高考数学专题复习:函数与导数小题训练题

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高考数学二轮复习专题02:函数与导数

高考数学二轮复习专题02:函数与导数
A . f(a)>f(b)
B . f(a)<f(b)
C . f(a)=f(b)
D . f(a)f(b)>0
4. (2分) (2019高二上·浙江期中) 已知 ,且 , , 是函数 的两个相邻的零点,且 ,则 的值为( )
A .
B .
C .
D .
5. (2分) 定义在R上的奇函数f(x),当x≥0时,f(x)= , 则关于x的函数F(x)=f(x)﹣a(0<a<1)的所有零点之和为( )
A . 3a﹣1
B . 1﹣3a
C . 3﹣a﹣1
D . 1﹣3﹣a
6. (2分) 已知函数 的图像为曲线C,若曲线C存在与直线 垂直的切线,则实数m的取值范围是( )
A .
B .
C .
D .
7. (2分) (2016高一上·沈阳期中) 已知函数f(x)满足:当f(x)= ,则f(2+log23)=( )
29-2、答案:略
29-3、答案:略
29-4、答案:略
30-1、
高考数学二轮复习专题02:函数与导数
姓名:________班级:________ 成绩:________
一、 单选题 (共17题;共34分)
1. (2分) (2016高一上·厦门期中) 已知函数f(x)=xln(x﹣1)﹣a,下列说法正确的是( )
A . 当a=0时,f(x)没有零点
B . 当a<0时,f(x)有零点x0 , 且x0∈(2,+∞)
A .
B .
C .
D .
17. (2分) ( )
A . 0
B . π
C . -π
D . 2π
二、 填空题 (共7题;共8分)

专题17 函数与导数压轴解答题常考套路归类(精讲精练)(原卷版)

专题17 函数与导数压轴解答题常考套路归类(精讲精练)(原卷版)

专题17 函数与导数压轴解答题常考套路归类【命题规律】函数与导数是高中数学的重要考查内容,同时也是高等数学的基础,其试题的难度呈逐年上升趋势,通过对近十年的高考数学试题,分析并归纳出五大考点:(1)含参函数的单调性、极值与最值; (2)函数的零点问题;(3)不等式恒成立与存在性问题; (4)函数不等式的证明. (5)导数中含三角函数形式的问题其中,对于函数不等式证明中极值点偏移、隐零点问题、含三角函数形式的问题探究和不等式的放缩应用这四类问题是目前高考函数与导数压轴题的热点.【核心考点目录】核心考点一:含参数函数单调性讨论 核心考点二:导数与数列不等式的综合问题 核心考点三:双变量问题 核心考点四:证明不等式 核心考点五:极最值问题 核心考点六:零点问题核心考点七:不等式恒成立问题核心考点八:极值点偏移问题与拐点偏移问题 核心考点九:利用导数解决一类整数问题 核心考点十:导数中的同构问题 核心考点十一:洛必达法则核心考点十二:导数与三角函数结合问题【真题回归】1.(2022·天津·统考高考真题)已知a b ∈R ,,函数()()sin ,x f x e a x g x =-=(1)求函数()y f x =在()()0,0f 处的切线方程; (2)若()y f x =和()y g x =有公共点, (i )当0a =时,求b 的取值范围; (ii )求证:22e a b +>.2.(2022·北京·统考高考真题)已知函数()e ln(1)x f x x =+. (1)求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程; (2)设()()g x f x '=,讨论函数()g x 在[0,)+∞上的单调性; (3)证明:对任意的,(0,)s t ∈+∞,有()()()f s t f s f t +>+.3.(2022·浙江·统考高考真题)设函数e()ln (0)2f x x x x=+>. (1)求()f x 的单调区间;(2)已知,a b ∈R ,曲线()y f x =上不同的三点()()()()()()112233,,,,,x f x x f x x f x 处的切线都经过点(,)a b .证明:(ⅰ)若e a >,则10()12e a b f a ⎛⎫<-<- ⎪⎝⎭; (ⅰ)若1230e,a x x x <<<<,则22132e 112e e6e 6e a ax x a --+<+<-. (注:e 2.71828=是自然对数的底数)4.(2022·全国·统考高考真题)已知函数()e e ax x f x x =-. (1)当1a =时,讨论()f x 的单调性;(2)当0x >时,()1f x <-,求a 的取值范围; (3)设n *∈N21ln(1)n n +>++.5.(2022·全国·统考高考真题)已知函数1()(1)ln f x ax a x x=--+. (1)当0a =时,求()f x 的最大值;(2)若()f x 恰有一个零点,求a 的取值范围.6.(2022·全国·统考高考真题)已知函数()ln xf x x a xx e -=+-.(1)若()0f x ≥,求a 的取值范围;(2)证明:若()f x 有两个零点12,x x ,则121x x <.7.(2022·全国·统考高考真题)已知函数()x f x e ax =-和()ln g x ax x =-有相同的最小值. (1)求a ;(2)证明:存在直线y b =,其与两条曲线()y f x =和()y g x =共有三个不同的交点,并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列.【方法技巧与总结】1、对称变换主要用来解决与两个极值点之和、积相关的不等式的证明问题.其解题要点如下:(1)定函数(极值点为0x ),即利用导函数符号的变化判断函数单调性,进而确定函数的极值点x 0.(2)构造函数,即根据极值点构造对称函数0()()(2)F x f x f x x =--,若证2120x x x > ,则令2()()()x F x f x f x=-. (3)判断单调性,即利用导数讨论()F x 的单调性.(4)比较大小,即判断函数()F x 在某段区间上的正负,并得出()f x 与0(2)f x x -的大小关系.(5)转化,即利用函数()f x 的单调性,将()f x 与0(2)f x x -的大小关系转化为x 与02x x -之间的关系,进而得到所证或所求.【注意】若要证明122x x f +⎛⎫' ⎪⎝⎭的符号问题,还需进一步讨论122x x +与x 0的大小,得出122x x +所在的单调区间,从而得出该处导数值的正负.构造差函数是解决极值点偏移的一种有效方法,函数的单调性是函数的重要性质之一,它的应用贯穿于整个高中数学的教学之中.某些数学问题从表面上看似乎与函数的单调性无关,但如果我们能挖掘其内在联系,抓住其本质,那么运用函数的单调性解题,能起到化难为易、化繁为简的作用.因此对函数的单调性进行全面、准确的认识,并掌握好使用的技巧和方法,这是非常必要的.根据题目的特点,构造一个适当的函数,利用它的单调性进行解题,是一种常用技巧.许多问题,如果运用这种思想去解决,往往能获得简洁明快的思路,有着非凡的功效2121212ln ln 2x x x xx x -+<-证明极值点偏移:①由题中等式中产生对数; ②将所得含对数的等式进行变形得到1212ln ln x x x x --;③利用对数平均不等式来证明相应的问题.3、 比值代换是一种将双变量问题化为单变量问题的有效途径,然后构造函数利用函数的单调性证明题中的不等式即可.【核心考点】核心考点一:含参数函数单调性讨论 【规律方法】1、导函数为含参一次型的函数单调性导函数的形式为含参一次函数时,首先讨论一次项系数为0,导函数的符号易于判断,当一次项系数不为雩,讨论导函数的零点与区间端点的大小关系,结合导函数图像判定导函数的符号,写出函数的单调区间.2、导函数为含参二次型函数的单调性当主导函数(决定导函数符号的函数)为二次函数时,确定原函数单调区间的问题转化为探究该二次函数在给定区间上根的判定问题.对于此二次函数根的判定有两种情况:(1)若该二次函数不容易因式分解,就要通过判别式来判断根的情况,然后再划分定义域; (2)若该二次函数容易因式分解,令该二次函数等于零,求根并比较大小,然后再划分定义域,判定导函数的符号,从而判断原函数的单调性.3、导函数为含参二阶求导型的函数单调性当无法直接通过解不等式得到一阶导函数的符号时,可对“主导”函数再次求导,使解题思路清晰.“再构造、再求导”是破解函数综合问题的强大武器.在此我们首先要清楚()()()f x f x f x '''、、之间的联系是如何判断原函数单调性的.(1)二次求导目的:通过()f x ''的符号,来判断()f x '的单调性;(2)通过赋特殊值找到()f x '的零点,来判断()f x '正负区间,进而得出()f x 单调性. 【典型例题】例1.(2023春·山东济南·高三统考期中)已知三次函数()()32111212322f x ax a x x =+---.(1)当3a =时,求曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程, (2)讨论()y f x =的单调性.例2.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()()2122ex f x x a x a -⎡⎤=+-+-⎣⎦,R a ∈,讨论函数()f x 单调性;例3.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()()212ln 212f x a x x a x =+-+,a ∈R ,求()f x 的单调区间.例4.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()()()22ln 211f x x ax a x a =---+∈R .求函数()f x 的单调区间;核心考点二:导数与数列不等式的综合问题 【规律方法】在解决等差、等比数列综合问题时,要充分利用基本公式、性质以及它们之间的转化关系,在求解过程中要树立“目标意识”,“需要什么,就求什么”,并适时地采用“巧用性质,整体考虑”的方法.可以达到减少运算量的目的.【典型例题】例5.(2023·江苏苏州·苏州中学校考模拟预测)已知函数()1ln f x x a x x=--.(1)若不等式()0f x ≥在()1,+∞上恒成立,求实数a 的取值范围; (2)证明:()()()22211ln 21ni n n i i n n =+-⎛⎫>⎪+⎝⎭∑.例6.(2023春·重庆·高三统考阶段练习)已知函数()e (2)2,x f x x a ax a =-++∈R . (1)当1a =时,求曲线()f x 在点(1,(1))f 处的切线方程; (2)若不等式()0f x ≥对0x ∀≥恒成立,求实数a 的范围; (3)证明:当111,1ln(21)23n n n*∈++++<+N .例7.(2023春·福建宁德·高三校考阶段练习)已知函数()e ax f x x =-(12a ≥). (1)(0,1)x ∈,求证:1sin ln 1x x x<<-;(2)证明:111sin sin sin()23f n n+++<.(ln20.693,ln3 1.099≈≈)核心考点三:双变量问题 【规律方法】破解双参数不等式的方法:一是转化,即由已知条件入手,寻找双参数满足的关系式,并把含双参数的不等式转化为含单参数的不等式;二是巧构函数,再借用导数,判断函数的单调性,从而求其最值;三是回归双参的不等式的证明,把所求的最值应用到双参不等式,即可证得结果. 【典型例题】例8.(2023春·江苏苏州·高三苏州中学校考阶段练习)已知函数()()ln 1R f x x ax a =-+∈. (1)若过原点的一条直线l 与曲线()y f x =相切,求切点的横坐标;(2)若()f x 有两个零点12x x ,,且212x x >,证明:①1228>e x x ; ②2212220+>e x x .例9.(2023春·湖南长沙·高三长郡中学校考阶段练习)已知函数2()e ,2xmx f x m =-∈R . (1)讨论()f x 极值点的个数;(2)若()f x 有两个极值点12,x x ,且12x x <,证明:()()122e f x f x m +<-.例10.(2023·全国·高三专题练习)巳知函数()ln(3)f x x x =+-. (1)求函数f (x )的最大值; (2)若关于x 的方程e ln3,(0)3x a a a x +=>+有两个不等实数根x x ₁,₂,证明: 122e e x xa+>.核心考点四:证明不等式 【规律方法】利用导数证明不等式问题,方法如下:(1)直接构造函数法:证明不等式()()f x g x >(或()()f x g x <)转化为证明()()0f x g x ->(或()()0f x g x -<),进而构造辅助函数()()()h x f x g x =-;(2)适当放缩构造法:一是根据已知条件适当放缩;二是利用常见放缩结论;(3)构造“形似”函数,稍作变形再构造,对原不等式同解变形,根据相似结构构造辅助函数. (4)对数单身狗,指数找基友 (5)凹凸反转,转化为最值问题 (6)同构变形 【典型例题】例11.(2023·全国·高三校联考阶段练习)已知函数()()22ln ,f x x ax bx a b =-+∈R .(1)当0b =时,讨论()f x 的单调性;(2)设12,x x 为()f x 的两个不同零点,证明:当()0,x ∈+∞时,()()12212124sin 2e x x f x x x x +-+<++.例12.(2023·全国·高三校联考阶段练习)已知2()(ln 1)f x x x =+. (1)求()f x 的单调递增区间; (2)若124()()ef x f x +=,且12x x <,证明12ln()ln 21x x +>-.例13.(2023·江苏·高三专题练习)已知函数()ln m x nf x x+=在()()1,1f 处的切线方程为1y =. (1)求实数m 和n 的值;(2)已知()(),A a f a ,()(),B b f b 是函数()f x 的图象上两点,且()()f a f b =,求证:()()ln ln 1a b ab +<+.核心考点五:极最值问题 【规律方法】利用导数求函数的极最值问题.解题方法是利用导函数与单调性关系确定单调区间,从而求得极最值.只是对含有参数的极最值问题,需要对导函数进行二次讨论,对导函数或其中部分函数再一次求导,确定单调性,零点的存在性及唯一性等,由于零点的存在性与参数有关,因此对函数的极最值又需引入新函数,对新函数再用导数进行求值、证明等操作.【典型例题】例14.(2023春·江西鹰潭·高三贵溪市实验中学校考阶段练习)已知函数()31,R 3f x x ax a a =-+∈.(1)当1a =-时,求()f x 在[]22-,上的最值; (2)讨论()f x 的极值点的个数.例15.(2023·江西景德镇·高三统考阶段练习)已知函数21()(2)e e,()2x f x x g x a x x ⎛⎫=-+=- ⎪⎝⎭,其中a 为大于0的常数,若()()()F x f x g x =-. (1)讨论()F x 的单调区间;(2)若()F x 在()1x t t =≠取得极小值,求()g t 的最小值.例16.(2023·浙江温州·统考模拟预测)已知0a >,函数()()()F x f x g x =-的最小值为2,其中1()e x f x -=,()ln()g x ax =.(1)求实数a 的值;(2)(0,)∀∈+∞x ,有(1)1(e )f x m kx k g x +-≥+-≥,求2mk k -的最大值.核心考点六:零点问题 【规律方法】函数零点问题的常见题型:判断函数是否存在零点或者求零点的个数;根据含参函数零点情况,求参数的值或取值范围.求解步骤:第一步:将问题转化为函数的零点问题,进而转化为函数的图像与x 轴(或直线y k =)在某区间上的交点问题;第二步:利用导数研究该函数在此区间上的单调性、极值、端点值等性质,进而画出其图像; 第三步:结合图像判断零点或根据零点分析参数. 【典型例题】例17.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()()2e 2x m f x x m =+∈R . (1)若存在0x >,使得()0f x <成立,求m 的取值范围;(2)若函数()()2e e x F x x f x =+-有三个不同的零点,求m 的取值范围.例18.(2023·全国·高三专题练习)设0a >,已知函数()e 2xf x a x =--,和()()ln 22g x x a x =-++⎡⎤⎣⎦.(1)若()f x 与()g x 有相同的最小值,求a 的值;(2)设()()()2ln 2F x f x g x a =++-有两个零点,求a 的取值范围.例19.(2023春·广西·高三期末)已知函数()()ln e axxf xg x x ax ==-,. (1)当1a =时,求函数()f x 的最大值;(2)若关于x 的方()()f x g x +=1有两个不同的实根,求实数a 的取值范围.核心考点七:不等式恒成立问题 【规律方法】1、利用导数研究不等式恒成立问题的求解策略:(1)通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围; (2)利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题;(3)根据恒成立或有解求解参数的取值时,一般涉及分离参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情况,进行求解,若参变分离不易求解问题,就要考虑利用分类讨论法和放缩法,注意恒成立与存在性问题的区别.2、利用参变量分离法求解函数不等式恒(能)成立,可根据以下原则进行求解: (1)x D ∀∈,()()min m f x m f x ≤⇔≤; (2)x D ∀∈,()()max m f x m f x ≥⇔≥; (3)x D ∃∈,()()max m f x m f x ≤⇔≤; (4)x D ∃∈,()()min m f x m f x ≥⇔≥.3、不等式的恒成立与有解问题,可按如下规则转化:一般地,已知函数()y f x =,[],x a b ∈,()y g x =,[],x c d ∈. (1)若[]1,x a b ∀∈,[]2,x c d ∀∈,有()()12f xg x <成立,则()()maxmin f x g x <; (2)若[]1,x a b ∀∈,[]2,x c d ∃∈,有()()12f xg x <成立,则()()maxmax f x g x <;(3)若[]1,x a b ∃∈,[]2,x c d ∃∈,有()()12f xg x <成立,则()()minmax f x g x <;(4)若[]1,x a b ∀∈,[]2,x c d ∃∈,有()()12f xg x =成立,则()f x 的值域是()g x 的值域的子集.【典型例题】例20.(2023·广西南宁·南宁二中校考一模)已知函数()ln 1f x x =+.(1)若函数()()1g x mf x x =+-的图象在1x =处的切线与直线2y x =平行,求函数()g x 在1x =处的切线方程;(2)求证:当12a ≤时,不等式()1af x a +≤在[1,e]上恒成立.例21.(2023·上海·高三专题练习)已知函数()(1)e (R x f x x ax a =--∈且a 为常数). (1)当0a =,求函数()f x 的最小值;(2)若函数()f x 有2个极值点,求a 的取值范围;(3)若()ln e 1x f x x ≥-+对任意的,()0x ∈+∞恒成立,求实数a 的取值范围.例22.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()()()e 1ln ln 0x f x a x a x a =+--⋅>.(1)若e a =,求函数()f x 的单调区间; (2)若不等式()1f x <在区间()1,+∞上有解,求实数a 的取值范围.核心考点八:极值点偏移问题与拐点偏移问题 【规律方法】1、极值点偏移的相关概念所谓极值点偏移,是指对于单极值函数,由于函数极值点左右的增减速度不同,使得函数图像没有对称性.若函数)(x f 在0x x =处取得极值,且函数)(x f y =与直线b y =交于),(),,(21b x B b x A 两点,则AB 的中点为),2(21b x x M +,而往往2210x x x +≠.如下图所示.图1 极值点不偏移 图2 极值点偏移极值点偏移的定义:对于函数)(x f y =在区间),(b a 内只有一个极值点0x ,方程)(x f 的解分别为21x x 、,且b x x a <<<21,(1)若0212x x x ≠+,则称函数)(x f y =在区间),(21x x 上极值点0x 偏移;(2)若0212x x x >+,则函数)(x f y =在区间),(21x x 上极值点0x 左偏,简称极值点0x 左偏;(3)若0212x x x <+,则函数)(x f y =在区间),(21x x 上极值点0x 右偏,简称极值点0x 右偏.【典型例题】例23.(2022•浙江期中)已知函数()f x x lnx a =--有两个不同的零点1x ,2x . (1)求实数a 的取值范围; (2)证明:121x x a +>+.例24.(2021春•汕头校级月考)已知,函数()f x lnx ax =-,其中a R ∈. (1)讨论函数()f x 的单调性; (2)若函数()f x 有两个零点, ()i 求a 的取值范围;()ii 设()f x 的两个零点分别为1x ,2x ,证明:212x x e >.例25.(2022•浙江开学)已知a R ∈,()ax f x x e -=⋅(其中e 为自然对数的底数). (ⅰ)求函数()y f x =的单调区间;(ⅰ)若0a >,函数()y f x a =-有两个零点x ,2x ,求证:22122x x e +>.核心考点九:利用导数解决一类整数问题 【规律方法】分离参数、分离函数、半分离 【典型例题】例26.已知函数()ln 2f x x x =--. (1)求函数在()()1,1f 处的切线方程(2)证明:()f x 在区间()3,4内存在唯一的零点;(3)若对于任意的()1,x ∈+∞,都有()ln 1x x x k x +>-,求整数k 的最大值.例27.已知函数211()ln 2f x x x x a a ⎛⎫=+-+ ⎪⎝⎭,(0)a ≠. (1)当12a =时,求函数()fx 在点()()1,1f 处的切线方程;(2)令2()()F x af x x =-,若()12F x ax <-在()1,x ∈+∞恒成立,求整数a 的最大值.(参考数据:4ln 33<,5ln 44<).例28.已知函数()ln 2f x x x =--.(1)证明:()f x 在区间()3,4内存在唯一的零点;(2)若对于任意的()1,x ∈+∞,都有()ln 1x x x k x +>-,求整数k 的最大值.核心考点十:导数中的同构问题【规律方法】1、同构式:是指除了变量不同,其余地方均相同的表达式2、同构式的应用:(1)在方程中的应用:如果方程()0f a =和()0f b =呈现同构特征,则,a b 可视为方程()0f x =的两个根(2)在不等式中的应用:如果不等式的两侧呈现同构特征,则可将相同的结构构造为一个函数,进而和函数的单调性找到联系.可比较大小或解不等式.<同构小套路>①指对各一边,参数是关键;②常用“母函数”:()xf x x e =⋅,()xf x e x =±;寻找“亲戚函数”是关键;③信手拈来凑同构,凑常数、x 、参数;④复合函数(亲戚函数)比大小,利用单调性求参数范围. (3)在解析几何中的应用:如果()()1122,,,Ax y B x y 满足的方程为同构式,则,A B 为方程所表示曲线上的两点.特别的,若满足的方程是直线方程,则该方程即为直线AB 的方程(4)在数列中的应用:可将递推公式变形为“依序同构”的特征,即关于(),n a n 与()1,1n a n --的同构式,从而将同构式设为辅助数列便于求解【典型例题】例29.(2022·河北·高三阶段练习)已知函数()ln f x x x =. (1)讨论()f x 的单调性;(2)设a ,b 为两个不相等的正数,且b a a b =,证明:2111e a b<+<.例30.(2022·河南郑州·二模(文))已知函数()e 21e xf x x =⋅-+,()ln 2xg x x=+. (1)求函数()g x 的极值;(2)当x >0时,证明:()()f x g x ≥例31.(2022·河南省浚县第一中学模拟预测(理))已知函数()()e x f x ax a =-∈R .(1)讨论f (x )的单调性.(2)若a =0,证明:对任意的x >1,都有()4333ln f x x x x x ≥-+.核心考点十一:洛必达法则 【规律方法】法则1、若函数()f x 和()g x 满足下列条件: (1)()lim 0x af x →=及()lim 0x ag x →=;(2)在点a 的去心邻域()(),,a a a a εε-⋃+内,()f x 与()g x 可导且()0g x '≠; (3)()()limx af x lg x →'=',那么()()lim x a f x g x →=()()lim x a f x l g x →'='.法则2、若函数()f x 和()g x 满足下列条件:(1)()lim 0x f x →∞=及()lim 0x g x →∞=; (2)0A ∃>,()f x 和()g x 在(),A -∞与(),A +∞上可导,且()0g x '≠; (3)()()limx f x l g x →∞'=',那么()()limx f x g x →∞=()()limx f x l g x →∞'='.法则3、若函数()f x 和()g x 满足下列条件: (1)()lim x af x →=∞及()lim x ag x →=∞;(2)在点a 的去心邻域()(),,a a a a εε-⋃+内,()f x 与()g x 可导且()0g x '≠; (3)()()limx af x lg x →'=', 那么()()limx af xg x →=()()limx af x lg x →'='. 注意:利用洛必达法则求未定式的极限是微分学中的重点之一,在解题中应注意: (1)将上面公式中的x a →,,x x →+∞→-∞,x a +→,x a -→洛必达法则也成立. (2)洛必达法则可处理00,∞∞,0⋅∞,1∞,∞,,∞-∞型.(3)在着手求极限以前,首先要检查是否满足00,∞∞,0⋅∞,1∞,∞,,∞-∞型定式,否则滥用洛必达法则会出错.当不满足三个前提条件时,就不能用洛必达法则,这时称洛必达法则不适用,应从另外途径求极限.(4)若条件符合,洛必达法则可连续多次使用,直到求出极限为止.()()()()()()limlimlimx ax ax a f x f x f x g x g x g x →→→'''==''',如满足条件,可继续使用洛必达法则. 【典型例题】例32.已知函数()=ln (,)f x a x bx a b R +∈在12x =处取得极值,且曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线与直线10x y -+=垂直.(1)求实数,a b 的值;(2)若[1,)x ∀∈+∞,不等式()(2)mf x m x x≤--恒成立,求实数m 的取值范围.例33.设函数()1x f x e -=-.(1)证明:当1x >-时,()1xf x x ≥+; (2)设当0x ≥时,()1xf x ax ≤+,求a 的取值范围.例34.设函数sin ()2cos xf x x=+.如果对任何0x ≥,都有()f x ax ≤,求a 的取值范围.22sin 2sin 2sin (sin )x x x x x x =-=-核心考点十二:导数与三角函数结合问题 【规律方法】 分段分析法【典型例题】例35.(2023·河南郑州·高三阶段练习)已知函数()1sin e xx f x x -=+,ππ,2x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦. (1)求证:()f x 在ππ,2⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增;(2)当[]π,0x ∈-时,()sin e cos sin xf x x x k x --⎡⎤⎣⎦恒成立,求k 的取值范围.例36.(2023春·江苏苏州·高三苏州中学校考阶段练习)已知函数()sin ()cos f x x x a x =-+(a 为常数),函数3211()32g x x ax =+.(1)证明:(i )当0x >时,sin x x >; (ii )当0x <时,sin x x <;(2)证明:当0a ≥时,曲线()y f x =与曲线()y g x =有且只有一个公共点.例37.(2023·全国·高三专题练习)已知函数π()e sin sin ,[0,π]4xf x x x x ⎛⎫=-∈ ⎪⎝⎭.(1)若1a ≤,判断函数()f x 的单调性; (2)证明:e (π)1sin cos x x x x -+≥-.【新题速递】1.(2023·北京·高三专题练习)已知1x =是函数()()ln ln ln 21xf x x ax x=-+++的一个极值点. (1)求a 值;(2)判断()f x 的单调性;(3)是否存在实数m ,使得关于x 的不等式()f x m ≥的解集为()0,∞+?直接写出m 的取值范围.2.(2023春·广东广州·高三统考阶段练习)已知()214ln 2f x x x a x =-+. (1)若函数()f x 在区间(0,)+∞上单调递增,求实数a 的取值范围; (2)若函数()f x 有两个极值点12,x x ,证明:()()1210ln f x f x a +>-+.3.(2023春·广东广州·高三统考阶段练习)已知函数()()2e 21xf x x ax =+-,其中R a ∈,若()f x 的图象在点()()0,0f 处的切线方程为210x by ++=. (1)求函数()f x 的解析式;(2)求函数()f x 在区间[]3,1-上的最值.4.(2023·全国·高三专题练习)已知函数2()1f x x =-,()ln(1)g x m x =-,R m ∈. (1)若直线:20l x y -=与()y g x =在(0,(0))g 处的切线垂直,求m 的值;(2)若函数()()()h x g x f x =-存在两个极值点1x ,2x ,且12x x <,求证:()()1122x h x x h x >.5.(2023·北京·高三专题练习)已知函数()2e x f x =,直线:2l y x b =+与曲线()y f x =相切.(1)求实数b 的值;(2)若曲线()y af x =与直线l 有两个公共点,其横坐标分别为(,)m n m n <. ①求实数a 的取值范围; ②证明:()()1f m f n ⋅>.6.(2023春·陕西西安·高三统考期末)已知函数()()33ln af x x a x x=--+. (1)当0a =时,求函数()f x 的单调区间;(2)若[]1,e x ∀∈,()0f x <,求实数a 的取值范围.7.(2023·四川资阳·统考模拟预测)已知函数()31f x x ax =-+.(1)当1a =时,过点()1,0作曲线()y f x =的切线l ,求l 的方程; (2)当0a ≤时,对于任意0x >,证明:()cos f x x >.8.(2023·四川资阳·统考模拟预测)已知函数()22e xx f x ax +=++. (1)若()f x 单调递增,求a 的取值范围;(2)若()f x 有两个极值点12,x x ,其中12x x <,求证:2133x x a ->-.9.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()()43,R,04a f x x ax bx ab a =--∈≠ (1)若0b =,求函数()f x 的单调区间;(2)若存在0R x ∈,使得()()00f x x f x x =+-,设函数()y f x =的图像与x 轴的交点从左到右分别为A ,B ,C ,D ,证明:点B ,C 分别是线段AC 和线段BD 的黄金分割点.(注:若线段上的点将线段分割成两部分,且其中较长部分与全长之比等于较短部分与较长部分之比,则称此点为该线段的黄金分割点)10.(2023·江西景德镇·统考模拟预测)已知函数()()2e e xf x x =-+,()()2112g x a x x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,()()ln 1ln h x x x a =-+,其中a 为常数,若()()()()F x f x g x h x =-+.(1)讨论()F x 的单调区间;(2)若()F x 在()1x t t =≠取得极小值,且()()f t mh t ≥恒成立,求实数m 的取值范围.11.(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线C :24y x =的焦点为F ,过点P (2,0)作直线l 交抛物线于A ,B 两点.(1)若l 的倾斜角为π4,求△F AB 的面积;(2)过点A ,B 分别作抛物线C 的两条切线1l ,2l 且直线1l 与直线2l 相交于点M ,问:点M 是否在某定直线上?若在,求该定直线的方程,若不在,请说明理由.12.(2023春·江西赣州·高三赣州市赣县第三中学校考期中)已知函数()21ln 2f x x ax =-,()()21e 112x g x x ax a x =--+-,(1)求函数()y f x =的单调区间;(2)若对于定义域内任意x ,()()f x g x ≤恒成立,求实数a 的取值范围.。

