高中数学函数导数专题

专题六函数导数专题函数是高考考查能力的重要素材，以函数为基础编制的考查能力的试题在历年的高考试卷中占有较大的比重．这部分内容既有以选择题、填空题形式出现的试题，也有以解答题形式出现的试题．一般说来，选择题、填空题主要考查函数的概念、单调性与奇偶性、函数图象、导数的几何意义等重要知识，关注函数知识的应用以及函数思想方法的渗透，着力体现概念性、思辨性和应用意识．解答题大多以基本初等函数为载体，综合应用函数、导数、方程、不等式等知识，并与数学思想方法紧密结合，对函数与方程思想、数形结合思想、分类与整合思想、有限与无限思想等进行较为深入的考查，体现了能力立意的命题原则．这些综合地统揽各种知识、应用各种方法和能力的试题充分显示了函数与导数的主干知识地位．在中学引入导数知识，为研究函数的性质提供了简单有效的方法．解决函数与导数结合的问题，一般有规范的方法，利用导数判断函数的单调性也有规定的步骤，具有较强的可操作性．高考中，函数与导数的结合，往往不是简单地考查公式的应用，而是与数学思想方法相结合，突出考查函数与方程思想、有限与无限思想等，所考查的问题具有一定的综合性．在一套高考试卷中一般有2-3个小题有针对性地考查函数与导数的重要知识和方法，有一道解答题综合考查函数与导数，特别是导数在研究函数问题中的应用，这道解答题是试卷的把关题之一．【考点透析】函数和导数的主要考点包括函数的概念、图象与性质，函数与方程，函数模型及其应用，导数及其应用、微积分及微积分基本定理等．【例题解析】题型1 函数的概念及其表示例1 （2008高考山东文5）设函数2211()21x xf xx x x⎧-⎪=⎨+->⎪⎩，，，，≤则1(2)ff⎛⎫⎪⎝⎭的值为（）A．1516B．2716-C．89D．18分析：由内向外逐步计算．解析：()()1124,24ff==，故()211115124416f ff⎛⎫⎛⎫⎛⎫==-=⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭．答案A．点评：本题考查分段函数的概念和运算能力．解决的关键是由内到外“逐步有选择”的代入函数解析式，求出函数值．例2如图，函数()f x的图象是曲线OAB，其中点,,O A B的坐标分别为()0,0,(1,2),(3,1)，则()13ff⎛⎫⎪⎪⎝⎭的值等于．分析：从图象上理解自变量与函数值的对应关系．解析：对于(3)1,f=(1)2f=．点评：图象是表示函数的一种方法，图象上反应了这个函数的一切性质．题型2 函数的图象与性质例3已知m为非零实数，若函数ln(1)1myx=--的图象关于原点中心对称，则m=．分析：图象的对称性反应在函数性质上就是这个函数是奇函数，根据奇函数对定义域内任意x 都有()()f x f x -=-点特点可得一个关于x 的恒等式，根据这个恒等式就可以确定m 的值，特别地()()()0000f f f -=-⇒=也可以解决问题．解析： 对于函数ln(1)1my x =--的图象关于原点中心对称,则对于()00f =，因此有ln(1)0,11,2m m m --=∴--==-．答案2-．点评：函数的奇偶性是函数的重要性质之一，这两个性质反应了函数图象的某种对称性，这二者之间是可以相互转换的．例4设0.213121log 3,,23a b c ⎛⎫=== ⎪⎝⎭，则（ ）A ．a b c <<B ．c b a <<C ．c a b <<D ．b a c << 分析：以0和1为分界线，根据指数函数与对数和的性质解决．解析：对于0.213121log 30,1,213a b o c ⎛⎫=<>=>=> ⎪⎝⎭，因此a b c <<．答案A ．点评：大小比较问题，可以归结为某个函数就归结为一个函数、利用函数的单调性比较，不能归结为某个函数一般就是找分界线．题型3 函数与方程例5．函数()23123x x f x x =+++的零点的个数是 A ．0 B ．1 C ．2 D ．3分析：这是一个三次函数，可以通过研究这个函数的单调性与极值，结合函数图象的基本特征解决． 解析：对于()22131()024f x x x x '=++=++>，因此函数()f x 在R 上单调递增，而对于523(2)0,(2)033f f -=-<=>，因此其零点的个数为1个．答案B ．点评：本例和例9在本质方法上是一致的，其基本道理就是“单调函数至多有一个零点”，再结合连续函数的零点定理，探究问题的答案．例6．函数()221f x mx x =-+有且仅有一个正实数的零点，则实数m 的取值范围是A ．(],1-∞B ．(]{},01-∞UC ．()(],00,1-∞UD ．