⎭⎫π5>f (1) 【答案】 A【解析】 因为f (x )=x sin x ,所以f (-x )=(-x )·sin(-x )=x sin x =f (x ),所以函数f (x )是偶函数,所以f ⎝⎛⎭⎫-π3=f ⎝⎛⎭⎫π3.又当x ∈⎝⎛⎭⎫0,π2时,f ′(x )=sin x +x cos x >0,所以函数f (x )在⎝⎛⎭⎫0,π2上单调递增,所以f ⎝⎛⎭⎫π5<f (1)<f ⎝⎛⎭⎫π3,即f ⎝⎛⎭⎫-π3>f (1)>f ⎝⎛⎭⎫π5.【导数解决单调性的应用-解不等式】【例15】已知函数f (x )=e x -e -x -2x +1,则不等式f (2x -3)>1的解集为________.【答案】 ⎝⎛⎭⎫32,+∞【解析】 f (x )=e x -e -x -2x +1,定义域为R , f ′(x )=e x +e -x -2≥2e x ·e -x -2=0,当且仅当x =0时取“=”, ∴f (x )在R 上单调递增, 又f (0)=1,∴原不等式可化为f (2x -3)>f (0), 即2x -3>0,解得x >32, ∴原不等式的解集为⎝⎛⎭⎫32,+∞.【导数解决单调性的应用-求参数范围】【例16】已知函数f (x )=12x 2+2ax -ln x ,若f (x )在区间⎣⎡⎦⎤13,2上单调递增,则实数a 的取值范围为________. 【答案】 ⎣⎡⎭⎫43,+∞ 【解析】 由题意知f ′(x )=x +2a -1x ≥0在⎣⎡⎦⎤13,2上恒成立, 即2a ≥-x +1x 在⎣⎡⎦⎤13,2上恒成立, ∵⎝⎛⎭⎫-x +1x max =83, ∴2a ≥83,即a ≥43.【根据函数图象判断极值】【例17】设函数f (x )在R 上可导,其导函数为f ′(x ),且函数y =(x -1)f ′(x )的图象如图所示,则下列结论中正确的是( )A.函数f(x)有极大值f(-3)和f(3)B.函数f(x)有极小值f(-3)和f(3) C.函数f(x)有极小值f(3)和极大值f(-3)D.函数f(x)有极小值f(-3)和极大值f(3)【答案】D【解析】由题图知,当x∈(-∞,-3)时,y>0,x-1<0⇒f′(x)<0,f(x)单调递减;当x∈(-3,1)时,y<0,x-1<0⇒f′(x)>0,f(x)单调递增;当x∈(1,3)时,y>0,x-1>0⇒f′(x)>0,f(x)单调递增;当x∈(3,+∞)时,y<0,x-1>0⇒f′(x)<0,f(x)单调递减.所以函数有极小值f(-3)和极大值f(3).【利用导数求函数的极值】【例18】已知函数,其中.求函数的极值.【答案】当时,在单调递减,无极值,当时,在单调递增,上单调递减.∴有极大值.【解析】,,令得,,当时,在单调递减,无极值,当时,在单调递增,上单调递减.∴有极大值.【例19】已知函数.判断函数的极值点的个数,并说明理由.【答案】当时,函数有一个极值点;当或时,函数有两个极值点,当时,函数无极值点.【解析】因为,所以.()当时,有,令,得.当变化时,和的变化情况如下:所以当时,函数只有一个极值点.()当时,令,得,.①当时,.当变化时,和的变化情况如下:所以当时,函数有两个极值点.②当时,恒成立,所以在上单调递增,所以当时,函数无极值点.③当时,,当变化时,和的变化情况如下:所以当时,函数有两个极值点,综上,当时,函数有一个极值点;当或时,函数有两个极值点,当时,函数无极值点.【已知极值(点)求参数】【例20】函数f (x )=x 3+ax 2+bx +a 2在x =1处取得极值10,则a +b 等于()A .-7B .0C .-7或0D .-15或6【答案】 A【解析】 由题意知,函数f (x )=x 3+ax 2+bx +a 2,可得f ′(x )=3x 2+2ax +b ,因为f (x )在x =1处取得极值10,可得⎩⎪⎨⎪⎧ f ′(1)=3+2a +b =0,f (1)=1+a +b +a 2=10,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =4,b =-11,或⎩⎪⎨⎪⎧a =-3,b =3,检验知,当a =-3,b =3时,可得f ′(x )=3x 2-6x +3=3(x -1)2≥0,此时函数f (x )单调递增,函数无极值点,不符合题意;当a =4,b =-11时,可得f ′(x )=3x 2+8x -11=(3x +11)(x -1),当x <-113或x >1时,f ′(x )>0,f (x )单调递增;当-113<x <1时,f ′(x )<0,f (x )单调递减,当x =1时,函数f (x )取得极小值,符合题意.所以a +b =-7.【利用导数求函数的最值】【例21】函数的最小值为 . 【答案】 ; 【解析】 当时,,,此时单调递减,此时.当时,,, 当时,,单调递减, 时,,单调递增, ∴此时,∵,∴的最小值为. 【例22】已知函数g (x )=a ln x +x 2-(a +2)x (a ∈R ).(1)若a =1,求g (x )在区间[1,e]上的最大值;(2)求g (x )在区间[1,e]上的最小值h (a ).【答案】(1) e 2-3e +1;(2) h (a )=⎩⎪⎨⎪⎧ -a -1,a ≤2,a ln a 2-14a 2-a ,2<a <2e ,(1-e )a +e 2-2e ,a ≥2e.【解析】 (1)∵a =1,∴g (x )=ln x +x 2-3x ,∴g ′(x )=1x +2x -3=(2x -1)(x -1)x, ∵x ∈[1,e],∴g ′(x )≥0,∴g (x )在[1,e]上单调递增,∴g (x )max =g (e)=e 2-3e +1.(2)g (x )的定义域为(0,+∞),g ′(x )=a x +2x -(a +2)=2x 2-(a +2)x +a x=(2x -a )(x -1)x. ①当a 2≤1,即a ≤2时,g (x )在[1,e]上单调递增,h (a )=g (1)=-a -1;②当1<a 2<e ,即2<a <2e 时,g (x )在⎣⎡⎭⎫1,a 2上单调递减,在⎝⎛⎦⎤a 2,e 上单调递增,h (a )=g ⎝⎛⎭⎫a 2=a ln a 2-14a 2-a ;③当a 2≥e ,即a ≥2e 时,g (x )在[1,e]上单调递减,h (a )=g (e)=(1-e)a +e 2-2e.综上,h (a )=⎩⎪⎨⎪⎧ -a -1,a ≤2,a ln a 2-14a 2-a ,2<a <2e ,(1-e )a +e 2-2e ,a ≥2e.【数形结合法研究函数零点】【例23】已知函数f (x )=e x -a (x +2).(1)当a =1时,讨论f (x )的单调性;(2)若f (x )有两个零点,求a 的取值范围.【解析】 (1)当a =1时,f (x )=e x -(x +2),f ′(x )=e x -1,令f ′(x )<0,解得x <0,令f ′(x )>0,解得x >0,所以f (x )在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增.(2)令f (x )=0,得e x =a (x +2),即1a =x +2e x ,所以函数y =1a 的图象与函数φ(x )=x +2e x 的图象有两个交点,φ′(x )=-x -1e x ,当x ∈(-∞,-1)时,φ′(x )>0;当x ∈(-1,+∞)时,φ′(x )<0,所以φ(x )在(-∞,-1)上单调递增,在(-1,+∞)上单调递减,所以φ(x )max =φ(-1)=e ,且x →-∞时,φ(x )→-∞;x →+∞时,φ(x )→0,所以0<1a <e ,解得a >1e .所以a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫1e ,+∞.【利用函数性质研究函数零点】【例24】已知函数f (x )=x -a ln x (a >0).(1)求函数f (x )的单调区间;(2)求函数g (x )=12x 2-ax -f (x )的零点个数.【解析】 (1)函数f (x )的定义域为(0,+∞),由f (x )=x -a ln x 可得f ′(x )=1-a x =x -a x ,由f ′(x )>0可得x >a ;由f ′(x )<0可得0<x <a ,所以f (x )的单调递减区间为(0,a ),单调递增区间为(a ,+∞).