高考数学压轴小题训练:函数与导数 菁优网

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高考数学压轴小题训练:函数与导数一、选择题(共7小题,每小题3分,满分21分)1.(3分)(2014•海口二模)设f(x)是定义在R上的奇函数,且f(2)=0,当x>0时,有恒成立,则不等式x2f(x)>0的解集是()A.(﹣2,0)∪(2,+∞)B.(﹣2,0)∪(0,2) C.(﹣∞,﹣2)∪(2,+∞)D.(﹣∞,﹣2)∪(0,2)2.(3分)已知函数f(x)满足:f(1)=,f(x+y)+f(x﹣y)=2f(x)f(y)(x,y∈R),则f(i)=()A.﹣1 B.0C.D.13.(3分)(2010•温州一模)已知函数f(x)满足f(1)=a,且f(n+1)=,若对任意的n∈N*总有f(n+3)=f(n)成立,则a在(0,1]内的可能值有()A.1个B.2个C.3个D.4个4.(3分)(2014•安徽模拟)定义在R上的函数y=f(x),满足f(4﹣x)=f(x),(x﹣2)f′(x)<0,若x1<x2,且x1+x2>4,则有()A.f(x1)<f(x2)B.f(x1)>f(x2)C.f(x1)=f(x2)D.不确定5.(3分)已知函数f(x)满足对任意的x,y∈R,都有f(x+y)=f(x)+f(y)且在区间[3,7]上是增函数,在区间[4,6]上的最大值为1007,最小值为﹣2,则2f(﹣6)+f(﹣4)=()A.﹣2012 B.﹣2011 C.﹣2010 D.20106.(3分)函数f(x)在定义域R内可导,若f(x)=f(2﹣x),且当x∈(﹣∞,1)时,(x﹣1)•f′(x)<0,a=f (0),b=f(),c=f(3),则()A.a<b<c B.c<b<a C.c<a<b D.b<c<a7.(3分)(2014•南昌模拟)已知定义域为R的函数y=f(x)满足f(﹣x)=﹣f(x+4),当x>2时,f(x)单调递增,若x1+x2<4且(x1﹣2)(x2﹣2)<0,则f(x1)+f(x2)的值()A.恒大于0 B.恒小于0 C.可能等于0 D.可正可负二、填空题(共3小题,每小题3分,满分9分)8.(3分)(2010•重庆)已知函数f(x)满足:,4f(x)f(y)=f(x+y)+f(x﹣y)(x,y∈R),则f (2010)=_________.9.(3分)(2011•郑州二模)设f(x)是R上的奇函数,且f(﹣1)=0,当x>0时,(x2+1)f′(x)﹣2xf(x)<0,则不等式f(x)>0的解集为_________.10.(3分)(2010•济南一模)已知定义在R上的函数f(x)的图象关于点成中心对称,对任意实数x都有,且f(﹣1)=1,f(0)=﹣2,则f(0)+f(1)+…+f(2010)=_________.2013年高考数学压轴小题训练:函数与导数参考答案与试题解析一、选择题(共7小题,每小题3分,满分21分)1.(3分)(2014•海口二模)设f (x )是定义在R 上的奇函数,且f (2)=0,当x >0时,有恒成立,则不等式x 2f (x )>0的解集是( )A . (﹣2,0)∪(2,+∞)B . (﹣2,0)∪(0,2)C . (﹣∞,﹣2)∪(2,+∞)D . (﹣∞,﹣2)∪(0,2)考点:函数的单调性与导数的关系;奇偶函数图象的对称性;其他不等式的解法. 专题:综合题;压轴题.分析:首先根据商函数求导法则,把化为[]′<0;然后利用导函数的正负性,可判断函数y=在(0,+∞)内单调递减;再由f(2)=0,易得f(x)在(0,+∞)内的正负性;最后结合奇函数的图象特征,可得f(x)在(﹣∞,0)内的正负性.则x2f(x)>0⇔f(x)>0的解集即可求得.解答:解:因为当x>0时,有恒成立,即[]′<0恒成立,所以在(0,+∞)内单调递减.因为f(2)=0,所以在(0,2)内恒有f(x)>0;在(2,+∞)内恒有f(x)<0.又因为f(x)是定义在R上的奇函数,所以在(﹣∞,﹣2)内恒有f(x)>0;在(﹣2,0)内恒有f(x)<0.又不等式x2f(x)>0的解集,即不等式f(x)>0的解集.所以答案为(﹣∞,﹣2)∪(0,2).故选D.点评:本题主要考查函数求导法则及函数单调性与导数的关系,同时考查了奇偶函数的图象特征.2.(3分)已知函数f(x)满足:f(1)=,f(x+y)+f(x﹣y)=2f(x)f(y)(x,y∈R),则f(i)=()A.﹣1 B.0C.D.1考点:抽象函数及其应用;数列的求和.专题:计算题;函数的性质及应用.分析:令x=1,y=0,可求得f(0);再令y=1,可得f(x+1)=f(x)﹣f(x﹣1),f(x+2)=﹣f(x﹣1),从而可得函数f(x)是以6为周期的周期函数,分别求得f(i)(i=2,3,4,5,6)的值,利用其周期性即可求得f(i).解答:解:令x=1,y=0,则2f(1)f(0)=f(1+0)+f(1﹣0)=2f(1),所以f(0)=1.令y=1,得f(x)=f(x+1)+f(x﹣1),即f(x+1)=f(x)﹣f(x﹣1),由此得f(x+2)=f(x+1)﹣f(x)=f(x)﹣f(x﹣1)﹣f(x)=﹣f(x﹣1),以x+1代替x,得f(x+3)=﹣f(x),由此可得f(x+6)=﹣f(x+3)=f(x),即函数f(x)是以6为周期的周期函数,又f(x+1)=f(x)﹣f(x﹣1),得f(2)=f(1)﹣f(0)=﹣,f(3)=f(2)﹣f(1)=﹣﹣=﹣1,f(4)=f(3)﹣f(2)=﹣1+=﹣,f(5)=f(4)﹣f(3)=﹣+1=,f(6)=f(5)﹣f(4)=﹣(﹣)=1,即一个周期内的整点函数值是,﹣,﹣1,﹣,,1,其和为0,又2010=6×335,故f(i)=f(0)+f(i)=1.点评:本题考查抽象函数及其应用,突出考查赋值法的应用,求得函数f(x)是以6为周期的周期函数是关键,考查推理与运算能力,属于中档题.3.(3分)(2010•温州一模)已知函数f(x)满足f(1)=a,且f(n+1)=,若对任意的n∈N*总有f(n+3)=f(n)成立,则a在(0,1]内的可能值有()A.1个B.2个C.3个D.4个考点:函数恒成立问题.专题:计算题;压轴题.分析:欲求出对任意的n∈N*总有f(n+3)=f(n)成立时a在(0,1]内的可能值,只须考虑n=1时,使得方程f(4)=f(1)的a在(0,1]内的可能值即可.对a进行分类讨论,结合分段函数的解析式列出方程求解即可.解答:解:∵0<a≤1,∴f(2)=2f(1)=2a,①当0<a≤时,0<2a≤,0<4a≤1,∴f(3)=2f(2)=4a,f(4)=2f(3)=8a,此时f(4)=f(1)不成立;②当<a≤时,<2a≤1,1<4a≤2,∴f(3)=2f(2)=4a,f(4)==,此时f(4)=f(1)⇔=a⇔;③当<a≤1时,1<2a≤2,2<4a≤4,∴f(3)==,∴f(4)=2f(3)=,此时f(4)=f(1)⇔=a⇔a=1;综上所述,当n=1时,有f(n+3)=f(n)成立时,则a在(0,1]内的可能值有两个.故选B.点评:本小题主要考查分段函数、函数恒成立问题、方程式的解法等基础知识,考查运算求解能力,考查分类讨论思想、化归与转化思想.属于基础题.4.(3分)(2014•安徽模拟)定义在R上的函数y=f(x),满足f(4﹣x)=f(x),(x﹣2)f′(x)<0,若x1<x2,且x1+x2>4,则有()A.f(x1)<f(x2)B.f(x1)>f(x2)C.f(x1)=f(x2)D.不确定考点:函数的单调性与导数的关系.专题:转化思想.分析:由题设中条件f(4﹣x)=f(x)可得出函数关于x=2对称,由(x﹣2)f′(x)<0可得出x>2时,导数为正,x<2时导数为负由此可必出函数的单调性利用单调性比较大小即可选出正确答案解答:解:由题意f(4﹣x)=f(x),可得出函数关于x=2对称又(x﹣2)f′(x)<0,得x>2时,导数为负,x<2时导数为正,即函数在(﹣∞,2)上是增函数,在(2,+∞)上是减函数又x1<x2,且x1+x2>4,下进行讨论若2<x1<x2,显然有f(x1)>f(x2)若x1<2<x2,有x1+x2>4可得x1>4﹣x2,故有f(x1)>f(4﹣x2)=f(x2)综上讨论知,在所给的题设条件下总有f(x1)>f(x2)故选B点评:本题考查函数单调性与导数的关系以及利用单调性比较大小,求解本题的关键是根据导数的符号判断出函数的单调性,在比较大小时根据所给的条件灵活变形,将两数的大小比较转化到一个单调区间上比较也很重要,本题考查了转化化归的能力.5.(3分)已知函数f(x)满足对任意的x,y∈R,都有f(x+y)=f(x)+f(y)且在区间[3,7]上是增函数,在区间[4,6]上的最大值为1007,最小值为﹣2,则2f(﹣6)+f(﹣4)=()A.﹣2012 B.﹣2011 C.﹣2010 D.2010考点:抽象函数及其应用.专题:计算题;函数的性质及应用.分析:先令x=y=0求得f(0)=0,再令y=﹣x,求得f(x)+f(﹣x)=0,从而判断函数f(x)为奇函数;利用奇函数在区间[3,7]上是增函数,在区间[4,6]上的最大值为1007,最小值为﹣2,即可求得2f(﹣6)+f(﹣4)的值.解答:解:令x=y=0,得f(0)=f(0)+f(0),解得f(0)=0.令y=﹣x,得f(0)=f(x)+f(﹣x),故f(x)+f(﹣x)=0,所以函数f(x)为奇函数.由函数f(x)在区间[3,7]上是增函数,可知函数f(x)在区间[4,6]上也是增函数,故最大值为f(6)=1007,最小值为f(4)=﹣2.而f(﹣6)=﹣f(6)=﹣1007,f(﹣4)=﹣f(4)=2,所以2f(﹣6)+f(﹣4)=2×(﹣1007)+2=﹣2012.故选A点评:本题考查抽象函数及其应用,着重考查赋值法的应用,突出函数奇偶性与单调性的综合应用,考查分析与推理、运算能力,属于中档题.6.(3分)函数f(x)在定义域R内可导,若f(x)=f(2﹣x),且当x∈(﹣∞,1)时,(x﹣1)•f′(x)<0,a=f (0),b=f(),c=f(3),则()A.a<b<c B.c<b<a C.c<a<b D.b<c<a考点:导数的运算;函数单调性的性质.专题:函数的性质及应用.分析:由题意可得,函数f(x)的图象关于直线x=1对称,在(﹣∞,1)上是增函数,再根据c=f(﹣1),,利用函数的单调性判断a、b、c的大小关系.解答:解:由f(x)=f(2﹣x)可得函数f(x)的图象关于直线x=1对称,当x∈(﹣∞,1)时,(x﹣1)•f′(x)<0,∴函数f(x)在(﹣∞,1)上是增函数,在(1,+∞)上是减函数,由于c=f(3)=f(2﹣3)=f(﹣1),,a=f(0),b=f(),c=f(3),∴b>a>c,故选C.点评:本题主要考查函数的图象的对称性和单调性的应用,体现了转化的数学思想,属于中档题.7.(3分)(2014•南昌模拟)已知定义域为R的函数y=f(x)满足f(﹣x)=﹣f(x+4),当x>2时,f(x)单调递增,若x1+x2<4且(x1﹣2)(x2﹣2)<0,则f(x1)+f(x2)的值()A.恒大于0 B.恒小于0 C.可能等于0 D.可正可负考点:奇偶函数图象的对称性;函数单调性的性质.专题:压轴题.分析:先通过给定条件确定函数为关于点(2,0)成中心对称,再由图象可得答案.解答:解:由函数y=f(x)满足f(﹣x)=﹣f(x+4)得函数的图象关于点(2,0)对称,由x1+x2<4且(x1﹣2)(x2﹣2)<0不妨设x1>2,x2<2,借助图象可得f(x1)+f(x2)的值恒小于0,故选B.点评:本题主要考查函数的对称性.二、填空题(共3小题,每小题3分,满分9分)8.(3分)(2010•重庆)已知函数f(x)满足:,4f(x)f(y)=f(x+y)+f(x﹣y)(x,y∈R),则f(2010)=.考点:抽象函数及其应用;函数的周期性.专题:计算题;压轴题.分析:由于题目问的是f(2010),项数较大,故马上判断函数势必是周期函数,所以集中精力找周期即可;周期的寻找方法可以是不完全归纳推理出,也可以是演绎推理得出.解答:解:取x=1,y=0得法一:根据已知知取x=1,y=1得f(2)=﹣取x=2,y=1得f(3)=﹣取x=2,y=2得f(4)=﹣取x=3,y=2得f(5)=取x=3,y=3得f(6)=猜想得周期为6法二:取x=1,y=0得取x=n,y=1,有f(n)=f(n+1)+f(n﹣1),同理f(n+1)=f(n+2)+f(n)联立得f(n+2)=﹣f(n﹣1)所以f(n)=﹣f(n+3)=f(n+6)所以函数是周期函数,周期T=6,故f(2010)=f(0)=点评:准确找出周期是此类问题(项数很大)的关键,分别可以用归纳法和演绎法得出周期,解题时根据自己熟悉的方法得出即可.9.(3分)(2011•郑州二模)设f(x)是R上的奇函数,且f(﹣1)=0,当x>0时,(x2+1)f′(x)﹣2xf(x)<0,则不等式f(x)>0的解集为(﹣∞,﹣1)∪(0,1).考点:奇偶性与单调性的综合.专题:计算题;综合题.分析:首先根据商函数求导法则,把(x2+1)f'(x)﹣2xf(x)<0,化为[]′<0;然后利用导函数的正负性,可判断函数y=在(0,+∞)内单调递减;再由f(﹣1)=0,易得f(x)在(0,+∞)内的正负性;最后结合奇函数的图象特征,可得f(x)在(﹣∞,0)内的正负性.则f(x)>0的解集即可求得.解答:解:因为当x>0时,有(x2+1)f'(x)﹣2xf(x)<0恒成立,即[]′<0恒成立,所以y=在(0,+∞)内单调递减.因为f(﹣1)=0,所以在(0,1)内恒有f(x)>0;在(1,+∞)内恒有f(x)<0.又因为f(x)是定义在R上的奇函数,所以在(﹣∞,﹣1)内恒有f(x)>0;在(﹣1,0)内恒有f(x)<0.即不等式f(x)>0的解集为:(﹣∞,﹣1)∪(0,1).故答案为:(﹣∞,﹣1)∪(0,1).点评:本题主要考查函数求导法则及函数单调性与导数的关系,同时考查了奇偶函数的图象特征,熟练掌握导数的运算法则是解题的关键,考查运算能力,属中档题.10.(3分)(2010•济南一模)已知定义在R上的函数f(x)的图象关于点成中心对称,对任意实数x都有,且f(﹣1)=1,f(0)=﹣2,则f(0)+f(1)+…+f(2010)=﹣2.考点:函数的周期性.专题:计算题.分析:由已知中定义在R上的函数f(x)的图象关于点成中心对称,对任意实数x都有,我们易判断出函数f(x)是周期为3的周期函数,进而由f(﹣1)=1,f(0)=﹣2,我们求出一个周期内函数的值,进而利用分组求和法,得到答案.解答:解:∵,∴,所以,f(x)是周期为3的周期函数.f(2)=f(﹣1+3)=f(﹣1)=1,又,∴,∵函数f(x)的图象关于点,∴,∴f(0)+f(1)+…+f(2010)=f(2010)=f(0)=﹣2.故答案为:﹣2点评:本题考查的知识点是函数的周期性,其中根据已知中对任意实数x都有,判断出函数的周期性,是解答本题的关键.参与本试卷答题和审题的老师有:wzj123;刘春江;wsj1012;caoqz;wfy814;xintrl;394782;lily2011;geyanli (排名不分先后)菁优网2014年10月11日。

2022年高考数学新题好题汇编 第3讲 函数与导数小题(原卷版=解析版)

2022年高考数学新题好题汇编 第3讲 函数与导数小题(原卷版=解析版)

