导数的练习题及答案

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导数练习试题含含答案

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精选文档章末检测一、选择题1.已知曲线y= x2+ 2x- 2 在点 M 处的切线与x 轴平行,则点M 的坐标是 ()A . (- 1,3)B .( -1,- 3)C. (- 2,- 3)D. (- 2,3)答案 B分析∵ f′ (x)= 2x+ 2=0,∴ x=- 1.f(- 1)= (- 1)2+ 2× (- 1)- 2=- 3.∴ M(- 1,- 3).2.函数 y=x4- 2x2+ 5 的单一减区间为()A . (-∞,- 1)及 (0,1)B. (- 1,0)及 (1,+∞ )C. (- 1,1)D. (-∞,- 1)及 (1,+∞ )答案 A分析y′= 4x3-4x= 4x(x2- 1),令 y′<0 得 x 的范围为 (-∞,- 1)∪ (0,1) ,应选 A. 3.函数 f(x)=x3+ax2+ 3x- 9,在 x=- 3 时获得极值,则 a 等于 ()A . 2B . 3C. 4 D . 5答案 D分析f′ (x)= 3x2+ 2ax+ 3.由 f(x)在 x=- 3 时获得极值,即f′( - 3)=0,即 27- 6a+ 3=0,∴ a=5.14.函数 y=ln的大概图象为()|x+ 1|答案 D分析函数的图象对于x=- 1 对称,清除 A 、 C,当 x>- 1 时, y=- ln(x+ 1)为减函数,应选 D.5.二次函数y= f(x)的图象过原点,且它的导函数y=f′ (x)的图象过第一、二、三象限的一条直线,则函数y= f(x) 的图象的极点所在象限是()A .第一B.第二C.第三D.第四答案 C分析∵ y= f′ (x)的图象过第一、二、三象限,故二次函数 y= f(x)的图象必定先降落再上涨且对称轴在原点左边,又由于其图象过原点,故极点在第三象限.6.已知函数 f(x)=- x3+ ax2- x- 1 在 (-∞,+∞ )上是单一函数,则实数 a 的取值范围是()A . (-∞,-3)B . [- 3, 3]C. ( 3,+∞ ) D . (- 3, 3)答案 B分析f′ (x)=- 3x2+ 2ax-1≤ 0 在 (-∞,+∞ )恒建立,= 4a2- 12≤ 0? - 3≤a≤ 3. 7.设 f(x)= xln x,若 f′( x0)= 2,则 x0等于 ()A . e2 B. ln 2ln 2C. 2 D. e答案 D分析f′ (x)= x·(ln x)′+ (x)′ ·ln x= 1+ ln x.∴f′ (x0)= 1+ ln x0= 2,∴l n x0= 1,∴x0=e.18.设函数f(x)=3x- ln x(x> 0),则 y=f(x)()1A .在区间 (e, 1)(1, e)内均有零点1B.在区间 (e, 1), (1, e)内均无零点C.在区间 (1e, 1)内无零点,在区间(1, e)内有零点D.在区间 (1e, 1)内有零点,在区间(1, e)内无零点答案 C分析 由题意得 f ′( x)=x -3,令 f ′ (x)>0 得 x > 3;令 f ′ (x)<0 得 0< x < 3; f ′ (x)= 0 得3xx =3,故知函数 f(x)在区间 (0,3) 上为减函数,在区间 (3 ,+ ∞ )为增函数,在点x =3 处有极1 > 0 e 1 1+ 1> 0.小值 1- ln 3< 0;又 f(1) =, f(e) = - 1 < 0,f( )=33 e 3e9.设函数 f(x)=sin θ3 3cos θ 25π )3 x +x + tan θ,此中 θ∈ [0,] ,则导数 f ′ (1) 的取值范围是 (212A . [ -2,2]B . [ 2, 3]C . [ 3, 2]D . [ 2,2]答案 D分析∵ f ′ (x)= x 2sin θ+ x · 3cos θ,13∴ f ′ (1)= sin θ+ 3cos θ= 2(2sin θ+ 2 cos θ)π=2sin( θ+3).5πππ 3π ∵0≤ θ≤12, ∴ 3≤θ+ 3≤ 4 ,∴ 2π π 2 ≤sin( θ+ )≤ 1.∴ 2≤ 2sin(θ+ )≤ 2.3 3 10.方程 2x 3 -6x 2+ 7= 0 在(0,2) 内根的个数有 ( )A . 0B . 1C . 2D . 3答案B分析令 f(x)= 2x 3- 6x 2+ 7,∴ f ′ (x)= 6x 2- 12x = 6x(x - 2),由 f ′( x)> 0 得 x > 2 或 x < 0;由 f ′ (x)< 0 得 0< x < 2;又 f(0)= 7> 0,f(2)=- 1<0, ∴ 方程在 (0,2)内只有一实根.二、填空题11.若曲线 y =kx +ln x 在点 (1, k)处的切线平行于 x 轴,则 k = ______.答案 - 1分析 求导得 y ′ = k +1,依题意 k + 1= 0,x 所以 k =- 1.12.已知函数 f(x)=- x 3+ax 在区间 (- 1,1)上是增函数,则实数 a 的取值范围是 ________.答案 a ≥ 3分析 由题意应有 f ′( x)=- 3x 2+ a ≥ 0,在区间 (- 1,1)上恒建立,则 a ≥ 3x 2,x ∈ (- 1,1)恒建立,故 a ≥ 3.13.在平面直角坐标系xOy 中,点 P 在曲线 C : y =x 3-10x + 3 上,且在第二象限内,已知曲线 C 在点 P 处的切线的斜率为 2,则点 P 的坐标为 ________.答案(2,15)分析 y ′ = 3x 2-10= 2? x = ±2,又点 P 在第二象限内, ∴ x =- 2,得点 P 的坐标为 (- 2,15) 14.函数 f(x)= x 3+ ax 2+ bx + a 2,在 x = 1 时有极值 10,那么 a ,b 的值分别为 ________.答案 4,- 11分析f ′ (x)= 3x 2+ 2ax + b , f ′(1) = 2a + b + 3= 0,f(1)= a 2+ a + b +1= 10,2a + b =- 3 a =- 3 a = 4 ,当 a =- 3 时, x = 1 不是极值点, a ,b 的值分,,或b =- 11 a 2+ a + b = 9 b = 3别为 4,- 11. 三、解答题23 ax 2+ b(- 1≤ x ≤ 1)的最大值为 1,最小值为- 6,求常数 a , 15.设 <a<1 ,函数 f(x)= x3- 2 32b. 解令 f ′ (x)= 3x 2- 3ax =0,得 x 1 =0, x 2= a.f(0)= b , f(a)=- a3 + b , f(- 1)=- 1- 3a +b ,2 23 f(1)= 1- 2a + b23a<0,由于 <a<1 ,所以 1-32故最大值为 f(0)= b =1,所以 f( x)的最小值为 f(- 1)=- 1-3a +b =- 3a , 2 23 6 ,所以 a = 6所以- a =-2 3 .2故 a = 6, b = 1.316.