备考2019高考数学导数及其应用理
2019版高考数学一轮复习第二章函数、导数及其应用第2讲函数的表示法课时作业理.docx

第2讲函数的表示法知能训练1.若f(x+2)=2x+3,则f(x) = ( )A. 2x+1B. 2x—1C. 2x—3D. 2%+712.已知代方=-^(无工±1),贝9()A. fg・ f( — x)=lB. f( — x)+f(x)=OC. f\x) • f\ — x) = —1D. f( —/)+f(x)=l3.(2017年安徽黄山质检)已知是一次函数,且代代力]=/+2,则f(x)=( )A. x~\~ 1B. 2x—1C. ~x+1D. x+1 或一x—14.下列函数中,不满足f(2x)=2f(x)的是( )A. f\x) = |B. f{x)=x-\x\C. f^=x+\.D. f3=_x5.如图X2-2-l(l),在直角梯形力跑中,动点P从点B出发,由B-CfXA沿边运动,设点P运动的路程为x, AMP的面积为f(x).若函数y=f3的图象如图X2-2-K2), 则△九力的面积为()A. 10B. 32C. 18D. 166.若函数fg , gd)分别是R上的奇函数、偶函数,且满足f\x) 一财=£,则有() A.f(2)<f(3)<g(0) B. g(0)53)52)C. f(2)<g(0心(3)D. g(0)〈f(2)</*(3)27.己知函数f(x) =2*+] + sin 才,则f( —2) + f( —1) + f(0) + f(l) + f(2) = ___________ .8.(2016 年浙江)设函数f(x) =x +3#+l.已知日HO,且f{x)— /(a) = (x—b) (x—a)2fx丘R, 贝实数臼= ________ , b=_________ .窜质丹华9.根据条件求下列各函数的解析式:(1)已知fCr)是二次函数,若f(0)=0, f{x+1) = f(x) +x+1,求代v)的解析式;(2)已知求心的解析式;(3)己知f\x)满足2f(x) +4£)=3X,求f\x)的解析式.10.定义:如果函数y=f{x)在定义域内给定区间[曰,b]上存在xo(a<xo<H),满足fg) r A— f o= ------ ,则称函数y=f^)是[幼方]上的“平均值函数”,心是它的一个“均值点”.如尸=/是[—1,1]上的平均值函数,0就是它的均值点.(1)判断函数f(x) = -x2+^x在区间[0,9]上是否为平均值函数.若是,求岀它的均值点;若不是,请说明理由;(2)若函数#+/加+1是区I'可[―1, 1]上的平均值函数,试确定实数加的取值范围.第2讲函数的表示法 1. B 2. A3. A 解析:设 f(必=kx~\~b,则由 ] =x+2,可得 k(kx+b) +Z?=x+2,即&■ +kb+b=x+2. AA 2=1, kb+b=2.解得 k=\,力=1,则 f(x)=x+l.故选 A.4. C 解析:将f(2力表示出来,看与2f\x)是否相等.对于A, f(2x) = |2” =2|” = 2A%);对于 B, f<2x} =2x- 12^| =2 (x~ | ) =2f(x);对于 C, f(2x) =2/+lH2f(Q ;对 于D, f(20=—2x=2f(0.故只有C 不满足f(2方=2fCr).故选C.5. D 解析:由y=f(x)的图象,得当x=4和x=9时,胪的面积相等,:・BC=4, BC+CD=g,即 CD=5.易知初=14一9 = 5.如图 D90,过点〃作 DEVAB 于点 £ •: Z 3=90° , :・DE=BC=4.在 Rt △必〃中,AE=pA#_DF=3. :.AB=AB'+E'B=3 + 5=S.1 1・・・ S^=-ABX BC=~X 8 X 4 = 16.6. D 解析:仁 _xf — x —g — x =e ,所以 f(2)=匸1,f(3)=—「,g(O)= — l ・ 显然 g(0)<f(2)〈f(3).故选 D.AO) =b ••• f(一2) + f(—1) + AO) +A1)+ A2) = 5.8. —2 1 解析:f{x) — =x+^x +1 —』一3/—1 = /+3,—3/, (x_D {x-2a-b=Z.— a) 2=x~ (2a+Z?) •(a 2+2atl) x — a b,所 a +2aA=0,2 i3 o 2 { — a b=_a ~5a.d — —2, b=1.9.解:⑴ 设 /(%) = ax + bx+ ,由 AO) =0,得 f{x) =ax +bx. 又由 f(x+l) =f(x)+x+l,得日(x+1)'+〃(/+1) =ax+bx+ x+1, 即 /+(2日+b)卄日+〃=/+(方+l)x+l.2臼+ b= b+1,* 日HO,・:曰=Z?=a+ b={.因此 f{x) =*#+*¥.7. 5解析:2*/ f(x) +/( — %) =2 ]+ sin ^4 2 2^+1sin 尸侖+2x+1 1+2”解得尸0(舍去)解得g =三二,如二咎.1 —x 1 — /*(2)t=-~,由此,得^=7—(t^-1).1 + x 1 + t从而fd)的解析式为/'(%)=・丄飞(好-1) • 1十X(3)・・・2fd)+£ = 3x,①・••把①中的x换成丄,得X2绘+f(心•②3① X2—②,得3/(A)=6X—•x・"3=2「卄0).10. ----------------------------------------------------------------------------- 解:(l)rtl定义知,关于的方程一#+心=——占------------------------------------------- 在(0, 9)±有实数根时, 函数fd) = —/+4尢是[0, 9]上的平均值函数.• I f — f而一x+4x=心不可解得山=5, &= — 1.又山=5丘(0, 9)[曲=—1年(0, 9),故舍去],・・・f3 =—芒+心是[0, 9]上的平均值函数,5是它的均值点.(2) V f^=~x+mx+ \是[一1, 1]上的平均值函数,・・・关于x的方程一#+〃圧+1= —在(一1,1)内有实数根.由一x + mx-\-1 = : , 得”一mx-\-m—1=0.1 ——解得 =A2=l.又呈=1毎(一1, 1),:,x\ = m— 1 必为均值点,即-l<iw-l<l.・••所求实数m的取值范围是0〈冰2.。
2019年高考数学理科数学导数及其应用分类汇编

2019年高考数学理科数学导数及其应用1.【2019年高考全国Ⅲ卷理数】已知曲线eln xy a x x 在点(1,ae )处的切线方程为y=2x+b ,则A .e 1a b,B .a=e ,b=1 C .1e 1ab,D .1e a,1b【答案】D 【解析】∵eln 1,xy a x ∴切线的斜率1|e 12x k y a ,1e a,将(1,1)代入2y xb ,得21,1bb.故选D .2.【2019年高考天津理数】已知a R ,设函数222,1,()ln ,1.xax a x f x x a x x 若关于x 的不等式()0f x 在R 上恒成立,则a 的取值范围为A .0,1B .0,2C .0,eD .1,e【答案】C 【解析】当1x时,(1)12210f a a 恒成立;当1x 时,22()22021xf x x ax a ax 恒成立,令2()1xg x x ,则222(11)(1)2(1)1()111x x x x g x xxx11122(1)2011xx x x,当111xx,即0x 时取等号,∴max2()0ag x ,则0a.当1x时,()ln 0f x x a x,即ln x ax恒成立,令()ln x h x x,则2ln 1()(ln )x h x x ,当e x 时,()0h x ,函数()h x 单调递增,当0e x时,()0h x ,函数()h x 单调递减,则e x 时,()h x 取得最小值(e)e h ,∴min()e ah x ,综上可知,a 的取值范围是[0,e]. 故选C.3.(2019浙江)已知,a bR ,函数32,0()11(1),032x xf x x a x ax x.若函数()yf x ax b 恰有3个零点,则A .a<–1,b<0 B .a<–1,b>0C .a>–1,b<0 D .a>–1,b>0【答案】C【解析】当x <0时,y =f (x )﹣ax ﹣b =x ﹣ax ﹣b =(1﹣a )x ﹣b =0,得x ,则y =f (x )﹣ax ﹣b 最多有一个零点;当x ≥0时,y =f (x )﹣ax ﹣bx3(a+1)x 2+ax ﹣ax ﹣bx3(a+1)x 2﹣b ,2(1)y xa x ,当a+1≤0,即a ≤﹣1时,y ′≥0,y =f (x )﹣ax ﹣b 在[0,+∞)上单调递增,则y =f (x )﹣ax ﹣b 最多有一个零点,不合题意;当a+1>0,即a>﹣1时,令y ′>0得x ∈(a+1,+∞),此时函数单调递增,令y ′<0得x ∈[0,a+1),此时函数单调递减,则函数最多有2个零点.根据题意,函数y =f (x )﹣ax ﹣b 恰有3个零点?函数y =f (x )﹣ax ﹣b 在(﹣∞,0)上有一个零点,在[0,+∞)上有2个零点,如图:∴<0且><,解得b <0,1﹣a >0,b >(a+1)3,则a>–1,b<0. 故选C .4.【2019年高考全国Ⅰ卷理数】曲线23()e xy xx 在点(0)0,处的切线方程为____________.【答案】30x y 【解析】223(21)e 3()e3(31)e ,xxxyx xx xx 所以切线的斜率0|3xky ,则曲线23()e xyxx 在点(0,0)处的切线方程为3yx ,即30xy .5.【2019年高考江苏】在平面直角坐标系xOy 中,P 是曲线4(0)yxx x 上的一个动点,则点P 到直线0xy 的距离的最小值是▲ .【答案】4 【解析】由4(0)yxxx,得241yx,设斜率为1的直线与曲线4(0)y x xx切于004(,)x x x ,由2411x得02x (02x 舍去),∴曲线4(0)y xxx上,点(2,32)P 到直线0xy的距离最小,最小值为22232411.故答案为4.6.【2019年高考江苏】在平面直角坐标系xOy 中,点A 在曲线y=lnx 上,且该曲线在点A 处的切线经过点(-e ,-1)(e 为自然对数的底数),则点A 的坐标是▲ .【答案】(e, 1)【解析】设出切点坐标,得到切线方程,然后求解方程得到横坐标的值,可得切点坐标.设点00,A x y ,则00ln y x .又1yx,当0xx 时,01yx ,则曲线ln y x 在点A 处的切线为0001()y y xx x ,即0ln 1x yx x ,将点e,1代入,得e 1ln 1x x ,即00ln e x x ,考察函数ln H xx x ,当0,1x 时,0H x ,当1,x时,0H x,且ln 1H xx ,当1x时,0,H x H x 单调递增,注意到ee H ,故00ln e x x 存在唯一的实数根0e x ,此时01y ,故点A 的坐标为e,1.7.【2019年高考北京理数】设函数ee xxf x a (a 为常数).若f (x )为奇函数,则a=________;若f (x )是R 上的增函数,则a 的取值范围是___________.【答案】1,0【解析】首先由奇函数的定义得到关于a 的恒等式,据此可得a 的值,然后利用()0f x 可得a 的取值范围. 若函数e e xx f xa 为奇函数,则,f x f x 即eeeexxxxa a ,即1ee0xxa 对任意的x 恒成立,则10a ,得1a.若函数ee xxf xa 是R 上的增函数,则() ee0xxf x a 在R 上恒成立,即2e xa 在R 上恒成立,又2e0x,则0a ,即实数a 的取值范围是,0.8.【2019年高考全国Ⅰ卷理数】已知函数()sin ln(1)f x x x ,()f x 为()f x 的导数.证明:(1)()f x 在区间(1,)2存在唯一极大值点;(2)()f x 有且仅有2个零点.【答案】(1)见解析;(2)见解析. 【解析】(1)设()()g x f 'x ,则1()cos 1g x xx,21sin ())(1x'x g x .当1,2x 时,()g'x 单调递减,而(0)0,()02g'g',可得()g'x 在1,2有唯一零点,设为.则当(1,)x时,()0g'x ;当,2x 时,()0g'x .所以()g x 在(1,)单调递增,在,2单调递减,故()g x 在1,2存在唯一极大值点,即()f 'x在1,2存在唯一极大值点.(2)()f x 的定义域为(1,).(i )当(1,0]x时,由(1)知,()f 'x 在(1,0)单调递增,而(0)0f ',所以当(1,0)x时,()0f 'x ,故()f x 在(1,0)单调递减,又(0)=0f ,从而0x 是()f x 在(1,0]的唯一零点.(ii )当0,2x时,由(1)知,()f 'x 在(0,)单调递增,在,2单调递减,而(0)=0f ',02f ',所以存在,2,使得()0f ',且当(0,)x 时,()0f 'x ;当,2x 时,()0f 'x .故()f x 在(0,)单调递增,在,2单调递减.又(0)=0f ,1ln 1022f,所以当0,2x 时,()0f x .从而,()f x 在0,2没有零点. (iii )当,2x时,()0f 'x ,所以()f x 在,2单调递减.而02f,()0f ,所以()f x 在,2有唯一零点.(iv )当(,)x 时,ln(1)1x ,所以()f x <0,从而()f x 在(,)没有零点.综上,()f x 有且仅有2个零点. 9.【2019年高考全国Ⅱ卷理数】已知函数11ln x f x xx .(1)讨论f(x)的单调性,并证明f(x)有且仅有两个零点;(2)设x 0是f(x)的一个零点,证明曲线y=lnx 在点A(x 0,ln x 0)处的切线也是曲线e xy 的切线.【解析】(1)f (x )的定义域为(0,1)(1,+∞).因为212()0(1)f 'x xx ,所以()f x 在(0,1),(1,+∞)单调递增.因为f (e )=e 110e 1,22222e 1e3(e )20e1e1f ,所以f (x )在(1,+∞)有唯一零点x 1,即f (x 1)=0.又1101x ,1111111()ln ()01x f x f x x x ,故f (x )在(0,1)有唯一零点11x .综上,f (x )有且仅有两个零点.(2)因为ln 01ex x ,故点B (–ln x 0,1x )在曲线y=e x上.由题设知0()0f x ,即0001ln 1x x x ,故直线AB 的斜率00000111ln 111ln 1x x x x x kx x x x x x .曲线y=e x在点001(ln ,)B x x 处切线的斜率是1x ,曲线ln yx 在点00(,ln )A x x 处切线的斜率也是1x ,所以曲线ln y x 在点00(,ln )A x x 处的切线也是曲线y=e x的切线.10.【2019年高考全国Ⅲ卷理数】已知函数32()2f x xaxb .(1)讨论()f x 的单调性;(2)是否存在,a b ,使得()f x 在区间[0,1]的最小值为1且最大值为1?若存在,求出,a b 的所有值;若不存在,说明理由.【解析】(1)2()622(3)f x xax x x a .令()0f x ,得x=0或3a x.若a>0,则当(,0),3a x时,()0f x ;当0,3a x 时,()0f x .故()f x 在(,0),,3a 单调递增,在0,3a 单调递减;若a=0,()f x 在(,)单调递增;若a<0,则当,(0,)3a x 时,()0f x ;当,03a x 时,()0f x .故()f x 在,,(0,)3a 单调递增,在,03a 单调递减.(2)满足题设条件的a ,b 存在.(i )当a ≤0时,由(1)知,()f x 在[0,1]单调递增,所以()f x 在区间[0,l]的最小值为(0)=f b ,最大值为(1)2f a b .