(2)由g (x )=12x 2-ax -x +a ln x=12x 2-(a +1)x +a ln x ,可得g ′(x )=x -(a +1)+a x令g ′(x )=0可得x =1或x =a ,因为g (1)=12-a -1=-a -12<0,g (2a +3)=12(2a +3)2-(a +1)(2a +3)+a ln(2a +3)=a +a ln(2a +3)+32>0,当a >1时,g (x )在(1,a )上单调递减,所以g (1)>g (a ),所以g (a )<0,所以g (x )有一个零点,当a =1时,g (x )在(0,+∞)上单调递增,所以g (x )有一个零点,当0<a <1时,g (x )在(0,a )上单调递增,在(a ,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,此时g (a )=12a 2-(a +1)a +a ln a=-12a 2-a +a ln a <0,g (x )只有一个零点,综上所述,g (x )在(0,+∞)上只有一个零点.【导数构造问题】【例25】已知定义在R 上的函数f (x ),其导函数为f ′(x ),当x >0时,f ′(x )-f (x )x >0,若a=2f (1),b =f (2),c =4f ⎝⎛⎭⎫12,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .c <b <aB .c <a <bC .b <a <cD .a <b <c 【答案】 B【解析】 构造函数g (x )=f (x )x (x >0),得g ′(x )=xf ′(x )-f (x )x 2=1x ⎣⎡⎦⎤f ′(x )-f (x )x , 由题知当x >0时,f ′(x )-f (x )x >0,所以g ′(x )>0,故g (x )在(0,+∞)上单调递增,所以f (2)2>f (1)1>f ⎝⎛⎭⎫1212,即f (2)>2f (1)>4f ⎝⎛⎭⎫12,即b >a >c .【例26】(多选)已知f (x )是定义在(-∞,+∞)上的函数,导函数f ′(x )满足f ′(x )<f (x )对于x ∈R 恒成立,则( )A .f (2)<e 2f (0)B .f (2)>e 2f (0)C .e 2f (-1)>f (1)D .e 2f (-1)<f (1)【答案】 AC【解析】 构造F (x )=f (x )e x ,则F ′(x )=e x f ′(x )-e x f (x )e 2x =f ′(x )-f (x )e x,导函数f ′(x )满足f ′(x )<f (x ),则F ′(x )<0,F (x )在R 上单调递减,根据单调性可知A ,C 选项正确.【例27】(多选)定义在⎝⎛⎭⎫0,π2上的函数f (x ),已知f ′(x )是它的导函数,且恒有cos x ·f ′(x )+sin x ·f (x )<0成立,则有( )A .f ⎝⎛⎭⎫π6>2f ⎝⎛⎭⎫π4 B.3f ⎝⎛⎭⎫π6>f ⎝⎛⎭⎫π3 C .f ⎝⎛⎭⎫π6>3f ⎝⎛⎭⎫π3 D.2f ⎝⎛⎭⎫π6>3f ⎝⎛⎭⎫π4 【答案】 CD【解析】 构造函数g (x )=f (x )cos x ⎝⎛⎭⎫0<x <π2. 则g ′(x )=f ′(x )cos x +f (x )sin x (cos x )2<0,即函数g (x )在⎝⎛⎭⎫0,π2上单调递减, 所以g ⎝⎛⎭⎫π6>g ⎝⎛⎭⎫π3,所以f ⎝⎛⎭⎫π6>3f ⎝⎛⎭⎫π3, 同理g ⎝⎛⎭⎫π6>g ⎝⎛⎭⎫π4, 即2f ⎝⎛⎭⎫π6>3f ⎝⎛⎭⎫π4.【同构法导数构造】【例28】若存在x ,y ∈(0,+∞)使得x ln(2ax )+y =x ln y ,则实数a 的最大值为( ) A.1eB.12eC.13eD.2e【答案】 B【解析】 由x ln(2ax )+y =x ln y ,得ln(2a )=ln y x -y x ,令t =y x >0,g (t )=ln t -t ,则g ′(t )=1t -1=1-t t ,当0<t <1时,g ′(t )>0,当t >1时,g ′(t )<0,所以g (t )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,所以当t =1时,g (t )取得极大值即最大值g (1)=-1,因为当t →0时,g (t )→-∞,所以g (t )∈(-∞,-1],所以ln 2a ≤-1,所以0<a ≤12e ,所以实数a 的最大值为12e .【分参法解决恒成立问题】【例29】已知函数f (x )=(x -2)e x -12ax 2+ax (a ∈R ).(1)当a =0时,求曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程;(2)当x ≥2时,f (x )≥0恒成立,求a 的取值范围.【解析】(1)当a =0时,f (x )=(x -2)e x ,f (0)=(0-2)e 0=-2,f ′(x )=(x -1)e x ,k =f ′(0)=(0-1)e 0=-1,所以切线方程为y +2=-(x -0),即x +y +2=0.(2)方法一 当x ≥2时,f (x )≥0恒成立,等价于当x ≥2时,(x -2)e x -12ax 2+ax ≥0恒成立.即⎝⎛⎭⎫12x 2-x a ≤(x -2)e x 在[2,+∞)上恒成立.当x =2时,0·a ≤0,所以a ∈R .当x >2时,12x 2-x >0,所以a ≤(x -2)e x 12x 2-x=2e x x 恒成立. 设g (x )=2e x x ,则g ′(x )=2(x -1)e x x 2, 因为x >2,所以g ′(x )>0,所以g (x )在区间(2,+∞)上单调递增.所以g (x )>g (2)=e 2,所以a ≤e 2.综上所述,a 的取值范围是(-∞,e 2].【整体法解决恒成立问题】【例30】已知函数f (x )=e x -1-ax +ln x (a ∈R ). (1)若函数f (x )在x =1处的切线与直线3x -y =0平行,求a 的值;(2)若不等式f (x )≥ln x -a +1对一切x ∈[1,+∞)恒成立,求实数a 的取值范围.【解析】(1)f ′(x )=e x -1-a +1x ,∴f ′(1)=2-a =3,∴a =-1,经检验a =-1满足题意,∴a =-1,(2)f (x )≥ln x -a +1可化为e x -1-ax +a -1≥0,x >0,令φ(x )=e x -1-ax +a -1,则当x ∈[1,+∞)时,φ(x )min ≥0,∵φ′(x )=e x -1-a ,①当a ≤1e 时,φ′(x )>0,∴φ(x )在[1,+∞)上单调递增,∴φ(x )min =φ(1)=1-a +a -1=0≥0恒成立,∴a ≤1e 符合题意.②当a >1e 时,令φ′(x )=0,得x =ln a +1.当x ∈(0,ln a +1)时,φ′(x )<0,当x ∈(ln a +1,+∞)时,φ′(x )>0,∴φ(x )在(0,ln a +1)上单调递减,在(ln a +1,+∞)上单调递增.当ln a +1≤1,即1e <a ≤1时,φ(x )在[1,+∞)上单调递增,φ(x )min =φ(1)=0≥0恒成立,∴1e <a ≤1符合题意.当ln a +1>1,即a >1时,φ(x )在[1,ln a +1)上单调递减,在(ln a +1,+∞)上单调递增, ∴φ(x )min =φ(ln a +1)<φ(1)=0与φ(x )≥0矛盾.故a >1不符合题意.综上,实数a 的取值范围为(-∞,1].【双变量的恒(能)成立问题】【例31】设f (x )=a x +x ln x ,g (x )=x 3-x 2-3.(1)如果存在x 1,x 2∈[0,2],使得g (x 1)-g (x 2)≥M 成立,求满足上述条件的最大整数M ;(2)如果对于任意的s ,t ∈⎣⎡⎦⎤12,2,都有f (s )≥g (t )成立,求实数a 的取值范围. 解 (1)存在x 1,x 2∈[0,2],使得g (x 1)-g (x 2)≥M 成立,等价于[g (x 1)-g (x 2)]max ≥M 成立. g ′(x )=3x 2-2x =x (3x -2),令g ′(x )=0,得x =0或x =23,∵g ⎝⎛⎭⎫23=-8527, 又g (0)=-3,g (2)=1, ∴当x ∈[0,2]时,g (x )max =g (2)=1,g (x )min =g ⎝⎛⎭⎫23=-8527, ∴M ≤1-⎝⎛⎭⎫-8527=11227, ∴满足条件的最大整数M 为4.(2)对任意的s ,t ∈⎣⎡⎦⎤12,2有f (s )≥g (t ),则f (x )min ≥g (x )max .由(1)知当x ∈⎣⎡⎦⎤12,2时,g (x )max =g (2)=1, ∴当x ∈⎣⎡⎦⎤12,2时,f (x )=a x +x ln x ≥1恒成立, 即a ≥x -x 2ln x 恒成立.