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专题三 导数及其应用第八讲 导数的综合应用答案

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专题三  导数及其应用第八讲 导数的综合应用答案

专题三 导数及其应用 第八讲 导数的综合应用

答案部分

1.C 【解析】由2(1)

()(2)

x f x x x -'=

-,02x <<知,()f x 在(0,1)上单调递增,

在(1,2)上单调递减,排除A 、B ;又(2)ln(2)ln ()f x x x f x -=-+=, 所以()f x 的图象关于1x =对称,C 正确.

2.D 【解析】由导函数的图象可知,()y f x =的单调性是减→增→减→增,排除 A 、C ;

由导函数的图象可知,()y f x =的极值点一负两正,所以D 符合,选D . 3.C 【解析】函数1()sin 2sin 3

f x x x a x =-+在(,)-∞+∞单调递增,

等价于2245()1cos2cos cos cos 0333

f x x a x x a x '=-

+=-+

+

在(,)-∞+∞恒成立. 设cos x t =,则245

()033

g t t at =-

++在[1,1]-恒成立,

所以45(1)03345(1)0

33g a g a ?

=-++????-=--+??

,解得11

33

a

-

.故选C . 4.D 【解析】因为2

()3123(2)(2)f x x x x '=-=+-,令()0f x '=,2x =±,当

(,2)x ∈-∞-时()0f x '>,()f x 单调递增;当(2,2)x ∈-时()0f x '<,()f x 单调

递减;当(2,)x ∈-+∞时()0f x '>,()f x 单调递增.所以2a =.故选D . 5.D 【解析】∵()ln f x kx x =-,∴1

()f x k x

'=-

,∵()f x 在(1,+∞)单调递增, 所以当1x > 时,1()0f x k x '=-≥恒成立,即1

k x

≥在(1,+∞)上恒成立,

∵1x >,∴1

01x

<<,所以k ≥1,故选D .

6.C 【解析】由正弦型函数的图象可知:()f x 的极值点0

x 满足0()f x =,

22x k m ππ

π=

+()k Z ∈,从而得01

()()2

x k m k Z =+∈.所以不等式

()2

2200[]x f x m +<,即为2221()32k m m ++<,变形得21[1()]32

m k -+>,其中

k Z ∈.

由题意,存在整数k 使得不等式2

1[1()]32

m k -+>成立.当1k ≠-且0k ≠时,必有2

1()12

k +>,此时不等式显然不能成立,故1k =-或0k =,此时,不等式即为

2

334

m >,解得2m <-或2m >. 7.C 【解析】当(0,1]x ∈时,得321113()4()a x x x --+≥,令1

t x

=,则[1,)t ∈+∞,

3234a t t t --+≥,令()g t =3234t t t --+,[1,)t ∈+∞,

则()2

981(1)(91)g x t t t t '=--+=-+-,显然在[1,)+∞上,()0g t '<,()g t 单调递

减,所以max ()(1)6g t g ==-,因此6a -≥;同理,当[2,0)x ∈-时,得2a -≤.由以上两种情况得62a --≤≤.显然当0x =时也成立,故实数a 的取值范围为

[6,2]--.

8.C 【解析】设()ln x

f x e x =-,则1

()x

f x e x

'=-

,故()f x 在(0,1)上有一个极值点,即()f x 在(0,1)上不是单调函数,无法判断1()f x 与2()f x 的大小,故A 、B 错;构造

函数()x e g x x =,2(1)

()x e x g x x

-'=,故()g x 在(0,1)上单调递减,所以()()12g x g x >,选C .

9.B 【解析】当0a =,可得图象D ;记2

()2

a

f x ax x =-+

, 232()2()g x a x ax x a a R =-++∈,

取12a =

,2

11()(1)24f x x =--,令()0g x '=,得2,23x =,易知()g x 的极小值为1(2)2g =,又1

(2)4

f =,所以(2)(2)

g f >,所以图象A 有可能;同理取2a =,可

得图象C 有可能;利用排除法可知选B .