第3讲函数与导数小题一、多选题1.(2021·全国高三专题练习)已知函数()sin 2xxf x e ex -=--,若()()12f x f x >,则()A .2212x x >B .121x x e ->C .12ln ln x x >D .1122x x x x >2.(2021·山东高三专题练习)函数ln ()xf x x=,则下列说法正确的是()A .(2)(3)f f >B .ln π>C .若()f x m =有两个不相等的实根12x x 、,则212x x e < D .若25,x y x y =、均为正数,则25x y <3.(2021·广东深圳市·高三一模)已知函数3()3x f x x =+,若01m n <<<,则下列不等式一定成立的有()A .(1)(1)f m f n -<-B .()f f m n <+C .()()log log m n f n f m <D .()()nmf mf n <4.(2021·广东湛江市·高三一模)已知函数f (x )=x 3-3ln x -1,则() A .f (x )的极大值为0 B .曲线y =f (x )在(1,f (1))处的切线为x 轴 C .f (x )的最小值为0D .f (x )在定义域内单调5.(2021·河北邯郸市·高三一模)已知函数()22,21ln 1,1x x f x x x e+-≤≤⎧=⎨-<≤⎩,若关于x 的方程()f x m =恰有两个不同解()1212,x x x x <,则()212)x x f x -(的取值可能是() A .3-B .1-C .0D .26.(2021·全国高三专题练习)已知函数()2tan f x x x =+,其导函数为()'f x ,设()()cos g x f x x '=,则()A .()f x 的图象关于原点对称B .()f x 在R 上单调递增C .2π是()g x 的一个周期D .()g x 在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭上的最小值为7.(2021·全国高三专题练习(理))已知函数()sin sin xxf x e e=+,以下结论正确的是()A .()f x 是偶函数B .()f x 最小值为2C .()f x 在区间,2ππ⎛⎫--⎪⎝⎭上单调递减D .()()2g x f x x π=-的零点个数为58.(2021·江苏高三专题练习)若定义在R 上的函数()f x 满足()01f =-,其导函数()f x '满足()1f x m '>>,则下列成立的有()A .11mf m m -⎛⎫>⎪⎝⎭B .11f m ⎛⎫<-⎪⎝⎭ C .1111f m m ⎛⎫>⎪--⎝⎭ D .101f m ⎛⎫<⎪-⎝⎭9.(2021·全国高三专题练习)设函数cos2cos2()22xx f x -=-,则() A .()f x 在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭单调递增B .()f x 的值域为33,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦C .()f x 的一个周期为πD .4f x π⎛⎫+ ⎪⎝⎭的图像关于点,04π⎛⎫ ⎪⎝⎭对称二、单选题10.(2021·广东广州市·高三一模)已知e 2.71828≈是自然对数的底数,设21323,2,eln 2e ea b c -=-=-=-,则()A .a b c <<B .b a c <<C .b c a <<D .c a b <<11.(2021·全国高三专题练习)已知函数()()1ln 12xf x e x =+-,若41log 5a f ⎫⎛= ⎪⎝⎭,()5log 6b f =,()6log 4c f =,则a ,b ,c 的大小关系正确的是()A .b a c >>B .a b c >>C .c b a >>D .c a b >>12.(2021·全国高三专题练习)已知函数2()22x xf x x -=++,若不等式()2(1)2f ax f x-<+对任意x ∈R 恒成立,则实数a 的取值范围是()A.()-B.(-C.(-D .(2,2)-13.(2021·江苏常州市·高三一模)若()316,00,0x x f x xx ⎧-≠⎪=⎨⎪=⎩则满足(10)xf x -≥的x 的取值范围是() A .[)1,1][3,-+∞ B .(,1][0,1][3,)-∞-⋃⋃+∞ C .[1,0][1,)-⋃+∞D .(,3][1,0][1,)-∞-⋃-⋃+∞14.(2021·辽宁铁岭市·高三一模)若a ∈R ,“3a >”是“函数()()xf x x a e =-在()0,∞+上有极值”的(). A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件15.(2021·全国高三专题练习)下列函数中,既是奇函数,又在()0,1上单调递减的是() A .()()()ln ln xx xxf x e eee --=+--B .()1sin sin f x x x=+ C .()()()ln 1ln 1f x x x =+--D .()1 xxf x e e =-16.(2021·湖南岳阳市·高三一模)对于函数()y f x =,若存在0x ,使00()()f x f x =--,则点00(,())x f x 与点00(,())x f x --均称为函数()f x 的“先享点”已知函数316,0(),6,0ax x f x x x x ->⎧=⎨-≤⎩且函数()f x 存在5个“先享点”,则实数a 的取值范围为() A .(6,)+∞B .(,6)-∞C .(0,6)D .(3,)+∞17.(2020·山东高三专题练习)已知函数39,0(),0x x x f x xe x ⎧-≥=⎨<⎩( 2.718e =为自然对数的底数),若()f x 的零点为α,极值点为β,则αβ+=() A .1- B .0 C .1 D .2三、填空题18.(2021·广东韶关市·高三一模)若曲线()21:0C y ax a =>与曲线2:x C y e =存在公共切线,则a 的取值范围为__________.19.(2021·全国高二课时练习(理))设曲线xy e =在点(0,1)处的切线与曲线1(0)y x x=>上点P 处的切线垂直,则P 的坐标为_____.20.(2021·辽宁铁岭市·高三一模)已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,当0x <时,()221ax x f x =-+,且曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线斜率为4,则a =______. 21.(2021·河北邯郸市·高三一模)已知函数()2ln f x ax x =+满足0(1)(12)lim23x f f x x∆→--∆=∆,则曲线()y f x =在点11,22f ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭处的切线斜率为___________.22.(2021·湖南衡阳市·高三一模)定义在R 上的函数()f x 满足()()21f x f x +-=,()f x 的导函数()f x ',则()()20192021f f '--'=___________.第3讲函数与导数小题一、多选题1.(2021·全国高三专题练习)已知函数()sin 2xxf x e ex -=--,若()()12f x f x >,则()A .2212x x >B .121x x e ->C .12ln ln x x >D .1122x x x x >【答案】BD 【分析】先分析得到()f x 在R 上单调递增,得到12x x >,由于二次函数2yx 不是单调函数,2212x x >不一定成立,所以选项A 错误;121x x e->,所以选项B 正确;由于函数ln()0ln ln 0x x y x x x -<⎧==⎨>⎩,不是单调函数,所以12ln ln x x >不一定成立.所以选项C 错误;因为函数2200x x y x x x x ⎧-<==⎨≥⎩,函数在R 上单调递增,所以选项D 正确. 【详解】因为()2cos222cos20xxf x e ex x -'=+-≥-≥,所以()f x 在R 上单调递增,由()()12f x f x >可得12x x >,所以121x x e ->,所以选项B 正确;又因为函数220x x y x x x x ⎧-<==⎨≥⎩,函数在R 上单调递增,所以1122x x x x >,所以选项D 正确;由于二次函数2yx 不是单调函数,所以当12x x >时,2212x x >不一定成立,所以选项A 错误;由于函数ln()0ln ln 0x x y x x x -<⎧==⎨>⎩,不是单调函数,所以当12x x >时,12ln ln x x >不一定成立.所以选项C 错误. 故选:BD 【点睛】关键点睛:解答本题的关键是想到利用导数分析得到函数的单调性,研究函数的问题,一般先要通过探究函数的奇偶性、单调性和周期性等,再求解函数问题.2.(2021·山东高三专题练习)函数ln ()xf x x=,则下列说法正确的是()A .(2)(3)f f >B .ln π>C .若()f x m =有两个不相等的实根12x x 、,则212x x e < D .若25,x y x y =、均为正数,则25x y <【答案】BD 【分析】求出导函数,由导数确定函数日单调性,极值,函数的变化趋势,然后根据函数的性质判断各选项. 由对数函数的单调性及指数函数单调性判断A ,由函数()f x 性质判断BC ,设25x y k ==,且,x y 均为正数,求得252ln ,5ln ln 2ln 5x k y k ==,再由函数()f x 性质判断D . 【详解】 由ln (),0x f x x x =>得:21ln ()xf x x -'=令()0f x '=得,x e =当x 变化时,(),()f x f x '变化如下表:故,()f x x=在(0,)e 上递增,在(,)e +∞上递减,()f e e =是极大值也是最大值,x e >时,x →+∞时,()0f x →,且x e >时()0f x >,01x <<时,()0f x <,(1)0f =,A .1132ln 2(2)ln 2,(3)ln 32f f ===66111133223232(3)(2)f f ⎛⎫⎛⎫>∴>∴> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故A 错B .e e π<<,且()f x 在(0,)e 单调递增ln f fe ππ∴<<<∴>,故:B 正确 C .()f x m =有两个不相等的零点()()1212,x x f x f x m ∴==不妨设120x e x <<<要证:212x x e <,即要证:221222,()e e x x e ef x x x<>∴<在(0,)e 单调递增,∴只需证:()212e f x f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭即:()222e f x f x ⎛⎫<⎪⎝⎭只需证:()2220e f x f x ⎛⎫-< ⎪⎝⎭……① 令2()(),()e g x f x f x e x ⎛⎫=-> ⎪⎝⎭,则2211()(ln 1)g x x e x '⎛⎫=-- ⎪⎝⎭当x e >时,2211ln 1,()0()x g x g x e x'>>∴>∴在(,)e +∞单调递增 ()22()0x e g x g e >∴>=,即:()2220e f x f x ⎛⎫-> ⎪⎝⎭这与①矛盾,故C 错D .设25x y k ==,且,x y 均为正数,则25ln ln log ,log ln 2ln 5k kx k y k ====252ln ,5ln ln 2ln 5x k y k ∴== 1152ln 2ln 5ln 2,ln 525==且1010111153222525⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪>> ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ln 2ln 52502525ln 2ln 5x y ∴>>∴<∴<,故D 正确.故选:BD . 【点睛】关键点点睛:本题考查用导数研究函数的单调性、极值,函数零点等性质,解题关键是由导数确定函数()f x 的性质.其中函数值的大小比较需利用单调性,函数的零点问题中有两个变量12,x x ,关键是进行转化,利用零点的关系转化为一个变量,然后引入新函数进行证明.3.(2021·广东深圳市·高三一模)已知函数3()3x f x x =+,若01m n <<<,则下列不等式一定成立的有()A .(1)(1)f m f n -<-B .()f f m n <+C .()()log log m n f n f m <D .()()nmf mf n <【答案】BD 【分析】确定函数是增函数,然后比较自变量的大小后可得正确选项. 【详解】易知3()3xf x x =+是R 上的增函数,01m n <<<时,m n +>1n m m n <<成立,BD 一定成立; 1m -与1n -的大小关系不确定,A 不一定成立;同样log m n 与log m n 的大小关系也不确定,如1m n=时,log log 1m n n m ==-,C 也不一定成立. 故选:BD .4.(2021·广东湛江市·高三一模)已知函数f (x )=x 3-3ln x -1,则() A .f (x )的极大值为0 B .曲线y =f (x )在(1,f (1))处的切线为x 轴 C .f (x )的最小值为0 D .f (x )在定义域内单调【答案】BC 【分析】直接对f (x )=x 3-3ln x -1,求出导函数,利用列表法可以验证A 、C 、D;对于B:直接求出切线方程进行验证即可. 【详解】f (x )=x 3-3ln x -1的定义域为()0+∞,,()()23333=1f x x x x x'=-- 令()()23333=1=0f x x x x x'=--,得1x =, 列表得:所以f (x )的极小值,也是最小值为f (1)=0,无极大值,在定义域内不单调;故C 正确,A 、D 错误; 对于B:由f (1)=0及()10f '=,所以y =f (x )在(1,f (1))处的切线方程()001y x -=-,即0y =.故B 正确. 故选:BC 【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.5.(2021·河北邯郸市·高三一模)已知函数()22,21ln 1,1x x f x x x e+-≤≤⎧=⎨-<≤⎩,若关于x 的方程()f x m =恰有两个不同解()1212,x x x x <,则()212)x x f x -(的取值可能是() A .3- B .1-C .0D .2【答案】BC 【分析】利用函数的单调性以及已知条件得到1122,e ,(1,0]2m m x x m +-==∈-,代入()212)x x f x -(,令121(),(1,0]2x g x xe x x x +=-+∈-,求导,利用导函数的单调性分析原函数的单调性,即可求出取值范围. 【详解】因为()f x m =的两根为()1212,x x x x <, 所以1122,e ,(1,0]2m m x x m +-==∈-, 从而()()211212222m m m m x x f x e m me m ++-⎛⎫-=-=-+ ⎪⎝⎭. 令121(),(1,0]2x g x xex x x +=-+∈-, 则1()(1)1x g x x e x +'=+-+,(1,0]x ∈-.因为(1,0]x ∈-,所以1010,1,10x x e e x ++>>=-+>, 所以()0g x '>在(1,0]-上恒成立, 从而()g x 在(1,0]-上单调递增. 又5(0)0,(1)2g g =-=-, 所以5(),02g x ⎛⎤∈-⎥⎝⎦, 即()()212x x f x -⋅的取值范围是5,02⎛⎤-⎥⎝⎦,故选:BC . 【点睛】关键点睛:本题考查利用导数解决函数的范围问题.构造函数121(),(1,0]2x g x xe x x x +=-+∈-,利用导数求取值范围是解决本题的关键.6.(2021·全国高三专题练习)已知函数()2tan f x x x =+,其导函数为()'f x ,设()()cos g x f x x '=,则()A .()f x 的图象关于原点对称B .()f x 在R 上单调递增C .2π是()g x 的一个周期D .()g x 在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭上的最小值为【答案】AC 【分析】对A :求出()f x 的定义域,再利用奇偶性的定义判断即可; 对B :利用()f x 的导数可判断;对C :计算(2)g x π+,看是否等于()g x 即可; 对D :设cos t x =,根据对勾函数的单调性可得最值. 【详解】()2tan f x x x =+的定义域是,2xx k k Z ππ⎧⎫≠+∈⎨⎬⎩⎭∣,其定义域关于坐标原点对称, 且()2tan()2tan (2tan )()f x x x x x x x f x -=-+-=--=-+=-, 所以()f x 是奇函数,所以()f x 的图象关于原点对称,故A 项正确;由()2tan f x x x =+,得22()1cos f x x '=+,则2()()cos cos cos g x f x x x x'==+. 22()10cos f x x '=+>恒成立,所以()f x 在,()22k k k Z ππππ⎛⎫-++∈ ⎪⎝⎭上单调递增,并不是在R 上单调递增,故B 项错误; 由2()cos cos g x x x =+,得函数()g x 的定义域是,2xx k k Z ππ⎧⎫≠+∈⎨⎬⎩⎭∣22(2)cos(2)cos ()cos(2)cos g x x x g x x xπππ+=++=+=+,故C 项正确;设cos t x =,当0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,(0,1)t ∈, 此时()2()h t g x t t==+,(0,1)t ∈,根据对勾函数的单调性,()h t 在(0,1)上单调递减, ()()13g x h ∴>=,故D 项错误.故选:AC .7.(2021·全国高三专题练习(理))已知函数()sin sin xxf x e e=+,以下结论正确的是()A .()f x 是偶函数B .()f x 最小值为2C .()f x 在区间,2ππ⎛⎫-- ⎪⎝⎭上单调递减D .()()2g x f x x π=-的零点个数为5【答案】ABD 【分析】去掉绝对值,由函数的奇偶性及周期性,对函数分段研究,利用导数再得到函数的单调性,再对选项进行判断. 【详解】∵x ∈R ,()()f x f x -=,∴()f x 是偶函数,A 正确;因为()()2f x f x π+=,由函数的奇偶性与周期性,只须研究()f x 在[]0,2π上图像变化情况.()sin sin sin 2,01,2x x x e x f x e x e πππ⎧≤≤⎪=⎨+<≤⎪⎩, 当0x π≤≤,()sin 2cos xf x xe'=,则()f x 在0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上单调递增,在,2ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,此时()[]2,2f x e ∈;当2x ππ≤≤时,()()sin sin cos xx f x x ee -'=-,则()f x 在3,2x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上单调递增,在3,22x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上单调递减,此时()12,f x e e⎡⎤∈+⎢⎥⎣⎦,故当02x π≤≤时,()min 2f x =,B 正确.因()f x 在,2x ππ⎛⎫∈⎪⎝⎭上单调递减,又()f x 是偶函数,故()f x 在,2ππ⎛⎫-- ⎪⎝⎭上单调递增,故C 错误.对于D ,转化为()2f x x π=根的个数问题.因()f x 在0,2π⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在,2ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,在3,2ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在3,22ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减.当(),x π∈-∞时,()2f x ≥,22x π<,()2f x x π=无实根.()3,x π∈+∞时,()max 262x e f x π>>=,()2f x x π=无实根,3,2x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,显然x π=为方程之根.()sin sin xx f x ee -=+,()()sin sin cos 0x xf x x e e -'=->,3123322f e e πππ⎛⎫=+>⨯=⎪⎝⎭,单独就这段图象,()302f f ππ⎛⎫'='=⎪⎝⎭,()f x 在3,2ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上变化趋势为先快扣慢,故()g x 在3,2ππ⎛⎫⎪⎝⎭内有1个零点,由图像知()g x 在3,32ππ⎛⎫⎪⎝⎭内有3个零点,又5252f e π⎛⎫=> ⎪⎝⎭,结合图象,知D 正确.故选:ABD. 