(),1-∞分析：函数中的二次项系数是个参数，先要确定对其分类讨论，再结合一次函数、二次函数的图象布列不等式解决．解析：当0m =时，12x =为函数的零点；当0m ≠是，若0∆=，即1m =时，1x =是函数唯一的零点，若0∆≠，显然函数0x =不是函数的零点，这样函数有且仅有一个正实数零点等价与方程()2210f x mx x =-+=有一个正根一个负根，即()00mf <，即0m <．综合知答案B ．点评：分类讨论思想、函数与方程思想是高考所着重考查的两种数学思想，在本题体现的淋漓尽致．还要注意函数的零点有“变号零点”和“不变号零点”，如本题中的1x =就是函数的“不变号零点”，对于“不变号零点”，函数的零点定理是“无能为力”的，在解决函数的零点时要注意这个问题． 题型4 简单的函数模型及其应用例7．经市场调查，某超市的一种小商品在过去的近20天内的销售量（件）与价格（元）均为时间t （天）的函数，且销售量近似满足()802g t t =-（件），价格近似满足1()20|10|2f t t =--（元）．（1）试写出该种商品的日销售额y 与时间t （020t ≤≤）的函数表达式； （2）求该种商品的日销售额y 的最大值与最小值．分析：函数模型就是销售量乘以价格，价格函数带有绝对值，去掉绝对值后本质上是一个分段函数，建立起这个分段函数模型后，求其最值即可．解析：（1）1()()(802)(20|10|)(40)(40|10|)2y g t f t t t t t =⋅=-⋅--=---＝(30)(40),(010),(40)(50),(1020).t t t t t t +-<⎧⎨--⎩≤≤≤（2）当010t ≤<时，y 的取值范围是[]1200,1225，在5t =时，y 取得最大值为1225； 当1020t ≤≤1时，y 的取值范围是[]600,1200， 在20t =时，y 取得最小值为600．答案：总之，第5天，日销售额y 取得最大为1225元；第20天，日销售额y 取得最小为600元． 点评：分段函数模型是课标的考试大纲所明确提出要求的一个，分段函数在一些情况下可以用一个带有绝对值的解析式统一表达，要知道带有绝对值的函数本质上是分段函数，可以通过“零点分区”的方法去掉绝对值号再把它化为分段函数．题型5 导数的意义、运算以及简单应用 例8．（2008高考江苏8）直线b x y +=21是曲线)0(ln >=x x y 的一条切线，则实数b = ．分析：切线的斜率是12，就可以确定切点的坐标，切点在切线上，就求出来b 的值． 解析： 方法一'1y x =，令'12y =得2x =，即切点的横坐标是2，则纵坐标是ln 2，切线过点()2,ln 2，所以ln 21b =-．方法二：设曲线上一点点坐标是()00,ln x x ，由'1y x=知道过该点的曲线的切线的斜率是01x ，故过该点的曲线的切线方程是()0001ln y x x x x -=-，即001ln 1y x x =+-，根据已知这条直线和直线b x y +=21重合，故002,ln 1ln 21x b x ==-=-．答案：ln21-．点评：本题考查导数几何意义的应用，即曲线上一点处的导数值是曲线在该点的切线的斜率，解题的突破口是切点坐标，这也是解决曲线的切线问题时的一个重要思维策略．在解题中不少考生往往忽视“切点在切线上”这个简单的事实，要引以为戒． 例9．已知物体 的运动方程为tt s 32+=（t 是时间，s 是位移），则物体在时刻2t =时的速度为A ．419B ．417C ．415D ．413 分析：对运动方程求导就是速度非常． 解析：23'2s t t=-，将2t =代入即得．答案D ． 点评：本题考查导数概念的实际背景，考试大纲明确提出“了解导数概念的实际背景”，要注意这样的考点． 例10．若函数()3213f x x a x =-满足：对于任意的[]12,0,1x x ∈都有()()12||1f x f x -≤恒成立，则a 的 取值范围是 ．分析：问题等价于函数()f x 在区间[]0,1的最大值与最小值的差不大于1，可以通过求函数()f x 在[]0,1上的最值解决．解析：问题等价于函数在[]0,1的()()max min 1f x f x -≤．()22'f x x a =-，函数()3213f x x a x =-的极小值点是x a =，若1a >，则函数()f x 在[]0,1上单调递减，故只要()()011f f -≤，即只要243a ≤，即13a <≤；若1a ≤，此时()()322min 1233f x f a a a a a a ==-=-，由于()()2100,13f f a ==-，故当3a ≤时，()()max 1f x f =，此时只要2212133a a a -+≤即可，即222133a a ⎡⎤-≤⎢⎥⎣⎦，由于a ≤，故2211033a -≤-<1a <≤时，此时()()max 0f x f =，故只要2213a a ≤即可，此显然．