此时a ,b 满足题设条件当且仅当1b ,21a b ,即a=0,1b.(ii )当a ≥3时,由(1)知,()f x 在[0,1]单调递减,所以()f x 在区间[0,1]的最大值为(0)=f b ,最小值为(1)2f a b .此时a ,b 满足题设条件当且仅当21a b,b=1,即a=4,b=1.(iii )当0<a<3时,由(1)知,()f x 在[0,1]的最小值为3327a afb ,最大值为b 或2a b .若3127ab ,b=1,则332a ,与0<a<3矛盾.若3127ab,21a b ,则33a或33a 或a=0,与0<a<3矛盾.综上,当且仅当a=0,1b或a=4,b=1时,()f x 在[0,1]的最小值为-1,最大值为1.11.【2019年高考北京理数】已知函数321()4f x xxx .(Ⅰ)求曲线()y f x 的斜率为1的切线方程;(Ⅱ)当[2,4]x时,求证:6()xf x x ;(Ⅲ)设()|()()|()F x f x x a aR ,记()F x 在区间[2,4]上的最大值为M (a ).当M (a )最小时,求a 的值.【解析】(Ⅰ)由321()4f x xxx 得23()214f x xx .令()1f x ,即232114xx ,得0x 或83x.又(0)0f ,88()327f ,所以曲线()y f x 的斜率为1的切线方程是y x 与88273yx,即yx 与6427yx.(Ⅱ)令()(),[2,4]g x f x x x .由321()4g x xx 得23()24g'x xx .令()0g'x 得0x 或83x.(),()g'x g x 的情况如下:x2(2,0)8(0,)3838(,4)34()g'x ()g x 606427所以()g x 的最小值为6,最大值为0.故6()0g x ,即6()x f x x .(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当3a 时,()(0)|(0)|3M F g a a a ;当3a 时,()(2)|(2)|63M F a g a a;当3a时,()3M a .综上,当()M a 最小时,3a .12.【2019年高考天津理数】设函数()e cos ,()xf x xg x 为f x 的导函数.(Ⅰ)求f x 的单调区间;(Ⅱ)当,42x时,证明()()02f xg x x;(Ⅲ)设n x 为函数()()1u x f x 在区间2,242nn内的零点,其中n N ,证明20022sin c s eo nnnx x x .【解析】(Ⅰ)由已知,有()e (cos sin )xf 'x x x .因此,当52,244xkk()k Z 时,有sin cos x x ,得()0f 'x ,则f x 单调递减;当32,244xkk()k Z 时,有sin cos xx ,得()0f 'x ,则f x 单调递增.所以,f x 的单调递增区间为32,2(),()44kkkf x Z 的单调递减区间为52,2()44kkk Z .(Ⅱ)证明:记()()()2h x f x g x x .依题意及(Ⅰ),有()e (cos sin )xg x x x ,从而()2e sin xg'x x .当,42x时,0()g'x ,故()()()()(1)()022h'x f 'x g'x x g x g'x x.因此,h x 在区间,42上单调递减,进而()022h x hf.所以,当,42x时,()()02f xg x x.(Ⅲ)证明:依题意,10n n u x f x ,即cos e 1nx nx .记2nn y x n ,则,42ny ,且22e cos ecos 2e nn y x nnn n nf y y x n n N .由20e1nnf y f y 及(Ⅰ),得0n y y .由(Ⅱ)知,当,42x时,()0g'x ,所以g x 在,42上为减函数,因此004ngy gyg.又由(Ⅱ)知,02n nnf yg y y ,故22220002sin cos sin c e e eeos ennnnn ny nn f y y g y g y g y y y x x .所以,20022sin c s eo nnnx x x .13.【2019年高考浙江】已知实数0a,设函数()=ln 1,0.f x a xx x(1)当34a时,求函数()f x 的单调区间;(2)对任意21[,)ex均有(),2x f x a 求a 的取值范围.注:e=2.71828…为自然对数的底数.【解析】(1)当34a时,3()ln 1,04f x x x x .31(12)(211)()42141x x f 'x xxx x,所以,函数()f x 的单调递减区间为(0,3),单调递增区间为(3,+).(2)由1(1)2f a,得204a.当204a 时,()2x f x a等价于2212ln 0x x x aa.令1t a,则22t.设2()212ln ,22g t txt xx t,则211()(1)2ln x g t x tx xx.(i )当1,7x 时,1122x,则()(22)84212ln g t g x xx .记1()4221ln ,7p x xxx x,则2212121()11x x x x p'x xxx x x (1)[1(221)]1(1)(12)x x xx x xx x .故x171(,1)71(1,)()p'x 0 +()p x 1()7p 单调递减极小值(1)p 单调递增所以,()(1)0p x p .因此,()(22)2()0g t g p x .(ii )当211,e 7x时,12ln (1)()12x xx g t g xx….令211()2ln (1),,e 7q x x x x x,则ln 2()10xq'x x,故()q x 在211,e 7上单调递增,所以1()7q x q,.由(i )得,127127(1)07777qp p .所以,()<0q x .因此1()()102q x g t gxx ….由(i )(ii )知对任意21,ex ,[22,),()0t g t …,即对任意21,ex,均有()2x f x a ,.综上所述,所求a 的取值范围是20,4.14.【2019年高考江苏】设函数()()()(),,,f x x a x b x c a b c R 、()f 'x 为f (x )的导函数.(1)若a=b=c ,f (4)=8,求a 的值;(2)若a ≠b ,b=c ,且f (x )和()f 'x 的零点均在集合{3,1,3}中,求f (x )的极小值;(3)若0,01,1a b c ,,且f (x )的极大值为M ,求证:M ≤427.【解析】(1)因为abc ,所以3()()()()()f x x a x b x c x a .因为(4)8f ,所以3(4)8a ,解得2a .(2)因为b c ,所以2322()()()(2)(2)f x xa xb xa b xb a b x ab ,从而2()3()3a b f 'x x b x .令()0f 'x ,得x b 或23a bx.因为2,,3a ba b 都在集合{3,1,3}中,且a b ,所以21,3,33a ba b.此时2()(3)(3)f x xx ,()3(3)(1)f 'x x x .令()0f 'x ,得3x 或1x .列表如下:x (,3)3(3,1)1 (1,)()f 'x +0 –0 +()f x 极大值极小值所以()f x 的极小值为2(1)(13)(13)32f .(3)因为0,1ac ,所以32()()(1)(1)f x x xb x xb xbx ,2()32(1)f 'x xb x b .因为01b ,所以224(1)12(21)30b b b ,则()f 'x 有2个不同的零点,设为1212,x x x x .由()0f 'x ,得22121111,33b b b b b b x x .列表如下:x 1(,)x 1x 12,x x 2x 2(,)x ()f 'x +0 –0 +()f x 极大值极小值所以()f x 的极大值1M f x .解法一:321111(1)M f x xb xbx 221111211(1)[32(1)]3999bb x b b b xb x b x 23221(1)(1)2127927b b b b b bb 23(1)2(1)(1)2((1)1)272727b b b b b b (1)24272727b b .因此427M.解法二:因为01b ,所以1(0,1)x .当(0,1)x时,2()()(1)(1)f x x xb x x x .令2()(1),(0,1)g x x x x,则1()3(1)3g'x xx .令()0g'x ,得13x.列表如下:x1(0,)3131(,1)3()g'x +0 –()g x 极大值所以当13x时,()g x 取得极大值,且是最大值,故max 14()327g x g.所以当(0,1)x 时,4()()27f xg x ,因此427M.。
2019年高考数学一轮复习第2章函数导数及其应用第3节函数的奇偶性周期性与对称性课件理北师大版

3.(教材改编)下列函数为偶函数的是( A.f(x)=x-1 C.f(x)=2x-2
-x
)
B.f(x)=x2+x D.f(x)=2x+2
-x
D [D 中,f(-x)=2-x+2x=f(x), ∴f(x)为偶函数.]
4.已知定义在 R 上的奇函数 f(x)满足 f(x+4)=f(x),则 f(8)的值为( A.-1 C.1 B.0 D.2
2.奇(偶)函数的性质 (1)奇函数在关于原点对称的区间上的单调性 相同 ;偶函数在关于原点的区 间上的单调性 相反 (填“相同”“相反”). (2)在公共定义域内 ①两个奇函数和函数是 奇函数 ,两个奇函数的积函数是 偶函数 . ②两个偶函数的和函数、积函数是 偶函数 . ③一个奇函数,一个偶函数的积函数是 奇函数 . (3)若函数 f(x)是奇函数且 x=0 处有定义,则 f(0)=0.
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
2.已知 f(x)=ax2+bx 是定义在[a-1,2a]上的偶函数,那么 a+b 的值是( 1 A.- 3 1 C. 2 1 B. 3 1 D.- 2
)
B [依题意 b=0,且 2a=-(a-1), 1 1 ∴b=0 且 a=3,则 a+b=3.]
第 第三节
章
函数、导数及其应用
函数的奇偶性、周期性与对称性
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[考纲传真]
(教师用书独具)1.了解函数奇偶性的含义.2.会运用基本初等函数的
图像分析函数的奇偶性.3.了解函数周期性、最小正周期的含义,会判断、应用 简单函数的周期性.
(对应学生用书第 13 页) [基础知识填充] 1.奇函数、偶函数 图像关于原点对称的函数叫作奇函数.在奇函数 f(x)中,f(x)和 f(-x)的绝对 值相等,符号相反.即 f(-x)=-f(x),反之,满足 f(-x)=-f(x)的函数一定是 奇函数. 图像关于 y 轴对称的函数叫作偶函数.在偶函数 f(x)中,f(x)=f(-x),反之, 满足 f(-x)=f(x)的函数一定是偶函数.
专题04导数及其应用-2019年高考数学(文)考试大纲完美解读

(十六)导数及其应用1.导数概念及其几何意义(1)了解导数概念的实际背景.(2)理解导数的几何意义.2.导数的运算(1)能根据导数定义求函数y=C(C为常数),21,,,y x y x yx===的导数.(2)能利用下面给出的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.•常见基本初等函数的导数公式:•常用的导数运算法则:法则1:法则2:法则3:3.导数在研究函数中的应用(1)了解函数单调性和导数的关系;能利用导数研究函数的单调性,会求函数的单调区间(其中多项式函数一般不超过三次).学科%网(2)了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件;会用导数求函数的极大值、极小值(其中多项式函数一般不超过三次);会求闭区间上函数的最大值、最小值(其中多项式函数一般不超过三次).4.生活中的优化问题会利用导数解决某些实际问题.与2018年考纲相比没什么变化,而且这部分内容作为高考的必考内容,在2019年的高考中预计仍会以“一小一大”的格局呈现,内容涉及导数的几何意义,利用导数研究函数的单调性、极值(最值)、零点,证明不等式等.小题难度可大可小,大题难度偏大,且近几年导数大题的第一问起点较高,应引起高度重视.全国卷命题不回避热点和经典问题,预计压轴题仍会以极值(最值)、零点问题,证明不等式等方式切入.考向一 利用导数研究函数的单调性样题1 (2018新课标全国Ⅱ文科)已知函数()()32113f x x a x x =-++.(1)若3a =,求()f x 的单调区间; (2)证明:()f x 只有一个零点.【答案】(1)f (x )在(–∞,3-3++∞)单调递增,在(3-3+减;(2)见解析. (2)由于210x x ++>,所以()0f x =等价于32301x a x x -=++. 设()g x =3231x a x x -++,则g ′(x )=2222(23)(1)x x x x x ++++≥0,仅当x =0时g ′(x )=0, 所以g (x )在(–∞,+∞)单调递增.故g (x )至多有一个零点,从而f (x )至多有一个零点.又f (3a –1)=22111626()0366a a a -+-=---<,f (3a +1)=103>,故f (x )有一个零点. 综上,f (x )只有一个零点.样题2 (2016新课标全国Ⅰ文科)已知函数2()(2)e (1)x f x x a x =-+-.(1)讨论()f x 的单调性;(2)若()f x 有两个零点,求a 的取值范围.【答案】(1)见解析;(2)()0,+∞.(2)(i)设0a >,则由(1)知,()f x 在(),1-∞单调递减,在()1,+∞单调递增.又()()e 12f f a =-=,,取b 满足b <0且ln2a b <, 则()()()22321022a f b b a b a b b ⎛⎫>-+-=-> ⎪⎝⎭,所以()f x 有两个零点. (ii)设a =0,则()()2e x f x x =-,所以()f x 只有一个零点.学科.网(iii)设a <0,若e 2a ≥-,则由(1)知,()f x 在()1,+∞单调递增.又当1x ≤时,()f x <0,故()f x 不存在两个零点;若e 2a <-,则由(1)知,()f x 在()()1,ln 2a -单调递减,在()()ln 2,a -+∞单调递增.又当1x ≤时()f x <0,故()f x 不存在两个零点.综上,a 的取值范围为()0,+∞.【名师点睛】本题第(1)问是用导数研究函数单调性,对含有参数的函数单调性的确定,通常要根据参数进行分类讨论,要注意分类讨论的原则:互斥、无漏、最简;第(2)问是求参数取值范围,由于这类问题常涉及导数、函数、不等式等知识,越来越受到高考命题者的青睐,解决此类问题的思路是构造适当的函数,利用导数研究函数的单调性或极值破解.考向二 利用导数研究函数的极值问题样题3 已知函数()()()32211132132f x x a x a a x =+-+-+,若在区间()0,3内存在极值点,则实数a 的取值范围是A .()0,3B .1,22⎛⎫ ⎪⎝⎭C .()()0,11,3 D .()1,11,22⎛⎫ ⎪⎝⎭ 【答案】C【名师点睛】本题考查导数在求函数极值中的应用,比较21a a -与的大小,11a a ><分和进行讨论. 样题4 已知函数()3213f x x bx cx c =+++. (1)当1x =时,()f x 有极小值196-,求实数,b c ; (2)设()()g x f x cx =-,当()0,1x ∈时,在()g x 图象上任意一点P 处的切线的斜率为k ,若1k <,求实数b 的取值范围.