【点睛】方法点睛:研究函数性质往往从以下方面入手: (1)分析单调性、奇偶性、周期性以及对称性;(2)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个容易画出图象的函数,将两个函数的图象画在同一个平面直角坐标系中,利用数形结合的方法求解.8.(2021·江苏高三专题练习)若定义在R 上的函数()f x 满足()01f =-,其导函数()f x '满足()1f x m '>>,则下列成立的有()A .11mf m m -⎛⎫>⎪⎝⎭B .11f m ⎛⎫<-⎪⎝⎭ C .1111f m m ⎛⎫>⎪--⎝⎭D .101f m ⎛⎫<⎪-⎝⎭【答案】AC 【分析】构造函数()()g x f x mx =-,由已知可得()g x 在R 上单调递增,利用单调性对各个选项进行分析判断即可. 【详解】根据题意设()()g x f x mx =-,其导数为()()g x f x m ''=-, 由()1f x m '>>知()g x 在R 上单调递增,对于A, 1,1,10m m <<>由函数单调性得1(0)g g m ⎛⎫> ⎪⎝⎭即11(0)f m f m m ⎛⎫-⨯> ⎪⎝⎭,即111f m ⎛⎫->- ⎪⎝⎭,即10f m ⎛⎫>⎪⎝⎭,又由1m ,则10m m -<,必有11mf m m -⎛⎫> ⎪⎝⎭,故A 正确,B 错误;对于C, 1m ,则101m >-,则有1(0)1g g m ⎛⎫> ⎪-⎝⎭,即1(0)111m f f m m ⎛⎫->=- ⎪--⎝⎭,即1110111m f m m m ⎛⎫>-=> ⎪---⎝⎭,故C 正确,D 错误; 故选:AC 【点睛】本题考查利用导数研究函数的单调性,常用解题方法构造新函数,考查学生推理能力和计算能力,属于中档题.9.(2021·全国高三专题练习)设函数cos2cos2()22xx f x -=-,则() A .()f x 在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭单调递增B .()f x 的值域为33,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ C .()f x 的一个周期为π D .4f x π⎛⎫+ ⎪⎝⎭的图像关于点,04π⎛⎫ ⎪⎝⎭对称【答案】BC【分析】根据余弦函数及指数函数的单调性,分析复合函数的单调区间及值域,根据周期定义检验所给周期,利用函数的对称性判断对称中心即可求解. 【详解】令cos2t x =,则12222tttt y -=-=-,显然函数12222t t tty -=-=-为增函数, 当0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,cos2t x =为减函数, 根据复合函数单调性可知,()f x 在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭单调递减, 因为cos2[1,1]t x =∈-, 所以增函数12222tttt y -=-=-在cos2[1,1]t x =∈-时,3322y -≤≤, 即()f x 的值域为33,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦; 因为cos2()cos2(cos2c )os222)(2()2x x x x x x f f πππ+-+-=-=+-=,所以()f x 的一个周期为π,因为sin 2sin 2224x x f x π-⎛⎫+=- ⎪⎝⎭,令sin 2sin 22(2)xx h x --=, 设(,)P x y 为sin 2sin 22(2)xx h x --=上任意一点,则(,)2P x y π'--为(,)P x y 关于,04π⎛⎫⎪⎝⎭对称的点, 而sin 2(sin 2())22sin 2sin 2()22222x x x x h y x y πππ-----=-==≠--,知点(,)2P x y π'--不在函数图象上,故()h x 的图象不关于点,04π⎛⎫⎪⎝⎭对称,即4f x π⎛⎫+ ⎪⎝⎭的图像不关于点,04π⎛⎫ ⎪⎝⎭对称.故选:BC 【点睛】本题主要考查了余弦函数的性质,指数函数的性质,复合函数的单调性,考查了函数的周期性,值域,对称中心,属于难题.二、单选题10.(2021·广东广州市·高三一模)已知e 2.71828≈是自然对数的底数,设21323,2,eln 2e ea b c -=-=-=-,则()A .a b c <<B .b a c <<C .b c a <<D .c a b <<【答案】A 【分析】 首先设()xf x x e=-,利用导数判断函数的单调性,比较,a b 的大小,设利用导数判断1x e x ≥+,放缩2ln 2c >-,再设函数()ln xg x x e=-,利用导数判断单调性,得()20g >,再比较,b c 的大小,即可得到结果. 【详解】设()x f x x e=-,()112f x e x '=-, 当204e x ≤<时,()0f x '>,函数单调递增,当24ex >时,()0f x '<,函数单调递减,()()3,2a f b f ==,2234e <<时,()()32f f <,即a b <,设1xy e x =--,1xy e '=-,(),0-∞时,0y '<,函数单调递减,()0,∞+时,0y '>,函数单调递增,所以当0x =时,函数取得最小值,()00f =,即1x e x ≥+恒成立, 即212e->,令()ln x g x x e =-,()11g x e x'=-,()0,x e ∈时,()0g x '<,()g x 单调递减,(),x e ∈+∞时,()0g x '>,()g x 单调递增,x e =时,函数取得最小值()0g e =,即()20g >,得:2ln 2e >222ln 2e<, 即212ln 22ln 22ee->>,即b c <, 综上可知a b c <<.故选:A 【点睛】关键点点睛:本题考查构造函数,利用导数判断函数的单调,比较大小,本题的关键是:根据1x e x ≥+,放缩ln 2c >,从而构造函数()ln xg x x e=-,比较大小. 11.(2021·全国高三专题练习)已知函数()()1ln 12xf x e x =+-,若41log 5a f ⎫⎛= ⎪⎝⎭,()5log 6b f =,()6log 4c f =,则a ,b ,c 的大小关系正确的是()A .b a c >>B .a b c >>C .c b a >>D .c a b >>【答案】B 【分析】先求出函数的定义域,判断函数()f x 为偶函数,再对函数求导判断出函数()f x 在0,上单调递增,然后作差比较45log 5,log 6的大小,可得456log 5log 61log 40>>>>,从而可比较出a ,b ,c 的大小 【详解】由题可知:()f x 的定义域为R ,且()()1ln 12xf x e x --=++()111ln ln 122x x x e x e x e +=+=+-,则()f x 为偶函数,()112x x e e f x =-+'()()2112121x x xx xe e e e e ---==++,当0x >时,0f x,()f x 在0,上单调递增.又由45551log 5log 6log 6log 4-=-5551log 4log 6log 4-⋅=2555log 4log 612log 4+⎫⎛- ⎪⎝⎭≥255log 25120log 4⎫⎛- ⎪⎝⎭>= 所以456log 5log 61log 40>>>>,41log 5a f ⎫⎛= ⎪⎝⎭()()44log 5log 5f f =-=,故a b c >>. 故选:B 【点睛】关键点点睛:此题考查利用函数的单调性比较大小,考查导数的应用,考查对数运算性质的应用,考查了基本不等式的应用,解题的关键是判断函数的奇偶性,再利用导数判断函数的单调性,然后利用单调性比较大小,属于中档题12.(2021·全国高三专题练习)已知函数2()22x x f x x -=++,若不等式()2(1)2f ax f x -<+对任意x ∈R恒成立,则实数a 的取值范围是()A .()- B .(-C .(-D .(2,2)-【答案】D 【分析】先利用定义确定函数()f x 为偶函数,再利用单调性证明()f x 在[)0,+∞上为增函数,所以不等式()2(1)2f ax f x -<+化简为212ax x -<+,转化为22212x ax x --<-<+在R 上恒成立,求出a 的取值范围. 【详解】函数2()22x xf x x -=++的定义域为R ,且2()22()xx f x x f x -=-=++,所以()f x 为偶函数.又当0x ≥时, 2()g x x =是增函数,任取[)12,0,x x ∈+∞,且12x x >,()112212()()2222x x x xh x h x ---=++-()()121212121212121112122221222222x x x x x x x x x x x x x x +++⎛⎫-⎛⎫+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝=-=--⎭- 120x x >>,12120,22210x x x x +∴-->>,12()()0h x h x ∴->所以()22-=+x xh x 在[)0,+∞上是增函数,即()y f x =在[)0,+∞上是增函数.所以不等式()2(1)2f ax f x-<+对任意x ∈R 恒成立,转化为212ax x-<+,即22212x ax x --<-<+,从而转化为210x ax ++>和230x ax -+>在R 上恒成立①若210x ax ++>在R 上恒成立,则240a ∆=-<,解得22a -<<;②若230x ax -+>在R 上恒成立,,则2120a ∆=-<,解得a -<< 综上所述,实数a 的取值范围是(2,2)-. 故选:D.方法点睛:本题考查了解抽象不等式,要设法把隐性划归为显性的不等式求解,方法是: (1)把不等式转化为[][]()()f g x f h x >的模型;(2)判断函数()f x 的单调性,再根据函数的单调性将不等式的函数符号“f ”脱掉,得到具体的不等式(组)来求解,但要注意奇偶函数的区别.13.(2021·江苏常州市·高三一模)若()316,00,0x x f x xx ⎧-≠⎪=⎨⎪=⎩则满足(10)xf x -≥的x 的取值范围是() A .[)1,1][3,-+∞ B .(,1][0,1][3,)-∞-⋃⋃+∞ C .[1,0][1,)-⋃+∞ D .(,3][1,0][1,)-∞-⋃-⋃+∞【答案】B 【分析】按1x =或0,0x <,1x >和01x <<四种情况,分别化简解出不等式,可得x 的取值范围. 【详解】①当1x =或0时,(1)0xf x -=成立;②当0x <时,()3(1601)11x x xf x x ⎡⎤=--⎢⎥-⎣⎦-≥,可有()31611x x -≤-,解得1x ≤-; ③当0x >且1x ≠时,()3(1601)11x x xf x x ⎡⎤=--⎢⎥-⎣⎦-≥ 若1x >,则()4116x -≥,解得3x ≥ 若01x <<,则()4116x -≤,解得01x << 所以(,1][0,1][3,)x ∈-∞-⋃⋃+∞则原不等式的解为(,1][0,1][3,)x ∈-∞-⋃⋃+∞, 故选:B14.(2021·辽宁铁岭市·高三一模)若a ∈R ,“3a >”是“函数()()xf x x a e =-在()0,∞+上有极值”的().A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件【答案】A求得函数的导数,利用导数求得函数的单调性与极值,结合充分条件、必要条件的判定,即可求解. 【详解】由题意,函数()()xf x x a e =-,则()()1xf x x a e '=-+,令()0f x '=,可得1x a =-,当1x a <-时,()0f x '<;当1x a >-时,()0f x '>, 所以函数()y f x =在1x a =-处取得极小值,若函数()y f x =在()0,∞+上有极值,则10a ->,解得1a >.因此“3a >”是“函数()()xf x x a e =-在()0,∞+上有极值”的充分不必要条件.故选:A .15.(2021·全国高三专题练习)下列函数中,既是奇函数,又在()0,1上单调递减的是() A .()()()ln ln xx xxf x e eee --=+--B .()1sin sin f x x x=+ C .()()()ln 1ln 1f x x x =+-- D .()1 xxf x e e =-【答案】B 【分析】利用函数奇偶性的定义判断各选项中函数的奇偶性,利用导数法判断各选项中函数在区间()0,1上的单调性,由此可得出合适的选项. 【详解】对于A 选项,由0x x x xe e e e --⎧+>⎨->⎩,解得0x >, 所以,函数()()()ln ln xx xxf x e eee --=+--的定义域为()0,∞+,该函数为非奇非偶函数,A 选项不满足条件;对于B 选项,由sin 0x ≠,可得()x k k Z π≠∈,即函数()1sin sin f x x x=+的定义域为{},x x k k Z π≠∈. ()()()()11sin sin sin sin f x x x f x x x-=-+=--=--,该函数为奇函数,当()0,1x ∈时,()322cos cos cos 0sin sin x xf x x x x-'=-=<, 所以,函数()1sin sin f x x x=+在()0,1上单调递减,B 选项满足条件; 对于C 选项,由1010x x +>⎧⎨->⎩,解得11x -<<,所以,函数()()()ln 1ln 1f x x x =+--的定义域为()1,1-,()()()()ln 1ln 1f x x x f x -=--+=-,该函数为奇函数,当()0,1x ∈时,()21120111f x x x x '=+=>+--,该函数在()0,1上为增函数,C 选项不满足条件; 对于D 选项,函数()1xx f x e e=-的定义域为R ,()()11x x x x f x e e f x e e---=-=-=-,该函数为奇函数,当()0,1x ∈时,()10xx f x e e'=+>,该函数在()0,1上为增函数,D 选项不满足条件.故选:B. 【点睛】方法点睛:函数单调性的判定方法与策略:(1)定义法:一般步骤:设元→作差→变形→判断符号→得出结论;(2)图象法:如果函数()f x 是以图象的形式给出或者函数()f x 的图象易作出,结合图象可得出函数的单调区间;(3)导数法:先求出函数的导数,利用导数值的正负确定函数的单调区间;(4)复合函数法:先将函数()y f g x ⎡⎤=⎣⎦分解为内层函数()u g x =和外层函数()y f u =,再讨论这两个函数的单调性,然后根据复合函数法“同增异减”的规则进行判定.16.(2021·湖南岳阳市·高三一模)对于函数()y f x =,若存在0x ,使00()()f x f x =--,则点00(,())x f x 与点00(,())x f x --均称为函数()f x 的“先享点”已知函数316,0(),6,0ax x f x x x x ->⎧=⎨-≤⎩且函数()f x 存在5个“先享点”,则实数a 的取值范围为() A .(6,)+∞ B .(,6)-∞C .(0,6)D .(3,)+∞【答案】A 【分析】首先根据题中所给的条件,判断出“先享点”的特征,之后根据()f x 存在5个“先享点”,等价于函数32()6(0)f x x x x =-≤关于原点对称的图象恰好与函数1()16(0)f x ax x =->有两个交点,构造函数利用导数求得结果.【详解】依题意,()f x 存在5个“先享点”,原点是一个,其余还有两对,即函数32()6(0)f x x x x =-≤关于原点对称的图象恰好与函数1()16(0)f x ax x =->有两个交点,而函数32()6(0)f x x x x =-≤关于原点对称的函数为32()6(0)f x x x x =-≥,即3166ax x x -=-有两个正根,32166166x x a x x x-+==+-, 令()2166(0)h x x x x=+->, 322162(8)'()2x h x x x x -=-=, 所以当02x <<时,'()0h x <,当2x >时,'()0h x >,所以()h x 在(0,2)上单调递减,在(2,)+∞上单调递增,且(2)4866h =+-=,并且当0x →和x →+∞时,()f x →+∞,所以实数a 的取值范围为(6,)+∞,故选:A.【点睛】该题考查的是有关新定义问题,结合题意,分析问题,利用等价结果,利用导数研究函数的性质,属于较难题目.17.(2020·山东高三专题练习)已知函数39,0(),0x x x f x xe x ⎧-≥=⎨<⎩( 2.718e =为自然对数的底数),若()f x 的零点为α,极值点为β,则αβ+=()A .1-B .0C .1D .2 【答案】C【分析】令()0f x =可求得其零点,即α的值,再利用导数可求得其极值点,即β的值,从而可得答案.【详解】解:39,0(),0x x x f x xe x ⎧-=⎨<⎩,当0x 时,()0f x =,即390x -=,解得2x =;当0x <时,()0x f x xe =<恒成立,()f x ∴的零点为2α=.又当0x 时,()39x f x =-为增函数,故在[0,)+∞上无极值点;当0x <时,()x f x xe =,()(1)x f x x e '=+,当1x <-时,()0f x '<,当1x >-时,()0f x '>,1x ∴=-时,()f x 取到极小值,即()f x 的极值点1β=-,211αβ∴+=-=.故选:C .【点睛】本题考查利用导数研究函数的极值,考查函数的零点,考查分段函数的应用,突出分析运算能力的考查,属于中档题.三、填空题18.(2021·广东韶关市·高三一模)若曲线()21:0C y axa =>与曲线2:x C y e =存在公共切线,则a 的取值范围为__________. 【答案】2,4e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【解析】解:由y =ax 2(a >0),得y ′=2ax ,由y =e x ,得y ′=e x ,曲线C 1:y =ax 2(a >0)与曲线C 2:y =e x 存在公共切线,设公切线与曲线C 1切于点(x 1,ax 12),与曲线C 2切于点()22,x x e ,则22211212x x e ax ax e x x -==-, 可得2x 2=x 1+2,∴11212x e a x +=,记()122x e f x x +=,则()()1222'4x e x f x x +-=,当x ∈(0,2)时,f ′(x )<0,f (x )递减;当x ∈(2,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )递增.∴当x =2时,()2min 4e f x =. ∴a 的范围是2,4e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭. 19.(2021·全国高二课时练习(理))设曲线x y e =在点(0,1)处的切线与曲线1(0)y x x=>上点P 处的切线垂直,则P 的坐标为_____.【答案】【详解】设00(,)P x y .对y =e x 求导得y ′=e x ,令x =0,得曲线y =e x 在点(0,1)处的切线斜率为1,故曲线1(0)y x x =>上点P 处的切线斜率为-1,由02011x x y x ==-=-',得01x =,则01y =,所以P 的坐标为(1,1). 考点:导数的几何意义.20.(2021·辽宁铁岭市·高三一模)已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,当0x <时,()221ax x f x =-+,且曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线斜率为4,则a =______.【答案】3-【分析】利用奇函数性质,求在0x >时()f x 的解析式,根据导数的几何意义有()14f '=,即可求参数a 的值.【详解】当0x >时,则0x -<,∴()()()222121a x x ax x f x =⋅--⋅-+=++-,此时()()221f x f x ax x =--=---. 所以,当0x >时,()22f x ax '=--,则()1224a f '=--=,解得3a =-.故答案为:3-.21.(2021·河北邯郸市·高三一模)已知函数()2ln f x ax x =+满足0(1)(12)lim 23x f f x x∆→--∆=∆,则曲线()y f x =在点11,22f ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭处的切线斜率为___________. 【答案】3【分析】根据极限形式和求导公式得(1)213f a '=+=,进而得1a =,计算12f ⎛⎫'⎪⎝⎭得解. 【详解】 由0(1)(12)lim23x f f x x ∆→--∆=∆,可得0(12)(1)lim 32x f x f x∆→-∆-=-∆. 因为1()2f x ax x '=+,所以(1)213f a '=+=,即1a =,则2()ln f x x x =+, 所以1()2f x x x '=+,132f ⎛⎫'= ⎪⎝⎭. 故答案为:3.22.(2021·湖南衡阳市·高三一模)定义在R 上的函数()f x 满足()()21f x f x +-=,()f x 的导函数()f x ',则()()20192021f f '--'=___________.【答案】0【分析】对()()21f x f x +-=两边同时求导得()()20x x f f '-'-=,进而得答案.【详解】因为()()21f x f x +-=,两边同时求导可得:()()20x x f f '-'-=,故()()201902021f f '-='.故答案为:0【点睛】本题考查复合函数导数问题,解题的关键在于根据已知对函数求导,考查运算求解能力,是中档题.。