10.C 【解析】若0c =则有(0)0f =,所以A 正确。由3

2

()f x x ax bx c =+++得

32()f x c x ax bx -=++,因为函数32y x ax bx =++的对称中心为(0,0),

所以32

()f x x ax bx c =+++的对称中心为(0,)c ,所以B 正确。由三次函数的图象可知,若0x 是()f x 的极小值点,则极大值点在0x 的左侧,所以函数在区间(-∞, 0x )单调递减是错误的,D 正确。选C.

11.A 【解析】若()f x x >在[0,1]上恒成立,则(())()f f x f x x >>,

则(())f f x x =在[0,1]上无解;

同理若()f x x <在[0,1]上恒成立,则(())()f f x f x x <<。 所以(())f f x x =在[0,1]上有解等价于()f x x =在[0,1]上有解,

即2,[0,1]x x a e x x x =?=-+∈,

令2

(),[0,1]x

g x e x x x =-+∈,所以'()210,[0,1]x

g x e x x =-+>∈, 所以[1,]a e ∈.

12.D 【解析】A .0,()()x R f x f x ?∈≤,错误.00(0)x x ≠是()f x 的极大值点,并不是

最大值点;B .0x -是()f x -的极小值点.错误.()f x -相当于()f x 关于y 轴的对称图像,故0x -应是()f x -的极大值点;C .0x -是()f x -的极小值点.错误.()f x -相

当于()f x 关于x 轴的对称图像,故0x 应是()f x -的极小值点.跟0x -没有关系;D .

0x -是()f x --的极小值点.正确.()f x --相当于()f x 先关于y 轴的对称,再关于x 轴的对称图像.故D 正确. 13.B 【解析】∵21ln 2y x x =

-,∴1

y x x

'=-,由0y ',解得11x -,又0x >,

∴01x

<故选B .

14.D 【解析】()x f x xe =,()(1)x f x e x '=+,0>x

e 恒成立,令()0

f x '=,则1-=x

当1-x 时,()0f x '>,函数单调增, 则1x =-为()f x 的极小值点,故选D .

15.D 【解析】2

()1222f x x ax b '=--,由(1)0f '=,即12220a b --=,得6a b +=.

由0a >,0b >,所以2

(

)92

a b ab +=≤,当且仅当3a b ==时取等号.选D .

16.D 【解析】若1x =-为函数()x

f x e 的一个极值点,则易知a c =,∵选项A ,B 的函数

为2

()(1)f x a x =+,∴[()][()()](1)(3)x

x

x

f x e f x f x e a x x e '=+=++,∴1x =-为函数()x

f x e 的一个极值点满足条件;选项C 中,对称轴02b

x a

=-

>,且开口向下, ∵0,0a b <>,∴(1)20f a b -=-<,也满足条件;选项D 中,对称轴

02b

x a

=-

<,且开口向上,∴0,2a b a >>,∴(1)20f a b -=-<,与题图矛盾,故选D .

17.D 【解析】由题2

||ln MN x x =-(0)x >不妨令2

()ln h x x x =-,则1'()2h x x x

=-

, 令'()0h x =

解得x =

,因x ∈时,'()0h x <

,当)x ∈+∞时, '()0h x >

,所以当2

x =

时,||MN

达到最小.即2t =

18.3【解析】

()(2+3),(0)3x f x x e f ''=∴=.

19.①④【解析】因为()2x

f x =在R 上是单调递增的,所以对于不相等的实数12,x x ,

1212220x x m x x -=>-恒成立,

①正确;因为2

()g x x ax =+,所以22

112212

()x ax x ax n x x +-+=- =12x x a ++,正负不定,②错误;由m n =,整理得1122()()()()f x g x f x g x -=-.

令函数2()()()2x p x f x g x x ax =-=--,则()2ln 22x

p x x a '=--,

令()()t x p x '=,则2()2(ln 2)2x t x '=-,又2

(1)2(ln 2)20t '=-<,

2(3)8(ln 2)20t '=->,从而存在0(1,3)x ∈,使得020()2(ln 2)20x t x '=-=,

于是()p x '有极小值0002222()2ln 222log ln 2(ln 2)

x

p x x a a '=--=

--,所以存 在2

222log (ln 2)a =-,使得

2

()0ln 2

p x '=>,此时()p x 在R 上单调递增,故不存在不相等的实数12,x x ,使得1122()()()()f x g x f x g x -=-,不满足题意,③错误;由

m n =-得()()f x g x ''=-,即2ln 22x a x -=+,设()2ln 22x h x x =+,

则2

()2(ln 2)20x h x '=+>,所以()h x 在R 上单调递增的,且当x →+∞时,

()h x →+∞,当x →-∞时,()h x →-∞,所以对于任意的a ,y a =-与()y h x =的

图象一定有交点,④正确.