【答案】(1)12b =,2c =-;(2)(],0-∞. (2)()3213g x x bx c =++, ∴()22k g x x bx '==+,221x bx +<对一切01x <<恒成立,∴122x b x <-对一切01x <<恒成立. 又122x y x =-在()0,1上为减函数,1022x x ∴->, ∴0b ≤.学科.网故b 的取值范围为(],0-∞.【名师点睛】本题考查利用导数求解极值点、导数的几何意义;求解极值点的方法是利用导函数零点的个数结合原函数的单调性来确定,要注意导函数的零点并不一定是函数的极值点,要成为极值点其左右两边的单调性必须相异;研究函数的切线斜率实质上即为研究函数的导函数的取值.(1)由题意可得()()101916f f '⎧=⎪⎨=-⎪⎩,求得122b c ⎧=⎪⎨⎪=-⎩,检验即可; (2)由()221k g x x bx '==+<对一切01x <<恒成立,可得122x b x <-对一切01x <<,恒成立,从而研究122x y x =-的单调性及最值即可. 考向三 导数与不等式恒成立问题样题5 已知定义在R 上的奇函数()f x 满足:当0x ≥时,()sin f x x x =-.若不等式2(4)(2)f t f m mt ->+对任意实数t 恒成立,则实数m 的取值范围是A.(,-∞ B.(0)C .(,0)(2,)-∞+∞D .(,(2,)-∞+∞【答案】A【思路点睛】本题主要考查导数的最值应用,奇函数的性质,分离参数的方法,属于中档题.本题有两种方法求解:(1)利用函数是奇函数,可将0x <时的函数解析式求出,再用函数的单调性求解;(2)直接先求出0x ≥时的单调性,再根据奇函数在对称区间上的单调性相同可得出()f x 在R 上单调递增,可得到242t m mt ->+在R 上恒成立,再利用分离参数的方法,可得到242t m t <-+,进而利用求导的方法求出24()2t g t t =-+的最小值即可.此题判断出()f x 在R 上的单调性是解题的关键.样题6 已知函数()2f x x x =-,()e 1xg x ax =--(e 为自然对数的底数). (1)讨论函数()g x 的单调性;(2)当0x >时,()()f x g x ≤恒成立,求实数a 的取值范围.【解析】(1)()e xg x a '=-. ①若0a ≤,则()0g x '>,()g x 在(),-∞+∞上单调递增;②若0a >,当(],ln x a ∈-∞时,()0g x '<,()g x 单调递减;当()ln ,x a ∈+∞时,()0g x '>,()g x 单调递增.学科!网。
2019年高考数学(理) 第三章 专题2导数在不等式、恒成立及存在性问题中的应用

专题2导数在不等式、恒成立及存在性问题中的应用刷难关1.设实数A>0,若对任意的X ∈(0,+∞),不等式ln ≥-λλxx e 恒成立,则λ的最小值为( )A .e 1B .e 21C .e 2D .3e2.已知对任意实数k>1,若关于x 的不等式k (x-a )>xe x 2在(0,+∞)上恒成立,则a 的最大整数值为( ) A .0 B .-1 C .-2 D .-33.设函数ƒ(x)=xe (2x -1) -ax+a ,其中a<1,若存在唯一的整数x ₀,使得ƒ(x ₀)<0,则a 的取值范围是( )A .⎪⎭⎫⎢⎣⎡-1,23eB .⎪⎭⎫⎢⎣⎡-43,23e C .⎪⎭⎫⎢⎣⎡43,23e D .⎪⎭⎫⎢⎣⎡1,23e 4.函数ƒ(x)的导函数为f ’(x ),若∀X ∈R 恒有f ’(x )<ƒ(x)成立,且ƒ(2)=1,则不等式ƒ(x)>e x-2的解集为( ) A .(-∞,1) B .(1,+∞)C .(2,+∞)D .(-∞,2)5.若函数ƒ’(x)是奇函数ƒ(x)(x ∈R)的导函数,当x>0时,Inx ·ƒ’(x )<-x 1ƒ(x ),则使得(x²-1)ƒ(x)>0成立的x 的取值范围是( )A .(-1,0)∪(0,1)B .(-∞,-1)∪(1,+∞)C .(-1,0)∪(1,+∞)D .(-∞,-1)∪(0,1) 6.[安徽合肥2018调研]已知函数x axx x f -=ln )(,若有且仅有一个整数k ,使[ƒ(k]²-ƒ(k)>0,则实数a 的取值范围是_____.7.[河北武邑中学2018期中]已知函数ƒ(x)=lnx ,g (x )=bx x -221(b为常数).(1)函数ƒ(x)的图像在点(1,ƒ(1))处的切线与函数g (x )的图像相切,求实数b 的值;(2)若函数h (x )=ƒ(x)+g(x)在定义域上存在单调减区间,求实数b 的取值范围;(3)若b ≥2,∀x ₁,X ₂∈[1,2],且x ₁≠x ₂,都有|ƒ(x ₁)-ƒ(x ₂)|>|g(x ₁) -g (x ₂)|成立,求实数b 的取值范围.8.[河南郑州2018 一模]已知函数ƒ(x)=Inx-a(x+1),a ∈R 在(1,ƒ(1))处的切线与x 轴平行. (1)求ƒ(x)的单调区间; (2)若存在x ₀>1,当x ∈(1,x ₀)时,恒有ƒ(x )-22x +2x+21>k (x-1)成立,求k 的取值范围.9.[安徽合肥2018调研]已知函数21)(-=x e x f . (1)判断函数ƒ(x)的单调性;(2)求证:xe ln (x+1)≥x ²+ln(x+1).10.[广东惠州2018调研]已知函数ƒ(x)=xe 2 - (x -a)² +3,a ∈R . (1)若函数ƒ(x)的图像在x=0处的切线与x 轴平行,求a 的值;(2)若x ≥0 ƒ(x)≥0恒成立,求a 的取值范围.11.[西藏拉萨2018 一模]设函数ƒ(x)=Inx ,g(x)=ax+x b-c(a,b,c ∈R).(1)当c=0时,若函数ƒ(x)与g (x )的图像在x=1处有相同的切线,求a ,b 的值;(2)当b=3 -a 时,若对任意x ₀∈(1,+∞)和任意a ∈(0,3),总存在不相等的正实数x ₁,x ₂,使得g (x ₁)=g(x ₂)=ƒ(x ₀),求c 的最小值;(3)当a=1时,设函数y=ƒ(x)与y=g (x )的图像交于A(x ₁,y ₁),B (X ₂,Y ₂)(x ₁<X ₂)两点.求证:x ₁x ₂ -x ₂ <b <x ₁x ₂ -x ₁.12.[河南濮阳2018 一模]已知函数ƒ(x)=xInx- 21mx ² -x(x ∈R).(1)若函数ƒ(x)在(0,+∞)上是减函数,求实数m 的取值范围;(2)若函数ƒ(x)在(0,+∞)上存在两个极值点x ₁,X ₂且x ₁<X ₂,证明:ln x ₁ +lnX ₂>2.专题2导数在不等式、恒成立及存在性问题中的应用 刷难关 1.A 【解析】由ln ≥-λλxx e 得λλxx e ln ≥.设xe x g λ=)(,λxx h ln )(=,因为函数xex g λ=)(的图像与函数λxx h ln )(=的图像关于直线y=x 对称,所以函数x e x g λ=)(。
2019届高考数学二轮复习选择题填空题的解题策略导数及其应用课件(77张)(全国通用)

【命题趋势】
2019 高考对本节内容的考查仍将突出导数的工具性, 主要涉及导数及其运算,灵活运用导数公式及运算法则进 行求导,理解导数的几何意义,会求切线方程.题型选择、填 空、解答均可出现,一般属于中档题目.重点考查利用导数 研究函数极值、最值及单调性问题和生活中的优化问题, 这也是高考的必考点,其中蕴含对转化与化归、分类讨论 和数形结合等数学思想方法的考查,综合性强,有一定难度, 一般以大题的形式出现.
当- 2<a<0 时,函数 h(x)的单调增区间是-a2,-1a, 单调减区间是0,-a2和-1a,+∞;
当 a< - 2 时 , 函 数 h(x) 的 单 调 递 增 区 间 是
-1a,-a2;单调递减区间是0,-1a和-a2,+∞;当 a =- 2时,函数 h(x)的单调递减区间是(0,+∞).
下证当 0<t<1 与 t>1 时,函数 m(t)=ln t+1-t(t>0)都 是单调函数,且都没有零点.
因 m′(t)=1t -1=1-t t,故当 0<t<1 时,m′(t)>0,函数 单调递增;且 m(t)<m(1)=0,故在区间(0,1)上无零点;当 t>1 时,m′(t)<0,函数单调递减;且 m(t)<m(1)=0,故在区 间(1,+∞)上无零点.即方程 ln x0+1-x0=0 只有一个实 数根 x0=1,所以可得 P(1,0),由 2ax0=-1 可得 a=-12.
f′(x0) = g′(x0), 即
3x0
-
2a
=
a2 x0
,
解
出
x0 =
a x0=-a3舍去 , 又
y0
2019年高考文科数学考点梳理之导数的概念及计算和导数的应用汇编
2019年高考文科数学考点梳理之导数的概念及计算和导数的应用汇编考点11 导数的概念及计算1.导数概念及其几何意义 (1)了解导数概念的实际背景. (2)理解导数的几何意义. 2.导数的运算(1)能根据导数定义求函数y =C (C 为常数),21,,y x y x y x===的导数. (2)能利用下面给出的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. • 常见基本初等函数的导数公式:1()0();(),n n C C x nx n -+''==∈N 为常数; (sin )cos ;(cos )sin x x x x ''==-;(e )e ;()ln (0,1)x x x x a a a a a ''==>≠且;11(ln );(log )log e(0,1)a a x x a a x x''==>≠且. • 常用的导数运算法则:法则1:()()()()u x v x u x v x ±'⎡⎦'⎤±⎣'=.法则2:()()()()()()·u x v x u x v x u x v x ⎡⎤⎣⎦'''=+.法则3:2()()()()()[](()0)()()u x u x v x u x v x v x v x v x ''-'=≠.一、导数的概念 1.平均变化率函数()y f x =从1x 到2x 的平均变化率为2121()()f x f x x x --,若21x x x ∆=-,2()y f x ∆=-1()f x ,则平均变化率可表示为y x∆∆.2.瞬时速度一般地,如果物体的运动规律可以用函数()s s t =来描述,那么,物体在时刻t 的瞬时速度v 就是物体在t 到t t +∆这段时间内,当t ∆无限趋近于0时,st∆∆无限趋近的常数. 3.瞬时变化率4.导数的概念一般地,函数()y f x =在0x x =处的瞬时变化率是0000()()limlim x x f x +x f x yx x∆→∆→∆-∆=∆∆,我们称它为函数()y f x =在0x x =处的导数,记作0()f x '或0|x x y =',即00()l i mx yf x x ∆→∆'==∆000()()lim x f x +x f x x∆→∆-∆.【注】函数()y f x =在0x x =处的导数是()y f x =在0x x =处的瞬时变化率. 5.导函数的概念如果函数()y f x =在开区间(a ,b )内的每一点都是可导的,则称()f x 在区间(a ,b )内可导.这样,对开区间(a ,b )内的每一个值x ,都对应一个确定的导数()f x ',于是在区间(a ,b )内()f x '构成一个新的函数,我们把这个函数称为函数()y f x =的导函数(简称导数),记为()f x '或y ',即()f x y ''==0()()li mx f x +x f x x∆→∆-∆.二、导数的几何意义函数()y f x =在0x x =处的导数0()f x '就是曲线()y f x =在点00(,())x f x 处的切线的斜率k ,即0000()()()limx f x +x f x k f x x∆→∆-'==∆.【注】曲线的切线的求法:若已知曲线过点P (x 0,y 0),求曲线过点P 的切线,则需分点P (x 0,y 0)是切点和不是切点两种情况求解.(1)当点P (x 0,y 0)是切点时,切线方程为y −y 0=f ′(x 0)(x −x 0); (2)当点P (x 0,y 0)不是切点时,可分以下几步完成:第一步:设出切点坐标P ′(x 1,f (x 1));第二步:写出过P ′(x 1,f (x 1))的切线方程为y −f (x 1)=f ′ (x 1)(x −x 1); 第三步:将点P 的坐标(x 0,y 0)代入切线方程求出x 1;第四步:将x 1的值代入方程y −f (x 1)=f ′(x 1)(x −x 1),可得过点P (x 0,y 0)的切线方程. 三、导数的计算1.基本初等函数的导数公式2.导数的运算法则(1)()()()()u x v x u x v x ±'⎡⎦'⎤±⎣'=.(2)()()()()()()·u x v x u x v x u x v x ⎡⎤⎣⎦'''=+.(3)2()()()()()[](()0)()()u x u x v x u x v x v x v x v x ''-'=≠. 3.复合函数的导数复合函数y=f (g (x ))的导数和函数y=f (u ),u=g (x )的导数间的关系为y x ′=y u ′·u x ′,即y 对x 的导数等于y 对u 的导数与u 对x 的导数的乘积.考向一 导数的计算1.导数计算的原则和方法(1)原则:先化简解析式,使之变成能用八个求导公式求导的函数的和、差、积、商,再求导. (2)方法: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. 2.求复合函数的导数的关键环节和方法步骤 (1)关键环节:①中间变量的选择应是基本函数结构; ②正确分析出复合过程;③一般是从最外层开始,由外及里,一层层地求导; ④善于把一部分表达式作为一个整体; ⑤最后结果要把中间变量换成自变量的函数. (2)方法步骤:①分解复合函数为基本初等函数,适当选择中间变量; ②求每一层基本初等函数的导数;③每层函数求导后,需把中间变量转化为自变量的函数.典例1 求下列函数的导函数:(1)42356y x x x --=+; (2)21y x x=+; (3)2cos y x x =; (4)tan y x =.【名师点睛】熟记基本初等函数的求导公式,导数的四则运算法则是正确求导数的基础.(1)运用基本初等函数求导公式和运算法则求函数()y f x =在开区间(a ,b )内的导数的基本步骤: ①分析函数()y f x =的结构和特征;②选择恰当的求导公式和运算法则求导;③整理得结果.(2)对较复杂的函数求导数时,先化简再求导.如对数函数的真数是根式或分式时,可用对数的性质将真数转化为有理式或整式求解更为方便;对于三角函数,往往需要利用三角恒等变换公式,将函数式进行化简,使函数的种类减少,次数降低,结构尽量简单,从而便于求导.1.已知函数2()22(1(1))f x x x f f ++'=,则()2f '的值为A .2-B .0C .4-D .6-考向二 导数的几何意义求曲线y =f (x )的切线方程的类型及方法(1)已知切点P (x 0, y 0),求y =f (x )过点P 的切线方程:求出切线的斜率f ′(x 0),由点斜式写出方程; (2)已知切线的斜率为k ,求y =f (x )的切线方程:设切点P (x 0, y 0),通过方程k =f ′(x 0)解得x 0,再由点斜式写出方程;(3)已知切线上一点(非切点),求y =f (x )的切线方程:设切点P (x 0, y 0),利用导数求得切线斜率f ′(x 0),再由斜率公式求得切线斜率,列方程(组)解得x 0,最后由点斜式或两点式写出方程.(4)若曲线的切线与已知直线平行或垂直,求曲线的切线方程时,先由平行或垂直关系确定切线的斜率,再由k =f ′(x 0)求出切点坐标(x 0, y 0),最后写出切线方程. (5)①在点P 处的切线即是以P 为切点的切线,P 一定在曲线上.②过点P 的切线即切线过点P ,P 不一定是切点.因此在求过点P 的切线方程时,应首先检验点P 是否在已知曲线上.典例2 已知函数2ln y x x =.(1)求这个函数的图象在1x =处的切线方程;(2)若过点()0,0的直线l 与这个函数图象相切,求直线l 的方程. 