令h (x )=x -x 2ln x ,x ∈⎣⎡⎦⎤12,2,∴h ′(x )=1-2x ln x -x , 令φ(x )=1-2x ln x -x , ∴φ′(x )=-3-2ln x <0,h ′(x )在⎣⎡⎦⎤12,2上单调递减,又h ′(1)=0,∴当x ∈⎣⎡⎦⎤12,1时,h ′(x )≥0, 当x ∈[1,2]时,h ′(x )≤0,∴h (x )在⎣⎡⎦⎤12,1上单调递增,在[1,2]上单调递减,∴h (x )max =h (1)=1,故a ≥1.∴实数a 的取值范围是[1,+∞).【利用导数证明不等式】【例32】已知函数g (x )=x 3+ax 2.(1)若函数g (x )在[1,3]上为单调函数,求a 的取值范围;(2)已知a >-1,x >0,求证:g (x )>x 2ln x .(1)解 由题意知,函数g (x )=x 3+ax 2,则g ′(x )=3x 2+2ax ,若g (x )在[1,3]上单调递增,则g ′(x )=3x 2+2ax ≥0在[1,3]上恒成立,则a ≥-32;若g (x )在[1,3]上单调递减,则g ′(x )=3x 2+2ax ≤0在[1,3]上恒成立,则a ≤-92.所以a 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,-92∪⎣⎡⎭⎫-32,+∞. (2)证明 由题意得,要证g (x )>x 2ln x ,x >0,即证x 3+ax 2>x 2ln x ,即证x +a >ln x ,令u (x )=x +a -ln x ,x >0,可得u ′(x )=1-1x =x -1x ,x >0,当0<x <1时,u ′(x )<0,函数u (x )单调递减;当x >1时,u ′(x )>0,函数u (x )单调递增.所以u (x )≥u (1)=1+a ,因为a >-1,所以u (x )>0,故当a >-1时,对于任意x >0,g (x )>x 2ln x .【例33】已知函数f (x )=a ln x +x .(1)讨论f (x )的单调性;(2)当a =1时,证明:xf (x )<e x .(1)解 f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=a x +1=x +a x .当a ≥0时,f ′(x )>0,所以f (x )在(0,+∞)上单调递增.当a <0时,若x ∈(-a ,+∞),则f ′(x )>0;若x ∈(0,-a ),则f ′(x )<0.所以f (x )在(-a ,+∞)上单调递增,在(0,-a )上单调递减.综上所述,当a ≥0时,f (x )在(0,+∞)上单调递增;当a <0时,f (x )在(-a ,+∞)上单调递增,在(0,-a )上单调递减.(2)证明 当a =1时,要证xf (x )<e x ,即证x 2+x ln x <e x ,即证1+ln x x <e x x 2.令函数g (x )=1+ln x x ,则g ′(x )=1-ln x x 2.令g ′(x )>0,得x ∈(0,e);令g ′(x )<0,得x ∈(e ,+∞).所以g (x )在(0,e)上单调递增,在(e ,+∞)上单调递减,所以g (x )max =g (e)=1+1e ,令函数h (x )=e x x 2,则h ′(x )=e x (x -2)x 3.当x ∈(0,2)时,h ′(x )<0;当x ∈(2,+∞)时,h ′(x )>0.所以h (x )在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,所以h (x )min =h (2)=e 24.因为e 24-⎝⎛⎭⎫1+1e >0,所以h (x )min >g (x )max ,即1+ln x x <e x x 2,从而xf (x )<e x 得证.【例34】已知函数f (x )=e x .(1)求曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程;(2)当x >-2时,求证:f (x )>ln(x +2).(1)解 由f (x )=e x ,得f (0)=1,f ′(x )=e x ,则f ′(0)=1,即曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程为y -1=x -0,所以所求切线方程为x -y +1=0.(2)证明 设g (x )=f (x )-(x +1)=e x -x -1(x >-2),则g ′(x )=e x -1,当-2<x <0时,g ′(x )<0;当x >0时,g ′(x )>0,即g (x )在(-2,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,于是当x =0时,g (x )min =g (0)=0,因此f (x )≥x +1(当且仅当x =0时取等号),令h (x )=x +1-ln(x +2)(x >-2),则h ′(x )=1-1x +2=x +1x +2, 则当-2<x <-1时,h ′(x )<0,当x >-1时,h ′(x )>0,即有h (x )在(-2,-1)上单调递减,在(-1,+∞)上单调递增,于是当x =-1时,h (x )min =h (-1)=0,因此x +1≥ln(x +2)(当且仅当x =-1时取等号),所以当x >-2时,f (x )>ln(x +2).【隐零点问题】【例35】已知函数f (x )=ln x -ax (a ∈R ).(1)讨论函数f (x )的单调性;(2)证明不等式e x -2-ax >f (x )恒成立. 【解析】 (1) f ′(x )=1x -a =1-ax x (x >0),当a ≤0时,f ′(x )>0,所以f (x )在(0,+∞)上单调递增;当a >0时,令f ′(x )=0,得x =1a ,所以当x ∈⎝⎛⎭⎫0,1a 时,f ′(x )>0,f (x )单调递增; 当x ∈⎝⎛⎭⎫1a ,+∞时,f ′(x )<0,f (x )单调递减.综上所述,当a ≤0时,f (x )在(0,+∞)上单调递增;当a >0时,f (x )在⎝⎛⎭⎫0,1a 上单调递增, 在⎝⎛⎭⎫1a ,+∞上单调递减.(2)设函数φ(x )=e x -2-ln x (x >0),则φ′(x )=e x -2-1x ,可知φ′(x )在(0,+∞)上单调递增.又由φ′(1)<0,φ′(2)>0知,φ′(x )=0在(0,+∞)上有唯一实数根x 0,且1<x 0<2, 则φ′(x 0)=02ex −-1x 0=0, 即02e x −=1x 0. 当x ∈(0,x 0)时,φ′(x )<0,φ(x )单调递减;当x ∈(x 0,+∞)时,φ′(x )>0,φ(x )单调递增,所以φ(x )≥φ(x 0)=02ex −-ln x 0, 结合02e x −=1x 0, 知x 0-2=-ln x 0,所以φ(x )≥φ(x 0)=1x 0+x 0-2=x 20-2x 0+1x 0=(x 0-1)2x 0>0, 则φ(x )=e x -2-ln x >0,即不等式e x -2-ax >f (x )恒成立.【极值点偏移问题】【例36】已知函数f (x )=a e x -x ,a ∈R .若f (x )有两个不同的零点x 1,x 2.证明:x 1+x 2>2.【解析】由f (x )=a e x -x =0,得x e x -a =0,令g (x )=x e x -a ,则g ′(x )=1-x e x ,由g ′(x )=1-x e x >0,得x <1;由g ′(x )=1-x e x <0,得x >1.所以g (x )在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,由于x 1,x 2是方程g (x )=0的实根,不妨设x 1<1<x 2,方法一 (对称化构造函数法)要证x 1+x 2>2, 只要证x 2>2-x 1>1.由于g (x )在(1,+∞)上单调递减,故只要证g (x 2)<g (2-x 1), 由于g (x 1)=g (x 2)=0,故只要证g (x 1)<g (2-x 1),令H (x )=g (x )-g (2-x )=x e x -2-x e 2-x (x <1), 则H ′(x )=1-x e x -1-x e 2-x =(e 2-x -e x )(1-x )e 2, 因为x <1,所以1-x >0,2-x >x ,所以e 2-x >e x ,即e 2-x -e x >0,所以H ′(x )>0,所以H (x )在(-∞,1)上单调递增. 所以H (x 1)<H (1)=0,即有g (x 1)<g (2-x 1)成立,所以x 1+x 2>2.方法二 (比值代换法)设0<x 1<1<x 2,由g (x 1)=g (x 2),得1212e e x x x x −−=,等式两边取对数得ln x 1-x 1=ln x 2-x 2.令t =x 2x 1>1,则x 2=tx 1,代入上式得ln x 1-x 1=ln t +ln x 1-tx 1,得x 1=ln t t -1,x 2=t ln t t -1. 所以x 1+x 2=(t +1)ln t t -1>2⇔ln t -2(t -1)t +1>0, 设g (t )=ln t -2(t -1)t +1(t >1),所以g ′(t )=1t -2(t +1)-2(t -1)(t +1)2=(t -1)2t (t +1)2>0, 所以当t >1时,g (t )单调递增, 所以g (t )>g (1)=0,所以ln t -2(t -1)t +1>0,故x 1+x 2>2.。