故43a ≤，即a 的取值范围是⎡⎢⎣． 点评：三次函数一直以来都是大纲区高考的一个主要考点，主要用这个函数考查考生对用导数研究函数性质、研究不等式等问题的理解和掌握程度，随着课标的考试大纲对导数公式的强化，课标区高考的函数导数解答题已经把函数的范围拓宽到了指数函数、对数函数、三角函数等（包括文科），但三次函数是高中阶段可以用导数研究的最为透彻的函数之一，高考也不会忽视了这个函数! 题型6 导数在研究函数、方程、不等式等问题中的综合运用 例11已知函数()ln a f x x x=-， （1）当0a >时，判断()f x 在定义域上的单调性； （2）若()f x 在[1,]e 上的最小值为32，求a 的值； （3）若2()f x x <在(1,)+∞上恒成立，求a 的取值范围．分析：（1）通过判断导数的符号解决；（2）确立函数的极值点，根据极值点是不是在区间[1,]e 上确立是不是要进行分类讨论和分类讨论的标准；（3）由于参数a 是“孤立”的，可以分离参数后转化为一个函数的单调性或最值等解决．解析：（1）由题意：()f x 的定义域为(0,)+∞，且221()a x a f x x x x+'=+=． 0,()0a f x '>∴>Q ，故()f x 在(0,)+∞上是单调递增函数．（2）由（1）可知：2()x af x x+'=① 若1a ≥-，则0x a +≥，即()0f x '≥在[1,]e 上恒成立，此时()f x 在[1,]e 上为增函数，min 33[()](1),22f x f a a ∴==-=∴=-（舍去）．② 若a e ≤-，则0x a +≤，即()0f x '≤在[1,]e 上恒成立，此时()f x 在[1,]e 上为减函数，min 3[()]()122a ef x f e a e ∴==-=⇒=-（舍去）． ③ 若1e a -<<-，令()0f x '=得x a =-，当1x a <<-时，()0,()f x f x '<∴在(1,)a -上为减函数， 当a x e -<<时，()0,()f x f x '>∴在(,)a e -上为增函数，min 3[()]()ln()12f x f a a a ∴=-=-+=⇒=综上可知：a =（3）22(),ln af x x x x x<∴-<Q ． 又30,ln x a x x x >∴>-令232116()ln ,()()1ln 3,()6x g x x x x h x g x x x h x x x x-''=-==+-=-=，()h x Q 在[1,)+∞上是减函数，()(1)2h x h ∴<=-，即()0g x '<， ()g x ∴在[1,)+∞上也是减函数，()(1)1g x g ∴<=-．令1a ≥-得()a g x >，∴当2()f x x <在(1,)+∞恒成立时，1a ≥-．点评：本题前两问是借助于导数和不等式这两个工具研究函数的性质，地三问是借助于导数研究不等式，这是目前课标区高考中函数导数解答题的主要命题模式．求一个函数在一个指定的闭区间上的最值的主要思考方向就是考虑这个函数的极值点是不是在这个区间内，结合函数的单调性确立分类讨论的标准．本题第三问实际上是对函数()g x 两次求导，也要注意这个方法． 例12．已知函数)0()(>+=t xtx x f 和点)0 , 1(P ，过点P 作曲线)(x f y =的两条切线PM 、PN ，切点分别为),(11y x M 、),(22y x N ．（1）求证：21,x x 为关于x 的方程022=-+t tx x 的两根；（2）设)(t g MN =，求函数)(t g 的表达式；（3）在（2）的条件下，若在区间]16, 2[内总存在1+m 个实数121,,,m a a a +L （可以相同），使得不等式)()()()(121+<+++m m a g a g a g a g Λ成立，求m 的最大值．分析：（1）写出曲线上任意一点处的切线方程后，把点P 点坐标代入，就会得到一个仅仅含有参数t 的方程，而两个切点的横坐标都适合这个方程，则两个切点的横坐标必是一个以参数t 为系数的一个方程的两个解；（2）根据第一的结果和两点间距离公式解决；（3）根据第二问的结果探究解题方案． 