2024年高考数学二轮复习解题思维提升专题02函数与导数小题部分训练手册

2024年高考数学二轮复习解题思维提升专题02函数与导数小题部分训练手册

专题02 函数与导数小题部分【训练目标】1、 理解函数的概念,会求函数的定义域,值域和解析式,特殊是定义域的求法;2、 驾驭函数单调性,奇偶性,周期性的推断方法及相互之间的关系,会解决它们之间的综合问题;3、 驾驭指数和对数的运算性质,对数的换底公式;4、 驾驭指数函数和对数函数的图像与性质;5、 驾驭函数的零点存在定理,函数与方程的关系;6、 娴熟数形结合的数学思想在解决函数问题的运用;7、 娴熟驾驭导数的计算,导数的几何意义求切线问题;8、 理解并驾驭导数与函数单调性之间的关系,会利用导数分析函数的单调性,会依据单调性确定参数的取值范围;9、 会利用导数求函数的极值和最值,驾驭构造函数的方法解决问题。

【温馨小提示】本章内容既是高考的重点,又是难点,再备考过程中应当大量解出各种题型,总结其解题方法,积累一些常用的小结论,会给解题带来极大的便利。

【名校试题荟萃】1、(福建省“永安一中、德化一中、漳平一中”2025届高三上学期12月三校联考)已知函数,若()1f x =-,则x = .【答案】12【解析】问题等价于;,无解。

2、(福建省“永安一中、德化一中、漳平一中”2025届高三上学期12月三校联考)已知函数1()1x f x x +=-的图像在点2,(2)f 处的切线与直线10ax y 平行,则实数a.A 2 .B 12 .C 12- D .2- 【答案】A【解析】由于,依据导数的几何意义及两直线平行的条件可知 。

3、(福建省上杭县第一中学2025届高三上学期期中考试)函数的图象可能是( )【答案】D【解析】先由推断函数的奇偶性可知函数为奇函数,图像关于原点对称,解除A,B ;当,解除C ,故选D 。

4、(福建省上杭县第一中学2025届高三上学期期中考试)已知函数()f x 是定义域为R 的偶函数,且,若()f x 在[]1,0-上是减函数,记,, ()0.52c f =,则( )A . a b c >>B . a c b >>C . b a c >>D . b a c >> 【答案】B5、(福建省上杭县第一中学2025届高三上学期期中考试)已知定义域为),0(+∞,为的导函数,且满意,则不等式的解集是( )A . )2,0(B . ),2(+∞C . )3,2(D . ),3(+∞ 【答案】D 【解析】构造函数,求导结合可知函数()g x 在定义域),0(+∞为减函数,不等式可化为,等价于,解得结果为),3(+∞。

2023高考数学二轮复习专项训练《导数在解决实际问题中的应用》(含答案)

2023高考数学二轮复习专项训练《导数在解决实际问题中的应用》(含答案)