导数文科测试题及答案

导数文科测试题及答案一、单项选择题(每题3分,共30分)1. 函数y=x^2的导数是()A. 2xB. x^2C. 2D. x答案:A2. 函数y=3x的导数是()A. 3B. 3xC. 1D. 0答案:A3. 函数y=x^3的导数是()A. 3x^2B. x^3C. 3D. x^2答案:A4. 函数y=sin(x)的导数是()A. cos(x)B. sin(x)C. -sin(x)D. -cos(x)答案:A5. 函数y=e^x的导数是()A. e^xB. e^(-x)C. 1D. 0答案:A6. 函数y=ln(x)的导数是()A. 1/xB. xC. ln(x)D. 1答案:A7. 函数y=1/x的导数是()A. -1/x^2B. 1/x^2C. -1/xD. 1/x答案:A8. 函数y=x^(1/2)的导数是()A. 1/2x^(-1/2)B. 1/2x^(1/2)C. 1/2D. 2x^(-1/2)答案:A9. 函数y=tan(x)的导数是()A. sec^2(x)B. tan(x)C. 1D. sec(x)答案:A10. 函数y=arcsin(x)的导数是()A. 1/sqrt(1-x^2)B. 1/xC. xD. sqrt(1-x^2)答案:A二、填空题(每题4分,共20分)11. 函数y=x^4的导数是________。
答案:4x^312. 函数y=cos(x)的导数是________。
答案:-sin(x)13. 函数y=ln(1+x)的导数是________。
答案:1/(1+x)14. 函数y=x^(-2)的导数是________。
答案:-2x^(-3)15. 函数y=arccos(x)的导数是________。
答案:-1/sqrt(1-x^2)三、解答题(每题10分,共50分)16. 求函数y=x^2-2x+1的导数。
答案:y'=2x-217. 求函数y=e^(2x)的导数。
完整版)导数最新文科高考数学真题

完整版)导数最新文科高考数学真题1.曲线y=xex-1在点(1,1)处的切线斜率为2e。
(选项C)2.曲线y=ax-ln(x+1)在点(0,0)处的切线方程为y=2x,因此a=3.(选项D)3.根据导函数y'=f'(x)的图象,确定函数y=f(x)的图象为B。
4.函数f(x)=2/x+lnx,其导数为f'(x)=-2/x^2+1/x。
解方程f'(x)=0,得到x=2为f(x)的极小值点。
(选项D)5.如果p:f(x)=q:x是f(x)的极值点,则p是q的必要条件,但不是充分条件。
(选项C)6.曲线y=x^3-x+3在点(1,3)处的切线方程为2x-y+1=0.7.曲线y=kx+lnx在点(1,k)处的切线平行于x轴,因此k=-1.8.曲线y=ax-lnx在点(1,a)处的切线平行于x轴,因此a=1/2.(选项1/2)9.曲线y=-5ex+3在点(0,-2)处的切线方程为5x+y+2=0.10.曲线y=x+1(α∈R)在点(1,2)处的切线经过坐标原点,因此α=2.11.曲线y=x(3lnx+1)在点(1,1)处的切线方程为4x-y-3=0.12.曲线y=e^x上点P处的切线平行于直线2x+y+1=0,因此P的坐标为(-ln2,2)。
13.曲线y=xlnx上点P处的切线平行于直线2x-y+1=0,因此P的坐标为(e,e)。
14.函数y=-x^2没有明显的问题,但是缺少了后面的部分,因此无法确定答案。
15.若函数f(x)=kx-lnx在区间(1,+∞)单调递增,则k的取值范围是[1,+∞)。
16.函数f(x)=(1-cosx)sinx在[-π,π]的图象大致为下凸的W 形,拐点为x=0.17.已知曲线y=x+lnx在点(1,1)处的切线与曲线y=ax+(a+2)x+1相切,则2a=8.18.函数y=xe在其极值点处的切线方程为y=-x/e。
19.已知函数f(x)=axlnx,其中a为实数,且f'(x)为f(x)的导函数,若f'(1)=3,则a的值为3.20.曲线y=x^2的在点(1,2)处的切线方程为x-y+1=0.21.函数y=f(x)的导函数y=f'(x)的图象为下凸的W形,则函数y=f(x)的图象可能是D。
高二文科导数求导练习题

高二文科导数求导练习题1. 求导函数:f(x) = 3x^2 - 2x + 5我们将使用导数的定义来求解这个练习题。
首先,我们需要确定函数f(x)在给定的区间内是可导的。
在这种情况下,我们不需要担心定义域或间断点。
根据导数的定义,导数f'(x)为函数f(x)在x点的极限值:f'(x) = lim(h->0) [f(x+h) - f(x)] / h我们将使用极限的性质来简化这个表达式。
首先,我们计算f(x+h):f(x+h) = 3(x+h)^2 - 2(x+h) + 5= 3(x^2 + 2xh + h^2) - 2x - 2h + 5= 3x^2 + 6xh + 3h^2 - 2x - 2h + 5接下来,我们计算f(x+h) - f(x):f(x+h) - f(x) = (3x^2 + 6xh + 3h^2 - 2x - 2h + 5) - (3x^2 - 2x + 5)= 6xh + 3h^2 - 2h现在我们可以将此结果代入到导数的定义中:f'(x) = lim(h->0) [6xh + 3h^2 - 2h] / h我们可以通过取消分式中的h来简化上述表达式:f'(x) = lim(h->0) 6x + 3h - 2最后,当h趋近于0时,只有常数项6x会影响极限的结果:f'(x) = 6x最后的结果表明,在给定的区间内,函数f(x)的导数f'(x)是6x。
2. 求导函数:g(x) = sqrt(x^3) + 2x与第一个练习题相似,我们将使用导数的定义来求解这个问题。
同样地,我们需要确定函数g(x)在给定的区间内是可导的。
根据导数的定义,导数g'(x)为函数g(x)在x点的极限值:g'(x) = lim(h->0) [g(x+h) - g(x)] / h首先,我们计算g(x+h):g(x+h) = sqrt((x+h)^3) + 2(x+h)= sqrt(x^3 + 3x^2h + 3xh^2 + h^3) + 2x + 2h接下来,我们计算g(x+h) - g(x):g(x+h) - g(x) = (sqrt(x^3 + 3x^2h + 3xh^2 + h^3) + 2x + 2h) - (sqrt(x^3) + 2x)= sqrt(x^3 + 3x^2h + 3xh^2 + h^3) + 2x + 2h - sqrt(x^3) - 2x= sqrt(x^3 + 3x^2h + 3xh^2 + h^3) - sqrt(x^3) + 2h现在我们可以将此结果代入到导数的定义中:g'(x) = lim(h->0) [sqrt(x^3 + 3x^2h + 3xh^2 + h^3) - sqrt(x^3) + 2h] / h将分式中的h进行约分,我们可以得到:g'(x) = lim(h->0) [(sqrt(x^3 + 3x^2h + 3xh^2 + h^3) - sqrt(x^3)) / h + 2]当h趋近于0时,我们只需要考虑第一项中的根式部分,其他项不会影响极限的结果:g'(x) = lim(h->0) [(sqrt(x^3 + 3x^2h + 3xh^2 + h^3) - sqrt(x^3)) / h]为了使计算更加便捷,我们将使用导函数的性质。
(完整word版)高二数学导数大题练习详细答案