解析：（1）由题意可知：112212,t t y x y x x x =+=+， ∵ 21)(x tx f -='， ∴切线PM 的方程为：))(1()(12111x x x t x t x y --=+-， 又Θ切线PM 过点)0,1(P ， ∴有)1)(1()(012111x x tx t x --=+-， 即02121=-+t tx x ， ①同理，由切线PN 也过点)0,1(P ，得02222=-+t tx x ．② 由①、②，可得21,x x 是方程022=-+t tx x （ * ）的两根．（2）由（ * ）知． ⎩⎨⎧-=⋅-=+. ,22121t x x t x x22211221)()(x tx x t x x x MN --++-= ])1(1][4)[(22121221x x t x x x x -+-+=t t 20202+=， ∴ )0( 2020)(2>+=t t t t g ．（3）易知)(t g 在区间]16,2[上为增函数，∴)16()()2(g a g g i ≤≤)1,,2,1(+=m i Λ，则)16()()()()()2(121g a g a g a g a g g m m m ≤<+++≤⋅+Λ． 即)16()2(g g m <⋅，即16206120 22022022⋅+⋅<⋅+⋅m ，所以3136<m ，由于m 为正整数，所以6≤m ． 又当6=m 时，存在2621====a a a Λ，167=a 满足条件，所以m 的最大值为6．点评：本题第一问的解决方法具有一般的意义，许多过一点作曲线的两条切线、两个切点的横坐标之间的关系都可以得到这个结论，这对进一步解决问题往往是关键的一步．本题第三问的解决方法用的是先估计、再确定的方法，也只得仔细体会．例13．已知()()[)ln()ln ,,0,()x f x ax x x e g x x-=--∈-=-，其中e 是自然常数，.a ∈R （1）讨论1a =-时, ()f x 的单调性、极值； （2）求证：在（1）的条件下，1|()|()2f xg x >+； （3）是否存在实数a ，使()f x 的最小值是3，如果存在，求出a 的值；如果不存在，说明理由． 分析：（1）求导后解决；（2）去绝对值后构造函数、利用函数的单调性解决，或是证明函数()()min max 12f x g x ⎡⎤>+⎢⎥⎣⎦；（3）根据极值点是不是在区间[),0e -确立分类讨论的标准，分类解决．解析：（1）Θ()()x x x f ---=ln ()xx x x f 111'+-=--= ∴当1-<≤-x e 时，()0'<x f ，此时()x f 为单调递减，当01<<-x 时，()0'>x f ，此时()x f 为单调递增，∴()x f 的极小值为()11=-f ．（2）Θ()x f 的极小值，即()x f 在[)0,e -的最小值为1，∴()1min =x f 令()()()21ln 21+--=+=x x x g x h 又Θ()2ln()1'x h x x--=， 当0<≤-x e 时()0'≤x h ()x h 在[)0,e -上单调递减∴()()()min max 12121211x f e e h x h ==+<+=-=∴当[)0,e x -∈时，()()21+>x g x f（3）假设存在实数a ，使()()x ax x f --=ln 有最小值3，[)0,e x -∈，()xa x f 1'-= ①当e a 1-≥时，由于[)0,e x -∈，则()01'≥-=xa x f∴函数()()x ax x f --=ln 是[)0,e -上的增函数 ∴()()31min =--=-=ae e f x f解得e e a 14-<-=（舍去）②当e a 1-<时，则当a x e 1<≤-时，()01'<-=xa x f此时()()x ax x f --=ln 是减函数 当01<<x a时，()01'>-=x a x f ，此时()()x ax x f --=ln 是增函数∴()31ln 11min =⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎭⎫ ⎝⎛=a a f x f解得2e a -=点评：本题的第二问实际上可以加强为证明对任意的[)12,,0x x e ∈-证明()()1212f xg x >+；第三问的解答方法具有一般的意义，即求函数在指定闭区间上的最值分类就是按照极值点是不是在这个区间上进行的．题型7 函数的应用、生活中的优化问题例14．