若函数 f(x)= 4x 3- ax +3 在 [- 1, 1 ]上是单一函数,则实数 a 的取值范围为多少?2 2 解 1 11 1 f ′(x)=12x 2- a ,若 f(x)在 [ - , ]上为单一增函数,则 f ′ ( x)≥ 0 在 [ - , ] 上恒建立,2 2 2 2即 12x 2- a ≥ 0 在[-12, 12] 上恒建立,∴ a ≤ 12x 2在 [ -1, 1] 上恒建立, ∴ a ≤(12x 2 )min =0. 2 22∴a = 0 切合题意.1 1若 f(x)在 [ - 2,2] 上为单一减函数,1 1则 f ′( x)≤ 0,在 [ - 2, 2] 上恒建立,即 12x 2- a ≤ 0 在[- 1, 1] 上恒建立,2 2∴ a ≥ 12x 2 在 [ -12, 12] 上恒建立,∴ a ≥ (12x 2)max = 3.当 a = 3 时, f ′(x)= 12x 2 -3= 3(4x 2- 1)≤ 01 恒建立 (且只有 x = ± 时 f ′ (x)= 0).2所以, a 的取值范围为 a ≤ 0 或 a ≥ 3.17.某乡村拟修筑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.假定建筑成本仅与表面积相关,侧面的建筑成本为 100 元/ 平方米,底面的建筑成本为 160 元 / 平方米,该蓄水池的总建筑成本为 12 000 π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) 议论函数 V(r)的单一性,并确立 r 和 h 为什么值时该蓄水池的体积最大.解 (1) 由于蓄水池侧面的总成本为 100·2rh π= 200πrh(元 ),底面的总成本为 160πr 2 元,所以蓄水池的总成本为 (200 πrh + 160πr 2 )元.又依据题意 200πrh +160πr 2= 12 000 π,所以 h = 1(300-4r 2),5rπ进而 V(r)= πr 2h = 5(300r - 4r 3).由于 r>0 ,又由 h>0 可得 r<53,故函数 V(r )的定义域为 (0,5 3).π(2) 由于 V(r )=5(300r - 4r 3),故 V ′ (r)= π(300-12r 2). 5令 V ′ (r)= 0,解得 r 1= 5, r 2=- 5(由于 r 2=- 5 不在定义域内,舍去).当 r ∈ (0,5)时, V ′(r )>0,故 V(r)在 (0,5)上为增函数;当 r ∈ (5,5 3)时, V ′ (r )<0 ,故 V(r )在 (5,5 3)上为减函数.由此可知, V(r )在 r = 5 处获得最大值,此时h =8.即当 r = 5, h = 8 时,该蓄水池的体积最大.17.统计表示, 某种型号的汽车在匀速行驶中每小时的耗油量 y(升 )对于行驶速度 x(千米 /时 )的函数分析式能够表示为:y = 1x 3-3x + 8(0< x ≤ 120).已知甲、乙两地相距 100 千128 00080米.(1) 当汽车以 40 千米 /时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地要耗油多少升?(2) 当汽车以多大的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少?最少为多少升?解 (1)当 x = 40 时,汽车从甲地到乙地行驶了100= 2.5 小时,40要耗油 (1 × 403- 3× 40+ 8)×= 17.5(升 ).128 000 80(2) 当速度为 x 千米 /小不时,汽车从甲地到乙地行驶了100小时,设耗油量为 h(x)升,x依题意得 h(x)= (1 x 3- 3 x + 8).100= 1 x 2+ 800-15(0< x ≤120), 128 000 80 x 1280 x 4h ′ (x)= x - 8002 = x3- 803 2 (0< x ≤ 120).640 x 640x令 h ′ (x)= 0,得 x = 80.当 x ∈ (0,80) 时, h ′ (x)< 0, h(x)是减函数;当 x ∈ (80,120) 时, h ′ (x)> 0, h(x)是增函数.∴当 x = 80 时, h(x)取到极小值 h(80)= 11.25. 由于 h(x)在 (0,120] 上只有一个极值,所以它是最小值.答 当汽车以 40 千米 / 时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油 17.5 升.当汽车以 80 千米/ 时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少,最少为 11.25 升.18.已知函数 f(x)= 1x 3- aln x -1(a ∈ R ,a ≠ 0).3 3(1) 当 a =3 时,求曲线 y = f(x)在点 (1, f(1)) 处的切线方程; (2) 求函数 f(x)的单一区间;(3) 若对随意的 x ∈ [1,+∞ ),都有 f(x)≥ 0 建立,求 a 的取值范围.解 (1)当 a = 3 时, f(x)=13x3- 3ln x -13, f(1)= 0,∴ f ′ (x)= x 2- 3, ∴ f ′ (1) =-2, x∴曲线 y = f(x)在点 (1, f(1)) 处的切线方程 2x + y - 2=0.(2) f ′ (x)=x 2- a = x 3- a(x > 0).x xx 3 -a①当 a < 0 时, f ′ ( x)=x > 0 恒建立,函数 f(x)的递加区间为 (0,+ ∞ ).②当 a > 0 时,令 f ′ (x)= 0,解得 x =3a 或 x =- 3a(舍 ).x3 a) 3 3(0, a ( a ,+ ∞ )f ′ (x) - 0 + f(x)减极小值增∴函数 f(x) 的递加区间为 (3a ,+ ∞ ),递减区间为 (0,3a)(3) 对随意的 x ∈ [1,+ ∞ ),使 f(x)≥0 建立,只要对随意的 x ∈ [1,+ ∞ ), f(x)min ≥ 0.①当 a < 0 时, f(x)在 [1,+ ∞ )上是增函数, ∴只要 f(1) ≥0,而 f(1) =1- aln 1 - 1= 0,3 3∴a < 0 知足题意,②当 0< a ≤ 1 时, 0<3a ≤ 1,f(x)在 [1,+ ∞ )上是增函数, ∴ 只要 f(1)≥ 0 而 f(1)= 1- aln 13-1= 0, 3∴0< a ≤ 1 知足题意;③当 a > 1 时, 3 a > 1,f(x)在 [1,3 a] 上是减函数, [ 3 a ,+ ∞ )上是增函数, ∴ 只要 f( 3a)≥ 03即可,而 f( a)< f(1) = 0, ∴a > 1 不知足题意;。