(完整word 版)高二数学导数大题练习详细答案一、解答题1.已知()()e 1x f x mx m =+<-.(1)当2m =-时,求曲线()y f x =上的斜率为1-的切线方程;(2)当0x ≥时,()2213222m f x x ≥+-恒成立,求实数m 的范围.2.已知函数()21si cos n 2f x x x a x x =-++.(1)当1a =-时,求曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程; (2)若函数()f x 在3π0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,求a 的取值范围. 3.己知函数()2ln ,f x x ax a R =-∈.(1)当0a =时,求曲线()y f x =在()()1,1f 处的切线方程;(2)设函数()()ln 21g x f x x x =--+,若()0g x ≤在其定义域内恒成立,求实数a 的最小值;(3)若关于x 的方程()2ln f x x x =+恰有两个相异的实根12,x x ,求实数a 的取值范围,并证明121x x >.4.已知函数()()24e 1xf x x =-+.(1)求()f x 的极值.(2)设()()()f m f n m n =≠,证明:7m n +<.5.求函数()31443f x x x =-+在区间1,33⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值与最小值.6.已知函数()1e x axf x a=-+,0a ≠. (1)当1a =时,①求曲线()y f x =在0x =处的切线方程; ②求证:()f x 在(0,)+∞上有唯一极大值点; (2)若()f x 没有零点,求a 的取值范围. 7.已知函数()1ln xf x x+=. (1)求()f x 在1x =处的切线方程; (2)当e x ≥时,不等式()ekf x x ≥+恒成立,求实数k 的取值范围; 8.已知函数()e 2x f x ax =-,()22sin 1g x a x x =-+,其中e 是自然对数的底数,a ∈R .(1)试判断函数()f x 的单调性与极值点个数;(2)若关于x 的方程()()0af x g x +=在[]0,π上有两个不等实根,求实数a 的最小值. 9.已知函数()()e x f x x m =+⋅.(1)若()f x 在(],1-∞上是减函数,求实数m 的取值范围;(2)当0m =时,若对任意的0x ≥,不等式()2e x ax f x ⋅≤恒成立,求实数a 的取值范围.10.已知函数()()e 11xf x b x a=+-+(1)当114a b ==-,时,求曲线()y f x =在点(0,f (0))处的切线方程; (2)当20e <≤a ,且2x >时,()()ln 1f x b a x ⎡>-⎣]恒成立,求b 的取值范围.【参考答案】一、解答题1.(1)10x y +-=;(2)ln 3⎡-⎣.【解析】 【分析】(1)根据导数的几何意义可利用斜率求得切点坐标,由此可得切线方程;(2)令()()2213222m g x f x x ⎛⎫=-+- ⎪⎝⎭,将问题转化为当0x ≥时,()min 0g x ≥恒成立;①当10m +≥时,由导数可证得()g x 单调递增,由()00g ≥可求得m 范围; ②当10+<m 时,利用零点存在定理可说明存在()00g x '=,并得到()g x 单调性,知()()020min 13e e 022x xg x g x ==-++≥,由此可解得0x 的范围,根据00e x x m -=可求得m 范围. (1)当2m =-时,()e 2x f x x =-,()e 2xf x '=-;令()e 21xf x '=-=-,解得:0x =,∴切点坐标为()0,1,∴所求切线方程为:1y x =-+,即10x y +-=;(2)令()()22221313e 222222x m m g x f x x mx x ⎛⎫=-+-=+--+ ⎪⎝⎭,则原问题转化为:当0x ≥时,()0g x ≥恒成立,即()min 0g x ≥恒成立;()e x g x m x '=+-,()e 1x g x ''=-,则当0x ≥时,()0g x ''≥,()g x '∴在[)0,∞+上单调递增,()()01g x g m ''∴≥=+; ①当10m +≥,即1m ≥-时,()0g x '≥,()g x ∴在[)0,∞+上单调递增,()()2min301022m g x g ∴==-+≥,解得:m ≤≤m ⎡∴∈-⎣; ②当10+<m ,即1m <-时,()00g '<,当x →+∞时,()g x '→+∞;()00,x ∴∃∈+∞,使得()00g x '=,即00e x x m -=,则当()00,x x ∈时,()0g x '<;当()0,x x ∈+∞时,()0g x '>;()g x ∴在()00,x 上单调递减,在()0,x +∞上单调递增,()()()()00022022000000min e1313e e e 222222x x x x xm g x g x mx x x x x -∴==+--+=+---+00213e e 022x x =-++≥, 解得:01e 3x -≤≤,即0ln 3x ≤,又()00,x ∈+∞,(]00,ln3x ∴∈,令()e xh x x =-,则()1e xh x '=-,∴当(]0,ln3x ∈时,()0h x '<,()h x ∴在(]0,ln3上单调递减,()[)000e ln33,1x h x x ∴=-∈--,即[)ln33,1m ∈--;综上所述:实数m 的取值范围为ln 3⎡-⎣.【点睛】思路点睛:本题重点考查了导数中的恒成立问题的求解,解题基本思路是通过构造函数的方式,将问题转化为()min 0g x ≥,从而利用对含参函数单调性的讨论来确定最小值点,根据最小值得到不等式求得参数范围. 2.(1)10y +=; (2)[)1,+∞. 【解析】 【分析】(1)将1a =-代入函数()f x 中,得出函数()f x 的解析式,进而可以求出切点坐标,再利用导数的几何意义及点斜式即可求解;(2)根据已知条件可以将问题转化为恒成立问题,进而转化为求函数的最值问题,利用导数法求函数的最值即可求解. (1)当1a =-时,()2cos 1sin 2f x x x x x =--+()2cos 10000sin 012f =⨯--+=-,所以切点为0,1,()1sin cos x f x x x '=-++,∴(0)01sin 0cos00f '=-++=,所以曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线的斜率为(0)0k f '==, 所以曲线()y f x =在点0,1处的切线的斜率切线方程为()()100y x --=⨯-,即10y +=.(2)由()21si cos n 2f x x x a x x =-++,得()s 1co i s n f x x a x x '=--+因为函数()f x 在3π0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,可得()0f x '≤对任意3π0,4x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦恒成立, 设()()1c s os in g x f x x a x x '==--+,则()cos 1sin g x a x x '=--. 因为si (n 0)001cos00g a =--+=, 所以使()0f x '≤对任意3π0,4x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦恒成立, 则至少满足()00g '≤,即10a -≤,解得1a ≥. 下证明当1a ≥时,()0f x '≤恒成立, 因为3π0,4x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以sin 0x ≥, 因为1a ≥,所以()sin 1cos f x x x x '≤--+.记s ()cos n 1i h x x x x =--+,则π()1sin 14cos h x x x x ⎛⎫'=-=+ ⎝-⎪⎭.当π0,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0h x '<;当π3π,24x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0h x '>. 所以函数()h x 在π0,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭上单调递减,在π3π,24⎛⎤⎥⎝⎦上单调递增.因为ππ(),h h ⎛⎫==-⎪⎝⎭33001044, 所以()h x 在3π0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值为(0)0h =.即()()1sin cos 0f x h x x x x '≤=--+≤在3π0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦上恒成立.所以a 的取值范围为[)1,+∞. 3.(1)22y x =- (2)1-(3)(),1-∞-;证明见解析. 