【解析】(1)2ln y x x x '=+, 当1x =时,0,1y y '==,∴这个函数的图象在1x =处的切线方程为1y x =-.【规律总结】求切线方程的步骤: (1)利用导数公式求导数. (2)求斜率. (3)写出切线方程.注意导数为0和导数不存在的情形.2.已知函数,则函数的图象在处的切线方程为A .B .C .D .1.函数在处的导数是A .0B .1C .D .2.已知函数的导函数是,且,则实数的值为A .B .C .D .13.设函数的导函数记为,若,则A .-1B .C .1D .34.已知函数的图象如图,是的导函数,则下列数值排序正确的是A .B .C .D .5.已知过曲线e xy =上一点()00,P x y 作曲线的切线,若切线在y 轴上的截距小于0,则0x 的取值范围是A .()0,+∞BC .()1,+∞D .()2,+∞6.已知是函数的导函数,且对任意的实数都有(是自然对数的底数),,则A .B .C .D .7.放射性元素由于不断有原子放射出微粒子而变成其他元素,其含量不断减少,这种现象称为衰变.假设在放射性同位素铯137的衰变过程中,其含量M (单位:太贝克)与时间t (单位:年)满足函数关系:300()2t M t M -=,其中0M 为0t =时铯137的含量,已知30t =时,铯137含量的变化率为10ln 2-(太贝克/年),则(60)M = A .5太贝克 B .75ln 2太贝克 C .150ln 2太贝克 D .150太贝克8.设过曲线(为自然对数的底数)上任意一点处的切线为,总存在过曲线上一点处的切线,使得,则实数的取值范围为 A . B . C .D .9,则(1)f '=__________. 10.已知函数的导函数为,且满足,则_________.11.曲线的切线方程为,则实数的值为_________.12.曲线250xy x y -+-=在点()1,2A 处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为_________. 13.求下列函数的导数:(1)21cos xy x +=; (2)()3ln xy x x =⋅-.14.已知函数()32f x x bx cx d =+++的图象过点()0,2P ,且在点()()1,1M f --处的切线方程为670x y -+=.(1)求()1f -和()1f '-的值;(2)求函数()f x 的解析式.1.(2018新课标全国Ⅰ文科)设函数()()321f x x a x ax =+-+.若()f x 为奇函数,则曲线()y f x =在点()00,处的切线方程为A .2y x =-B .y x =-C .2y x =D .y x =2.(2016山东文科)若函数y =f (x )的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则称y =f (x )具有T 性质.下列函数中具有T 性质的是 A .y =sin x B .y =ln x C .y =e xD .y =x 33.(2016四川文科)设直线l 1,l 2分别是函数f (x )=ln 01,ln ,1x x x x -<<⎧⎨>⎩,图象上点P 1,P 2处的切线,l 1与l 2垂直相交于点P ,且l 1,l 2分别与y 轴相交于点A ,B ,则△PAB 的面积的取值范围是 A .(0,1) B .(0,2) C .(0,+∞)D .(1,+ ∞)4.(2018天津文科)已知函数f (x )=e xln x ,f ′(x )为f (x )的导函数,则f ′(1)的值为__________. 5.(2018新课标全国Ⅱ文科)曲线2ln y x =在点(1,0)处的切线方程为__________.6.(2017天津文科)已知a ∈R ,设函数()ln f x ax x =-的图象在点(1,(1)f )处的切线为l ,则l 在y 轴上的截距为___________.7.(2017北京文科节选)已知函数()e cos x f x x x =-. (Ⅰ)求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程;8.(2017山东文科节选)已知函数()3211,32f x x ax a =-∈R . (Ⅰ)当a =2时,求曲线()y f x =在点()()3,3f 处的切线方程;9.(2017天津文科节选)设,a b ∈R ,||1a ≤.已知函数32()63(4)f x x x a a x b =---+,()e ()x g x f x =. (Ⅱ)已知函数()y g x =和e x y =的图象在公共点(x 0,y 0)处有相同的切线, (i )求证:()f x 在0x x =处的导数等于0;10.(2017浙江节选)已知函数f (x )=(x e x -(12x ≥). (Ⅰ)求f (x )的导函数;2.【答案】C【解析】∵,∴,∴,又,∴所求切线方程为,即.故选C.1.【答案】C【解析】因为,故选C.2.【答案】B【解析】,选B.3.【答案】D【解析】根据题意,得,由,得,化简可得,即,故选D.4.【答案】C【解析】结合函数的图象可知过点的切线的倾斜角较大,过点的切线的倾斜角较小,又因为过点的切线的斜率,过点的切线的斜率,直线的斜率,故,应选C.5.【答案】C【解析】因为()0e xk f x'==,所以切线方程为()00e xy y x x-=-,即()00e ex xy x x-=-,令0x=得()01e xy x=-,截距小于0时,()01e0xy x=-<,解得1x>,故选C.6.【答案】D【解析】令G (x )=()exf x ,则G ′(x )==2x -2,可设G (x )=x 2+c ,∵G (0)=f (0)=1,∴c =1.∴f (x )=(x 2+1)ex故选D.8.【答案】C【解析】因为切线,的切点分别为而,所以.因为,所以(.因为,所以,因此,选C .9.【答案】12.【解析】 1x =,得()()111f f ='-',解得 10.【答案】【解析】求导得,把代入得,解得.11.【答案】212.【答案】496【解析】由250xy x y -+-=,得()52x y f x x +==+,∴()()232f x x -='+,∴()113f '=-, ∴曲线在点()1,2A 处的切线方程为()1213y x -=--. 令0x =,得73y =;令0y =,得7x =. ∴切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为17497236S =⨯⨯=. 13.【解析】(1()()()24sin 1cos 2x x x x x --+⋅=3sin 2cos 2x x x x++=-. (2)()()()3ln 3ln xxy x x x x '⋅⋅''=-+-()13ln3ln 31x x x x x ⎛⎫=⋅⋅-+⋅- ⎪⎝⎭13ln3ln ln31x x x x ⎛⎫=-+- ⎪⎝⎭.14.【解析】(1)∵()f x 在点()()1,1M f --处的切线方程为670x y -+=,故点()()1,1f --在切线670x y -+=上,且切线斜率为6,得()11f -=且()16f '-=.(2)∵()f x 过点()0,2P ,∴2d =,∵()32f x x bx cx d =+++,∴2()32f x x bx c '=++,由()16f '-=得326b c -+=,又由()11f -=,得11b c d -+-+=,联立方程得232611d b c b c d =-+==-+-+⎧⎪⎨⎪⎩,解得332b c d ⎧=-=-=⎪⎨⎪⎩,故()32332f x x x x =--+.1.【答案】D 【解析】因为函数是奇函数,所以,解得,所以,,所以,所以曲线在点处的切线方程为,化简可得,故选D.【名师点睛】该题考查的是有关曲线在某个点处的切线方程的问题,在求解的过程中,首先需要确定函数解析式,此时利用到结论多项式函数中,奇函数不存在偶次项,偶函数不存在奇次项,从而求得相应的参数值,之后利用求导公式求得,借助于导数的几何意义,结合直线方程的点斜式求得结果. 2.【答案】A【解析】当sin y x =时,cos y x '=,cos 0cos 1⋅π=-,所以在函数sin y x =的图象上存在两点,使条件成立,故A 正确;函数3ln ,e ,x y x y y x ===的导数值分别为10,e 0,x y y y x'''=>=>=230x ≥,不符合题意,故选A . 3.【答案】A【解析】设111222(,ln ),(,ln )P x x P x x -(不妨设121,01x x ><<),则由导数的几何意义易得切线12,l l 的斜率分别为121211,.k k x x ==-由已知得12122111,1,.k k x x x x =-∴=∴=∴切线1l 的方程为1111ln ()y x x x x -=-,切线2l 的方程为2221ln ()y x x x x +=--,即1111ln ()y x x x x -=--.分别令0x =得11(0,1ln ),(0,1ln ).A x B x -++又1l 与2l 的交点为2111221121(,ln ).11x x P x x x -+++211122112111,||||1,01211PABA B P PABx x x S y y x S x x +>∴=-⋅=<=∴<<++△△,故选A.4.【答案】e【解析】由函数的解析式可得,则.即的值为e.【名师点睛】本题主要考查导数的运算法则,基本初等函数的导数公式等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力. 5.【答案】y =2x –2 【解析】由,得.则曲线在点处的切线的斜率为,则所求切线方程为,即.【名师点睛】求曲线在某点处的切线方程的步骤:①求出函数在该点处的导数值即为切线斜率;②写出切线的点斜式方程;③化简整理. 6.【答案】1【解析】由题可得(1)f a =,则切点为(1,)a ,因为1()f x a x'=-,所以切线l 的斜率为(1)1f a '=-,切线l 的方程为(1)(1)y a a x -=--,令0x =可得1y =,故l 在y 轴上的截距为1.【名师点睛】本题考查导数的几何意义,属于基础题型,函数()f x 在点0x 处的导数0()f x '的几何意义是曲线()y f x =在点00(,)P x y 处的切线的斜率,切线方程为000()()y y f x x x '-=-.解题时应注意:求曲线切线时,要分清在点P 处的切线与过点P 的切线的不同,没切点应设出切点坐标,建立方程组进行求解.7.【解析】(Ⅰ)因为()e cos x f x x x =-,所以()e (cos sin )1,(0)0x f x x x f ''=--=. 又因为(0)1f =,所以曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程为1y =.9.【解析】(II )(i )因为()e (()())xx x g'f f 'x =+,由题意知000()e ()exx x x g g'⎧=⎪⎨=⎪⎩,所以0000000()e e e (()())ex x xx f f f x 'x x ⎧=⎪⎨+=⎪⎩,解得00()1()0f 'x x f =⎧⎨=⎩. 所以,()f x 在0x x =处的导数等于0. 10.【解析】(Ⅰ)因为(1x '=,(e )e x x '--=-,所以()(1(x xf x x --'=-1)2xx -=>.考点12 导数的应用1.导数在研究函数中的应用(1)了解函数单调性和导数的关系;能利用导数研究函数的单调性,会求函数的单调区间(其中多项式函数一般不超过三次).(2)了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件;会用导数求函数的极大值、极小值(其中多项式函数一般不超过三次);会求闭区间上函数的最大值、最小值(其中多项式函数一般不超过三次). 2.生活中的优化问题 会利用导数解决某些实际问题.一、导数与函数的单调性一般地,在某个区间(a ,b )内:(1)如果()0f x '>,函数f (x )在这个区间内单调递增; (2)如果()0f x '<,函数f (x )在这个区间内单调递减; (3)如果()=0f x ',函数f (x )在这个区间内是常数函数.注意:(1)利用导数研究函数的单调性,要在函数的定义域内讨论导数的符号;(2)在某个区间内,()0f x '>(()0f x '<)是函数f (x )在此区间内单调递增(减)的充分条件,而不是必要条件.例如,函数3()f x x =在定义域(,)-∞+∞上是增函数,但2()30f x x '=≥.(3)函数f (x )在(a ,b )内单调递增(减)的充要条件是()0f x '≥(()0f x '≤)在(a ,b )内恒成立,且()f x '在(a ,b )的任意子区间内都不恒等于0.这就是说,在区间内的个别点处有()0f x '=,不影响函数f (x )在区间内的单调性. 二、利用导数研究函数的极值和最值 1.函数的极值一般地,对于函数y =f (x ),(1)若在点x =a 处有f ′(a )=0,且在点x =a 附近的左侧()0f 'x <,右侧()0f 'x >,则称x=a 为f (x )的极小值点,()f a 叫做函数f (x )的极小值.(2)若在点x =b 处有()f 'b =0,且在点x=b 附近的左侧()0f 'x >,右侧()0f 'x <,则称x=b 为f (x )的极大值点,()f b 叫做函数f (x )的极大值.(3)极小值点与极大值点通称极值点,极小值与极大值通称极值. 2.函数的最值函数的最值,即函数图象上最高点的纵坐标是最大值,图象上最低点的纵坐标是最小值,对于最值,我们有如下结论:一般地,如果在区间[,]a b 上函数()y f x =的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值与最小值.设函数()f x 在[,]a b 上连续,在(,)a b 内可导,求()f x 在[,]a b 上的最大值与最小值的步骤为: (1)求()f x 在(,)a b 内的极值;(2)将函数()f x 的各极值与端点处的函数值()f a ,()f b 比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.3.函数的最值与极值的关系(1)极值是对某一点附近(即局部)而言,最值是对函数的定义区间[,]a b 的整体而言;(2)在函数的定义区间[,]a b 内,极大(小)值可能有多个(或者没有),但最大(小)值只有一个(或者没有);(3)函数f (x )的极值点不能是区间的端点,而最值点可以是区间的端点; (4)对于可导函数,函数的最大(小)值必在极大(小)值点或区间端点处取得. 三、生活中的优化问题生活中经常遇到求利润最大、用料最省、效率最高等问题,这些问题通常称为优化问题.导数是求函数最值问题的有力工具.解决优化问题的基本思路是:考向一 利用导数研究函数的单调性1.利用导数判断或证明一个函数在给定区间上的单调性,实质上就是判断或证明不等式()0f x '>(()0f x '<)在给定区间上恒成立.一般步骤为: (1)求f ′(x );(2)确认f ′(x )在(a ,b )内的符号;(3)作出结论,()0f x '>时为增函数,()0f x '<时为减函数.注意:研究含参数函数的单调性时,需注意依据参数取值对不等式解集的影响进行分类讨论. 2.在利用导数求函数的单调区间时,首先要确定函数的定义域,解题过程中,只能在定义域内讨论,定义域为实数集R 可以省略不写.在对函数划分单调区间时,除必须确定使导数等于零的点外,还要注意在定义域内的不连续点和不可导点.3.