（2008高考江苏卷17）如图，某地有三家工厂，分别位于矩形ABCD 的顶点B A , 及CD 的中点P 处，已知20,10AB km BC km ==，为了处理三家工厂的污水，现要在该矩形ABCD 的区域上（含边界），且与B A ,等距离的一点O 处，建造一个污水处理厂，并铺设三条排污管道OP BO AO ,,，设排污管道的总长为ykm（1）按下列要求建立函数关系式：①设()BAO rad θ∠=，将y 表示为θ的函数； ②设()OP x km =，将y 表示为x 的函数关．（2）请你选用（1）中的一个函数关系，确定污水处理厂的位置，使铺设的排污管道的总长度最短．分析：（1）已经指明了变量，只需按照有关知识解决即可；（2）根据建立的函数模型，选择合理的模型和方法解决．解析：（1）①如图，延长PO 交AB 于点Q ，由条件知PQ 垂直平分AB ，若()BAO rad θ∠=，则10cos cos AQ OA BAO θ==∠，故10cos OB θ=又1010OP tan θ=-，所以10101010cos cos y OA OB OP tan θθθ=++=++- 所求函数关系式为2010sin 10(0)cos 4y θπθθ-=+≤≤②若()OP x km =，则10OQ x =-，所以222(10)1020200OA OB x x x ==-+=-+所求函数关系式为2220200(010)y x x x x =+-+≤≤．（2）选择函数模型①．方法一：（使用导数的方法）2210cos cos (2010sin )(sin )10(2sin 1)'cos cos y θθθθθθθ-----==令'0y =得1sin 2θ= ， 046ππθθ≤≤∴=Q ，当(0,)6πθ∈时'0y <，y 是θ的减函数；当(,)64ππθ∈时'0y >，y 是θ的增函数．所以函数在6πθ=处取得极小值，这个极小值就是函数y 在0,4π⎡⎤⎢⎥⎣⎦的最小值，min 120101010y -⨯=+=． 当6πθ=时，)10cos6AO BO km π===．因此，当污水处理厂建在矩形区域内且到,A B 两点的时，铺设的排污管道的总长度最短． 方法二：（传统的方法）2010sin 2sin 101010cos cos y θθθθ--=+=⋅+，记2sin cos t θθ-=，则sin cos 2t θθ+=，化为()sin θϕ+=，其中cos ϕϕ==1≤，解得t ≥或t ≤，又当04πθ≤≤时2sin 0cos t θθ-=>，故t ≥，即tt =时，()1sin 1,cos ,sin 22θϕϕϕ+===， 由此知可以取3πϕ=，此时6πθ=，即当6πθ=时，函数y 有最小值（下同方法一）．方法三：（从几何意义上考虑）同方法二，2sin cos t θθ-=，则t 可以看作是平面上的定点M ()0,2，与动点()cos ,sin N θθ-上连点的斜率， 而动点N 是单位圆221x y +=在第二象限的后半区的一段弧，设过点()0,2M 的直线方程为2y tx =+，由于圆心到直线的距离不大于圆的半径，1≤(下面的分析类似解法一)．选用函数模型②：方法一：（导数的方法）'1y =，令'0y =202x =-，平方得23602000x x -+=，解得10x =010x ≤≤，故103x =-，并且可以判断这个是函数的最小值点，此时3OQ =，下面对实际问题的解释类似上面的解法． 方法二：（判别式的方法）将函数y 看作常数，移项，平方， 整理得()223240800-0x y x y +-+=，由于x 是实数， 故()()22440128000y y∆=---≥，即2208000yy --≥，解得10y ≥+10y ≤-0y >，舍掉这个解，故函数y 的最小值是10+10y =+ 方程()223240800-0x y x y +-+=有两个相等的实数根()()2104024010236y x -+--===⨯（下面对实际问题的解释类似于上面的解法）． 点评：本题考查函数的概念、解三角形、导数等基本知识，考查数学建模能力、抽象概括能力和解决实际问题的能力．命题者匠心独具地把对同一个问题让考生用不同的变量建立数学模型，而在接下来的第二问中又要求考生选用所建立的两个函数模型中的一个来解决优化问题，这就要求考生有对数学模型较高的鉴赏能力，选用的模型不同，其简繁程度就不同，使考生在比较鉴别中体会数学的美学价值，是一道值得称道的优秀试题．题型8 定积分（理科）例15．若20(sin cos )2x a x dx π-=⎰，则实数a 等于A ．1-B ．1C ．D分析：根据微积分基本定理计算定积分，利用方程解决．解析：20(sin cos )(cos sin )12,120x a x dx x a x a a ππ-=--=-+==-⎰．答案A ．