【解析】 【分析】(1)根据题意,()2ln f x x =,分别求出()1f 和()1f '求解即可;(2)条件等价于ln 12maxx a x +⎛⎫+≥ ⎪⎝⎭,令()ln 1x h x x +=()0,∞+求解最大值即可; (3)令()()ln 0xm x x a x x=-->,求出()m x 的单调性,得到()()11max m x m a ==--, 根据题意求解a 的范围即可;不妨设12x x <,则1201x x <<<,2101x <<,题设即证明()121m x m x ⎛⎫> ⎪⎝⎭成立,构造()()11ln 1x x x x x x x ϕ⎛⎫=+-+> ⎪⎝⎭, 求解单调性得到()()10x ϕϕ>=即可求解. (1)当0a =时,()2ln f x x =,所以()2l 01n1=f =,()2f x x'=,所以()12f '=, 所以曲线()y f x =在()()1,1f 处的切线方程为:()021y x -=-,即22y x =- (2)由题意得,()ln 21g x x ax x =--+,因为()0g x ≤在其定义域内恒成立, 所以ln 210x ax x --+≤在()0,∞+恒成立,即ln 12x a x++≥在()0,∞+恒成立, 等价于ln 12maxx a x +⎛⎫+≥ ⎪⎝⎭,令()ln 1x h x x +=()0,∞+,所以()2ln x h x x -'=, 令()0h x '>解得01x <<,令()0h x '<解得1x >,所以函数()h x 在()0,1单调递增, 在()1,+∞单调递减,所以()()1=1h x h ≤,所以21a +≥,即1a ≥-,故a 的最小值为1-.(3)先证明必要性:由()2ln f x x x =+得2ln x ax x -=,即ln 0xx a x--=, 令()()ln 0x m x x a x x =-->,则()221ln x x m x x --'=, 设()21ln t x x x =--,则()12t x x x'=--,因为0x >,所以()0t x '<恒成立,函数()t x 在()0,∞+单调递减,而()10t =,故在()0,1上()0t x >,()0m x '>,()m x 单调递增,在()1,+∞上()0t x <,()0m x '<,()m x 单调递减,所以()()11max m x m a ==--.故方程()2ln f x x x =+恰有两个相异的实根只需:10a -->,所以实数a 的取值范围是(),1-∞-; 再证明充分性:当(),1a ∞∈--时,方程()2ln f x x x =+恰有两个相异的实根,条件等价于2ln x ax x -=,即ln x x a x -=,即y a =与ln x y x x=-, 当1a <-,0x >时有两个不同的交点,所以221ln x xy x --'=,由上面必要性的证明可知函数在()0,1单调递增,在()1,+∞单调递减, 所以ln x y x x =-在0x >时的最大值为:ln11=11y =--,最小值趋近于负无穷, 所以当(),1a ∞∈--时,程()2ln f x x x =+恰有两个相异的实根,即充分性成立.下证:121x x >,不妨设12x x <,则1201x x <<<,2101x <<, 所以()121122111x x x m x m x x ⎛⎫>⇔>⇔> ⎪⎝⎭,因为()()120m x m x ==, 所以()()22122222221ln ln 1111x x m x m m x m x a a x x x x x ⎛⎫⎪⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪-=-=----- ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ⎪⎝⎭ 2222222222221lnln ln 11ln 1x x x x x x x x x x x x =--+=-++2222211ln x x x x x ⎛⎫=+-+ ⎪⎝⎭,令()()11ln 1x x x x x x x ϕ⎛⎫=+-+> ⎪⎝⎭,则()211ln 0x x xϕ⎛⎫'=-> ⎪⎝⎭,所以()x ϕ在()1,+∞上单调递增,所以当1x >时,()()10x ϕϕ>=,即2222211ln 0x x x x x ⎛⎫+-+> ⎪⎝⎭,所以()121m x m x ⎛⎫> ⎪⎝⎭,所以121x x >. 【点睛】导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,而函数是高中数学中重要的知识点,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行: (1)考查导数的几何意义, 往往与解析几何、微积分相联系. (2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数. (3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题.(4)考查数形结合思想的应用.4.(1)极小值为71e 12-+,()f x 无极大值; (2)证明见解析﹒ 【解析】 【分析】(1)根据f (x )的导数判断f (x )的单调性,根据单调性即可求其极值; (2)由函数单调性指数函数性质可得x <72时,f (x )<1,设m <n ,则若()()()f m f n m n =≠,则m <72,n >72,由()()1f m f n =<可求742n <<﹒当m ≤3时,易证7m n +<;当732m <<时,构造函数()()()7p m f m f m =--,根据p (m )单调性即可证明7m n +<﹒ (1)()()227e x f x x =-',由()0f x '=,得72x =.当7,2x ⎛⎫∈-∞ ⎪⎝⎭时,()0f x '<;当7,2x ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭时,()0f x '>.∴()f x 的单调递减区间为7,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭,单调递增区间为7,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭.故()f x 的极小值为771e 122f ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,()f x 无极大值.(2)由(1)可知,()f x 的极值点为72,f (x )在7,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭上单调递减,在7,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递增,∵当x →-∞时,2e 0x →,∴f (x )→1, 故当x <72时,f (x )<1.设m n <,则若()()()f m f n m n =≠,则m <72,n >72,则()()1f m f n =<,则()274e 1142n n n -+<⇒<<. ①当3m ≤时,7m n +<,显然成立.②当732m <<时,77,42m ⎛⎫-∈ ⎪⎝⎭,()()()()214274e 3e m m f m f m m m ---=---.设()()()7p m f m f m =--,则()()()214227e em mp m m -=--'. 设()2142e e x xh x -=-,73,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则()h x 为增函数,则()702h x h ⎛⎫<= ⎪⎝⎭.∵732m <<,∴270m -<,()0p m '>,则()p m 在73,2⎛⎫⎪⎝⎭上为增函数,∴()()()()77()()77022p m p f m f m f n f m p ⎛⎫<⇒--=--<= ⎪⎝⎭,∴()()7f n f m <-.又∵7,42n ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,77,42m ⎛⎫-∈ ⎪⎝⎭,且()f x 在7,42⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,∴7n m <-,即7m n +<. 综上,7m n +<.5.最小值为()423f =-,最大值为1217381f ⎛⎫= ⎪⎝⎭【解析】 【分析】利用导数判断函数的单调性与最值情况. 【详解】由()31443f x x x =-+,得()24f x x '=-令()0f x '=.