由函数()f x 的单调性求参数的取值范围的方法(1)可导函数在某一区间上单调,实际上就是在该区间上()0f x '≥(或()0f x '≤)(()f x '在该区间的任意子区间内都不恒等于0)恒成立,然后分离参数,转化为求函数的最值问题,从而获得参数的取值范围;(2)可导函数在某一区间上存在单调区间,实际上就是()0f x '>(或()0f x '<)在该区间上存在解集,这样就把函数的单调性问题转化成了不等式问题;(3)若已知()f x 在区间I 上的单调性,区间I 中含有参数时,可先求出()f x 的单调区间,令I 是其单调区间的子集,从而可求出参数的取值范围.4.利用导数解决函数的零点问题时,一般先由零点的存在性定理说明在所求区间内至少有一个零点,再利用导数判断在所给区间内的单调性,由此求解.典例1 已知函数,其中.(1)函数的图象能否与轴相切?若能,求出实数,若不能,请说明理由;(2)讨论函数的单调性.(2)由于,当时,,当时,,单调递增,当时,,单调递减;当时,由得或,①当时,,当时,,单调递增,当时,,单调递减,当,,单调递增;②当时,,单调递增;③当时,,当时,,单调递增,当时,,单调递减,当时,,单调递增.综上,当时,在上是减函数,在上是增函数;当时,在上是增函数,在上是减函数;当时,在上是增函数;当时,在上是增函数,在上是减函数.典例2 设函数2()e ln x f x a x =-.(1)讨论()f x 的导函数()f x '的零点的个数; (2)证明:当0a >时,2()2lnf x a a a≥+. 【解析】(1)()f x 的定义域为(0+),¥,2()=2e (0)x af x x x¢->. 当0a £时,()0f x ¢>,()f x ¢没有零点; 当0a >时,因为2=e x y 单调递增,ay x=-单调递增,所以()f x ¢在(0+),¥上单调递增. 又()0f a ¢>,当b 满足04a b <<且14b <时,()0f b ¢<,故当0a >时,()f x ¢存在唯一零点.(2)由(1),可设()f x ¢在(0+),¥上的唯一零点为0x . 当0(0)x x ,Î时,()0f x ¢<;当0(+)x x ,违时,()0f x ¢>. 故()f x 在0(0)x ,上单调递减,在0(+)x ,¥上单调递增,所以当0x x =时,()f x 取得最小值,最小值为0()f x . 由于0202e=0x a x -,所以02000022()=e ln 2ln 2ln 2xa f x a x ax a a a x a a -=++?(当且仅当0022aax x =,即012x =时,等号成立).故当0a >时,2()2lnf x a a a?.1(1)当1a =时,求()y f x =在0x =处的切线方程;(2)若函数()f x 在[]1,1-上单调递减,求实数a 的取值范围.考向二 利用导数研究函数的极值和最值1.函数极值问题的常见类型及解题策略(1)函数极值的判断:先确定导数为0的点,再判断导数为0的点的左、右两侧的导数符号. (2)求函数()f x 极值的方法: ①确定函数()f x 的定义域. ②求导函数()f x '. ③求方程()0f x '=的根.④检查()f x '在方程的根的左、右两侧的符号,确定极值点.如果左正右负,那么()f x 在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么()f x 在这个根处取得极小值;如果()f x '在这个根的左、右两侧符号不变,则()f x 在这个根处没有极值.(3)利用极值求参数的取值范围:确定函数的定义域,求导数()f x ',求方程()0f x '=的根的情况,得关于参数的方程(或不等式),进而确定参数的取值或范围. 2.求函数f (x )在[a ,b ]上最值的方法(1)若函数f (x )在[a ,b ]上单调递增或递减,f (a )与f (b )一个为最大值,一个为最小值. (2)若函数f (x )在区间(a ,b )内有极值,先求出函数f (x )在区间(a ,b )上的极值,与f (a )、f (b )比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.(3)函数f (x )在区间(a ,b )上有唯一一个极值点时,这个极值点就是最大(或最小)值点. 注意:(1)若函数中含有参数时,要注意分类讨论思想的应用.(2)极值是函数的“局部概念”,最值是函数的“整体概念”,函数的极值不一定是最值,函数的最值也不一定是极值.要注意利用函数的单调性及函数图象直观研究确定. 3.利用导数解决不等式恒成立问题的“两种”常用方法:(1)分离参数法:将原不等式分离参数,转化为不含参数的函数的最值问题,利用导数求该函数的最值,根据要求得所求范围.一般地,()f x a ≥恒成立,只需min ()f x a ≥即可;()f x a ≤恒成立,只需max ()f x a ≤即可.(2)函数思想法:将不等式转化为某含待求参数的函数的最值问题,利用导数求该函数的极值(最值),然后构建不等式求解.典例3 已知函数21()e 2xf x ax x =-+. (1)当1a >-时,试判断函数()f x 的单调性;(2)若1e a <-,求证:函数()f x 在[1,)+∞上的最小值小于12.(2)由(1)知()f 'x 在[1,)+∞上单调递增, 因为1e a <-,所以()e 110f 'a =-+<,所以存在(1,)t ∈+∞,使得()0f 't =,即e 0t t a -+=,即e t a t =-, 所以函数()f x 在[1,)t 上单调递减,在(,)t +∞上单调递增,所以当[1,)x ∈+∞时222min 111()()e e (e )e (1)222t t t t f f t at t t t t t x t ==-+=-+-=-+,令21()e (1)2x h x x x =-+,1x >,则()(1e )0x h'x x =-<恒成立,所以函数()h x 在(1,)+∞上单调递减,所以211()e(11)122h x <-+⨯=, 所以211e (1)22tt t -+<,即当[1,)x ∈+∞时min 1()2x f <, 故函数()f x 在[1,)+∞上的最小值小于12. 典例4 已知函数,.(1)若曲线与曲线在它们的交点处的公共切线为,求,,的值;(2)当时,若,,求的取值范围.【解析】(1)设它们的公共交点的横坐标为,则.,则,①;,则,②.由②得,由①得.将,代入得,∴,.(2)由,得,即在上恒成立,令,则,其中在上恒成立,∴在上单调递增,在上单调递减,则,∴.故的取值范围是.2.已知函数()1 lnf x a x xx=+-,其中a为实常数.(1)若12x=是()f x的极大值点,求()f x的极小值;(2)若不等式1lna xb xx-≤-对任意52a-≤≤,122x≤≤恒成立,求的最小值.考向三(导)函数图象与单调性、极值、最值的关系1.导数与函数变化快慢的关系:如果一个函数在某一范围内导数的绝对值较大,那么函数在这个范围内变化得快,这时函数的图象就比较“陡峭”(向上或向下);反之,函数的图象就“平缓”一些.2.导函数为正的区间是函数的增区间,导函数为负的区间是函数的减区间,导函数图象与x 轴的交点的横坐标为函数的极值点.典例 5 设函数2()f x ax bx c =++(a ,b ,c ∈R ),若函数()e x y f x =在1x =-处取得极值,则下列图象不可能为()y f x =的图象是【答案】D【解析】2()e ()e e [(2)]x x x y f x f x ax a b x b c ''=+=++++,因为函数()e x y f x =在1x =-处取得极值,所以1x =-是2(2)0ax a b x b c ++++=的一个根,整理可得c a =,所以2()f x ax bx a =++,对称轴对于A,由图可得0,(0)0,(1)0a f f >>-=,适合题意; 对于B,由图可得0,(0)0,(1)0a f f <<-=,适合题意;对于C, 对于D, D.3.已知函数的导函数的图象如图所示,则函数A .有极大值,没有最大值B .没有极大值,没有最大值C .有极大值,有最大值D .没有极大值,有最大值考向四生活中的优化问题1.实际生活中利润最大,容积、面积最大,流量、速度最大等问题都需要利用导数来求解相应函数的最大值.若在定义域内只有一个极值点,且在极值点附近左增右减,则此时唯一的极大值就是最大值. 2.实际生活中用料最省、费用最低、损耗最小、最节省时间等问题都需要利用导数求解相应函数的最小值.用料最省、费用最低问题出现的形式多与几何体有关,解题时根据题意明确哪一项指标最省(往往要从几何体的面积、体积入手),将这一指标表示为自变量x的函数,利用导数或其他方法求出最值,但一定要注意自变量的取值范围.典例 6 如图,点为某沿海城市的高速公路出入口,直线为海岸线,,,是以为圆心,半径为的圆弧型小路.该市拟修建一条从通往海岸的观光专线CP PQ-,其中为上异于的一点,与平行,设.(1)证明:观光专线CP PQ-的总长度随的增大而减小;(2)已知新建道路的单位成本是翻新道路CP的单位成本的2倍.当取何值时,观光专线CP PQ-的修建总成本最低?请说明理由.【解析】(1)由题意,,所以π3CPθ=-,又,所以观光专线的总长度为,,因为当时,,所以在上单调递减,即观光专线CP PQ-的总长度随的增大而减小.(2)设翻新道路的单位成本为,则总成本,,,令,得,因为,所以, 当时,;当时,.所以,当时,最小.答:当时,观光专线CP PQ -的修建总成本最低.4.某村庄拟修建一个无盖的圆柱形蓄水池(不计厚度).设该蓄水池的底面半径为r 米,高为h 米,体积为V 立方米.假设建造成本仅与表面积有关,侧面的建造成本为100元/平方米,底面的建造成本为160元/平方米,该蓄水池的总建造成本为12000π元(π为圆周率). (1)将V 表示成r 的函数V (r ),并求该函数的定义域;(2)讨论函数V (r )的单调性,并确定r 和h 为何值时该蓄水池的体积最大.1.已知函数()()2e e ln exf x f x '=-(e 是自然对数的底数),则()f x 的极大值为 A .2e-1 B .C .1D .2ln22.已知函数,则的单调递减区间为A .B .C .和D .和3.函数在闭区间上的最大值,最小值分别是A .B .C .D .4.设定义在上的函数的导函数满足,则 A .B .C .D .5.若函数在上有最小值,则的取值范围为A .B .C .D .6.已知函数()22,2e 2,2x x xx f x x x ⎧+>⎪=⎨⎪+≤⎩,函数有两个零点,则实数的取值范围为A .B .C .D .7.已知函数f (x )=ax 3+bx 2+cx ,其导函数y =f ′(x )的图象经过点(1,0),(2,0),如图所示,则下列说法中不正确的序号是________.①当x =时函数取得极小值; ②f (x )有两个极值点; ③当x =2时函数取得极小值;④当x =1时函数取得极大值.8.已知函数.若函数在定义域内不是单调函数,则实数的取值范围是__________. 9.定义在上的函数满足,则当时,与的大小关系为__________.(其中为自然对数的底数)10.用一张16cm 10cm ⨯的长方形纸片,经过折叠以后,糊成了一个无盖的长方体形纸盒,则这个纸盒的最大容积是_________3cm .11.已知函数3()f x ax bx c =++在2x =处取得极值16c -. (1)求a 、b 的值;(2)若()f x 有极大值28,求()f x 在[3,3]-上的最小值.12.如图,有一块半圆形空地,开发商计划建一个矩形游泳池ABCD 及其矩形附属设施EFGH ,并将剩余空地进行绿化,园林局要求绿化面积应最大化.其中半圆的圆心为O ,半径为R ,矩形的一边AB 在直径上,点C 、D 、G 、H 在圆周上,E 、F 在边CD BOC θ∠=.(1)记游泳池及其附属设施的占地面积为()fθ,求()f θ的表达式;(2)当cos θ为何值时,能符合园林局的要求?13.设函数.(1)讨论函数的单调性; (2)若,且在区间上恒成立,求的取值范围.14.设.(1)在上单调,求的取值范围; (2)已知在处取得极小值,求的取值范围.15.已知函数.(1)若曲线的切线经过点,求的方程;(2)若方程有两个不相等的实数根,求的取值范围.1.(2016四川文科)已知a 为函数()3–12f x x x =的极小值点,则a =A .–4B .–2C .4D .22.(2017浙江)函数y=f (x )的导函数()y f x '=的图象如图所示,则函数y=f (x )的图象可能是3.(2016新课标全国Ⅰ文科)若函数1()sin2sin 3f x x x a x =-+在(,)-∞+∞上单调递增,则a 的取值范围是 A .[1,1]-B .1[1,]3-C .11[,]33-D .1[1,]3--4.(2017浙江)已知函数f (x )=(x e x -(12x ≥). (1)求f (x )的导函数;。
历年(2019-2023)高考数学真题专项(导数及应用解答题)汇编(附答案)
历年(2019-2023)高考数学真题专项(导数及应用解答题)汇编 考点01 利用导数求函数单调性,求参数(2)若不等式()1f x ≥恒成立,求a 的取值范围.考点02 恒成立问题1.(2023年全国新高考Ⅱ卷(文))(1)证明:当01x <<时,sin x x x x 2-<<; (2)已知函数()()2cos ln 1f x ax x =--,若0x =是()f x 的极大值点,求a 的取值范围.2.(2020年全国高考Ⅱ卷(文)数学试题)已知函数1()e ln ln x f x a x a -=-+.(1)当a e =时,求曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积; (2)若不等式()1f x ≥恒成立,求a 的取值范围.3.(2019∙全国Ⅰ卷数学试题)已知函数f (x )=2sin x -x cos x -x ,f ′(x )为f (x )的导数. (1)证明:f ′(x )在区间(0,π)存在唯一零点; (2)若x [0∈,π]时,f (x )≥ax ,求a 的取值范围.4.(2019年全国高考Ⅱ卷(文))已知函数()(1)ln 1f x x x x =---.证明: (1)()f x 存在唯一的极值点;(2)()=0f x 有且仅有两个实根,且两个实根互为倒数.考点03 三角函数相关导数问题a=时,求b的取值范围;(i)当0(ii)求证:22e+>.a b4.(2021年全国高考Ⅰ卷数学试题)已知函数f(x)=2sin x-x cos x-x,f′(x)为f(x)的导数. (1)证明:f′(x)在区间(0,π)存在唯一零点;∈,π]时,f(x)≥ax,求a的取值范围.(2)若x[0考点04 导数类综合问题参考答案考点01 利用导数求函数单调性,求参数考点02 恒成立问题 1考点03 三角函数相关导数问题2022年8月11日高中数学作业学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________考点04 导数类综合问题 一、解答题)(【点睛】思路点睛:函数的最值问题,而不同方程的根的性质,注意利用方程的特征找到两类根之间的关系4.(2022∙全国新高考Ⅱ卷(文))已知函数(2) 和首先求得导函数的解析式,然后分类讨论导函数的符号即可确定原函数的单调性;当时,的解为:当113,ax⎛⎫--∈-∞⎪时,单调递增;时,单调递减;时,单调递增;综上可得:当时,在当时,在解得:,则,()1+,a x与联立得化简得3210--+=,由于切点的横坐标x x x综上,曲线过坐标原点的切线与曲线的公共点的坐标为和【点睛】本题考查利用导数研究含有参数的函数的单调性问题,和过曲线外一点所做曲线的切线问题,注。
(北京专用)2019版高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 第一节 变化率与导数、导数的计算课件
答案
B
x
1 x
'=x'+ 1x
'=1- x12 ;(3x)'=3xln
3;
(x2cos x)'=(x2)'cos x+x2(cosx)'=2xcos x-x2sin x.故选B.