完整版)导数测试题(含答案)

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完整版)导数测试题(含答案)1.已知函数y=f(x)=x^2+1,则在x=2,Δx=0.1时,Δy的值为0.41.2.函数f(x)=2x^2-1在区间(1,1+Δx)上的平均变化率为4+4Δx。

3.设f′(x)存在,则曲线y=f(x)在点(x,f(x))处的切线与x 轴相交但不垂直。

4.曲线y=-1/x在点(1,-1)处的切线方程为y=x-2.5.在曲线y=x^2上,且在该点处的切线倾斜角为π/4的点为(2,4)。

6.已知函数f(x)=1/x,则f′(-3)=-1/9.7.函数f(x)=(x-3)ex的单调递增区间是(2,∞)。

8.“函数y=f(x)在一点的导数值为0”是“函数y=f(x)在这点取极值”的充要条件。

9.函数f(x)在开区间(a,b)内的极小值点有2个。

10.函数f(x)=-x^2+4x+7,在x∈[3,5]上的最大值和最小值分别是f(3)和f(5)。

11.函数f(x)=x^3-3x^2-9x+k在区间[-4,4]上的最小值为-71.12.速度为零的时刻是0,1,4秒末。

13.已知函数 $y=f(x)=ax^2+2x$,且 $f'(1)=4$,则 $a=3$。

14.已知函数 $y=ax^2+b$ 在点 $(1,3)$ 处的切线斜率为 $2$,则 $b=a+1$。

15.函数 $y=x e^x$ 的最小值为 $-1/e$。

16.有一长为 $16$ m 的篱笆,要围成一个矩形场地,则矩形场地的最大面积是 $64$ $m^2$。

17.(1) $y'=6x+\cos x$;(2) $y'=\dfrac{1}{(1+x)^2}$;(3)$y'=\dfrac{1}{x}-e^x$。

18.(1) 解方程 $x^2+4=x+10$ 得 $x=3$ 或 $x=-2$,故交点为 $(3,13)$ 或 $(-2,0)$;(2) 在交点 $(3,13)$ 处,抛物线的斜率为 $6$,故该点处的切线方程为 $y=6x-5$。

导数练习题及答案

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导数练习题及答案导数练习题及答案导数是微积分的初步知识,是研究函数,解决实际问题的有力工具。