20.2【解析】由题意2

()363(2)f x x x x x '=-=-,令()0f x '=得0x =或2x =.

因0x <或2x >时,()0f x '>,02x <<时,()0f x '<. ∴2x =时()f x 取得极小值.

21.【解析】(1)()f x 的定义域为(0)+∞,

,1

()'=-x f x ae x

. 由题设知,(2)0'=f ,所以2

12e =a . 从而21()e ln 12e =

--x f x x ,

211

()e 2e '=-x f x x

. 当02<x 时,()0'>f x . 所以()f x 在(0,2)单调递减,在(2,)+∞单调递增.

(2)当1e ≥a 时,()≥f x e ln 1e x

x --.

设e ()ln 1e

=--x

g x x ,则e 1()e x g x x '=-. 当01<x 时,()0'>g x .所以1=x 是()g x 的最小值点. 故当0>x 时,()(1)0=≥g x g .

因此,当1

e ≥a 时,()0≥

f x .

22.【解析】(1)函数()f x

的导函数1

()f x x

'=

-, 由12()()f x f x ''=

1211

x x -=-, 因为12x x ≠

12

=.

= 因为12x x ≠,所以12256x x >.

由题意得121212()()ln ln ln()f x f x x x x x +=

+=

设()ln g x x =,

则1

()4)4g x x

'=,

所以

所以()g x 在[256,)+∞上单调递增, 故12()(256)

88ln 2g x x g

>=-, 即12()()88ln 2f x f x +>-. (2)令(||)

a k m e

-+=,2

||1(

)1a n k

+=+,则 ()||0f m km a a k k a -->+--≥, ())

)0a f n kn a n k n k n

--<---<≤ 所以,存在0(,)x m n ∈使00(

)f x kx a =+,

所以,对于任意的a ∈R 及(0,)k ∈+∞,直线y kx a =+与曲线()y f x =有公共点.

由()f x kx

a =+得k =

设ln ()x a

h x x

-=

则22

ln 1()12()x a

g x a h x x x

-

-+--+'=

=, 其中()ln g x x =

-. 由(1)可知()(16)g x g ≥,又34ln 2a -≤,

故()1(16)134ln 2g x a g a a --+--+=-++≤,

所以()0h x '≤,即函数()h x 在(0,)+∞上单调递减,因此方程()0f x kx a --=至多1个实根.

综上,当34ln 2a -≤时,对于任意0k >,直线y kx a =+与曲线()y f x =有唯一公共点.

23.【解析】(1)当3=a 时,3

21()3333

=

---f x x x x ,2()63'=--f x x x .

令()0'=f x 解得3=-x 或3=+x .

当(,3(323,)∈-∞-++∞x 时,()0'>f x ;

当(3∈-+x 时,()0'

故()f x 在(,3-∞-,(3)++∞单调递增,在(3-+单调递减.

(2)由于2

10++>x x ,所以()0=f x 等价于3

2

301

-=++x a x x . 设3

2

()31

=-++x g x a x x ,则2222(23)()0(1)++'=++≥x x x g x x x , 仅当0=x 时()0'=g x ,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2

2111(31)626()0366-=-+-=---

(31)03

-=>f a , 故()f x 有一个零点. 综上,()f x 只有一个零点.

24.【解析】(1)因为2

()[(31)32]e x

f x ax a x a =-+++,

所以2

()[(1)1]e x

f x ax a x '=-++.

2(2)(21)e f a '=-,

由题设知(2)0f '=,即2

(21)e 0a -=,解得12

a =

. (2)方法一:由(1)得2()[(1)1]e (1)(1)e x

x

f x ax a x ax x '=-++=--.