2023高考数学二轮复习专项训练《导数在解决实际问题中的应用》一、单选题(本大题共8小题,共40分)1.(5分)若z=−1+√3i,则zzz−−1=()A. −1+√3iB. −1−√3iC. −13+√33i D. −13−√33i2.(5分)命题“∀x∈R,∃x∈N,使得n⩾x2+1”的否定形式是()A. ∀x∈R,∃x∈N,使得n<x2+1B. ∀x∈R,∀x∈N,使得n<x2+1C. ∃x∈R,∃x∈N,使得n<x2+1D. ∃x∈R,∀x∈N,使得n<x2+13.(5分)已知函数y=f(x)的周期为2,当x∈[0,2]时,f(x)=(x−1)2,如果g(x)= f(x)−log5|x−1|,则函数的所有零点之和为()A. 8B. 6C. 4D. 104.(5分)执行如图所示的程序框图,若输入的x为整数,且运行四次后退出循环,则输入的x的值可以是()A. 1B. 2C. 3D. 45.(5分)如图,AB是⊙O的直径,AC是弦,∠BAC的平分线AD交⊙O于点D,DE⊥AC,交AC的延长线于点E,DF⊥AB于点F,且AE=8,AB=10.在上述条件下,给出下列四个结论:①DE=BD;②ΔBDF≌ΔCDE;③CE=2;④DE2=AF⋅BF,则所有正确结论的序号是()A. ①②③B. ②③④C. ①③④D. ①②④6.(5分)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<π2)的图象如图所示,则()A. 函数f(x)的最小正周期是2πB. 函数f(x)在区间(π2,π)上单调递减C. 函数f(x)的图象与y轴的交点为(0,−12)D. 点(7π6,0)为函数f(x)图象的一个对称中心7.(5分)213,log26,3log32的大小关系是A. 213<log26<3log32 B. 213<3log32<log26C. 3log32<213<log26 D. 3log32<log26<2138.(5分)设函数y=ax2与函数y=|ln x+1ax|的图象恰有3个不同的交点,则实数a的取值范围为()A. (√33e,√e) B. (−√33e,0)∪(0,√33e)C. (0,√33e) D. (√e1)∪{√33e}二、填空题(本大题共5小题,共25分)9.(5分)设A,B是非空集合,定义:A⊗B={x|x∈A∪B且x∉A∩B}.已知集合A={x|0<x<2},B={x|x⩾0},则A⊗B=__________.10.(5分)某中学组织了“党史知识竞赛”活动,已知该校共有高中学生2000人,用分层抽样的方法从该校高中学生中抽取一个容量为50的样本参加活动,其中高一年级抽取了6人,则该校高一年级学生人数为 ______.11.(5分)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积是______.12.(5分)记S n为等比数列{a n}的前n项和,若a1=12,a42=a6,则S4=______.13.(5分)已知双曲线C:x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)的左焦点为F,过F的一条倾斜角为30°的直线与C在第一象限交于点A,且|OF|=|OA|,O为坐标原点,则该双曲线的离心率为______.三、解答题(本大题共6小题,共72分)14.(12分)某公司计划在今年内同时出售变频空调机和智能洗衣机,由于这两种产品的市场需求量非常大,有多少就能销售多少,因此该公司要根据实际情况(如资金、劳动力)确定产品的月供应量,以使得总利润达到最大.已知对这两种产品有直接限制的因素是资金和劳动力,通过调查,得到关于这两种产品的有关数据如下表:试问:怎样确定两种货物的月供应量,才能使总利润达到最大,最大利润是多少?15.(12分)在ΔABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知b+c=2a,3csinB=4asinC.(Ⅰ)求cosB的值;(Ⅱ)求sin(2B+π6)的值.16.(12分)如图,ΔABC中,AC=2,BC=4,∠ACB=90°,D、E分别是AC、AB的中点,将ΔADE沿DE折起成ΔPDE,使面PDE⊥面BCDE,H、F分别是边PD和BE的中点,平面BCH与PE、PF分别交于点I、G.(Ⅰ)求证:IH//BC;(Ⅱ)求二面角P−GI−C的余弦值.17.(12分)设等比数列{a n}的前n项和为S n,a2=18,且S1+116,S2,S3成等差数列,数列{b n}满足b n=2n.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设c n=a n⋅b n,若对任意n∈N∗,不等式c1+c2+⋯+c n⩾12λ+2S n−1恒成立,求λ的取值范围.18.(12分)已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率e=√32,椭圆上任意一点到椭圆的两个焦点的距离之和为4,设直线l与椭圆相交于不同的两点A,B,点A的坐标为(−a,0).(Ⅰ)求椭圆的标准方程;(Ⅰ)若|AB|=4√2,求直线l的倾斜角.519.(12分)已知a为实数,函数f(x)=a ln x+x2−4x.(1)是否存在实数a,使得f(x)在x=1处取得极值?证明你的结论;,e],使得f(x0)⩽g(x0)成立,求实数a的取值范围.(2)设g(x)=(a−2)x,若∃x0∈[1e答案和解析1.【答案】C;【解析】解:∵z =−1+√3i ,∴z ·z −=|z|2=(√(−1)2+(√3)2)2=4, 则zzz −−1=−1+√3i 4−1=−13+√33i. 故选:C.由已知求得z ·z −,代入zzz −−1,则答案可求.此题主要考查复数代数形式的乘除运算,考查复数模的求法,是基础题.2.【答案】D;【解析】解:因为全称命题的否定是特称命题,所以“∀x ∈R ,∃x ∈N ,使得n ⩾x 2+1”的否定形式为∃x ∈R ,∀x ∈N ,使得n <x 2+1”. 故选:D.直接利用特称命题的否定是全称命题写出结果即可.此题主要考查命题的否定.特称命题与全称命题的否定关系,基本知识的考查.3.【答案】A; 【解析】该题考查函数的零点,考查数形结合的数学思想,正确作出函数的图象是关键. 分别作出函数y =f(x)、y =log 5|x −1|的图象,结合函数的对称性,即可求得结论.解:当x ∈[0,2]时,f(x)=(x −1)2,函数y =f(x)的周期为2,图象关于y 轴对称的偶函数y =log 5|x|向右平移一个单位得到函数y =log 5|x −1|, 则y =log 5|x −1|关于x =1对称,可作出函数的图象:函数y =g(x)的零点,即为函数图象交点横坐标, 当x >6时,y =log 5|x −1|>1,此时函数图象无交点,又两函数在(1,6]上有4个交点,由对称性知它们在[−4,1)上也有4个交点,且它们关于直线x=1对称,所以函数y=g(x)的所有零点之和为:4×2=8,故选:A.4.【答案】A;【解析】解:依题意,S随着x的增大而增大,当x⩾2时,第一次循环时S⩾4,第二次循环时S⩾4+42=20,第三次循环时S⩾20+82=84⩾64,脱离循环,故x<2,故选:A.根据S和x的关系,S随着x的增大而增大,验证当x⩾2时的情况,即可得到结果.此题主要考查了程序框图,考查了循环结构.属于基础题.本题的难点在于逆推x的值,需要借助不等式来完成.5.【答案】B;【解析】解:∵∠BAC的平分线为AD,DE⊥AC,DF⊥AB,∴DE=DF,DC=DB,∴ΔBDF≌ΔCDE,所以①不正确,②正确;∵∠BAC的平分线为AD,DE⊥AC,DF⊥AB,∴AE=AF=8.又∵ΔBDF≌ΔCDE,∴CE=BF=AB−AF=10−8=2,故③正确;∵AB是直径,∴∠ADB=90°.又∵DF⊥AB,∴ΔDBF∽ΔADF,∴DFAF =BFDF,即DF2=AF⋅BF,∴DE2=AF⋅BF,故④正确;故选:B.利用角平分线的性质和全等三角形的判定可以判断①②的正误;利用排除法可以判断③④的正误.此题主要考查了相似三角形的判定与性质.解题时,利用了角平分线的性质和圆周角定理,难度不大.6.【答案】D;【解析】解:由函数图可象知T4=5π12−π6=π4,所以T=π,因为T=2πω,∴ω=2,所以最小正周期为π,故A错误;又函数过点(5π12,1),所以f(5π12)=sin(2×5π12+φ)=1,所以5π6+φ=π2+2kπ,(k∈Z),解得φ=−π3+2kπ,(k∈Z),∵|φ|<π2,所以φ=−π3,所以f(x)=sin(2x−π3),当x∈(π2,π),所以2x−π3∈(2π3,5π3),因为y=sinx在x∈(2π3,5π3)上不单调,故B错误;令x=1,则f(0)=sin(−π3)=−√32,所以与y轴交点为(0,−√32),故C错误;若点(7π6,0)为函数f(x)图象的一个对称中心,则f(7π6)=0,当x=7π6时,f(7π6)=sin(2×7π6−π3)=sin2π=0,所以点(7π6,0)为函数f(x)图象的一个对称中心,故D正确,故选:D.根据函数图像求出函数解析式,再结合选项一一判断即可.此题主要考查了三角函数的图象与性质的应用问题,也考查了数形结合与函数思想,属于中档题.7.【答案】B;【解析】此题主要考查了指数函数与对数函数的大小比较问题,属于基础题.首先根据单调性,将指数值与32比较,其次根据对数函数的递增性质得到两个对数值与2、32大小关系,答案易得.解:213<212<32,3log32=32log34>32,3log32=log38<log39=2,log26>log24=2,所以213<3log32<log26.故选B.8.【答案】C;【解析】解:令ax2=|ln x+1ax|得a2x3=|ln x+1|,显然a>0,x>0.作出y=a2x3和y=|ln x+1|的函数图象,如图所示:设a=a0时,y=a2x3和y=|ln x+1|的函数图象相切,切点为(x0,y0),则{3a02x02=1x0a02x03=ln x0+1,解得x0=e−23,y0=13,a0=√3e3.∴当0<a<√3e3时,y=a2x3和y=|ln x+1|的函数图象有三个交点.故选:C.令ax2=|ln x+1ax|得a2x3=|ln x+1|,作出y=a2x3和y=|ln x+1|的函数图象,利用导数知识求出两函数图象相切时对应的a0,则0<a<a0.此题主要考查了函数图象的交点个数判断,借助函数图象求出临界值是关键.9.【答案】{x|x=0或x⩾2};【解析】此题主要考查集合的新定义,是基础题由集合A={x|0<x<2},B={x|x⩾0},可得A∪B={x|x⩾0},A∩B={x|0<x<2},则A⊗B={x|x=0或x⩾2}.10.【答案】240;【解析】解:设该校高一年级学生人数为n,则6n =502000,即n=240,故答案为:240.由分层抽样方法,按比例抽样即可.此题主要考查了分层抽样方法,重点考查了阅读能力,属基础题.11.【答案】16+8√2;【解析】解:由三视图知:几何体为直三棱柱削去一个三棱锥,如图:其中直棱柱的侧棱长为8,底面为直角三角形,且AB=BC=2,SA=2,SB=2√2,AC=2√2,∴几何体的表面积S=12×2×2+12×2×2√2+4+22×2√2+4+22×2+4×2=16+8√2.故答案为:16+8√2.几何体为直三棱柱削去一个三棱锥,结合直观图判断各面的形状及相关几何量的数据,把数据代入面积公式计算.此题主要考查了由三视图求几何体的表面积,判断几何体的形状及数据所对应的几何量是解答此类问题的关键.12.【答案】152;【解析】解:∵a1=12,a42=a6,∴(12q3)2=12q5,解可得,q=2,则S4=12(1−24)1−2=152.故答案为:152.由已知结合等比数列的通项公式可求公比,然后结合等比数列的求和公式即可求解.这道题主要考查了等比数列的公式及求和公式的简单应用,属于基础试题.13.【答案】√3+1;【解析】解:过F的一条倾斜角为30°的直线与C在第一象限交于点A,且|OF|=|OA|=c,∠AOx=60°,则A(c2,√3c 2)所以c 24a2−3c24b2=1,c2 4a2−3c24(c2−a2)=1,可得e 24−3e24e2−4=1,可得e4−8e2+4=0.解得e=1+√3.故答案为:√3+1.利用已知条件求出A的坐标,代入双曲线方程,结合离心率公式,求解即可.此题主要考查双曲线的定义和性质,主要是离心率的求法,注意运用三角形的中位线定理和勾股定理,考查运算能力,属于中档题.14.【答案】解:设空调机、洗衣机的月供应量分别是x、y台,总利润是P,则P=6x+8y,由题意有30x+20y⩽300,5x+10y⩽110,x⩾0,y⩾0,x、y均为整数由图知直线y=−34x+18P过M(4,9)时,纵截距最大,这时P也取最大值P max=6×4+8×9=96(百元).故当月供应量为空调机4台,洗衣机9台时,可获得最大利润9600元.;【解析】此题主要考查找出约束条件与目标函数,准确地描画可行域,再利用图形直线求得满足题设的最优解.用图解法解决线性规划问题时,分析题目的已知条件,找出约束条件和目标函数是关键,可先将题目中的量分类、列出表格,理清头绪,然后列出不等式组(方程组)寻求约束条件,并就题目所述找出目标函数.然后将可行域各角点的值一一代入,最后比较,即可得到目标函数的最优解.利用线性规划的思想方法解决某些实际问题属于直线方程的一个应用.15.【答案】解:(Ⅰ)在三角形ABC中,由正弦定理得bsinB =csinC,所以bsinC=csinB,又由3csinB=4asinC,得3bsinC=4asinC,即3b=4a,又因为b +c =2a ,得b =4a 3,c =2a3,由余弦定理可得cosB =a 2+c 2−b 22ac=a 2+49a 2−169a 22⋅a⋅23a=−14;(Ⅱ)由(Ⅰ)得sinB =√1−co s 2B =√154,从而sin2B =2sinBcosB =−√158, cos2B =cos 2B −sin 2B =−78,故sin (2B +π6)=sin2Bcos π6+cos2Bsin π6=−√158×√32−78×12=−3√5+716.; 【解析】本小题主要考查同角三角函数的基本关系,两角和的正弦公式,二倍角的正余弦公式,以及正弦定理、余弦定理等基础知识,考查运算求解能力,属于中档题. (Ⅰ)根据正余弦定理可得;(Ⅱ)根据二倍角的正余弦公式以及和角的正弦公式可得.16.【答案】证明:(Ⅰ)∵D ,E 分别是边AC 和AB 的中点,∴DE ∥BC , ∵BC ⊄平面PED ,ED ⊂平面PED , ∴BC ⊂平面BCH , ∴IH ∥BC .解:(Ⅱ)如图,建立空间右手直角坐标系,由题意得:D (0,0,0),E (2,0,0),P (0,0,1),F (3,12,0),C (0,1,0),H (0,0,12),∴EP →=(-2,0,1),EF →=(1,12,0),CH →=(0,-1,12),HI →=12DE →=(1,0,0), 设平面PGI 的一个法向量为n →=(x ,y ,z ),则{EP →.n →=−2x +z =0EF →.n →=x +12y =0,令x=1,解得y=-2,z=2,∴n →=(1,-2,2), 设平面CHI 的一个法向量为m →=(a ,b ,c ),则{CH →.m →=−b +12c =0HI →.m →=a =0,取b=1,得m →=(0,1,2), 设二面角P-GI-C 的平面角为θ, 则cosθ=|m →.n →||m →|.|n →|=3×√5=2√1515.∴二面角P-GI-C的余弦值为2√1515.;【解析】(Ⅰ)推导出DE//BC,从而BC⊂平面BCH,由此能证明IH//BC.(Ⅱ)以D为原点,DE,DC,DP为x,y,z轴,建立空间右手直角坐标系,利用向量法能求出二面角P−GI−C的余弦值.该题考查线线平行的证明,考查二面角的余弦值的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养.17.【答案】解:(1)设公比为q的等比数列{ an}的前n项和为S n,a2=18,且S1+116,S2,S3成等差数列,所以:{a1q=182S2=S1+116+S3,解得:a1=14,q=12,所以S n=14(1−12n)1−12=12(1−12n),故a n=14.(12)n−1=(12)n+1,(2)由于:a n=(12)n+1,数列{b n}满足b n=2n.则:C n=a n b n=n2n,则:T n=12+222+323+⋯+n2n①,1 2T n=122+223+324+⋯+n2n+1②,①−②得:12T n=(121+122+⋯+12n)−n2n+1,解得:T n=2−2+n2n,由于S n=14(1−12n)1−12=12(1−12n),所以不等式c1+c2+⋯+c n⩾12λ+2S n−1恒成立,即2−2+n2n ⩾1−12n+12λ−1,则2−n+12n⩾12λ恒成立,令f(n)=n+12n,则f(n +1)−f(n)=n+22n+1−n+12n=−n2n+1<0,所以f(n)关于n 单调递减, 所以(2−n+12n )min=2−1+12,则2−22⩾12λ 解得:λ⩽2.故:λ的取值范围为(−∞,2].;【解析】此题主要考查的知识要点:数列的通项公式的求法及应用,错位相减法在数列求和中的应用,恒成立问题的应用,主要考查学生的运算能力和转化能力,属于较难题.(1)直接利用递推关系式和建立的方程组进一步求出数列的通项公式;(2)利用(1)的结论,进一步利用错位相减法求出数列的和,最后利用恒成立问题求出参数的取值范围.18.【答案】解:(1)∵椭圆x 2a2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率e=√32,椭圆上任意一点到椭圆的两个焦点的距离之和为4, ∴a=2,c=√3,b=1, ∴椭圆的标准方程:x 24+y 21=1,(2)∵设直线l 与椭圆相交于不同的两点A ,B ,点A 的坐标为(-a ,0). ∴点A 的坐标为(-2,0), ∴直线l 的方程为:y=k (x+2),(Ⅱ)(i )由(Ⅰ)可知点A 的坐标是(-2,0). 设点B 的坐标为(x 1,y 1),直线l 的斜率为k . 则直线l 的方程为y=k (x+2).于是A 、B 两点的坐标满足方程组{y =k(x +2)x 24+y 21=1消去y 并整理,得(1+4k 2)x 2+16k 2x+(16k 2-4)=0. 由-2x 1=16k 2−41+4k 2,得x 1=2−8k 21+4k 2.从而y 1=4k1+4k 2. 所以|AB|=4√1+k 21+4k 2 由|AB|=4√25,得4√1+k 21+4k 2=4√25整理得32k 4-9k 2-23=0,即(k 2-1)(32k 2+23)=0,解得k=±1. 所以直线l 的倾斜角为π4或3π4.;【解析】(1)椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)根据a 2=b 2+c 2,ca =√32,2a =4,求解.(2)联立方程组{y =k(x +2)x 24+y 21=1消去y 并整理,得(1+4k 2)x 2+16k 2x +(16k 2−4)=0,运用韦达定理,弦长公式求解.此题主要考查了椭圆和直线的位置关系,联立方程组结合弦长公式求解.19.【答案】解:(1)函数f (x )定义域为(0,+∞),f′(x )=ax +2x-4=2x 2−4x +ax假设存在实数a ,使f (x )在x=1处取极值,则f′(1)=0,∴a=2,…(2分) 此时,f′(x )=2(x−1)2x,当x >0时,f′(x )≥0恒成立,∴f (x )在(0,+∞)递增.…(4分) ∴x=1不是f (x )的极值点.故不存在实数a ,使得f (x )在x=1处取极值.…(5分) (2)由f (x 0)≤g (x 0) 得:(x 0-ln x 0)a≥x 02-2x 0 …(6分) 记F (x )=x-lnx (x >0),∴F′(x )=x−1x(x >0),.…(7分)∴当0<x <1时,F′(x )<0,F (x )递减;当x >1时,F′(x )>0,F (x )递增. ∴F (x )≥F (1)=1>0.…(8分) ∴a≥x 02−2x 0x0−ln x 0,记G (x )=x 2−2xx−lnx ,x ∈[1e ,e]∴G′(x )=(2x −2)(x−lnx )−(x−2)(x−1)(x−lnx )2=(x−1)(x−2lnx +2)(x−lnx )2…(9分)∵x ∈[1e,e],∴2-2lnx=2(1-lnx )≥0,∴x-2lnx+2>0∴x ∈(1e ,1)时,G′(x )<0,G (x )递减;x ∈(1,e )时,G′(x )>0,G (x )递增…(10分)∴G (x )min =G (1)=-1∴a≥G (x )min =-1.…(11分) 故实数a 的取值范围为[-1,+∞). …(12分); 【解析】(1)求出函数f(x)定义域,函数的导函数f′(x),假设存在实数a ,使f(x)在x =1处取极值,则f′(1)=0,求出a ,验证推出结果.(2)由f (x 0)⩽g(x 0) 得:(x 0−ln x 0)a ⩾x 02−2x 0,记F(x)=x −ln x(x >0),求出F′(x),推出F(x)⩾F(1)=1>0,转化a ⩾x 02−2x 0x 0−ln x 0,记G(x)=x 2−2x x−ln x,x ∈[1e,e]求出导函数,求出最大值,列出不等式求解即可.该题考查函数的动手的综合应用,函数的最值的求法,极值的求法,考查转化思想以及计算能力.。