点评：根据微积分基本定理计算定积分的关键是找到一个函数，使这个函数的导数等于被积函数，同时要合理地利用定积分的性质和函数的性质简化计算．例16．（广东潮州市2008~2009学年度第一学期高三级期末质量检测理科第13题）两曲线x x y y x 2,02-==-所围成的图形的面积是_________．分析：根据函数图象把所求的面积表示为函数的定积分，根据微积分基本定理求出这个定积分即可．解析：由⎩⎨⎧-==-xx y y x 202，解得⎩⎨⎧==00y x ，或⎩⎨⎧==33y x ，即两曲线的交点)0,0(O 和)3,3(A ，所求图形的面积为29|)3123()2(3032230=-=+-=⎰x x dx x x x S ．答案29． 点评：定积分的简单应用主要就是求曲边形的面积，注意根据函数图象准确地地用定积分表示这个面积．【专题训练与高考预测】一、选择题1．已知函数⎩⎨⎧≥+-<=)0(4)3(),0()(x a x a x a x f x 满足对任意12x x ≠，都有1212()()0f x f x x x -<-成立，则a 的取值范围是（ ）A ．⎥⎦⎤ ⎝⎛41,0B ．()0,1C ．⎪⎭⎫⎢⎣⎡1,41D ．()0,32．定义在R 上的函数()f x 的图象关于点3(,0)4-成中心对称，对任意的实数x 都有3()()2f x f x =-+，且(1)1,f -=(0)2f =-，则(1)(2)(3)(2008)f f f f +++鬃?的值为（ ）A ．2-B ．1-C ．0D ．13．已知函数①x x f ln 3)(=；②xex f cos 3)(=；③xe xf 3)(=；④x x f cos 3)(=．其中对于)(x f 定义域内的任意一个自变量1x 都存在唯一个自变量2x3=成立的函数是（ ） A ．③B ．②③C ．①②④D ．④4．设a ∈R ，函数()xxf x e a e-=+⋅的导函数是()f x '，且()f x '是奇函数 ． 若曲线()y f x =的一条切线的斜率是32，则切点的横坐标为 （ ） A ． ln 22- B ．ln 2-C ．ln 22D ． ln 25．已知函数()ln ln a xf x x+=在[)1,+∞上为减函数，则实数a 的取值范围是 （ ）A ．10a e<< B ．0a e <≤ C ．a e ≤ D ．a e ≥6．一质点沿直线运动，如果由始点起经过t 称后的位移为t t t s 2233123+-=，那么速度为零的时刻是（ ）A ．0秒B ．1秒末C ．2秒末D ．1秒末和2秒末二、填空题7．已知函数1()lnsin 1xf x x x+=+-，则关于a 的不等式2(2)(4)0f a f a -+-<的解集是 ． 8．已知函数()x x mx x f 2ln 2-+=在定义域内是增函数，则实数m 的取值范围为_________．9．（文科）有下列命题：①函数cos cos 44y x x ππ⎛⎫⎛⎫=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的图象中，相邻两个对称中心的距离为π；②函数31x y x +=-的图象关于点()1,1-对称；③关于x 的方程2210ax ax --=有且仅有一个实数根，则实数1a =-；④已知命题p ：对任意的x R ∈，都有sin 1x ≤，则p ⌝：存在x R ∈，使得sin 1x >．其中所有真命题的序号是 ．9．（理科）（1）22sin xdx ππ-=⎰ ．【解析】332 这个面积是()33223115322339333x x x dx x x --⎡⎤-+=-+=+=⎢⎥⎣⎦⎰．三 解答题10．已知函数()212xx f x e ax =---，其中a 为实数． （1）若12a =-时，求曲线()y f x =在点()1,(1)f 处的切线方程；（2）当12x ≥时，若关于x 的不等式()0f x ≥恒成立，试求a 的取值范围．11．已知4232)(23++-=cx x x x f ，)()(2x f ee x g x x +-=-， （1）若()f x 在21+=x 处取得极值，试求c 的值和()f x 的单调增区间；（2）如右图所示，若函数)(x f y =的图象在],[b a 连续光滑，试猜想拉格朗日中值定理：即一定存在),,(b a c ∈使得=)('c f ？（用含有()(),,,a b f a f b的表达式直接回答）（3）利用（2）证明：函数()y g x =图象上任意两点的连线斜率不小于24e -． 12．已知函数()()()2ln ,0f x x g x ax x a ==-≠．