若1a >,则当1(,1)x a

∈时,()0f x '<; 当(1,)x ∈+∞时,()0f x '>. 所以()f x 在1x =处取得极小值.

若1a ≤,则当(0,1)x ∈时,110ax x --<≤, 所以()0f x '>.

所以1不是()f x 的极小值点. 综上可知,a 的取值范围是(1,)+∞.

方法二:()(1)(1)e x

f x ax x '=--.

(ⅰ)当0a =时,令()0f x '=得1x =.

(),()f x f x '随x 的变化情况如下表:

∴()f x 在1x =处取得极大值,不合题意. (ⅱ)当0a >时,令()0f x '=得121

,1a

x x =

=. ①当12x x =,即1a =时,2

()(1)e 0x

f x x '=-≥, ∴()f x 在R 上单调递增, ∴()f x 无极值,不合题意.

②当12x x >,即01a <<时,(),()f x f x '随x 的变化情况如下表:

∴()f x 在1x =处取得极大值,不合题意.

③当12x x <,即1a >时,(),()f x f x '随x 的变化情况如下表:

∴()f x 在1x =处取得极小值,即1a >满足题意. (ⅲ)当0a <时,令()0f x '=得121

,1a

x x =

=. (),()f x f x '随x 的变化情况如下表:

∴()f x 在1x =处取得极大值,不合题意. 综上所述,a 的取值范围为(1,)+∞.

25.【解析】(1)2(21)2

()e

x

ax a x f x -+-+'=,(0)2f '=. 因此曲线()y f x =在点(0,1)-处的切线方程是210x y --=. (2)当1a ≥时,2

1

()e (1e )e x x f x x x +-++-+≥.

令2

1

()1e

x g x x x ++-+≥,则1

()21e

x g x x +'++≥.

当1x <-时,()0g x '<,()g x 单调递减;当1x >-时,()0g x '>,()g x 单调递增; 所以()(1)=0g x g -≥.因此()e 0f x +≥.

26.【解析】(1)函数()f x x =,2

()22g x x x =+-,则()1f x '=,()22g x x '=+.

由()()f x g x =且()()f x g x ''=,得222

122

x x x x ?=+-?=+?,此方程组无解,

因此,()f x 与()g x 不存在“S 点”. (2)函数2

()1f x ax =-,()ln g x x =, 则1()2()f x ax g x x

'='=

,. 设0x 为()f x 与()g x 的“S 点”,由00()()f x g x =且00()()f x g x ''=,得

200001ln 12ax x ax x ?-=??=??

,即2

00

2

01ln 21

ax x ax ?-=??=??,(*) 得01

ln 2

x =-,即1

20e x -=,则12

21e 2

2(e )

a -=

=

. 当e

2

a =时,120e x -=满足方程组(*),即0x 为()f x 与()g x 的“S 点”.

因此,a 的值为

e 2

. (3)对任意0a >,设32()3h x x x ax a =--+.

因为(0)0(1)1320h a h a a =>=--+=-<,,且()h x 的图象是不间断的,

所以存在0(0,1)x ∈,使得0()0h x =.令030

02e (1)

x x b x =-,则0b >.

函数2

e ()()x

b f x x a g x x

=-+=,,

则2

e (1)

()2()x b x f x x g x x -=-=′,′.

由()()f x g x =且()()f x g x ''=,得

22e e (1)2x

x b x a x

b x x x ?-+=???-?-=??,即0

3

20030202e e (1)2e (1)2e (1)x x x

x x x a x x x x x x x ?-+=??-??-?-=??-?

,(**) 此时,0x 满足方程组(**),即0x 是函数()f x 与()g x 在区间(0,1)内的一个“S 点”. 因此,对任意0a >,存在0b >,使函数()f x 与()g x 在区间(0,)+∞内存在“S 点”.

27.【解析】(1)由已知,可得3

()(1)(1)f x x x x x x =-+=-,故()31f x x '=-,

因此(0)0f =,(0)f '=?1,

又因为曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程为(0)(0)(0)y f f x '-=-, 故所求切线方程为0x y +=.

(2)由已知可得3

22222()(3)()(3)()9()f x x t x t x t x t x t =-+---=--- 3232

22223(39)9x t x t x t t =-+--+.