高考理科数学一轮复习导数与函数的零点问题专题练习题

高考理科数学一轮复习导数与函数的零点问题专题练习题

课时作业17 导数与函数的零点问题1.已知f (x )=ax 2-(b +1)x ln x -b ,曲线y =f (x )在点P (e ,f (e))处的切线方程为2x +y =0.(1)求f (x )的解析式;(2)研究函数f (x )在区间(0,e 4]内的零点的个数.解:(1)由题知⎩⎪⎨⎪⎧f e =-2e ,f ′e =-2,得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =e ,∴f (x )=x 2-(e +1)x ln x -e.(2)x 2-(e +1)x ln x -e =0⇒x -(e +1)ln x -e x=0,x ∈(0,e 4].设g (x )=x -(e +1)ln x -e x,x ∈(0,e 4],则g ′(x )=1-e +1x +ex2=x -1x -ex2.由g ′(x )=0得x 1=1,x 2=e , 当x ∈(0,1)时,g ′(x )>0, 当x ∈(1,e)时,g ′(x )<0, 当x ∈(e ,e 4]时,g ′(x )>0,所以g (x )在(0,1)上单调递增,在(1,e)上单调递减,在(e ,e 4]上单调递增. 极大值g (1)=1-e<0,极小值g (e)=-2<0,g (e 4)=e 4-4(e +1)-1e 3,∵4(e +1)+1e 3<4×4+1=17,e 4>2.74>2.54>62=36,∴g (e 4)>0.综上,g (x )在(0,e 4]内有唯一零点, 因此,f (x )在(0,e 4]内有唯一零点.2.(2019·郑州第一次质量预测)已知函数f (x )=ln x +1ax -1a,a ∈R 且a ≠0.(1)讨论函数f (x )的单调性;(2)当x ∈[1e ,e]时,试判断函数g (x )=(ln x -1)e x+x -m 的零点个数.解:(1)f ′(x )=ax -1ax 2(x >0), 当a <0时,f ′(x )>0恒成立, ∴函数f (x )在(0,+∞)上单调递增; 当a >0时,由f ′(x )=ax -1ax 2>0,得x >1a, 由f ′(x )=ax -1ax 2<0,得0<x <1a , ∴函数f (x )在(1a,+∞)上单调递增,在(0,1a)上单调递减. 综上所述,当a <0时,函数f (x )在(0,+∞)上单调递增;当a >0时,函数f (x )在(1a ,+∞)上单调递增,在(0,1a)上单调递减.(2)∵当x ∈[1e ,e]时,函数g (x )=(ln x -1)e x+x -m 的零点,即当x ∈[1e ,e]时,方程(ln x -1)e x+x =m 的根.令h (x )=(ln x -1)e x +x ,h ′(x )=(1x+ln x -1)e x+1.由(1)知当a =1时,f (x )=ln x +1x -1在(1e ,1)上单调递减,在(1,e)上单调递增,∴当x ∈[1e ,e]时,f (x )≥f (1)=0.∴1x +ln x -1≥0在x ∈[1e ,e]上恒成立. ∴h ′(x )=(1x+ln x -1)e x+1≥0+1>0,∴h (x )=(ln x -1)e x+x 在x ∈[1e ,e]上单调递增.∴h (x )min =h (1e )=-2e 1e +1e,h (x )max =e.∴当m <-2e 1e +1e 或m >e 时,函数g (x )在[1e ,e]上没有零点;当-2e 1e +1e ≤m ≤e 时,函数g (x )在[1e ,e]上有一个零点.3.(2019·辽宁五校联考)已知函数f (x )=x 2+2x-a ln x (a ∈R ).(1)若f (x )在x =2处取得极值,求曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程; (2)当a >0时,若f (x )有唯一的零点x 0,求[x 0].注:[x ]表示不超过x 的最大整数,如[0.6]=0,[2.1]=2,[-1.5]=-2. 参考数据:ln2=0.693,ln3=1.099,ln5=1.609,ln7=1.946. 解:(1)∵f (x )=x 2+2x-a ln x ,∴f ′(x )=2x 3-ax -2x2(x >0), 由题意得f ′(2)=0,则2×23-2a -2=0,a =7, 经验证,当a =7时,f (x )在x =2处取得极值, ∴f (x )=x 2+2x -7ln x ,f ′(x )=2x -2x 2-7x,∴f ′(1)=-7,f (1)=3,则曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程为y -3 =-7(x -1),即7x +y -10=0. (2)令g (x )=2x 3-ax -2(x >0), 则g ′(x )=6x 2-a , 由a >0,g ′(x )=0,可得x =a6, ∴g (x )在(0,a6)上单调递减,在(a6,+∞)上单调递增. 由于g (0)=-2<0,故当x ∈(0,a6)时,g (x )<0, 又g (1)=-a <0,故g (x )在(1,+∞)上有唯一零点,设为x 1,从而可知f (x )在(0,x 1)上单调递减,在(x 1,+∞)上单调递增,由于f (x )有唯一零点x 0,故x 1=x 0,且x 0>1, 则g (x 0)=0,f (x 0)=0,可得2ln x 0-3x 30-1-1=0. 令h (x )=2ln x -3x 3-1-1(x >1),易知h (x )在(1,+∞)上单调递增, 由于h (2)=2ln2-107<2×0.7-107<0,h (3)=2ln3-2926>0,故x 0∈(2,3),[x 0]=2.4.(2019·南宁、柳州联考)已知函数f (x )=ln x -ax 2+(2-a )x . (1)讨论f (x )的单调性;(2)设f (x )的两个零点分别是x 1,x 2,求证:f ′(x 1+x 22)<0.解:(1)函数f (x )=ln x -ax 2+(2-a )x 的定义域为(0,+∞),f ′(x )=1x-2ax +(2-a )=-ax -12x +1x,①当a ≤0时,f ′(x )>0,则f (x )在(0,+∞)上单调递增;②当a >0时,若x ∈(0,1a ),则f ′(x )>0,若x ∈(1a,+∞),则f ′(x )<0,则f (x )在(0,1a )上单调递增,在(1a,+∞)上单调递减.(2)证明:由(1)易知a >0,且f (x )在(0,1a )上单调递增,在(1a,+∞)上单调递减,不妨设0<x 1<1a<x 2,f ′(x 1+x 22)<0⇔x 1+x 22>1a ⇔x 1+x 2>2a ,故要证f ′(x 1+x 22)<0,只需证x 1+x 2>2a即可.构造函数F (x )=f (x )-f (2a -x ),x ∈(0,1a ),f ′(x )=f ′(x )-[f (2a-x )]′=f ′(x )+f ′(2a-x )=2axax -2+2x 2-ax =2ax -12x 2-ax,∵x ∈(0,1a ),∴f ′(x )=2ax -12x 2-ax >0,∴F (x )在(0,1a)上单调递增,∴F (x )<F (1a )=f (1a )-f (2a -1a )=0,即f (x )<f (2a-x ),x ∈(0,1a),又x 1,x 2是函数f (x )的两个零点且0<x 1<1a <x 2,∴f (x 1)=f (x 2)<f (2a-x 1),而x 2,2a -x 1均大于1a ,∴x 2>2a -x 1,∴x 1+x 2>2a,得证.尖子生小题库——供重点班学生使用,普通班学生慎用5.(2019·西安八校联考)已知函数f (x )=x ,g (x )=λf (x )+sin x (λ∈R )在区间[-1,1]上单调递减.(1)求λ的最大值;(2)若g (x )<t 2+λt +1在[-1,1]上恒成立,求t 的取值范围; (3)讨论关于x 的方程ln xf x=x 2-2e x +m 的解的个数.解:(1)∵f (x )=x ,∴g (x )=λf (x )+sin x =λx +sin x , 又g (x )在[-1,1]上单调递减,∴g ′(x )=λ+cos x ≤0在[-1,1]上恒成立,∴λ≤(-cos x )min =-1.故λ的最大值为-1.(2)在[-1,1]上,g (x )max =g (-1)=-λ-sin1,∴只需t 2+λt +1>-λ-sin1恒成立,即(t +1)λ+t 2+sin1+1>0(λ≤-1)恒成立,令h (λ)=(t +1)λ+t 2+sin1+1(λ≤-1),要使h (λ)>0恒成立,则需⎩⎪⎨⎪⎧t +1≤0,h -1=-t -1+t 2+sin1+1>0,∴⎩⎪⎨⎪⎧t ≤-1,t 2-t +sin1>0,又t 2-t +sin1>0恒成立,∴t ≤-1,故t 的取值范围为(-∞,-1]. (3)ln xf x=ln x x=x 2-2e x +m ,令f 1(x )=ln x x,f 2(x )=x 2-2e x +m ,∵f 1′(x )=1-ln xx2, ∴当x ∈(0,e)时,f 1′(x )>0,即f 1(x )单调递增;当x ∈[e ,+∞)时,f 1′(x )≤0, 即f 1(x )单调递减. ∴f 1(x )max =f 1(e)=1e ,又f 2(x )=(x -e)2+m -e 2,∴当m -e 2>1e ,即m >e 2+1e 时,方程无解;当m -e 2=1e ,即m =e 2+1e 时,方程有一个解;当m -e 2<1e ,即m <e 2+1e 时,方程有两个解.。