以下是导数练习题及答案,欢迎阅读。

一、选择题1.函数在某一点的导数是( )A.在该点的函数值的增量与自变量的增量的比B.一个函数C.一个常数,不是变数D.函数在这一点到它附近一点之间的平均变化率[答案] C[解析] 由定义,f′(x0)是当Δx无限趋近于0时,ΔyΔx无限趋近的常数,故应选C.2.如果质点A按照规律s=3t2运动,则在t0=3时的瞬时速度为( )A.6 B.18C.54 D.81[答案] B[解析] ∵s(t)=3t2,t0=3,∴Δs=s(t0+Δt)-s(t0)=3(3+Δt)2-332=18Δt+3(Δt)2∴ΔsΔt=18+3Δt.当Δt→0时,ΔsΔt→18,故应选B.3.y=x2在x=1处的导数为( )A.2x B.2C.2+Δx D.1[答案] B[解析] ∵f(x)=x2,x=1,∴Δy=f(1+Δx)2-f(1)=(1+Δx)2-1=2Δx+(Δx)2∴ΔyΔx=2+Δx当Δx→0时,ΔyΔx→2∴f′(1)=2,故应选B.4.一质点做直线运动,若它所经过的路程与时间的关系为s(t)=4t2-3(s(t)的单位:m,t的单位:s),则t=5时的`瞬时速度为( ) A.37 B.38C.39 D.40[答案] D[解析] ∵ΔsΔt=4(5+Δt)2-3-4×52+3Δt=40+4Δt,∴s′(5)=limΔt→0 ΔsΔt=limΔt→0 (40+4Δt)=40.故应选D.5.已知函数y=f(x),那么下列说法错误的是( )A.Δy=f(x0+Δx)-f(x0)叫做函数值的增量B.ΔyΔx=f(x0+Δx)-f(x0)Δx叫做函数在x0到x0+Δx之间的平均变化率C.f(x)在x0处的导数记为y′D.f(x)在x0处的导数记为f′(x0)[答案] C[解析] 由导数的定义可知C错误.故应选C.6.函数f(x)在x=x0处的导数可表示为y′|x=x0,即( )A.f′(x0)=f(x0+Δx)-f(x0)B.f′(x0)=limΔx→0[f(x0+Δx)-f(x0)]C.f′(x0)=f(x0+Δx)-f(x0)ΔxD.f′(x0)=limΔx→0 f(x0+Δx)-f(x0)Δx[答案] D[解析] 由导数的定义知D正确.故应选D.7.函数y=ax2+bx+c(a≠0,a,b,c为常数)在x=2时的瞬时变化率等于( )A.4a B.2a+bC.b D.4a+b[答案] D[解析] ∵ΔyΔx=a(2+Δx)2+b(2+Δx)+c-4a-2b-cΔx=4a+b+aΔx,∴y′|x=2=limΔx→0 ΔyΔx=limΔx→0 (4a+b+aΔx)=4a+b.故应选D.8.如果一个函数的瞬时变化率处处为0,则这个函数的图象是( ) A.圆 B.抛物线C.椭圆 D.直线[答案] D[解析] 当f(x)=b时,f′(x)=0,所以f(x)的图象为一条直线,故应选D.9.一物体作直线运动,其位移s与时间t的关系是s=3t-t2,则物体的初速度为( )A.0 B.3C.-2 D.3-2t[答案] B[解析] ∵ΔsΔt=3(0+Δt)-(0+Δt)2Δt=3-Δt,∴s′(0)=limΔt→0 ΔsΔt=3.故应选B.10.设f(x)=1x,则limx→a f(x)-f(a)x-a等于( )A.-1a B.2aC.-1a2 D.1a2[答案] C[解析] limx→a f(x)-f(a)x-a=limx→a 1x-1ax-a=limx→a a-x(x-a)xa=-limx→a 1ax=-1a2.二、填空题11.已知函数y=f(x)在x=x0处的导数为11,则limΔx→0f(x0-Δx)-f(x0)Δx=________;limx→x0 f(x)-f(x0)2(x0-x)=________.[答案] -11,-112[解析] limΔx→0 f(x0-Δx)-f(x0)Δx=-limΔx→0 f(x0-Δx)-f(x0)-Δx=-f′(x0)=-11;limx→x0 f(x)-f(x0)2(x0-x)=-12limΔx→0 f(x0+Δx)-f(x0)Δx=-12f′(x0)=-112.12.函数y=x+1x在x=1处的导数是________.[答案] 0[解析] ∵Δy=1+Δx+11+Δx-1+11=Δx-1+1Δx+1=(Δx)2Δx+1,∴ΔyΔx=ΔxΔx+1.∴y′|x=1=limΔx→0 ΔxΔx+1=0.13.已知函数f(x)=ax+4,若f′(2)=2,则a等于______.[答案] 2[解析] ∵ΔyΔx=a(2+Δx)+4-2a-4Δx=a,∴f′(1)=limΔx→0 ΔyΔx=a.∴a=2.14.已知f′(x0)=limx→x0 f(x)-f(x0)x-x0,f(3)=2,f′(3)=-2,则limx→3 2x-3f(x)x-3的值是________.[答案] 8[解析] limx→3 2x-3f(x)x-3=limx→3 2x-3f(x)+3f(3)-3f(3)x-3=limx→3 2x-3f(3)x-3+limx→3 3(f(3)-f(x))x-3.由于f(3)=2,上式可化为limx→3 2(x-3)x-3-3limx→3 f(x)-f(3)x-3=2-3×(-2)=8.三、解答题15.设f(x)=x2,求f′(x0),f′(-1),f′(2).[解析] 由导数定义有f′(x0)=limΔx→0 f(x0+Δx)-f(x0)Δx=limΔx→0 (x0+Δx)2-x20Δx=limΔx→0 Δx(2x0+Δx)Δx=2x0,16.枪弹在枪筒中运动可以看做匀加速运动,如果它的加速度是5.0×105m/s2,枪弹从枪口射出时所用时间为1.6×10-3s,求枪弹射出枪口时的瞬时速度.[解析] 位移公式为s=12at2∵Δs=12a(t0+Δt)2-12at20=at0Δt+12a(Δt)2∴ΔsΔt=at0+12aΔt,∴limΔt→0 ΔsΔt=limΔt→0 at0+12aΔt=at0,已知a=5.0×105m/s2,t0=1.6×10-3s,∴at0=800m/s.所以枪弹射出枪口时的瞬时速度为800m/s.17.在曲线y=f(x)=x2+3的图象上取一点P(1,4)及附近一点(1+Δx,4+Δy),求(1)ΔyΔx (2)f′(1).[解析] (1)ΔyΔx=f(1+Δx)-f(1)Δx=(1+Δx)2+3-12-3Δx=2+Δx.(2)f′(1)=limΔx→0 f(1+Δx)-f(1)Δx=limΔx→0 (2+Δx)=2.18.函数f(x)=|x|(1+x)在点x0=0处是否有导数?若有,求出来,若没有,说明理由.[解析] f(x)=x+x2 (x≥0)-x-x2 (x<0)Δy=f(0+Δx)-f(0)=f(Δx)=Δx+(Δx)2 (Δx>0)-Δx-(Δx)2 (Δx<0)∴limx→0+ΔyΔx=limΔx→0+ (1+Δx)=1,limΔx→0-ΔyΔx=limΔx→0- (-1-Δx)=-1,∵limΔx→0-ΔyΔx≠limΔx→0+ΔyΔx,∴Δx→0时,ΔyΔx无极限.∴函数f(x)=|x|(1+x)在点x0=0处没有导数,即不可导.(x→0+表示x从大于0的一边无限趋近于0,即x>0且x趋近于0)。

《导数》解答题16道(含详解答案)

《导数》解答题16道(含详解答案)