故32

22()3639f x x t x t '=-+-.令()f x '=0,解得2x t =,或2x t =

当x 变化时,()f x ',()f x 的变化如下表:

所以函数()f x 的极大值为32((9(f t =-?=

32(9f t =-=-

(3)曲线()y f x =与直线2()y x t =---x 的方程

2222()()()()0x t d x t x t d x t -+---+-+=有三个互异的实数解,

令2u x t =-,可得32

(1)0u d u +-+=.

设函数32

()(1)g x x d x =+-+,则曲线()y f x =与直线2()y x t =---个互异的公共点等价于函数()y g x =有三个零点.

32()3(1)g'x x d =+-.

当2

1d ≤时,()0g'x ≥,这时()g'x 在R 上单调递增,不合题意.

当2

1d >时,()g'x =0,解得1x =,2x =.

易得,()g x 在1(,)x -∞上单调递增,在12[,]x x 上单调递减,在2(,)x +∞上单调递增,

()g x 的极大值

1()(g x g =+.

()g x 的极小值

2()g x g ==+ 若2()0g x ≥,由()g x 的单调性可知函数()y f x =至多有两个零点,不合题意. 若2()0,g x <即3

2

2

(1)27d ->,

也就是||d >2||d x >,(||)||0,g d d =+>

且312||,(2||)6||2||0d x g d d d -<-=--+<-,从而由()g x 的单调性,可知函数()y g x =在区间1122(2||,),(,),(,||)d x x x x d -内各有一个零点,符合题意.

所以d 的取值范围是(,(10,).-∞+∞

28.【解析】(1)函数()f x 的定义域为(,)-∞+∞,

22()2(2)()x x x x f x e ae a e a e a '=--=+-,

①若0a =,则2()x

f x e =,在(,)-∞+∞单调递增. ②若0a >,则由()0f x '=得ln x a =.

当(,ln )x a ∈-∞时,()0f x '<;当(ln ,)x a ∈+∞时,()0f x '>, 所以()f x 在(,ln )a -∞单调递减,在(ln ,)a +∞单调递增. ③若0a <,则由()0f x '=得ln()2

a

x =-.

当(,ln())2a x ∈-∞-时,()0f x '<;当(ln(),)2

a x ∈-+∞时,()0f x '>, 故()f x 在(,ln())2a -∞-单调递减,在(ln(),)2

a -+∞单调递增. (2)①若0a =,则2()x

f x e =,所以()0f x ≥.

②若0a >,则由(1)得,当ln x a =时,()f x 取得最小值,最小值为

2(ln )ln f a a a =-.从而当且仅当2ln 0a a -≥,即1a ≤时,()0f x ≥.

③若0a <,则由(1)得,当ln()2

a x =-时,()f x 取得最小值,最小值为

23(ln())[ln()]242

a a f a -=--.

从而当且仅当2

3[ln()]042

a

a --≥,即3

42e a ≥-时()0f x ≥.

综上,a 的取值范围为3

4

[2e ,1]-. 29.【解析】(1)2

()(12)x

f x x x e '=--

令()0f x '=得 1x =-1x =-+

当(,1x ∈-∞--时,()0f x '<;当(11x ∈--+时,()0f x '>;

当(1)x ∈-++∞时,()0f x '<.

所以()f x 在(,1-∞-,(1)-+∞单调递减,在(11---单调递增.

(2)()(1)(1)x

f x x x e =+-.

当1a ≥时,设函数()(1)x

h x x e =-,()0x

h x xe '=-<,因此()h x 在[0,)+∞单

调递减,而(0)1h =,故()1h x ≤,所以

()(1)()11f x x h x x ax =+++≤≤.

当01a <<时,设函数()1x

g x e x =--,()10(0)x

g x e x '=->>,所以()g x 在

[0,)+∞单调递增,而(0)0g =,故1x e x +≥.

当01x <<时,2

()(1)(1)f x x x >-+,2

2

(1)(1)1(1)x x ax x a x x -+--=---,

取0x =

,则0(0,1)x ∈,2

000(1)(1)10x x ax -+--=,

故00()1f x ax <+.