得2x =±1,33x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以2x =-舍去, 列表如下:()f x ∴的极小值为()23f =-又1217381f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,()31f =,所以,()f x 的最小值为()423f =-,最大值为1217381f ⎛⎫=⎪⎝⎭. 6.(1)①112y x =-;②证明见解析 (2){}()210,e -⋃【解析】 【分析】(1)①利用导数求出切线的斜率,直接求出切线方程;②令()e 1e x xg x x =+-,利用导数判断出()g x 在(0,)+∞上有唯一零点0x ,利用列表法证明出()f x 在(0,)+∞上有唯一极大值点;(2)令()e xh x a ax =+-.对a 分类讨论:①0a <,得到当1a =-时,()f x 无零点;②0a >,()f x 无零点,符合题意. (1)若1a =,则()1e 1x xf x =-+,()2e 1e (e 1)x x x x f x +-=+'.①在0x =处,()()21110211f '+==+,(0)1f =-. 所以曲线()y f x =在0x =处的切线方程为112y x =-.②令()e 1e x xg x x =+-,()e x g x x '=-,在区间(0,)+∞上,()0g x '<,则()g x 在区间(0,)+∞上是减函数.又(1)10,g =>()22e 10,g =-+<,所以()g x 在(0,)+∞上有唯一零点0x . 列表得:()f x 0x (2)()e e x x ax af x a--=+,令()e x h x a ax =+-,则()e xh x a '=-.①若0a <,则()0h x '>,()h x 在R 上是增函数.因为11e 10a h a a ⎛⎫⎛⎫=-+< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,()1 e > 0h =,所以()h x 恰有一个零点0x . 令0e 0x a +=,得0ln()x a =-.代入0()0h x =,得()ln 0a a a a -+--=, 解得1a =-.所以当1a =-时,()h x 的唯一零点为0,此时()f x 无零点,符合题意. ②若0a >,此时()f x 的定义域为R .当ln x a <时,()0h x '<,()h x 在区间(,ln )a -∞上是减函数; 当ln x a >时,()0h x '>,()h x 在区间(ln ,+)a ∞上是增函数. 所以min ()(ln )2ln h x h a a a a ==-. 又()010h a =+>,由题意,当2ln 0a a a ->,即20e a <<时,()f x 无零点,符合题意. 综上,a 的取值范围是{}()210,e -⋃.【点睛】导数的应用主要有:(1)利用导函数几何意义求切线方程;(2)利用导数研究原函数的单调性,求极值(最值); (3)利用导数求参数的取值范围. 7.(1)1y = (2)(],4∞- 【解析】 【分析】(1)利用导数的几何意义直接求解即可; (2)分离变量可得()()()e 1ln x x k g x x++≤=,利用导数可求得()()e 4g x g ≥=,由此可得k 的取值范围. (1)()2211ln ln x xf x x x--'==-,()10f '∴=,又()11f =, ()f x ∴在1x =处的切线方程为1y =;当e x ≥时,由()e k f x x ≥+得:()()()()e 1ln e x x k x f x x ++≤+=, 令()()()e 1ln x x g x x ++=,则()2eln x x g x x -'=, 令()eln h x x x =-,则()ee 1x h x x x-'=-=, ∴当e x ≥时,()0h x '≥,()h x ∴在[)e,+∞上单调递增,()()e e elne 0h x h ∴≥=-=, ()0g x '∴≥,()g x ∴在[)e,+∞上单调递增,()()()2e 1ln e e 4eg x g +∴≥==, 4k ∴≤,即实数k 的取值范围为(],4∞-. 【点睛】方法点睛:本题考查导数的几何意义、利用导数解决函数中的恒成立问题;解决恒成立问题的基本思路是采用分离变量的方式,将问题转化为变量与函数最值之间关系,即由()a f x ≥得()max a f x ≥;由()a f x ≤得()min a f x ≤.8.(1)答案见解析(2)e π--【解析】【分析】(1)求出()f x ',分类讨论,分0a ≤和0a >讨论()f x 的单调性与极值; (2)利用分离参数法得到sin 1e x x a -=,令()()sin 10e xx h x x π-=≤≤,利用导数判断 ()h x 的单调性与最值,根据直线y a =与函数()h x 的图像有两个交点,求出实数a 的最小值.(1)()e 2x f x ax =-,则()e 2x f x a '=-.①当0a ≤时,()0f x '>,则()f x 在R 上单调递增,此时函数()f x 的极值点个数为0;②当0a >时,令()20e x f x a '=-=,得()ln 2x a =,当()ln 2x a >时,()0f x '>,则()f x 在()()ln 2,a +∞上单调递增,当()ln 2x a <时,()0f x '<,则()f x 在()(),ln 2a -∞上单调递减,此时函数()f x 的极值点个数为1.综上所述,当0a ≤时,()f x 在R 上单调递增,极值点个数为0;当0a >时,()f x 在()()ln 2,a +∞上单调递增,在()(),ln 2a -∞上单调递减,极值点个数为1.由()()0af x g x +=,得sin 1x x a e -=. 令()()sin 10xx h x x e π-=≤≤, 因为关于x 的方程()()0af x g x +=在[]0,π上有两个不等实根,所以直线y a =与函数()sin 1xx h x e -=的图像在[]0,π上有两个交点. ()1cos sin 14x xx x x h x e e π⎛⎫-+ ⎪-+⎝⎭'==, 令()0h x '=,则sin 4x π⎛⎫-= ⎪⎝⎭[]0,x π∈,所以2x π=或x π=, 所以当02x π<<时,()0h x '>;当2x ππ<<时,()0h x '<, 所以()h x 在0,2π⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在,2ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减,所以()max 02h x h π⎛⎫== ⎪⎝⎭. 又()01h =-,()e h ππ-=-, e 1π-->- 所以当)e ,0x a -⎡∈-⎣时,直线y a =与函数()h x 的图像有两个交点,所以实数a 的最小值为e π--.【点睛】导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,而函数是高中数学中重要的知识点,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行:(1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系;(2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数;(3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题;(4)利用导数研究零点问题,考查数形结合思想的应用.9.(1)(],2-∞- (2)2e ,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦【解析】【分析】(1)求出导函数,得到11m --≥,即可求出m 的取值范围;(2)把题意转化为2x ax e ≤,分类讨论:当0x =时,求出R a ∈;当0x >时,转化为2xe a x≤,令2()x e g x x =,利用导数求出min ()g x ,即可求出实数a 的取值范围. (1)因为()()e x f x x m =+⋅,所以()(1)e x f x x m '=++⋅,令()0f x '≤,得1x m ≤--,则()f x 的单调递减区间为(,1]m -∞--, 因为()f x 在(,1]-∞上是减函数,所以11m --≥,即2m ≤-, 故m 的取值范围是(],2-∞-;(2)由题知:()e x f x x =⋅,则22e 0,e x x x ax ∀≥⋅≤,即2e x ax ≤,当0x =时,01≤恒成立,则a R ∈,当0x >时,2e x a x≤,令2(e )x g x x =,则2432e e e (2)()x x x x x x g x x x ⋅-⋅⋅-'==, 则当02x <<时,()0g x '<,()g x 递减;当2x >时,()0g x '>,()g x 递增, 故2min e ()(2)4g x g ==,则2e 4a ≤, 综上所述,实数a 的取值范围是2e ,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦. 