2.若f(x)=ax4+bx2+c满足f '(1)=2,则f '(-1)= ( B )
x) x
f
(x0 )
为函数
y=f(x)在x=x0处的导数,记作f
'(x0)或y'| xx0
,即f
'(x0)= lim x0
y = lim
x x0
f (x0 x) f (x0 ) .
x
(2)几何意义
函数f(x)在点x0处的导数f '(x0)的几何意义是在曲线y=f(x)上点③ (x0, f(x0)) 处的④ 切线的斜率 .相应地,切线方程为⑤ y-f(x0)=f '( x0)(x-x0) .
A.-4 B.-2 C.2 D.4
答案 B ∵f(x)=ax4+bx2+c, ∴f '(x)=4ax3+2bx, 又f '(1)=2,∴4a+2b=2, ∴f '(-1)=-4a-2b=-2.
3.(2016北京东城期中)若曲线f(x)=ax2-ln x在点(1,a)处的切线平行于x轴,
1
则a= 2 .
(3)y'=(ex)'·ln x+ex·(ln x)'+(2x)'+0
=exln x+ ex +2xln 2. x
2019年高考真题+高考模拟题 专项版解析汇编 文数——专题03 导数及其应用(解析版)
专题03 导数及其应用1.【2019年高考全国Ⅱ卷文数】曲线y =2sin x +cos x 在点(π,-1)处的切线方程为A .10x y --π-=B .2210x y --π-=C .2210x y +-π+=D .10x y +-π+=【答案】C【解析】2cos sin ,y x x '=-Q π2cos πsin π2,x y =∴=-=-'则2sin cos y x x =+在点(,1)π-处的切线方程为(1)2()y x --=--π,即2210x y +-π+=. 故选C .【名师点睛】本题考查利用导数工具研究曲线的切线方程,渗透了直观想象、逻辑推理和数学运算素养.采取导数法,利用函数与方程思想解题.学生易在非切点处直接求导数而出错,首先证明已知点是否为切点,若是切点,可以直接利用导数求解;若不是切点,设出切点,再求导,然后列出切线方程. 2.【2019年高考全国Ⅲ卷文数】已知曲线e ln x y a x x =+在点(1,a e )处的切线方程为y =2x +b ,则 A .e 1a b ==-, B .a=e ,b =1 C .1e 1a b -==,D .1e a -=,1b =-【答案】D【解析】∵e ln 1,xy a x '=++∴切线的斜率1|e 12x k y a ='==+=,1e a -∴=, 将(1,1)代入2y x b =+,得21,1b b +==-. 故选D .【名师点睛】本题求解的关键是利用导数的几何意义和点在曲线上得到含有a ,b 的等式,从而求解,属于常考题型.3.【2019年高考浙江】已知,a b ∈R ,函数32,0()11(1),032x x f x x a x ax x <⎧⎪=⎨-++≥⎪⎩.若函数()y f x ax b =--恰有3个零点,则 A .a <–1,b <0 B .a <–1,b >0 C .a >–1,b <0 D .a >–1,b >0【答案】C【解析】当x <0时,y =f (x )﹣ax ﹣b =x ﹣ax ﹣b =(1﹣a )x ﹣b =0,得x ,则y =f (x )﹣ax ﹣b 最多有一个零点; 当x ≥0时,y =f (x )﹣ax ﹣bx 3(a +1)x 2+ax ﹣ax ﹣bx 3(a +1)x 2﹣b ,2(1)y x a x =+-',当a +1≤0,即a ≤﹣1时,y ′≥0,y =f (x )﹣ax ﹣b 在[0,+∞)上单调递增, 则y =f (x )﹣ax ﹣b 最多有一个零点,不合题意;当a +1>0,即a >﹣1时,令y ′>0得x ∈(a +1,+∞),此时函数单调递增, 令y ′<0得x ∈[0,a +1),此时函数单调递减,则函数最多有2个零点.根据题意,函数y =f (x )﹣ax ﹣b 恰有3个零点⇔函数y =f (x )﹣ax ﹣b 在(﹣∞,0)上有一个零点,在[0,+∞)上有2个零点, 如图:∴0且,解得b <0,1﹣a >0,b (a +1)3,则a >–1,b <0. 故选C .【名师点睛】本题考查函数与方程,导数的应用.当x <0时,y =f (x )﹣ax ﹣b =x ﹣ax ﹣b =(1﹣a )x ﹣b 最多有一个零点;当x ≥0时,y =f (x )﹣ax ﹣bx 3(a +1)x 2﹣b ,利用导数研究函数的单调性,根据单调性画出函数的草图,从而结合题意可列不等式组求解.4.【2019年高考全国Ⅰ卷文数】曲线23()e xy x x =+在点(0)0,处的切线方程为____________. 【答案】30x y -=【解析】223(21)e 3()e 3(31)e ,x x x y x x x x x '=+++=++ 所以切线的斜率0|3x k y ='==,则曲线23()e xy x x =+在点(0,0)处的切线方程为3y x =,即30x y -=.【名师点睛】准确求导数是进一步计算的基础,本题易因为导数的运算法则掌握不熟,而导致计算错误.求导要“慢”,计算要准,是解答此类问题的基本要求. 5.【2019年高考天津文数】曲线cos 2xy x =-在点(0,1)处的切线方程为__________. 【答案】220x y +-=【解析】∵1sin 2y x '=--, ∴01|sin 0212x y ='=---=,故所求的切线方程为112y x -=-,即220x y +-=.【名师点睛】曲线切线方程的求法:(1)以曲线上的点(x 0,f (x 0))为切点的切线方程的求解步骤: ①求出函数f (x )的导数f ′(x ); ②求切线的斜率f ′(x 0);③写出切线方程y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0),并化简.(2)如果已知点(x 1,y 1)不在曲线上,则设出切点(x 0,y 0),解方程组0010010()()y f x y y f x x x=⎧⎪-⎨'=⎪-⎩得切点(x 0,y 0),进而确定切线方程.6.【2019年高考江苏】在平面直角坐标系xOy 中,P 是曲线4(0)y x x x=+>上的一个动点,则点P 到直线0x y +=的距离的最小值是 ▲ . 【答案】4 【解析】由4(0)y x x x =+>,得241y x'=-, 设斜率为1-的直线与曲线4(0)y x x x=+>切于0004(,)x x x +, 由20411x -=-得0x =0x =,∴曲线4(0)y x x x=+>上,点P 到直线0x y +=4=.故答案为4.【名师点睛】本题考查曲线上任意一点到已知直线的最小距离,渗透了直观想象和数学运算素养.采取导数法,利用数形结合和转化与化归思想解题.7.【2019年高考江苏】在平面直角坐标系xOy 中,点A 在曲线y =ln x 上,且该曲线在点A 处的切线经过点(-e ,-1)(e 为自然对数的底数),则点A 的坐标是 ▲ . 【答案】(e, 1)【解析】设出切点坐标,得到切线方程,然后求解方程得到横坐标的值,可得切点坐标. 设点()00,A x y ,则00ln y x =. 又1y x'=, 当0x x =时,01y x '=, 则曲线ln y x =在点A 处的切线为0001()y y x x x -=-, 即00ln 1xy x x -=-, 将点()e,1--代入,得00e1ln 1x x ---=-, 即00ln e x x =,考察函数()ln H x x x =,当()0,1x ∈时,()0H x <,当()1,x ∈+∞时,()0H x >, 且()ln 1H x x '=+,当1x >时,()()0,H x H x '>单调递增, 注意到()e e H =,故00ln e x x =存在唯一的实数根0e x =,此时01y =, 故点A 的坐标为()e,1.【名师点睛】导数运算及切线的理解应注意的问题:一是利用公式求导时要特别注意除法公式中分子的符号,防止与乘法公式混淆.二是直线与曲线公共点的个数不是切线的本质,直线与曲线只有一个公共点,直线不一定是曲线的切线,同样,直线是曲线的切线,则直线与曲线可能有两个或两个以上的公共点.8.【2019年高考全国Ⅰ卷文数】已知函数f (x )=2sin x -x cos x -x ,f ′(x )为f (x )的导数.(1)证明:f ′(x )在区间(0,π)存在唯一零点; (2)若x ∈[0,π]时,f (x )≥ax ,求a 的取值范围. 【答案】(1)见解析;(2)(],0a ∈-∞.【解析】(1)设()()g x f x '=,则()cos sin 1,()cos g x x x x g x x x '=+-=.当π(0,)2x ∈时,()0g x '>;当π,π2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0g x '<,所以()g x 在π(0,)2单调递增,在π,π2⎛⎫⎪⎝⎭单调递减. 又π(0)0,0,(π)22g g g ⎛⎫=>=-⎪⎝⎭,故()g x 在(0,π)存在唯一零点. 所以()f x '在(0,π)存在唯一零点.(2)由题设知(π)π,(π)0f a f =…,可得a ≤0.由(1)知,()f x '在(0,π)只有一个零点,设为0x ,且当()00,x x ∈时,()0f x '>;当()0,πx x ∈时,()0f x '<,所以()f x 在()00,x 单调递增,在()0,πx 单调递减.又(0)0,(π)0f f ==,所以,当[0,π]x ∈时,()0f x …. 又当0,[0,π]a x ∈„时,ax ≤0,故()f x ax …. 因此,a 的取值范围是(,0]-∞.【名师点睛】本题考查利用导数讨论函数零点个数、根据恒成立的不等式求解参数范围的问题.对于此类端点值恰为恒成立不等式取等的值的问题,通常采用构造函数的方式,将问题转变成函数最值与零之间的比较,进而通过导函数的正负来确定所构造函数的单调性,从而得到最值.9.【2019年高考全国Ⅱ卷文数】已知函数()(1)ln 1f x x x x =---.证明:(1)()f x 存在唯一的极值点;(2)()=0f x 有且仅有两个实根,且两个实根互为倒数.【答案】(1)见解析;(2)见解析.【解析】(1)()f x 的定义域为(0,+∞).11()ln 1ln x f x x x x x-'=+-=-. 因为ln y x =单调递增,1y x=单调递减,所以()f x '单调递增,又(1)10f '=-<,1ln 41(2)ln 2022f -'=-=>,故存在唯一0(1,2)x ∈,使得()00f x '=.又当0x x <时,()0f x '<,()f x 单调递减;当0x x >时,()0f x '>,()f x 单调递增. 因此,()f x 存在唯一的极值点.(2)由(1)知()0(1)2f x f <=-,又()22e e 30f =->,所以()0f x =在()0,x +∞内存在唯一根x α=. 由01x α>>得011x α<<.又1111()1ln 10f f αααααα⎛⎫⎛⎫=---==⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故1α是()0f x =在()00,x 的唯一根. 综上,()0f x =有且仅有两个实根,且两个实根互为倒数.【名师点睛】本题主要考查导数的应用,通常需要对函数求导,用导数的方法研究函数的单调性、极值,以及函数零点的问题,属于常考题型.10.【2019年高考天津文数】设函数()ln (1)e x f x x a x =--,其中a ∈R .(1)若a ≤0,讨论()f x 的单调性; (2)若10ea <<, (i )证明()f x 恰有两个零点;(ii )设0x 为()f x 的极值点,1x 为()f x 的零点,且10x x >,证明0132x x ->. 【答案】(1)()f x 在(0,)+∞内单调递增.;(2)(i )见解析;(ii )见解析. 【解析】(1)解:由已知,()f x 的定义域为(0,)+∞,且211e ()e (1)e x x xf ax x a a x x x-⎡⎤=-+-=⎣'⎦. 因此当a ≤0时,21e 0x ax ->,从而()0f x '>,所以()f x 在(0,)+∞内单调递增.(2)证明:(i )由(Ⅰ)知21e ()xax f x x-'=.令2()1e x g x ax =-,由10e a <<, 可知()g x 在(0,)+∞内单调递减,又(1)1e 0g a =->,且221111ln 1ln 1ln 0g a a a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=-< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 故()0g x =在(0,)+∞内有唯一解,从而()0f x '=在(0,)+∞内有唯一解,不妨设为0x ,则011lnx a <<.当()00,x x ∈时,()0()()0g x g x f x x x'=>=,所以()f x 在()00,x 内单调递增;当()0,x x ∈+∞时,()0()()0g x g x f x x x'=<=,所以()f x 在()0,x +∞内单调递减,因此0x 是()f x 的唯一极值点.令()ln 1h x x x =-+,则当1x >时,1()10h'x x=-<,故()h x 在(1,)+∞内单调递减,从而当1x >时,()(1)0h x h <=,所以ln 1x x <-.从而ln 1111111ln ln ln ln 1e ln ln ln 1ln 0a f a h a a a a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=--=-+=< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,又因为()0(1)0f x f >=,所以()f x 在0(,)x +∞内有唯一零点.又()f x 在()00,x 内有唯一零点1,从而,()f x 在(0,)+∞内恰有两个零点.(ii )由题意,()()010,0,f x f x '=⎧⎪⎨=⎪⎩即()012011e 1,ln e ,1x x ax x a x ⎧=⎪⎨=-⎪⎩从而1011201ln e x x x x x --=,即102011ln e 1x x x x x -=-.因为当1x >时,ln 1x x <-,又101x x >>,故()102012011e 1x x x x x x --<=-,两边取对数,得1020ln e ln x x x -<,于是()10002ln 21x x x x -<<-,整理得0132x x ->.【名师点睛】本小题主要考查导数的运算、不等式证明、运用导数研究函数的性质等基础知识和方法.考查函数思想、化归与转化思想.考查综合分析问题和解决问题的能力. 11.【2019年高考全国Ⅲ卷文数】已知函数32()22f x x ax =-+.(1)讨论()f x 的单调性;(2)当0<a <3时,记()f x 在区间[0,1]的最大值为M ,最小值为m ,求M m -的取值范围. 【答案】(1)见详解;(2)8[,2)27. 【解析】(1)2()622(3)f x x ax x x a '=-=-. 令()0f x '=,得x =0或3ax =. 若a >0,则当(,0),3a x ⎛⎫∈-∞+∞⎪⎝⎭U 时,()0f x '>;当0,3a x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0f x '<.故()f x 在(,0),,3a ⎛⎫-∞+∞ ⎪⎝⎭单调递增,在0,3a ⎛⎫⎪⎝⎭单调递减;若a =0,()f x 在(,)-∞+∞单调递增;若a <0,则当,(0,)3a x ⎛⎫∈-∞+∞ ⎪⎝⎭U 时,()0f x '>;当,03a x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0f x '<.故()f x 在,,(0,)3a ⎛⎫-∞+∞ ⎪⎝⎭单调递增,在,03a ⎛⎫⎪⎝⎭单调递减.(2)当03a <<时,由(1)知,()f x 在0,3a ⎛⎫ ⎪⎝⎭单调递减,在,13a ⎛⎫ ⎪⎝⎭单调递增,所以()f x 在[0,1]的最小值为32327a a f ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,最大值为(0)=2f 或(1)=4f a -.