《导数》解答题16道专项练习1.已知函数22()x f x e ax e x =+-.(Ⅰ)若曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线平行于x 轴,求函数()f x 的单调性;(Ⅱ)若0x >时,总有2()f x e x >-,求实数a 的取值范围.【详解答案】(Ⅰ)由22()x f x e ax e x =+-,得2()2x f x e ax e '=+-,即()y f x =在点(2,(2))f 处的切线斜率40k a ==此时2()x f x e e x =-,2()x f x e e '=-由()0f x '=,得2x =当(,2)x ∈-∞时,()0f x '<,()f x 在(,2)-∞上为单调递减函数;当(2,)x ∈+∞时,()0f x '>,()f x 在(2,)+∞上为单调递增函数.(Ⅱ)2()f x e x >-得2x e a x >-,设2()x e g x x =-(0)x >,则2(2)()x e x g x x -'=当02x <<时,()0g x '>,()g x 在(0,2)上单调递增;当2x >时,()0g x '<,()g x 在(0,2)上单调递减;2()(2)4e g x g ≤=-,所以实数a 的取值范围为2(,)4e -+∞2.函数()ln()ln f x x m n x =+-.(Ⅰ)当1m =,0n >时,求()f x 的单调减区间;(Ⅱ)1n =时,函数()(2)()g x m x f x am =+-,若存在0m >,使得()0g x >恒成立,求实数a 的取值范围.【详解答案】(Ⅰ)由()ln()ln f x x m n x =+-((0,))x ∈+∞,1(1)()1(1)n n x n f x x x x x --'=-=++①当1n =时,1()(1)f x x x -'=+,所以函数()f x 的单调递减区间为:(0,)+∞②当01n <<时,由()0f x '<,得01n x n <<-,所以函数()f x 的单调递减区间为:(0,)1n n-③当1n >时,由()0f x '<,得0x >,所以函数()f x 的单调递减区间为:(0,)+∞综上可得:当1n ≥时,函数()f x 的单调递减区间为:(0,)+∞当01n <<时,函数()f x 的单调递减区间为:(0,1n n-(Ⅱ)当1n =时,函数()(2)()(2)[ln()ln ]g x m x f x am m x x m x am =+⋅-=++--,(0,)+∞由()0g x >可得()0g x x >,即(1)ln (1)0m x m x m x a x x x ++++-->,设1m x t x +=>,所以(1)ln (1)0t t a t +-->,(1)ln 01a t t t -->+令(1)()ln 1a t h t t t -=-+,1t >,222(1)1()(1)t a t h t t t +-+'=+,(1)0h =①当2a ≤时,222(1)1210t a t t t +-+≥-+>,所以()0h t '>可得函数()h t 在(1,)+∞上单调递增.可得()(1)0h t h >=②当2a >时,()0h t '=,即2t +2(1-a )t +1=0,得11t a =--,21t a =-+由21t >,121t t =,可得11t <,所以函数()h t 在2(1,)t 上单调递减可得()(1)0h t h <=,舍去综上可得,实数a 的取值范围为2a ≤3.已知函数(a ∈R ),当时,讨论f (x )的单调性.【详解答案】(1)求函数的导数,可得导函数的零点为1,,根据一元二次不等式的解法可确定函数的单调性.试题解析:因为,所以,,令,可得两根分别为1,,因为,所以,当时,,函数单调递减;当时,,函数单调递增;当时,,函数单调递减.4.已知函数,x >1.(1)若f (x )在(1,+∞)上单调递减,求实数a 的取值范围;(2)若a =2,求函数f (x )的极小值.【详解答案】(1),由题意可得在上恒成立,∴.∵,∴,∴当时函数的最小值为,∴.故实数的取值范围为.(2)当时,,,令得,解得或(舍),即.当时,,当时,,∴的极小值为.5.已知函数f (x )=ln x -ax +1-a x-1(a ∈R).当0<a <12时,讨论f (x )的单调性.【详解答案】因为f (x )=ln x -ax +1-a x -1,所以f ′(x )=1x -a +a -1x 2=-ax 2-x +1-a x 2,x ∈(0,+∞),令f ′(x )=0,可得两根分别为1,1a -1,因为0<a <12,所以1a-1>1>0,当x ∈(0,1)时,f ′(x )<0,函数f (x )单调递减;当x,1a -f ′(x )>0,函数f (x )单调递增;当x1,+f ′(x )<0,函数f (x )单调递减.6.已知函数f (x )=x ln x +ax ,x >1.(1)若f (x )在(1,+∞)上单调递减,求实数a 的取值范围;(2)若a =2,求函数f (x )的极小值.解析:(1)f ′(x )=ln x -12+a ,由题意可得f ′(x )≤0在(1,+∞)上恒成立,∴a ≤1ln 2x -1ln x =-14.∵x ∈(1,+∞),∴ln x ∈(0,+∞),∴当1ln x -12=0时函数t -14的最小值为-14,∴a ≤-14.故实数a ∞,-14.(2)当a =2时,f (x )=x ln x +2x ,f ′(x )=ln x -1+2ln 2x ln 2x ,令f ′(x )=0得2ln 2x +ln x -1=0,解得ln x =12或ln x=-1(舍),即x =e 12.当1<x <e 12时,f ′(x )<0,当x >e 12时,f ′(x )>0,∴f (x )的极小值为=e 1212+2e 12=4e 12.7.已知函数()1ln f x x a x x=-+(a R ∈).(Ⅰ)若函数()f x 在区间[)1,+∞上单调递增,求实数a 的取值范围;(Ⅱ)已知()()21112g x x m x x =+-+,2m ≤-,()()()h x f x g x =+,当1a =时,()h x 有两个极值点1x ,2x ,且12x x <,求()()12h x h x -的最小值.【详解答案】(1)由已知可得()0f x '≥在[)1,+∞上恒成立,()222111a x ax f x x x x ++'=++= ,210x ax ∴++≥恒成立,21x a x--∴≥,记()2112x x x x x ϕ--⎛⎫==-+≤- ⎪⎝⎭,当且仅当1x =时等号成立,2a ∴≥-.………………+4分(2)()21ln 2h x a x x mx =++,当1a =时,由()21ln 2h x x x mx =++,()211x mx h x x m x x ++'=++=,由已知210x mx ++=有两互异实根1x ,2x ,由根与系数的关系得12x x m +=-,1x ,21x =.()()221211122211ln ln 22h x h x x x mx x mx ⎛⎫⎛⎫∴-=++-++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()221212121ln ln 2x x m x x x x =-+-+-()()()()222211212121212211ln ln ln 22x x x x x x x x x x x x =--+-+-=--+1212121ln 2x x x x x x ⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭.……………………+7分令12x t x =,()0,1t ∴∈,()2222121212922x x x x x x m +=++=≥ ,221252x x ∴+≥,221212122152x x x x x x x x +∴=+≥,152t t +≥,10,2t ⎛⎤∴∈ ⎥⎝⎦,()()()1211ln 2h x h x t t t t ϕ⎛⎫∴-=--= ⎪⎝⎭,()()2212t t t ϕ-'∴=-,()t ϕ∴10,2t ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦单调递减,()min 13ln 224t ϕϕ⎛⎫∴==- ⎪⎝⎭. (12)8.