（1）若函数()y f x =与()y g x =的图象在公共点P 处有相同的切线，求实数a 的值并求点P 的坐标； （2）若函数()y f x =与()y g x =的图象有两个不同的交点M 、N ，求a 的取值范围；（3）在（2）的条件下，过线段MN 的中点作x 轴的垂线分别与()f x 的图像和()g x 的图像交,S T 点，以S 为切点作()f x 的切线1l ，以T 为切点作()g x 的切线2l ．是否存在实数a 使得1l //2l ，如果存在，求出a 的值；如果不存在，请说明理由．【参考答案】1．解析：A 条件等价于函数()f x 单调递减．2．解析：D 由3()()2f x f x =-+，得(3)()f x f x +=，因此，()f x 是周期函数，并且周期是3函数()f x 的图象关于点3(,0)4-成中心对称, 因此，()f x =-3()2f x --，所以，(1)1f = (1)(2)(3)0f f f ++=，(1)(2)(3)(2008)f f f f +++鬃?＝(1)f3．解析：A ②④是周期函数不唯一，排除；①式当1x =1时，ln10=不存在2x 使得成立，排除；答案：A ． 4．解析：D ()'x x f x e ae -=-，由于()'f x 是奇函数，故()()''f x f x -=-对任意x 恒成立，由此得1a =，由()3'2xxf x e e-=-=得22320x x e e --=，即()()2210x xe e -+=，解得2x e =，故ln 2x =，故切点的横坐标是ln 2．5．解析：D ()221(ln ln )1(ln ln )'x a x a x x f x x x⋅-+-+==，因为()f x 在[)1,+∞上为减函数，故()'0f x ≤在[)1,+∞上恒成立，即ln 1ln a x ≥-在[)1,+∞上恒成立，等价于()ln 1ln a x ≥-在[)1,+∞上的最大值．设()1ln x x ϕ=-，()max 1x ϕ=，故ln 1a ≥，a e ≥，选答案D ．6．解析：D 2'32s t t =-+，即232v t t =-+，令0v =，解得1t =或2，选答案D ． 7．解析：2) 1()lnsin 1xf x x x+=+-是奇函数， 又12(1)2()ln sin ln sin ln 1sin 111x x f x x x x x x x +--⎛⎫⎛⎫=+=+=--+ ⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭，()f x 在()1,1- 单调递增，故()f x 定义在()1,1-上的且是增函数．由已知得2(2)(4)f a f a -<--即2(2)(4)f a f a -<-．故223224121132141a a a a a a a a a ⎧⎧-<<-<-⎪⎪-<-<⇒<<⇒<⎨⎨⎪⎪-<-<<<<⎩⎩．即不等式的解集是2)．8．解析：1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭ ()1'220f x mx x =+-≥对一切0x >恒成立，2122m x x ⎛⎫≥-+ ⎪⎝⎭，令()212g x x x⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭，则当11x=时，函数()g x 取最大值1，故21m ≥，即12m ≥．9．（文科）解析：③④ ①函数1cos cos cos 2442y x x x ππ⎛⎫⎛⎫=-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，相邻两个对称中心的距离为22T d π==，错误；②函数31x y x +=-图象的对称中心应为()1,1，错误；③正确；④正确． 9．（理科）解析：222202sin 2sin 2(cos )2xdx xdx x ππππ-==-=⎰⎰．（2）直线x y 2=与抛物线32-=x y 所围成图形的面积为 ．10．解析：（1）．当12a =-时，()()2111,222xx x f x e x f x e x '=-+-=-+，从而得()()111,12f e f e '=-=-，故曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程为11()(1)2y e e x -+=--，即11022e x y ⎛⎫---= ⎪⎝⎭．（2）．