于是 3227a m =-+,4,02,2,2 3.a a M a -<<⎧=⎨≤<⎩所以332,02,27,2 3.27a a a M m a a ⎧-+<<⎪⎪-=⎨⎪≤<⎪⎩当02a <<时,可知3227a a -+单调递减,所以M m -的取值范围是8,227⎛⎫⎪⎝⎭.当23a ≤<时,327a 单调递增,所以M m -的取值范围是8[,1)27.综上,M m -的取值范围是8[,2)27. 【名师点睛】这是一道常规的导数题目,难度比往年降低了不少.考查函数的单调性,最大值、最小值的计算.12.【2019年高考北京文数】已知函数321()4f x x x x =-+. (1)求曲线()y f x =的斜率为1的切线方程; (2)当[2,4]x ∈-时,求证:6()x f x x -≤≤;(3)设()|()()|()F x f x x a a =-+∈R ,记()F x 在区间[2,4]-上的最大值为M (a ),当M (a )最小时,求a 的值.【答案】(1)y x =与6427y x =-;(2)见解析;(3)3a =-. 【解析】(1)由321()4f x x x x =-+得23()214f x x x '=-+.令()1f x '=,即232114x x -+=,得0x =或83x =.又(0)0f =,88()327f =,所以曲线()y f x =的斜率为1的切线方程是y x =与88273y x -=-,即y x =与6427y x =-.(2)令()(),[2,4]g x f x x x =-∈-.由321()4g x x x =-得23()24g'x x x =-. 令()0g'x =得0x =或83x =.(),()g'x g x 的情况如下:所以()g x 的最小值为6-,最大值为0. 故6()0g x -≤≤,即6()x f x x -≤≤. (3)由(2)知,当3a <-时,()(0)|(0)|3M F g a a a ≥=-=->; 当3a >-时,()(2)|(2)|63M F a g a a ≥-=--=+>; 当3a =-时,()3M a =. 综上,当()M a 最小时,3a =-.【名师点睛】本题主要考查利用导函数研究函数的切线方程,利用导函数证明不等式的方法,分类讨论的数学思想等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.13.【2019年高考浙江】已知实数0a ≠,设函数()=ln 0.f x a x x +>(1)当34a =-时,求函数()f x 的单调区间;(2)对任意21[,)ex ∈+∞均有()f x ≤ 求a 的取值范围. 注:e=2.71828…为自然对数的底数.【答案】(1)()f x 的单调递增区间是()3,+∞,单调递减区间是()0,3;(2)0,4⎛ ⎝⎦.【解析】(1)当34a =-时,3()ln 04f x x x =->.3()4f 'x x =-+=所以,函数()f x 的单调递减区间为(0,3),单调递增区间为(3,+∞).(2)由1(1)2f a≤,得04a <≤.当04a <≤时,()f x ≤2ln 0x -≥.令1t a=,则t ≥.设()22ln ,g t t x t =≥则2()2ln g t t x=.(i )当1,7x ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭≤()2ln g t g x ≥=.记1()ln ,7p x x x =≥,则1()p'x x ===.故所以,()(1)0p x p ≥=.因此,()2()0g t g p x ≥=≥.(ii )当211,e 7x ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭时,()g t g =….令211()(1),,e 7q x x x x ⎡⎤=++∈⎢⎥⎣⎦,则()10q'x =+>, 故()q x 在211,e 7⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,所以1()7q x q ⎛⎫ ⎪⎝⎭„.由(i )得,11(1)07777q p p ⎛⎫⎛⎫=-<-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 所以,()<0q x .因此()0g t g =>….由(i )(ii )知对任意21,e x ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭,),()0t g t ∈+∞…,即对任意21,e x ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭,均有()f x „.综上所述,所求a 的取值范围是⎛ ⎝⎦. 【名师点睛】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.14.【2019年高考江苏】设函数()()()(),,,f x x a x b x c a b c =---∈R 、()f 'x 为f (x )的导函数.(1)若a =b =c ,f (4)=8,求a 的值;(2)若a ≠b ,b =c ,且f (x )和()f 'x 的零点均在集合{3,1,3}-中,求f (x )的极小值;(3)若0,01,1a b c =<=„,且f (x )的极大值为M ,求证:M ≤427. 【答案】(1)2a =;(2)见解析;(3)见解析.【解析】(1)因为a b c ==,所以3()()()()()f x x a x b x c x a =---=-. 因为(4)8f =,所以3(4)8a -=,解得2a =. (2)因为b c =,所以2322()()()(2)(2)f x x a x b x a b x b a b x ab =--=-+++-, 从而2()3()3a b f 'x x b x +⎛⎫=-- ⎪⎝⎭.令()0f 'x =,得x b =或23a bx +=. 因为2,,3a ba b +都在集合{3,1,3}-中,且a b ≠, 所以21,3,33a b a b +===-.此时2()(3)(3)f x x x =-+,()3(3)(1)f 'x x x =+-. 令()0f 'x =,得3x =-或1x =.列表如下:所以()f x 的极小值为2(1)(13)(13)32f =-+=-.(3)因为0,1a c ==,所以32()()(1)(1)f x x x b x x b x bx =--=-++,2()32(1)f 'x x b x b =-++.因为01b <≤,所以224(1)12(21)30b b b ∆=+-=-+>, 则()f 'x 有2个不同的零点,设为()1212,x x x x <.由()0f 'x =,得121133b b x x +-++==.列表如下:所以()f x 的极大值()1M f x =. 解法一:()321111(1)M f x x b x bx ==-++()221111211(1)[32(1)]3999b b x b b b x b x b x -+++⎛⎫=-++--+ ⎪⎝⎭ ()2321(1)(1)227927b b b b b --+++=++23(1)2(1)(1)2((1)1)272727b b b b b b +-+=-+-+(1)24272727b b +≤+≤.因此427M ≤. 解法二:因为01b <≤,所以1(0,1)x ∈.当(0,1)x ∈时,2()()(1)(1)f x x x b x x x =--≤-. 令2()(1),(0,1)g x x x x =-∈,则1()3(1)3g'x x x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭. 令()0g'x =,得13x =.列表如下: x 1(0,)3131(,1)3()g'x +–()g xZ极大值]所以当13x =时,()g x 取得极大值,且是最大值,故max 14()327g x g ⎛⎫== ⎪⎝⎭.所以当(0,1)x ∈时,4()()27f x g x ≤≤,因此427M ≤. 【名师点睛】本题主要考查利用导数研究函数的性质,考查综合运用数学思想方法分析与解决问题以及逻辑推理能力.15.【河北省武邑中学2019届高三第二次调研考试数学】函数的单调减区间是A .B .C .,D .【答案】A 【解析】,令,解得:.故选A .【名师点睛】本题考查了函数的单调性,考查导数的应用,是一道基础题.16.【江西省新八校2019届高三第二次联考数学】若3()3()21f x f x x x +-=++对x ∈R 恒成立,则曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程为 A .5250x y +-= B .10450x y +-= C .540x y += D .204150x y --=【答案】B【解析】()()3321f x f x x x +-=++Q ……①,()()3321f x f x x x ∴-+=--+……②,联立①②,解得()31124f x x x =--+,则()2312f x x '=--, ()11511244f ∴=--+=-,()351122f '=--=-,∴切线方程为:()55142y x +=--,即10450x y +-=. 故选B.【名师点睛】本题考查利用导数的几何意义求解在某一点处的切线方程,关键是能够利用构造方程组的方式求得函数的解析式.17.【云南省玉溪市第一中学2019届高三第二次调研考试数学】函数2l ()n f x x x =的最小值为A .1e- B .1e C .12e-D .12e【答案】C【解析】由题得(0,)x ∈+∞,()2ln (2ln 1)f x x x x x x '=+=+, 令2ln 10x +=,解得12ex -=,则当12(0,e )x -∈时,()f x 为减函数,当12(e ,)x -∈+∞时,()f x 为增函数, 所以12e x -=处的函数值为最小值,且121(e )2ef -=-. 故选C.【名师点睛】本题考查用导数求函数最值,解此类题首先确定函数的定义域,其次判断函数的单调性,确定最值点,最后代回原函数求得最值.18.【四川省内江市2019届高三第三次模拟考试数学】若函数存在单调递增区间,则的取值范围是 A .1,1e ⎛⎫- ⎪⎝⎭B .1,e ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭C .()1,-+∞D .1,e ⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭【答案】B【解析】()ln f x ax x '=+, ∴()0f x '>在x ∈()0+∞,上成立, 即ax+ln x >0在x ∈()0+∞,上成立,即a ln xx->在x ∈()0+∞,上成立. 令g (x )ln x x =-,则g ′(x )21ln xx -=-,∴g (x )ln xx =-在(0,e )上单调递减,在(e ,+∞)上单调递增,∴g (x )ln x x =-的最小值为g (e )=1e -,∴a >1e-.故选B .【名师点睛】本题考查学生利用导数研究函数的单调性及转化化归思想的运用,属中档题. 19.【山西省太原市2019届高三模拟试题(一)数学】已知定义在上的函数满足,且,则的解集是 A .B .C .D .【答案】A 【解析】令=在上单调递减,且故等价为,即,故,即x <,则所求的解集为.故选A.【名师点睛】本题考查导数与单调性的应用,构造函数的思想,考查分析推理能力,是中档题. 20.【河南省焦作市2019届高三第四次模拟考试数学】已知,,,则的大小关系为 A . B . C .D .【答案】D【解析】依题意,得3ln3ln 33a ==,1lne e e b -==,3ln2ln888c ==.令,所以.所以函数在上单调递增,在上单调递减, 所以,且,即,所以. 故选D.【名师点睛】本题主要考查了利用导数判断函数的单调性,构造出函数()ln xf x x=是解题的关键,属于中档题.21.【安徽省毛坦厂中学2019届高三校区4月联考数学】已知,若关于的不等式恒成立,则实数的取值范围是A .1,e ⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .(),0-∞C .1,e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭D .1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭【答案】D【解析】由()0f x <恒成立得ln 1e xx a +>恒成立,设()ln 1e x x h x +=,则()1ln 1e xx x h x -='-. 设()1ln 1g x x x =--,则()2110g x x x'=--<恒成立,在上单调递减, 又,当时,,即;当时,,即, 在上单调递增,在上单调递减,,.故选D.【名师点睛】本题考查利用导数求函数的最值,不等式恒成立问题,分离参数是常见的方法,属于中档题.22.【辽宁省丹东市2019届高三总复习质量测试】若1x =是函数()3221()(1)33f x x a x a a x =++-+-的极值点,则a 的值为 A .-2 B .3 C .-2或3D .-3或2【答案】B 【解析】()()()()32222113(3)(132)f x x a x a a f x x x a x a a '=++-=++-+-⇒+-, 由题意可知(1)0f '=,即()212(1)303a a a a +-=+⇒-=+或2a =-,当3a =时,()222()2(1)389(9)(1)f x x a x a a x x x x +-'=++-=+-=+-,当1x >或9x <-时,()0f x '>,函数单调递增;当91x -<<时,()0f x '<,函数单调递减, 显然1x =是函数()f x 的极值点;当2a =-时,()2222()232(111))(0a a f x x a x x x x +-=-++=-=+-≥', 所以函数()f x 是R 上的单调递增函数,没有极值,不符合题意,舍去. 故3a =. 故选B .【名师点睛】本题考查了已知函数的极值,求参数的问题.本题易错的地方是求出a 的值,没有通过单调性来验证1x =是不是函数的极值点,也就是说使得导函数为零的自变量的值,不一定是极值点.23.【黑龙江省大庆市第一中学2019届高三下学期第四次模拟(最后一卷)考试】已知奇函数()f x 是定义在R 上的可导函数,其导函数为()f x ',当0x >时,有()()22f x xf x x '>+,则不等式()()()22018+2018420x f x f +-<+的解集为A .(),2016-∞-B .()2016,2012--C .(),2018-∞-D .()2016,0-【答案】A【解析】设()()2g x x f x =,因为()f x 为R 上的奇函数,所以()()()()22g x x f x x f x -=--=-, 即()g x 为R 上的奇函数对()g x 求导,得()()()2f g f x x x x x '=+'⎡⎤⎣⎦, 而当0x >时,有()()220f x xf x x '>+≥,故0x >时,()0g x '>,即()g x 单调递增, 所以()g x 在R 上单调递增,则不等式()()()22018+2018420x f x f +-<+即()()()22018+201842x f x f +<--, 即()()()22018+201842x f x f +<, 即()()20182g x g +<,所以20182x +<,解得2016x <-. 故选A.【名师点睛】本题考查构造函数解不等式,利用导数求函数的单调性,函数的奇偶性,题目较综合,有一定的技巧性,属于中档题.24.【重庆西南大学附属中学校2019届高三第十次月考数学】曲线21()ln 2f x x x x =+在点(1(1))f ,处的切线与直线10ax y --=垂直,则a =________. 