已知函数()222x f x e ax a =+-,a R ∈.(Ⅰ)求函数()f x 的单调区间;(Ⅱ)若0x ≥时,()23f x x ≥-恒成立,求实数a 的取值范围.【详解答案】(Ⅰ)()22x f x e a '=+,①0a ≥时,()0f x '>恒成立,此时()f x 在R 上单调递增;②当0a <时,由()0f x '>,得()ln x a >-;由()0f x '<,得()ln x a <-,此时()f x 在()(),ln a -∞-上递减,在())ln ,a -+∞⎡⎣上递增.…………………+4分(Ⅱ)令()()()22323x g x f x x e x a =-+=--+,0x ≥,则()()2x g x e x a '=-+,又令()()2x h x e x a =-+,则()()210x h x e '=-≥,()h x ∴在[)0,+∞上递增,且()()021h a =+.①当1a ≥-时,()0g x '≥恒成立,即函数()g x 在[)0,+∞上递增,从而须满足()2050g a =-≥,解得a ≤≤,又1a ≥-,1a ∴-≤≤;②当1a <-时,则00x ∃>,使()00h x =,且()00,x x ∈时,()0h x <,即()0g x '<,即()g x 递减,()0,x x ∈+∞时,()0h x >,即()0g x '>,即()g x 递增.()()()0200min 230x g x g x e x a ∴==--+≥,又()()00020x h x e x a =-+=,从而()002230x x e e-+≥,解得00ln 3x <≤,由0000x x e x a a x e =-⇒=-,令()x M x x e =-,0ln 3x <≤,则()10xM x e '=-<,()M x ∴在(]0,ln 3上递减,则()()ln 3ln 33M x M ≥=-,又()()01M x M <=-,故ln 331a -≤<-,综上ln 335a -≤≤.……………………+12分9.(本小题满分12分)已知函数()()22ln f x x a x a x =-++,其中a R ∈.(1)若曲线()y f x =在点()()2,2f f 处的切线的斜率为1,求a 的值;(2)讨论函数()f x 的单调性.【详解答案】(1)由()()22ln f x x a x a x =-++可知,函数的定义域为{}0x x >,且()()22a f x x a x '=-++.由题意,()()24212a f a '=-++=,解得2a =.(2)()()()()()2222122x a x a x a x a f x x a x x x-++--'=-++==(0x >)令()0f x '=,得11x =,22a x =①当0a ≤时,02a ≤,令()0f x '>,得1x >,令()0f x '<,得01x <<所以,()f x 在()0,1上为减函数,在()1,+∞上为增函数②当012a <<,即02a <<时,令()0f x '>,得1x >或02a x <<,令()0f x '<,得12a x <<所以,()f x 在,12a ⎛⎫⎪⎝⎭上为减函数,在0,2a ⎛⎫ ⎪⎝⎭和()1,+∞上为增函数③当12a =,即2a =时,()0f x '≥恒成立,所以,()f x 在()0,+∞上为增函数④当12a >,即2a >时,令()0f x '>,得01x <<或2a x >,令()0f x '<,得12a x <<所以,()f x 在1,2a ⎛⎫ ⎪⎝⎭上为减函数,在()0,1和,2a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上为增函数10.(本小题满分12分)已知函数()()22x f x ax x e =++(0a >),其中e 是自然对数的底数.(1)当2a =时,求()f x 的极值;(2)若()f x 在[]2,2-上是单调增函数,求a 的取值范围;(3)当1a =时,求整数t 的所有值,使方程()4f x x =+在[],1t t +上有解.【详解答案】(1)()()222x f x x x e =++,则()()()()2253123x x f x x x e x x e '=++=++令()0f x '=,1x =-,32-()32352f x f e -⎛⎫∴=-= ⎪⎝⎭极大值,()()113f x f e -=-=极小值(2)问题转化为()()22130xf x ax a x e '⎡⎤=+++≥⎣⎦在[]2,2x ∈-上恒成立;又0x e >即()22130ax a x +++≥在[]2,2x ∈-上恒成立;令()()2213g x ax a x =+++0a > ,对称轴1102x a=--<①当1122a --≤-,即102a <≤时,()g x 在[]2,2-上单调增,()()min 210g x g ∴=-=>102a ∴<≤②当12102a -<--<,即12a >时,()g x 在12,12a ⎡⎤---⎢⎥⎣⎦上单调减,在11,22a ⎡⎤--⎢⎥⎣⎦上单调增,()221120a a ∴∆=+-≤解得:331122a -≤≤+13122a ∴<≤+综上,a 的取值范围是30,12⎛⎤+ ⎥ ⎝⎦.(3)1a = ,设()()224x h x x x e x =++--,()()2331xh x x x e '=++-令()()2331x x x x e ϕ=++-,()()256xx x x e ϕ'=++令()()2560x x x x e ϕ'=++=,得2x =-,3-()()33310x e ϕϕ∴=-=-<极大值,()()21210x eϕϕ=-=-<极小值()1110e ϕ-=-< ,()020ϕ=>∴存在()01,0x ∈-,()0,x x ∈-∞时()0x ϕ<,()0,x x ∈+∞时()0x ϕ>()h x ∴在()0,x -∞上单调减,在()0,x +∞上单调增又()41440h e -=> ,()38310h e-=-<,()020h =-<,()1450h e =->由零点的存在性定理可知:()0h x =的根()14,3x ∈--,()20,1x ∈即4t =-,0.11.设函数211()ln 42f x x x x =--.(1)求()f x 的极值;(2)若21()(()1)4g x x f x x =++,当1x >时,()g x 在区间(,1)n n +内存在极值,求整数n 的值.【详解答案】(1)2'1112()0)222x x f x x x x x --+=--=>,令'()0f x =,解得1x =(-2舍去),根据',(),()x f x f x 的变化情况列出表格:由上表可知函数()f x 的单调增区间为(0,1),递减区间为(1,)+∞,在1x =处取得极大值34-,无极小值.(2)2211()(()1)ln 42g x x f x x x x x x =++=-+,'()ln 11ln 2g x x x x x =+-+=-+,令()ln 2h x x x =-+,∴'11()1x h x x x -=-=,∵1x >,∴'()0h x <恒成立,所以()h x 在(1,)+∞为单调递减函数,∵(1)10h =>,(2)ln 20h =>,(3)ln 31h =-,(4)ln 420h =-<.所以()h x 在(3,4)上有零点0x ,且函数()g x 在0(3,)x 和0(,4)x 上单调性相反,因此,当3n =时,()g x 的区间(,1)n n +内存在极值,所以3n =.12.已知函数21()(2)2x f x a x e x x =-∙-+.(1)若1a =,求函数()f x 在(2,(2))f 处切线方程;(2)讨论函数()f x 的单调区间.【详解答案】(1)'()1()x x f x e x e x x R =--+∈,故切线斜率'2(2)1f e =-,(2)0f =,所以,切线方程22(1)2(1)0e x y e ----=.(2)令'()0f x =,(1)(1)0x x ae --=,当(,0]a ∈-∞时,()f x 在(,1)-∞上为增函数,在(1,)+∞上为减函数,当1(0,)a e ∈时,()f x 在(,1)-∞,1(ln,)a +∞上为增函数,在1(1,ln a 上为减函数当1a e =时,()f x 在R 上恒为增函数当1(,)a e ∈+∞时,()f x 在1(,ln )a -∞,(1,)+∞上为增函数,在1(ln ,1)a上为减函数13.