2024年高考数学总复习第三章《导数及其应用》测试卷及答案解析

2024年高考数学总复习第三章《导数及其应用》测试卷及答案解析

2024年高考数学总复习第三章《导数及其应用》测试卷及答案解析(时间:120分钟满分:150分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分)1.已知曲线y=f(x)在x=5处的切线方程是y=-x+5,则f(5)与f′(5)分别为() A.5,-1B.-1,5C.-1,0D.0,-1答案D解析由题意可得f(5)=-5+5=0,f′(5)=-1,故选D.2.已知函数f(x)=x sin x+ax,且f1,则a等于()A.0B.1C.2D.4答案A解析∵f′(x)=sin x+x cos x+a,且f1,∴sin π2+π2cosπ2+a=1,即a=0.3.若曲线y=mx+ln x在点(1,m)处的切线垂直于y轴,则实数m等于() A.-1B.0C.1D.2答案A解析f(x)的导数为f′(x)=m+1x,曲线y=f(x)在点(1,m)处的切线斜率为k=m+1=0,可得m=-1.故选A.4.已知f1(x)=sin x+cos x,f n+1(x)是f n(x)的导函数,即f2(x)=f1′(x),f3(x)=f2′(x),…,f n+1(x)=f n′(x),n∈N*,则f2020(x)等于()A.-sin x-cos x B.sin x-cos xC.-sin x+cos x D.sin x+cos x答案B解析∵f1(x)=sin x+cos x,∴f2(x)=f1′(x)=cos x-sin x,∴f3(x)=f2′(x)=-sin x-cos x,∴f4(x)=f3′(x)=-cos x+sin x,∴f5(x)=f4′(x)=sin x+cos x=f1(x),∴f n(x)是以4为周期的函数,∴f2020(x)=f4(x)=sin x-cos x,故选B.5.已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足f(x)=2xf′(e)+ln x(其中e为自然对数的底数),则f′(e)等于()A .1B .-1C .-eD .-e -1答案D解析已知f (x )=2xf ′(e)+ln x ,其导数f ′(x )=2f ′(e)+1x,令x =e ,可得f ′(e)=2f ′(e)+1e ,变形可得f ′(e)=-1e ,故选D.6.函数y =12x 2-ln x 的单调递减区间为()A .(-1,1]B .(0,1]C .[1,+∞)D .(0,+∞)答案B解析由题意知,函数的定义域为(0,+∞),又由y ′=x -1x≤0,解得0<x ≤1,所以函数的单调递减区间为(0,1].7.(2019·沈阳东北育才学校模拟)已知定义在(0,+∞)上的函数f (x )=x 2+m ,g (x )=6ln x -4x ,设两曲线y =f (x )与y =g (x )在公共点处的切线相同,则m 值等于()A .5B .3C .-3D .-5答案D解析f ′(x )=2x ,g ′(x )=6x -4,令2x =6x-4,解得x =1,这就是切点的横坐标,代入g (x )求得切点的纵坐标为-4,将(1,-4)代入f (x )得1+m =-4,m =-5.故选D.8.(2019·新乡模拟)若函数f (x )=a e x +sin x 在-π2,0上单调递增,则a 的取值范围为()B .[-1,1]C .[-1,+∞)D .[0,+∞)答案D解析依题意得,f ′(x )=a e x +cos x ≥0,即a ≥-cos xe x 对x ∈-π2,0恒成立,设g (x )=-cos xe x ,x ∈-π2,0,g ′(x )g ′(x )=0,则x =-π4,当x ∈-π2,-g ′(x )<0;当x -π4,0时,g ′(x )>0,故g (x )max =g (0,则a ≥0.故选D.9.(2019·河北衡水中学调研)如图所示,某几何体由底面半径和高均为5的圆柱与半径为5的半球面对接而成,该封闭几何体内部放入一个小圆柱体,且小圆柱体的上下底面均与外层圆柱的底面平行,则小圆柱体积的最大值为()A.2000π9B.4000π27C .81πD .128π答案B解析小圆柱的高分为上下两部分,上部分同大圆柱一样为5,下部分深入底部半球内设为h (0<h <5),小圆柱的底面半径设为r (0<r <5),由于r ,h 和球的半径5满足勾股定理,即r 2+h 2=52,所以小圆柱体积V =πr 2(h +5)=π(25-h 2)(h +5)(0<h <5),求导V ′=-π(3h -5)·(h +5),当0<h ≤53时,体积V 单调递增,当53<h <5时,体积V 单调递减.所以当h =53时,小圆柱体积取得最大值,V max ==4000π27,故选B.10.(2019·凉山诊断)若对任意的0<x 1<x 2<a 都有x 2ln x 1-x 1ln x 2<x 1-x 2成立,则a 的最大值为()A.12B .1C .eD .2e答案B解析原不等式可转化为1+ln x 1x 1<1+ln x 2x 2,构造函数f (x )=1+ln x x ,f ′(x )=-ln xx2,故函数在(0,1)上导数大于零,单调递增,在(1,+∞)上导数小于零,单调递减.由于x 1<x 2且f (x 1)<f (x 2),故x 1,x 2在区间(0,1)上,故a 的最大值为1,故选B.11.(2019·洛阳、许昌质检)设函数y =f (x ),x ∈R 的导函数为f ′(x ),且f (x )=f (-x ),f ′(x )<f (x ),则下列不等式成立的是(注:e 为自然对数的底数)()A .f (0)<e -1f (1)<e 2f (2)B .e -1f (1)<f (0)<e 2f (2)C .e 2f (2)<e -1f (1)<f (0)D .e 2f (2)<f (0)<e -1f (1)答案B解析设g (x )=e -x f (x ),∴g ′(x )=-e -x f (x )+e -x f ′(x )=e -x (f ′(x )-f (x )),∵f ′(x )<f (x ),∴g ′(x )<0,∴g (x )为减函数.∵g (0)=e 0f (0)=f (0),g (1)=e -1f (1),g (-2)=e 2f (-2)=e 2f (2),且g (-2)>g (0)>g (1),∴e -1f (1)<f (0)<e 2f (2),故选B.12.(2019·廊坊省级示范高中联考)已知函数f (x )=-13x 3-12x 2+ax -b 的图象在x =0处的切线方程为2x -y -a =0,若关于x 的方程f (x 2)=m 有四个不同的实数解,则m 的取值范围为()A.-323,-B.-2-323,-2答案D解析由函数f (x )=-13x 3-12x 2+ax -b ,可得f ′(x )=-x 2-x +a ,则f (0)=-b =-a ,f ′(0)=a =2,则b =2,即f (x )=-13x 3-12x 2+2x -2,f ′(x )=-x 2-x +2=-(x -1)(x +2),所以函数f (x )在(-2,1)上单调递增,在(-∞,-2),(1,+∞)上单调递减,又由关于x 的方程f (x 2)=m 有四个不同的实数解,等价于函数f (x )的图象与直线y =m 在x ∈(0,+∞),上有两个交点,又f (0)=-2,f (1)=-56,所以-2<m <-56,故选D.二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)13.(2019·陕西四校联考)已知函数f (x )=ln x +2x 2-4x ,则函数f (x )的图象在x =1处的切线方程为________________.答案x -y -3=0解析∵f (x )=ln x +2x 2-4x ,∴f ′(x )=1x +4x -4,∴f ′(1)=1,又f (1)=-2,∴所求切线方程为y -(-2)=x -1,即x -y -3=0.14.已知函数f (x )=(x -a )ln x (a ∈R ),若函数f (x )存在三个单调区间,则实数a 的取值范围是________.答案-1e2,解析f ′(x )=ln x +1x (x -a )=ln x +1-ax,函数f (x )=(x -a )ln x (a ∈R ),若函数f (x )存在三个单调区间,则f ′(x )有两个变号零点,即f ′(x )=0有两个不等实根,即a =x (ln x +1)有两个不等实根,转化为y =a 与y =x (ln x +1)的图象有两个不同的交点.令g (x )=x (ln x +1),则g ′(x )=ln x +2,令ln x +2=0,则x =1e 2,即g (x )=x (ln x +1)[g (x )]min =-1e 2,当x →0时,g (x )→0,当x →+∞时,f (x )→+∞,所以结合f (x )的图象(图略)可知a -1e 2,15.(2019·山师大附中模拟)已知函数f (x )=x 3-2x +e x -1e x ,其中e 是自然对数的底数,f (a -1)+f (2a 2)≤0,则实数a 的取值范围是________.答案-1,12解析由函数f (x )=x 3-2x +e x -1e x f ′(x )=3x 2-2+e x +1e x ≥-2+e x +1ex ≥-2+2e x ·1e x=0,当且仅当x =0时等号成立,可得f (x )在R 上递增,又f (-x )+f (x )=(-x )3+2x +e -x -e x +x 3-2x +e x -1e x 0,可得f (x )为奇函数,则f (a -1)+f (2a 2)≤0,即有f (2a 2)≤0-f (a -1)=f (1-a ),即有2a 2≤1-a ,解得-1≤a ≤12.16.(2019·湖北黄冈中学、华师附中等八校联考)定义在R 上的函数f (x )满足f (-x )=f (x ),且对任意的不相等的实数x 1,x 2∈[0,+∞)有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0成立,若关于x 的不等式f (2mx -ln x-3)≥2f (3)-f (-2mx +ln x +3)在x ∈[1,3]上恒成立,则实数m 的取值范围是______________.答案12e ,1+ln 36解析∵函数f (x )满足f (-x )=f (x ),∴函数f (x )为偶函数.又f (2mx -ln x -3)≥2f (3)-f (-2mx +ln x +3)=2f (3)-f (2mx -ln x -3),∴f (2mx -ln x -3)≥f (3).由题意可得函数f (x )在(-∞,0)上单调递增,在[0,+∞)上单调递减.∴|2mx -ln x -3|≤3对x ∈[1,3]恒成立,∴-3≤2mx -ln x -3≤3对x ∈[1,3]恒成立,即ln x2x ≤m ≤ln x +62x对x ∈[1,3]恒成立.令g (x )=ln x2x ,x ∈[1,3],则g ′(x )=1-ln x 2x 2∴g (x )在[1,e ]上单调递增,在(e,3]上单调递减,∴g (x )max =g (e)=12e .令h (x )=ln x +62x ,x ∈[1,3],则h ′(x )=-5-ln x2x 2<0,∴h (x )在[1,3]上单调递减,∴h (x )min =h (3)=6+ln 36=1+ln 36.综上可得实数m 的取值范围为12e ,1+ln 36.三、解答题(本大题共70分)17.(10分)(2019·辽宁重点高中联考)已知函数f (x )=x 3+mx 2-m 2x +1(m 为常数,且m >0)有极大值9.(1)求m 的值;(2)若斜率为-5的直线是曲线y =f (x )的切线,求此直线方程.解(1)f ′(x )=3x 2+2mx -m 2=(x +m )(3x -m )=0,令f ′(x )=0,则x =-m 或x =13m ,当x 变化时,f ′(x )与f (x )的变化情况如下表:f ′(x )+0-0+f (x )增极大值减极小值增从而可知,当x =-m 时,函数f (x )取得极大值9,即f (-m )=-m 3+m 3+m 3+1=9,∴m =2.(2)由(1)知,f (x )=x 3+2x 2-4x +1,依题意知f ′(x )=3x 2+4x -4=-5,∴x =-1或x =-13,又f (-1)=6,=6827,所以切线方程为y -6=-5(x +1)或y -6827=-即5x +y -1=0或135x +27y -23=0.18.(12分)(2019·成都七中诊断)已知函数f (x )=x sin x +2cos x +ax +2,其中a 为常数.(1)若曲线y =f (x )在x =π2处的切线斜率为-2,求该切线的方程;(2)求函数f (x )在x ∈[0,π]上的最小值.解(1)求导得f ′(x )=x cos x -sin x +a ,由f a -1=-2,解得a =-1.此时2,所以该切线的方程为y -2=-2x +y -2-π=0.(2)对任意x ∈[0,π],f ″(x )=-x sin x ≤0,所以f ′(x )在[0,π]内单调递减.当a ≤0时,f ′(x )≤f ′(0)=a ≤0,∴f (x )在区间[0,π]上单调递减,故f (x )min =f (π)=a π.当a ≥π时,f ′(x )≥f ′(π)=a -π≥0,∴f (x )在区间[0,π]上单调递增,故f (x )min =f (0)=4.当0<a <π时,因为f ′(0)=a >0,f ′(π)=a -π<0,且f ′(x )在区间[0,π]上单调递减,结合零点存在定理可知,存在唯一x 0∈(0,π),使得f ′(x 0)=0,且f (x )在[0,x 0]上单调递增,在[x 0,π]上单调递减.故f (x )的最小值等于f (0)=4和f (π)=a π中较小的一个值.①当4π≤a <π时,f (0)≤f (π),故f (x )的最小值为f (0)=4.②当0<a <4π时,f (π)≤f (0),故f (x )的最小值为f (π)=a π.综上所述,函数f (x )的最小值f (x )min,a ≥4π,π,a <4π.19.(12分)(2019·武汉示范高中联考)已知函数f (x )=4ln x -mx 2+1(m ∈R ).(1)若函数f (x )在点(1,f (1))处的切线与直线2x -y -1=0平行,求实数m 的值;(2)若对于任意x ∈[1,e ],f (x )≤0恒成立,求实数m 的取值范围.解(1)∵f (x )=4ln x -mx 2+1,∴f ′(x )=4x -2mx ,∴f ′(1)=4-2m ,∵函数f (x )在(1,f (1))处的切线与直线2x -y -1=0平行,∴f ′(1)=4-2m =2,∴m =1.(2)∵对于任意x ∈[1,e ],f (x )≤0恒成立,∴4ln x -mx 2+1≤0,在x ∈[1,e ]上恒成立,即对于任意x ∈[1,e ],m ≥4ln x +1x 2恒成立,令g (x )=4ln x +1x 2,x ∈[1,e ],g ′(x )=2(1-4ln x )x 3,令g ′(x )>0,得1<x <14e ,令g ′(x )<0,得14e <x <e ,当x 变化时,g ′(x ),g (x )的变化如下表:x 14(1,e )14e14(e ,e)g ′(x )+0-g (x )极大值∴函数g (x )在区间[1,e ]上的最大值g (x )max =g (14e )=141244ln e 1(e )+=2e e ,∴m ≥2ee,即实数m 的取值范围是2ee ,+20.(12分)已知函数f (x )=ln x -ax (ax +1),其中a ∈R .(1)讨论函数f (x )的单调性;(2)若函数f (x )在(0,1]内至少有1个零点,求实数a 的取值范围.解(1)依题意知,函数f (x )的定义域为(0,+∞),且f ′(x )=1x -2a 2x -a =2a 2x 2+ax -1-x =(2ax -1)(ax +1)-x,当a =0时,f (x )=ln x ,函数f (x )在(0,+∞)上单调递增;当a >0时,由f ′(x )>0,得0<x <12a,由f ′(x )<0,得x >12a,函数f (x )当a <0时,由f ′(x )>0,得0<x <-1a ,由f ′(x )<0,得x >-1a ,函数f (x )-1a,+.(2)①当a =0时,函数f (x )在(0,1]内有1个零点x 0=1;②当a >0时,由(1)知函数f (x )若12a ≥1,即0<a ≤12时,f (x )在(0,1]上单调递增,由于当x →0时,f (x )→-∞且f (1)=-a 2-a <0知,函数f (x )在(0,1]内无零点;若0<12a <1,即当a >12时,f (x )1上单调递减,要使函数f (x )在(0,1]内至少有1个零点,只需满足0,即ln 12a ≥34,又∵a >12,∴ln 12a <0,∴不等式不成立.∴f (x )在(0,1]内无零点;③当a <0时,由(1)知函数f (x )-1a,+若-1a ≥1,即-1≤a <0时,f (x )在(0,1]上单调递增,由于当x →0时,f (x )→-∞,且f (1)=-a 2-a >0,知函数f (x )在(0,1]内有1个零点;若0<-1a <1,即a <-1时,函数f (x )-1a,1上单调递减,由于当x →0时,f (x )→-∞,且当a <-1时,,知函数f (x )在(0,1]内无零点.综上可得a 的取值范围是[-1,0].21.(12分)(2019·湖北黄冈中学、华师附中等八校联考)在工业生产中,对一正三角形薄钢板(厚度不计)进行裁剪可以得到一种梯形钢板零件,现有一边长为3(单位:米)的正三角形钢板(如图),沿平行于边BC 的直线DE 将△ADE 剪去,得到所需的梯形钢板BCED ,记这个梯形钢板的周长为x (单位:米),面积为S (单位:平方米).(1)求梯形BCED 的面积S 关于它的周长x 的函数关系式;(2)若在生产中,梯形BCED 试确定这个梯形的周长x 为多少时,该零件才可以在生产中使用?解(1)∵DE ∥BC ,△ABC 是正三角形,∴△ADE 是正三角形,AD =DE =AE ,BD =CE =3-AD ,则DE +2(3-AD )+3=9-AD =x ,S =(3+AD )·(3-AD )·sin 60°2=3(12-x )(x -6)4(6<x <9),化简得S =34(-x 2+18x -72)(6<x <9).故梯形BCED 的面积S 关于它的周长x 的函数关系式为S =34(-x 2+18x -72)(6<x <9).(2)∵由(1)得S =34(-x 2+18x -72)(6<x <9),令f (x )=S x =x -72x +x <9),∴f ′(x )1令f ′(x )=0,得x =62或x =-62(舍去),f (x ),f ′(x )随x 的变化如下表:x(6,62)62(62,9)f ′(x )+0-f (x )单调递增极大值单调递减∴当x =62时,函数f (x )=S x有最大值,为f (62)=923-36.∴当x =62米时,该零件才可以在生产中使用.22.(12分)(2019·衡水中学调研)已知函数f (x )=k e x -x 2(其中k ∈R ,e 是自然对数的底数).(1)若k =2,当x ∈(0,+∞)时,试比较f (x )与2的大小;(2)若函数f (x )有两个极值点x 1,x 2(x 1<x 2),求k 的取值范围,并证明:0<f (x 1)<1.解(1)当k =2时,f (x )=2e x -x 2,则f ′(x )=2e x -2x ,令h (x )=2e x -2x ,h ′(x )=2e x -2,由于x ∈(0,+∞),故h ′(x )=2e x -2>0,于是h (x )=2e x -2x 在(0,+∞)上为增函数,所以h (x )=2e x -2x >h (0)=2>0,即f ′(x )=2e x -2x >0在(0,+∞)上恒成立,从而f (x )=2e x -x 2在(0,+∞)上为增函数,故f (x )=2e x -x 2>f (0)=2.(2)函数f (x )有两个极值点x 1,x 2,则x 1,x 2是f ′(x )=k e x -2x =0的两个根,即方程k =2x ex 有两个根,设φ(x )=2x e x ,则φ′(x )=2-2x ex ,当x <0时,φ′(x )>0,函数φ(x )单调递增且φ(x )<0;当0<x <1时,φ′(x )>0,函数φ(x )单调递增且φ(x )>0;当x >1时,φ′(x )<0,函数φ(x )单调递减且φ(x )>0.作出函数φ(x )的图象如图所示,要使方程k =2x e x 有两个根,只需0<k <φ(1)=2e,故实数k f (x )的两个极值点x 1,x 2满足0<x 1<1<x 2,由f ′(x 1)=1e x k -2x 1=0得k =112e x x ,所以f (x 1)=1e x k -x 21=112e x x 1e x -x 21=-x 21+2x 1=-(x 1-1)2+1,由于x 1∈(0,1),所以0<-(x 1-1)2+1<1,所以0<f (x 1)<1.。

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高考数学专题复习:函数与导数小题训练

函数与导数小题训练
一、奇偶性、对称性
1.若函数$f(x)=x\ln(x+a+x^2)$为偶函数,则$a=0$。

2.已知偶函数$f(x)$在$[0,+\infty)$单调递减,$f(2)=k$。

若$f(x-1)>0$,则$x$的取值范围是$(0,2]$。

3.函数$f(x)$在$(-\infty,+\infty)$单调递减,且为奇函数。

若$f(1)=-1$,则满足$-1\leq f(x-2)\leq 1$的$x$的取值范围是$[-2,2]$。

4.偶函数$f(x)$的定义域是$[-2,2]$,在区间$[0,2]$上是减函数,求使$f(x)>f(1-x)$成立时$x$的取值范围。

5.设函数$f(x)=\ln(1+|x|)-\dfrac{1}{2}$,则使得$f(x)>f(2x-1)$成立的$x$的取值范围是$(0,1)$。

6.已知$f(x)=x^3-2x+e^x-\dfrac{1}{3}$,则不等式
$f(3x^2)+f(1-4x)\leq 1$的解集为$[-1,1]$。

7.已知函数$f(x)(x\in\mathbb{R})$满足$f(-x)=2-f(x)$,若
函数$y=f(x)$的图象与$y=x+1$的图象有$m$个交点,则$m=2$。

8.函数$y=\dfrac{1}{1-x}$的图象与函数$y=2\sin(\pi x)(-
2\leq x\leq 4)$的图象所有交点的横坐标之和等于$4$。

9.已知函数$f(x)=x^2-2x+a(e^x+e^{-x}-2)$有唯一零点,则$a=\dfrac{1}{2}$。

10.已知函数$f(x)=\ln x+\ln(2-x)$,则$f(x)$在$(0,2)$单调
递增。

11.设点$P$在曲线$y=x^e$上,点$Q$在曲线$y=\ln(2x)$上,则$|PQ|$的最小值为$e$。

1.此题无格式错误,不需要删除明显有问题的段落。

可以对每个选项进行简单的改写,如A选项改写为ln2-1,B选项改写为2ln2-2,C选项改写为ln2+1,D选项改写为2ln2+
2.
2.题目中的“10x=-x-2,lgx=-x-2”的符号应为“10x=-x-2,log2x=-x-2”,可以改写为“已知方程10x=-x-2和log2x=-x-2的两个解分别为x1和x2,定义函数f(x)=(x-x1)(x-x2),则…”
3.此题无格式错误,不需要删除明显有问题的段落。

可以对每个选项进行简单的改写,如A选项改写为x/(x+1)-1,B 选项改写为x/(x+1)-2,C选项改写为x/(x+1)-3,D选项改写为x/(x+1)-
4.
4.此题无格式错误,不需要删除明显有问题的段落。

可以对每个选项进行简单的改写,如A选项改写为f(-
2)+f(log212)=3,B选项改写为f(-2)+f(log212)=6,C选项改写为f(-2)+f(log212)=9,D选项改写为f(-2)+f(log212)=12.
5.此题无格式错误,不需要删除明显有问题的段落。

可以将函数f(x)改写为f(x)=1/x,然后解出不等式1/x=1/2.
6.此题无格式错误,不需要删除明显有问题的段落。

可以
将函数f(x)改写为f(x)=x/2或f(x)=x/(x+1),然后解出不等式
f(x)+f(x-)>1,得到x>1/2或x<0.
7.此题无格式错误,不需要删除明显有问题的段落。

可以
对每个选项进行简单的改写,如将a、b、c分别改写为log36、log510、log714,然后比较大小即可得出答案为b<a<c。

8.此题无格式错误,不需要删除明显有问题的段落。

可以
将a、b、c分别改写为log36、log210、log714,然后根据换底公式将它们化为以10为底的对数,比较大小即可得出答案为
b<a<c。

9.若$a>b>10$,$|c|<1$,则$ac<bc$。

10.设$x,y,z$为正数,且$2x=3y=5z$,则$3y<5z<2x$。

1.函数$f(x)=(1-\cos x)\sin x$在$[-\pi,\pi]$的图象大致为:
插入图片)
2.函数$y=2x-e$在$[-2,2]$的图象大致为:
插入图片)
3.函数$y=1+x+\frac{\sin x}{x^2}$的部分图象大致为:
插入图片)
4.函数$y=\frac{\sin^2 x}{1-\cos x}$的部分图象大致为:
插入图片)
5.函数$y=(x^3-x)^2|x|$的图象大致为:
插入图片)
6.函数$f(x)=\ln(x+1)-x$的图象大致为:
插入图片)
7.如图所示,长方形$ABCD$的边$AB=2$,$BC=1$,$O$是$AB$的中点,点$P$沿着边$BC,CD$与$DA$运动,$\angle BOP=x$。

将动点$P$到$A,B$两点距离之和表示为的函数$f(x)$,则$f(x)$的图象大致为:
插入图片)
8.若存在正数$x$使$2(x-a)(x-0.5)$。

即$a$的取值范围是$(x-0.5,+\infty)$。

9.当$0<x\leqslant 1$时,$4<\log_a x\leqslant 2$,则$a$的取值范围是$(1,2]$。

10.已知函数$f(x)=\begin{cases}1.& x\leqslant 0 \\ -x+6.& x>0\end{cases}$,若$a,b,c$均不相等,且$f(a)=f(b)=f(c)$,则$abc$的取值范围是$(1,10)$。

11.设方程$2-x=\log x$的两个根为$x_1,x_2$,则
$x_1x_2=1$。

四、导数
1.曲线$y=x^2+1$在点$(1,2)$处的切线方程为
$\textbf{y=2x+1}$.
2.函数$f(x)=ax^3+x+1$的图像在点$(1,f(1))$处的切线过点$(2,7)$,则$a=4$.
3.已知$f(x)$为偶函数,当$x\leq 0$时,$f(x)=e^{-x}-1-x$,则曲线$y=f(x)$在点$(1,2)$处的切线方程为$\textbf{y=-x+3}$.
4.若存在实数$m,n(m1)$的定义域值域都是$[m,n](m<n)$,则$a$值的集合是$(1,e)$.
5.(1) 若函数$f(x)=kx-\ln x$在区间$(1,+\infty)$单调递增,
则$k$的取值范围是$\textbf{(D)}[1,+\infty)$.
2) 若函数$f(x)=x-\sin^2 x+a\sin x$在$(-\infty,+\infty)$单调递增,则$a$的取值范围是$\textbf{(A)}[-1,1]$.
6.已知函数$f(x)=x^3+ax^2+bx+c$,其中$a,b,c$为常数,若$f(x)$的图像在点$(1,3)$处的切线斜率为$9$,则$a+b+c=5$.
7.若直线$y=kx+b$是曲线$y=\ln x+2$的切线,也是曲线$y=\ln(x+1)$的切线,则$b=2\ln 2-2$.
8.若$x=-2$是函数$f(x)=(x+ax-1)e$的极值点,则$f(x)$的极小值为$e^{-3}$,当$a=-\frac{1}{3}$时,$x$轴为曲线
$y=f(x)$的切线.
9.设函数$f(x)=e^{2x-1}-ax+a$,其中$a<1$,若存在唯一的整数$x$,使得$f(x)<0$,则$a$的取值范围是$\textbf{(C)}(-\infty,-5]$.
10.已知函数$f(x)=x+bx^2+cx^3+d$,其中$b,c,d$为常数,下列结论中错误的是$\textbf{(D)}$若$x$是$f(x)$的极小值点,则$f'(x)=0$.
11.已知函数$f(x)=ax-3x+1$,若$f(x)$存在唯一的零点$x$,且$x>0$,则$a$的取值范围是$\textbf{(B)}(1,+\infty)$.。

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