10.(1)25y x =+(2)[1,)-+∞【解析】【分析】(1)求出()'f x ,然后算出(0),(0)f f '即可;(2)由条件可得e (ln )1ln(1)xb x a x b x a+->-+-恒成立,构造函数()ln (1)h x x b x x =+>,则原不等式等价于e ()x h a(1)h x >-在(2,)x ∈+∞上恒成立,然后可证明2e 1e 10xx x x a--+≥-+>,然后得()h x 在()1,+∞上单调递增,然后即可求解. (1) 当114a b ==-,时,()4e 21x f x x =-+,则()4e 2x f x '=-又因为(0)5,(0)2f f '==所以曲线()y f x =在点(0,f (0))处的切线方程为25y x =+.(2)()()ln 1f x b a x ⎡>-⎣恒成立,即e 1ln(1)ln x bx x b x b a a +-+>-+恒成立. 等价于e (ln )1ln(1)xb x a x b x a+->-+-恒成立. 构造函数()ln (1)h x x b x x =+>,则e e ln 1ln(1)x x b x b x a a+>-+-在(2,)x ∈+∞上恒成立等价于e ()x h a(1)h x >-在(2,)x ∈+∞上恒成立. 因为20e <≤a ,所以2e e ,xx a -≥ 令函数2()e 1(2)x H x x x -=-+>,则2()e 1x H x -'=-,显然()H x '是增函数, 则()(2)0,()H x H H x ''>=在()2,+∞上单调递增,所以()()20H x H >=, 故2e 1e 10xx x x a--+≥-+>,从而可得()h x 在()1,+∞上单调递增, 所以当()1,x ∈+∞时,()10b h x x '=+≥恒成立.所以b x ≥-,所以1b ≥-,即b 的取值范围是[-1,+∞)【点睛】关键点睛:解答本题第二问的关键是将原不等式变形,构造出函数()ln (1)h x x b x x =+>,属于函数的同构类型,解答的关键是观察不等式的特点,变成同一函数在两个变量处的取值.。
高三数学 导数大题20道训练

高三数学导数大题20道训练II)若函数f(x)在[0,1]上单调递增,求a的取值范围;III)若函数f(x)的最小值为-2,求a的取值范围.10.已知函数f(x)=x3-3x2+2x+1.I)求函数f(x)的单调区间;II)求函数f(x)的极值;III)若函数f(x)在[0,1]上单调递增,求函数在[0,1]上的最小值.11.已知函数f(x)=x2e-x.I)求函数f(x)的单调区间;II)求函数f(x)的极值;III)若函数f(x)在[0,1]上单调递减,求函数在[0,1]上的最大值.12.已知函数f(x)=x3-3x2+3x-1.I)求函数f(x)的单调区间;II)求函数f(x)的极值;III)若函数f(x)在[0,2]上单调递增,求函数在[0,2]上的最小值.13.已知函数f(x)=x3-6x2+9x-2.I)求函数f(x)的单调区间;II)求函数f(x)的极值;III)若函数f(x)在[1,3]上单调递减,求函数在[1,3]上的最大值.14.已知函数f(x)=x3-3x+2.I)求函数f(x)的单调区间;II)求函数f(x)的极值;III)若函数f(x)在[0,2]上单调递增,求函数在[0,2]上的最小值.15.已知函数f(x)=x3-3x2+4.I)求函数f(x)的单调区间;II)求函数f(x)的极值;III)若函数f(x)在[0,2]上单调递减,求函数在[0,2]上的最大值.16.已知函数f(x)=x3-6x2+12x-8.I)求函数f(x)的单调区间;II)求函数f(x)的极值;III)若函数f(x)在[1,3]上单调递增,求函数在[1,3]上的最小值.17.已知函数f(x)=x3-9x2+24x-16.I)求函数f(x)的单调区间;II)求函数f(x)的极值;III)若函数f(x)在[2,4]上单调递减,求函数在[2,4]上的最大值.18.已知函数f(x)=x3-2x2-5x+6.I)求函数f(x)的单调区间;II)求函数f(x)的极值;III)若函数f(x)在[1,3]上单调递增,求函数在[1,3]上的最小值.19.已知函数f(x)=x3-3x2+3.I)求函数f(x)的单调区间;II)求函数f(x)的极值;III)若函数f(x)在[0,2]上单调递减,求函数在[0,2]上的最大值.20.已知函数f(x)=x3-3x+1.I)求函数f(x)的单调区间;II)求函数f(x)的极值;III)若函数f(x)在[0,2]上单调递增,求函数在[0,2]上的最小值.Ⅱ) 当 $a>0$ 时,若过原点与函数 $f(x)$ 的图像相切的直线恰有三条,求实数 $a$ 的取值范围。
导数高中试题及解析答案

导数高中试题及解析答案一、选择题1. 若函数f(x)=x^3-3x+1,则f'(x)等于()。
A. 3x^2-3B. 3x^2+3C. 3x^2-3xD. 3x^2+3x答案:A解析:根据导数的定义,f'(x)=3x^2-3。
2. 函数y=x^2-4x+c的导数是()。
A. 2x-4B. 2x+4C. -2x-4D. -2x+4答案:A解析:对函数y=x^2-4x+c求导,得到y'=2x-4。
二、填空题3. 若f(x)=x^2+2x+1,则f'(1)=______。
答案:4解析:将x=1代入f'(x)=2x+2,得到f'(1)=2*1+2=4。
4. 函数y=ln(x)的导数是______。
答案:1/x解析:对函数y=ln(x)求导,得到y'=1/x。
三、解答题5. 求函数g(x)=x^3-2x^2+x-1的导数。
答案:g'(x)=3x^2-4x+1解析:根据导数的运算法则,对函数g(x)求导得到g'(x)=3x^2-4x+1。
6. 已知f(x)=x^2+3x+2,求f'(-1)。
答案:-2解析:首先求出f'(x)=2x+3,然后将x=-1代入,得到f'(-1)=2*(-1)+3=-2。
四、应用题7. 某物体在t秒时的速度为v(t)=t^2-t,求物体在t=2秒时的瞬时速度。
答案:3解析:首先求出速度函数的导数v'(t)=2t-1,然后将t=2代入,得到v'(2)=2*2-1=3。
8. 函数y=e^x-x^2在x=0处的切线斜率是多少?答案:1解析:求出函数y的导数y'=e^x-2x,然后将x=0代入,得到y'(0)=e^0-2*0=1。
五、证明题9. 证明:若f(x)=x^3+2x,则f'(x)=3x^2+2。
答案:证明如下:∵f(x)=x^3+2x∴f'(x)=3x^2+2证明完毕。
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高中文科数学导数大题练习题
1、设l 为曲线ln :x C y x
=在点(1,0)处的切线. (1)求l 的方程;
(2)证明:除切点(1,0)之外,曲线C 在直线l 的下方.
2、已知函数2()sin cos f x x x x x =++
(1)若曲线()y f x =在点(,())a f a 处与直线y b =相切,求a 与b 的值;
(2)若曲线()y f x =与直线y b =有两个不同交点,求b 的取值范围.
3、已知函数32()331f x x ax x =+++
(1)
求当a =,讨论()f x 的单调性;
(2)若[2,)x ∈+∞时,()0f x ≥,求a 的取值范围.
4、已知函数()ln ()f x x a x a R =-∈
(1)当2a =时,求曲线()y f x =在点(1,(1))A f 处的切线方程;
(2)求函数()f x 的极值.
5、设函数()ln f x x ax =-,()x g x e ax =-,其中a 为实数.若()f x 在()1,+∞上是单调减函数,且()g x 在()1,+∞上有最小值,求a 的范围.
6、已知函数2()ln (,)f x ax bx x a b R =+-∈
(1)设0a ≥,求)(x f 的单调区间
(2)设0a >,且对于任意0x >,()(1)f x f ≥。
试比较ln a 与2b -的大小。