已知函数()x f x ae x b =-+,()ln(1)g x x x =-+,(,,a b R e ∈为自然对数的底数),且曲线()y f x =与()y g x =在坐标原点处的切线相同.(1)求()f x 的最小值;(2)若0x ≥时,()()f x kg x ≥恒成立,试求实数k 的取值范围.【详解答案】(1)因为'()1x f x ae =-,'1()1(1)1g x x x =->-+,依题意,''(0)(0)f g =,且(0)0f =,解得1,1a b ==-,所以'()1x f x e =-,当0x <时,'()0f x <;当0x >时,'()0f x >.故()f x 的单调递减区间为(,0)-∞,单调递增区间为(0,)+∞.∴当0x =时,()f x 取得最小值为0.(2)由(1)知,()0f x ≥,即1x e x ≥+,从而ln(1)x x ≥+,即()0g x ≥.设()()()ln(1)(1)1x F x f x kg x e k x k x =-=++-+-,则'()(1)1(1)11x kkF x e k x k x x =+-+≥++-+++,①当1k =时,因为0x ≥,∴'1()1201F x x x ≥++-≥+(当且仅当0x =时等号成立)此时()F x 在[0,)+∞上单调递增,从而()(0)0F x F ≥=,即()()f x kg x ≥.②当1k <时,由于()0g x ≥,所以()()g x kg x ≥,又由(1)知,()()0f x g x -≥,所以()()()f x g x kg x ≥≥,故()0F x ≥,即()()f x kg x ≥.(此步也可以直接证1k ≤)③当1k >时,令()(1)1x kh x e k x =+-++,则'2()(1)x kh x e x =-+,显然'()h x 在[0,)+∞上单调递增,又'(0)10h k =-<,'11)10h -=->,所以'()h x 在1)上存在唯一零点0x ,当0(0,)x x ∈时,'()0h x <,∴()h x 在0[0,)x 上单调递减,从而()(0)0h x h <=,即'()0F x <,所以()F x 在0[0,)x 上单调递减,从而当0(0,)x x ∈时,()(0)0F x F <=,即()()f x kg x <,不合题意.综上,实数k 的取值范围为(,1]-∞.14.已知函数()ln ()f x x a x a R =-∈.(1)当2a =时,求曲线()y f x =在点(1,(1))A f 处的切线方程;(2)讨论函数()f x 的单调区间.【详解答案】(1)∵2a =,∴()2ln f x x x =-,∴(1)12ln11f =-=,即(1,1)A '2()1f x x =-,'(1)121f =-=-,当0a ≤时,∵0x >,∴'()0f x >恒成立,∴()f x 在定义域(0,)+∞上单调递增;当0a >时,令'()0f x =,得x a =,∵0x >,∴'()0f x >,得x a >;'()0f x <得0x a <<;∴()f x 在(0,)a 上单调递减,在(,)a +∞上单调递增.15.已知函数1()f x x x=-.(1)用函数单调性的定义证明:函数()f x 在区间(0,)+∞上为增函数;(2)若2(4)(2)0t t tf mf -=,当[1,2]t ∈时,求实数m 的取值范围.【详解答案】(1)证明:任取12,(0,)x x ∈+∞,且12x x <,则1212121212121212()(1)1111()()()x x x x f x f x x x x x x x x x x x -+-=---=-+=∵120x x <<,∴1210x x +>,120x x >,120x x -<,有12()()0f x f x -<即12()()f x f x <,∴函数()f x 在区间(0,)+∞上为增函数(2)∵22112(4)(2)2(2)(2)022t t t t t t t t f mf m -=---=即24(21)21t t m -=-∵2210t ->,∴221t m =+∵[1,2]t ∈,∴212[5,17]t +∈故m 的取值范围是[5,17].16.已知函数2()ln 2f x x ax x =--.(1)若函数()f x 在1[,2]4x ∈内单调递减,求实数a 的取值范围;(2)当14a =-时,关于x 的方程1()2f x x b =-+在[1,4]上恰有两个不相等的实数根,求实数b 的取值范围.【详解答案】(1)2'1221()22ax x f x ax x x --+=--=由题意'()0f x ≤在1[,2]4x ∈时恒成立,即221212(1)1x a x x-≥=--在1[,2]4x ∈时恒成立,即2max 12[(1)1]a x ≥--,当14x =时,21(1)1x --取得最大值8,∴实数a 的取值范围是4a ≥(2)当14a =-时,1()2f x x b =-+可变形为213ln 042x x x b -+-=令213()ln (0)42g x x x x b x =-+->,则'(2)(1)()2x x g x x --=列表如下:∴()(2)ln 22g x g b ==--极小值,5(1)4g b =--又(4)2ln 22g b =--∵方程()0g x =在[1,4]上恰有两个不相等的实数根,∴(1)0(2)0(4)0g g g ≥⎧⎪<⎨⎪≥⎩得5ln 224b -<≤-.17.已知函数2()2ln f x x x =-+,函数()f x 与()a g x x x =+有相同极值点.(1)求函数()f x 的最大值;(2)求实数a 的值;(3)若121,[,3]x x e ∀∈,不等式12()()11f x g x k -≤-恒成立,求实数k 的取值范围.【详解答案】(1)'22(1)(1)()20)x x f x x x x x--+=-+=>,由'()00f x x ⎧>⎨>⎩,得01x <<;由'()00f x x ⎧<⎨>⎩,得1x >∴()f x 在(0,1)上为增函数,在(1,)+∞上为减函数,∴函数()f x 的最大值为(1)1f =-.(2)因为()a g x x x =+,所以'2()1a g x x=-,由(1)知,1x =是函数()f x 的极值点,又因为函数()f x 与()a g x x x=+有相同极值点,∴1x =是函数()g x 的极值点,∴'(1)10g a =-=,解得1a =经检验,当1a =时,函数()g x 取到极小值,符合题意(3)因为211(2f ee =--,(1)1f =-,(3)92ln 3f =-+∵2192ln 321e -+<--<-,即1(3)()(1)f f f e <<,∴11[,3]x e ∀∈,1min ()(3)92ln 3f x f ==-+,1max ()(1)1f x f ==-,由(2)知,1()g x x x=+,∴'21()1g x x =-∴()g x 在1[,1)e 上,'()0g x <;当(1,3]x ∈时,'()0g x >∴()g x 在1[,1)e 上为减函数,在(1,3]上为增函数,∵11()g e e e =+,(1)2g =,110(3)333g =+=,而11023e e <+<,∴1(1)()(3)g g g e <<∴21[,3]x e ∀∈,2min ()(1)2g x g ==,2max 10()(3)3g x g ==①当10k ->,即1k >时,对于121,[,3]x x e ∀∈,不等式12()()11f x g x k -≤-恒成立即12max [()()]1k f x g x ≥-+,∵12()()(1)(1)123f x g x f g -≤-=--=-,∴312k ≥-+=-,由12k k >⎧⎨≥-⎩,得1k >.②当10k -<时,即1k <,对于121,[,3]x x e ∀∈,不等式12()()11f xg x k -≤-恒成立即12min [()()]1k f x g x ≤-+,∵121037()()(3)(3)92ln 32ln 333f x g x f g -≥-=-+-=-+,∴342ln 33k ≤-+综上所述,所求的实数k 的取值范围为34(,2ln 3](1,)3-∞-++∞ .。