【答案】12-【解析】因为21()ln 2f x x x x =+,所以()ln 1f x x x '=++, 因此,曲线21()ln 2f x x x x =+在点(1(1))f ,处的切线斜率为(1)112k f '==+=, 又该切线与直线10ax y --=垂直,所以12a =-. 故答案为12-. 【名师点睛】本题主要考查导数在某点处的切线斜率问题,熟记导数的几何意义即可求解,属于常考题型.25.【河南省新乡市2019届高三下学期第二次模拟考试数学】已知函数在上单调递增,则的取值范围是__________. 【答案】【解析】由题意知在上恒成立,则,令,()()1e xg x x +'=,知在上单调递增,则的最小值为,故.故答案为.【名师点睛】对于恒成立或者有解求参的问题,常用方法有:变量分离,参变分离,转化为函数最值问题;或者直接求函数最值,使得函数最值大于或者小于0;或者分离成两个函数,使得一个函数恒大于或小于另一个函数.26.【广东省深圳市高级中学2019届高三适应性考试(6月)数学】已知函数22,0,()e ,0,x x x f x x ⎧≤=⎨>⎩若方程2[()]f x a =恰有两个不同的实数根12,x x ,则12x x +的最大值是______.【答案】3ln 22-【解析】作出函数()f x 的图象如图所示,由()2f x a =⎡⎤⎣⎦,可得(),1f x a a =>, 即1a >,不妨设12x x < ,则2212e x x a =(1)a t t =>,则12,ln 2tx x t ==, 12ln 2t x x t ∴+=-令()ln 2t g t t =-42()t g t -'= ∴当18t <<时,()0g t '>,()g t 在()1,8上单调递增;当8t >时,()0g t '<,()g t 在()8,+∞上单调递减,∴当8t =时,()g t 取得最大值,为(8)ln823ln22g =-=-.故答案为3ln 22-.【名师点睛】本题主要考查方程的根与图象交点的关系,考查了利用导数判断函数的单调性以及求函数的极值与最值,属于难题.求函数()f x 的极值与最值的步骤:(1)确定函数的定义域;(2)求导数()f x ';(3)解方程()0,f x '=求出函数定义域内的所有根;(4)判断()f x '在()0f x '=的根0x 左右两侧值的符号,如果左正右负(左增右减),那么()f x 在0x 处取极大值,如果左负右正(左减右增),那么()f x 在0x 处取极小值.(5)如果只有一个极值点,则在该点处取得极值也是最值;(6)如果求闭区间上的最值还需要比较端点处的函数值与极值的大小.27.【山东省烟台市2019届高三3月诊断性测试(一模)数学】已知函数4211()42f x x ax =-,a ∈R . (1)当1a =时,求曲线()f x 在点(2,(2))f 处的切线方程;(2)设函数2()(22)e e ()xg x x x a f x =-+--,其中e 2.71828...=是自然对数的底数,讨论()g x 的单调性并判断有无极值,有极值时求出极值. 【答案】(1)6100x y --=;(2)当0a ≤时,()g x 在(,)-∞+∞上单调递增,无极值;当0a >时,()g x 在(,-∞和)+∞单调递增,在(单调递减,极大值为2e(2)e4g a =+,极小值为2e (4g a =-+. 【解析】(1)由题意3()f x x ax '=-,所以当1a =时,(2)2f =,(2)6f '=,因此曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线方程是26(2)y x -=-, 即6100x y --=.(2)因为2()(22)e e ()xg x x x a f x =-+--, 所以2()(22)e (22)e e '()xxg x x x x a f x '=-+-+--232()e e()()(e e )x x x a x ax x a x =---=--,令()e e xh x x =-,则()e e xh x '=-,令()0h x '=得1x =,当(,1)x ∈-∞时,()0h x '<,()h x 单调递减, 当(1,)x ∈+∞时,()0h x '>,()h x 单调递增, 所以当1x =时,min ()(1)0h x h ==, 也就说,对于x ∀∈R 恒有()0h x ≥. 当0a ≤时,2()()()0g x x a h x '=-≥,()g x 在(,)-∞+∞上单调递增,无极值;当0a >时,令()0g x '=,可得x =当x <x >2()()()0g x x a h x '=-≥,()g x 单调递增,当x <<()0g x '<,()g x 单调递减,因此,当x =()g x 取得极大值2e(2)e4g a =+;当x a =时,()g x 取得极小值2e ()(22)e4ag a a a =-++. 综上所述:当0a ≤时,()g x 在(,)-∞+∞上单调递增,无极值;当0a >时,()g x 在(,)a -∞-和(,)a +∞上单调递增,在(,)a a -上单调递减, 函数既有极大值,又有极小值, 极大值为2e()(22)e 4ag a a a --=++, 极小值为2e ()(22)e4ag a a a =-++. 【名师点睛】本题考查了函数的单调性,极值问题,考查导数的应用以及分类讨论思想,转化思想,是一道综合题.28.【陕西省2019届高三第三次联考数学】已知函数,,.(1)求函数的极值点;(2)若恒成立,求的取值范围.【答案】(1)极大值点为,无极小值点.(2). 【解析】(1)()ln f x x ax =-的定义域为,, 当时,,所以在上单调递增,无极值点;当时,解得,解得,所以在上单调递增,在上单调递减,所以函数有极大值点,为,无极小值点.(2)由条件可得恒成立,则当时,恒成立,令,则,令,则当时,,所以在上为减函数.又,所以在上,;在上,.所以在上为增函数,在上为减函数,所以,所以.【名师点睛】对于函数恒成立或者有解求参的问题,常用方法有:变量分离,参变分离,转化为函数最值问题;或者直接求函数最值,使得函数最值大于或者小于0;或者分离成两个函数,使得一个函数恒大于或小于另一个函数.29.【山东省济宁市2019届高三二模数学】已知函数.(1)若函数在上单调递减,求实数的取值范围;(2)若,求的最大值.【答案】(1);(2).【解析】(1)由题意知,在上恒成立,所以在上恒成立.令,则,所以在上单调递增,所以,所以.(2)当时,.则,令,则,所以在上单调递减.由于,,所以存在满足,即.当时,,;当时,,.所以在上单调递增,在上单调递减.所以,因为,所以,所以,所以.【名师点睛】本题主要考查利用导数研究函数的单调性,最值,零点存在性定理及其应用,分类讨论的数学思想等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力. 30.【福建省2019年三明市高三毕业班质量检查测试】已知函数有两个极值点,.(1)求的取值范围; (2)求证:. 【答案】(1);(2)见解析.【解析】(1)因为,所以,令,则, 当时,不成立; 当时,2ex xa =, 令()ex x g x =, 所以()1ex xg x ='-,当时,,当时,, 所以在上单调递增,在上单调递减,又因为()11eg =, 当时,,当时,,因此,当210ea <<时,有2个极值点,即的取值范围为.(2)由(1)不妨设,且12122e 2e x x ax ax ==⎧⎪⎨⎪⎩,所以,所以,要证明,只要证明,即证明2211122ln x x x x x x ⎛⎫<-⎪⎝⎭,设21(1)x t t x =>, 即要证明在上恒成立,记()12ln (1)h t t t t t=-+>,()()222221212110t t t h t t t t t ---+-='=--=<, 所以在区间上单调递减, 所以,即,即.【名师点睛】本题主要考查导数的应用,通常需要对函数求导,利用导数的方法研究函数的单调性、最值等即可,属于常考题型.31.【北京市西城区2019届高三4月统一测试(一模)数学】设函数,其中.(1)当为偶函数时,求函数的极值;(2)若函数在区间上有两个零点,求的取值范围. 【答案】(1)极小值,极大值;(2)或.【解析】(1)由函数是偶函数,得,即对于任意实数都成立,所以.此时,则.由,解得. 当x 变化时,与的变化情况如下表所示:↘极小值 ↗极大值↘所以在,上单调递减,在上单调递增. 所以有极小值,极大值.(2)由,得.所以“在区间上有两个零点”等价于“直线与曲线,有且只有两个公共点”.对函数求导,得.由,解得,.当x变化时,与的变化情况如下表所示:0 0所以在,上单调递减,在上单调递增.又因为,,,,所以当或时,直线与曲线,有且只有两个公共点. 即当或时,函数在区间上有两个零点.【名师点睛】利用函数零点的情况求参数值或取值范围的方法:(1)利用零点存在的判定定理构建不等式求解.(2)分离参数后转化为函数的值域(最值)问题求解.(3)转化为两熟悉的函数图象问题,从而构建不等式求解.。
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16 导数及其应用 1.[2018·珠海摸底]函数4223fxxax,则fx在其图像上的点1,2处的切线的斜率为( ) A.1 B.1 C.2 D.2 2.[2018·安丘联考]以下运算正确的个数是( )
①211xx;②cossinxx;③22ln2xx;④1lgln10xx. A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 3.[2018·拉萨实验]已知函数3223fxxax在1x处取得极值,则实数a( ) A.2 B.1 C.0 D.1 4.[2018·遵义中学]函数31443fxxx在0,3上的最小值为( ) A.4 B.1 C.43 D.83 5.[2018·静宁县一中]已知函数2afxxx,若函数fx在2,x上是单调递增的,则实数a的取值范围为( ) A.,8 B.,16 C.,88,U D.,1616,U 6.[2018·武邑中学]已知函数22exfxxx,则( ) A.2f是fx的极大值也是最大值 B.2f是fx的极大值但不是最大值 C.2f是fx的极小值也是最小值 D.fx没有最大值也没有最小值 7.[2018·定远中学]已知定义在R上的函数fx,其导函数fx的大致图象如图所示,则下列叙述正确的是( ) ①fbfafc; ②函数fx在xc处取得极小值,在ex处取得极大值;
一、选择题 ③函数fx在xc处取得极大值,在ex处取得极小值; ④函数fx的最小值为fd.
A.③ B.①② C.③④ D.④ 8.[2018·江油中学]已知函数24lnfxaxaxx,则fx在1,3上不单调的一个充分不必要条件是( ) A.1,6a B.1,2a C.1,2a D.11,26a
9.[2018·银川一中]设fx,gx分别是定义在R上的奇函数和偶函数,'fx,'gx为导函数,当0x
时,0fxgxfxgx且30g,则不等式0fxgx的解集是( ) A.3,03,U B.3,00,3U C.33,,U D.30,,3U 10.[2018·綦江中学]已知函数fx是定义在R上的可导函数,且对于xR,均有fxfx,则有( ) A.2017e20170ff,20172017e0ff B.2017e20170ff,20172017e0ff C.2017e20170ff,20172017e0ff D.2017e20170ff,20172017e0ff 11.[2018·大庆中学]已知定义域为R的奇函数yfx的导函数为yfx,当0x时,0fxfxx,若1133af,33bf,11lnln33cf,则a,b,c的大小关系正确的是( ) A.abc B.bca C.acb D.cab 12.[2018·闽侯二中]设函数e2122xfxxaxa,其中1a,若存在唯一的整数0x,使得00fx,则a的取值范围是( ) A.31,4e2 B.33,2e4 C.31,4e2 D.3,12e 13.[2018·惠州二调]已知函数fxxR的导函数为fx,且37f,2fx,则21fxx的解集为_______. 14.[2018·上饶二中]已知方程312120xxa有3个不同的实数根,则实数a的取值范围是___________. 15.[2018·皖中名校]若直线ykxb是曲线ln2yx的切线,也是曲线exy的切线,则b___________. 16.[2018·东师附中]已知函数elnxfxax, ①当1a时,fx有最大值; ②对于任意的0a,函数fx是0,上的增函数; ③对于任意的0a,函数fx一定存在最小值; ④对于任意的0a,都有0fx. 其中正确结论的序号是_________.(写出所有正确结论的序号)
二、填空题 1.【答案】D 【解析】把点的坐标1,2代入函数的解析式得2123a,∴0a,∴423fxxx, ∴346fxxx,1462kf,∴切线的斜率为2.故选D. 2.【答案】B
【解析】对于①,由于211xx,∴①不正确;对于②,由于cossinxx,∴②正确; 对于③,由于22ln2xx,∴③正确;对于④,由于1lgln10xx,∴④不正确. 综上可得②③正确.故选B. 3.【答案】D 【解析】2'22fxxax,∵在1x处取得极值,∴'10f,即'1220fa, ∴1a 故选D. 4.【答案】C 【解析】∵31443fxxx,∴2'422fxxxx,在0,2上递减,在2,3上递增, 因此可知函数在给定区间的最大值为2x时取得,且为43,故选C. 5.【答案】B 【解析】函数fx在2,x上单调递增,则322220axafxxxx在2,x上恒成立. 则32ax在2,x上恒成立.∴16a.故选B. 6.【答案】A 【解析】函数22exfxxx的导数为2222e2e2exxxfxxxxx,
当22x时,0fx,fx递增;当2x或2x时,0fx,fx递减; 则2f取得极大值,2f取得极小值,由于2x时,且无穷大,fx趋向无穷小, 则2f取得最大值,无最小值.故选A. 7.【答案】A
答案与解析 一、选择题 【解析】由fx的图象可得,当xc时,0fx,fx单调递增;
当ecx时,0fx,fx单调递减;当ex时,0fx,fx单调递增. 对于①,由题意可得fafbfc,∴①不正确. 对于②,由题意得函数fx在xc处取得极大值,在ex处取得极小值,故②不正确. 对于③,由②的分析可得正确.对于④,由题意可得fd不是最小值,故④不正确. 综上可得③正确.故选A. 8.【答案】C 【解析】2124124axaxfxaxaxx,fx在1,3上不单调, 令2241gxaxax,则函数2241gxaxax与x轴在1,3有交点,
0a时,显然不成立,0a时,只需21680130aagg<,解得12a,故选C. 9.【答案】D 【解析】设Fxfxgx,当0x时, ∵0Fxfxgxfxgx.∴Fx在当0x时为增函数. ∵FxfxgxfxgxFx.故Fx为,00,U上的奇函数. ∴Fx在0,上亦为增函数.已知30g,必有330FF. 构造如图的Fx的图象,可知0Fx的解集为30,3,xU.故选D.
10.【答案】D 【解析】构造函数exfxgx,则2''''eexxxxfxeefxfxfxgx,
∵xR,均有fxfx,并且e0x,∴'0gx, 故函数exfxgx在R上单调递减,∴20170gg,20170gg, 即201720170eff,201720170eff,即2017e20170ff,20172017e0ff,故选D. 11.【答案】C 【解析】定义域为R的奇函数yfx,设Fxxfx, ∴Fx为R上的偶函数,∴Fxfxxfx, ∵当0x时,0fxfxx.∴当0x时,0xfxfx, 当0x时,0xfxfx,即Fx在0,单调递增,在,0单调递减. 3
111ln333FafFe,3333FbfF,111
lnlnlnln3333FcfF
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∵3lnln33e,∴3lnln33FeFF.即acb,故选C. 12.【答案】C 【解析】设e21xgxx,22hxaxa, 由题意知存在唯一的整数0x使得0gx在直线22yaxa的下方, ∵'e212ee21xxxgxxx,'0gx可得12x, 由'0gx可得12x,
∴gx在1,2递减,在1,2递增, ∴当12x时,gx取最小值122e,当1x时,1e01gh, 当0x时,01g,02ha, 由00hg可得21a,12a,由11gh可得13e22aa,可得34ea, 解得314e2a,即a的取值范围是31,4e2,故选C.
13.【答案】3, 二、填空题