由()0f x ≥，得22111121,,22x x e x ax e x x a x--≤--≥∴≤Q ，令()2112,x e x g x x --=则()()221112,x e x x g x x--+'=令21()(1)1,2x x e x x ϕ=--+则()()1(1),,02x x x e x x ϕϕ''=-≥∴>Q ，即()x ϕ在1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭上单调递增．所以()xϕ17028ϕ⎛⎫≥=> ⎪⎝⎭，因此()0x ϕ'>，故()g x 在1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭单调递增．则()121112122e g x g --⎛⎫≥=⎪⎝⎭，因此a的取值范围是94a ≤． 11．解析：（1）c x x x f +-=42)(2'，依题意，有0)21('=+f ，即 2)21(4)21(22-=+++-=c ．42232)(23+--=∴x x x x f ，242)(2'--=x x x f ． 令,0)('>x f得1x <-1x >+从而()f x的单调增区间为(,1-∞-和[1)++∞． （2）'()()()f b f a f c b a-=-．（3）=+-=-)()(2x f ee x g xx42232232+--+-=-x x x e e x x ， =)('x g 24222--++-x x e e x x222(1)4xx e e x e =++--2042 4.e ≥⋅-=- 由（2）知，对于函数()y g x =图象上任意两点,A B ，在,A B 之间一定存在一点))(,('c g c C ,使得AB K c g =)('，又42)('-≥e x g ，故有42)('-≥=e c g K AB ，证毕．12．解析：（1）设函数()y f x =与()y g x =的图象的公共点()00,P x y ，则有2000ln x ax x =- ①又在点P 有共同的切线∴()()000020011''212x f x g x ax a x x +=⇒=-⇒=代入①得 0011ln 22x x =- 设()()()1111ln '00222h x x x h x x x =-+⇒=+>>所以函数()h x 最多只有1个零点，观察得01x =是零点， ∴1a =，此时()1,0P（2）方法1 由()()22ln ln x xf xg x x ax x a x+=⇒=-⇒=令()()()2243112ln ln 12ln 'x x x x x x x x x r x r x x x x ⎛⎫+-+ ⎪+--⎝⎭=⇒== 当01x <<时，()'0r x >，则()r x 单调递增 当1x >时，()'0r x <，则()r x 单调递减，且2ln 0x xx +> 所以()r x 在1x =处取到最大值()11r =，所以要使2ln x xy x+=与y a =有两个不同的交点，则有01a <<． 方法2 根据（1）知当1a =时，两曲线切于点()1,0，此时变化的()y g x =的对称轴是12x =，而()y f x =是固定不动的，如果继续让对称轴向右移动即11122x a a =>⇒<，两曲线有两个不同的交点，当0a <时，开口向下，只有一个交点，显然不合，所以01a <<．（3）不妨设()()1122,,,M x y N x y ，且12x x >，则MN 中点的坐标为1212,22x x y y ++⎛⎫⎪⎝⎭以S 为切点的切线1l 的斜率12122'2S x x k f x x +⎛⎫==⎪+⎝⎭以T 为切点的切线2l 的斜率()1212'12T x x k g a x x +⎛⎫==+-⎪⎝⎭如果存在a 使得S T k k =，即()121221a x x x x =+-+ ①而且有2111ln x ax x =-和2222ln x ax x =-，如果将①的两边同乘12x x -得()()22121212122()x x a x x x x x x -=---+，221211122121222()()ln ln ln x x x ax x ax x x x x x x -=---=-=+，即1121222(1)ln 1x x x x x x -=+．设121x x μ=>，则有()()21ln 11μμμμ-=>+，令()()()21ln 11h μμμμμ-=->+，()()222114'(1)(1)h μμμμμ-=-=++，∵1μ>，∴()'0h μ> 因此()h μ在[)1,+∞上单调递增，故()()10h h μ>=，所以不存在实数a 使得1l //2l ．。