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导数的练习题及答案
导数是微积分中的一个重要概念,它描述了函数在某一点上的变化率。

掌握导数的概念对于解决各种数学和物理问题至关重要。

在这篇
文章中,我们将给出一些关于导数的练习题及其答案,帮助读者更好
地理解和应用导数。

练习题一:求函数 $f(x) = 2x^3 - 5x^2 + 3x - 1$ 在 $x = 2$ 处的导数。

解答一:根据导数的定义,我们知道导数可以通过函数的极限来求解。

在这个例子中,我们可以使用直接求导的方法来计算导数。

首先,我们对每一项使用求导法则。

对于 $2x^3$,它的导数是
$6x^2$;对于 $-5x^2$,它的导数是 $-10x$;对于 $3x$,它的导数是
$3$;对于常数项 $-1$,它的导数是 $0$。

然后,将这些导数相加,得到函数 $f(x)$ 的导数 $f'(x)$。

所以,
$f'(x) = 6x^2 - 10x + 3$。

接下来,我们求函数 $f(x)$ 在 $x = 2$ 处的导数。

将 $x$ 替换为 $2$,得到 $f'(2) = 6(2)^2 - 10(2) + 3 = 28$。

所以,函数 $f(x) = 2x^3 - 5x^2 + 3x - 1$ 在 $x = 2$ 处的导数为 $f'(2) = 28$。

练习题二:求函数 $y = e^x \sin(x)$ 的导数。

解答二:这个问题涉及到两个函数的乘积,所以我们需要使用乘积
规则来求解。

首先,我们将函数 $y = e^x \sin(x)$ 分解为两个函数的乘积:$y =
u(x) v(x)$,其中 $u(x) = e^x$,$v(x) = \sin(x)$。

然后,我们求出每个函数的导数。

对于 $u(x) = e^x$,它的导数仍
然是 $e^x$;对于 $v(x) = \sin(x)$,它的导数是 $\cos(x)$。

根据乘积规则,函数 $y$ 的导数为 $y' = u'v + uv'$。

将以上结果代入,我们得到 $y' = e^x \cos(x) + e^x \sin(x)$。

所以,函数 $y = e^x \sin(x)$ 的导数为 $y' = e^x \cos(x) + e^x \sin(x)$。

通过这两个例子,我们可以看到导数的计算方法和使用导数解决实
际问题的重要性。

在数学和物理学中,导数被广泛运用于求解极值、
优化问题、速度和加速度等各种变化率相关的问题。

通过不断练习导
数的计算,我们可以更好地理解和应用这个概念。

在学习导数的过程中,我们还可以使用图形、实际问题和其他数学
工具进行练习。

这样可以更加全面地掌握导数的概念和技巧。

希望这
篇文章能够帮助读者更好地理解和应用导数,提高数学解决问题的能力。

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