当0a ≤时,取012

x =

,则0(0,1)x ∈,2

0000()(1)(1)11f x x x ax >-+=+≥. 综上,a 的取值范围是[1,)+∞.

30.【解析】(1)()f x 的定义域为(0,)+∞,1(1)(21)

()221x ax f x ax a x x

++'=

+++=

. 若0a ≥,则当(0,)x ∈+∞时,()0f x '>,故()f x 在(0,)+∞单调递增.

若0a <,则当1(0,)2x a ∈-

时,()0f x '>;当1(,)2x a

∈-+∞时,()0f x '<.

故()f x 在1(0,)2a -单调递增,在1

(,)2a

-+∞单调递减.

(2)由(1)知,当0a <时,()f x 在1

2x a

=-取得最大值,最大值为

111

()ln()1224f a a a

-=----

. 所以3()24f x a --≤等价于113

ln()12244a a a -----≤,

即11

ln()1022a a

-++≤.

设()ln 1g x x x =-+,则1

()1g x x

'=-.

当(0,1)x ∈时,()0g x '>;当(1,)x ∈+∞时,()0g x '<.所以()g x 在(0,1)单调递增,在(1,)+∞单调递减.故当1x =时,()g x 取得最大值,最大值为(1)0g =.所以当0x >时,()g x ≤0.从而当0a <时,11ln()1022a a -

++≤,即3

()24f x a

--≤. 31.【解析】(I )由3

2

4()63()f x x a x x a b =--+-,可得

2()3123()3()((44))f 'x x a x a a x x a -=---=--,

令()0f 'x =,解得x a =,或4x a =-.由||1a ≤,得4a a <-. 当x 变化时,()f 'x ,()f x 的变化情况如下表:

所以,()f x 的单调递增区间为(,)a -∞,(4,)a -+∞,单调递减区间为(),4a a -.

(II )(i )因为()e (()())x

x x g'f f 'x =+,由题意知0

00()e ()e

x

x x x g g'?=??=??,

所以00

00

000()e e e (()())e

x x x

x 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.

(ii )因为()e x

g x ≤,00[11],x x x ∈-+,由e 0x >,可得()1f x ≤. 又因为0()1f x =,0()0f 'x =,故0x 为()f x 的极大值点,由(I )知0x a =. 另一方面,由于||1a ≤,故14a a +<-,

由(I )知()f x 在(,)1a a -内单调递增,在(),1a a +内单调递减, 故当0x a =时,()()1f f x a ≤=在[1,1]a a -+上恒成立, 从而()e x

g x ≤在00,[11]x x -+上恒成立.

由3

2()63()14a a f a a a a b =---+=,得32261b a a =-+,11a -≤≤.

令3

2

()261t x x x =-+,[1,1]x ∈-,所以2

()612t'x x x =-,

令()0t'x =,解得2x =(舍去),或0x =.

因为(1)7t -=-,(1)3t =-,(0)1t =,故()t x 的值域为[7],1-. 所以,b 的取值范围是[7],1-. 32.【解析】

(Ⅰ)因为(1x '=-

,()x x

e e --'=-

所以()(1(x x f x e x e --'=-

--

x

-=

1()2x >

(Ⅱ)由()0x

f x -'==

解得1x =或52

x =

因为

x

12

1

2

,1) 1 (1,

52) 52 (52

,+∞) ()f x '

- 0 +

0 - ()f x

又2()(211)02

x f x x e -=

-≥, 所以()f x 在区间1

[,)2

+∞上的取值范围是121[0,]2e -.

33.【解析】(1)由3

2

()1f x x ax bx =+++,得2

2

2()323()33

a a f x x ax

b x b '=++=++-.

当3

a

x =-时,()f x '有极小值23a b -.

因为()f x '的极值点是()f x 的零点.

所以33()1032793a a a ab f -=-

+-+=,又0a >,故223

9a b a

=+. 因为()f x 有极值,故()=0f x '有实根,从而231

(27a )039a b a

-

=-≤,即3a ≥. 3a =时,()>0(1)f x x '≠-,故()f x 在R 上是增函数,()f x 没有极值;

3a >时,()=0f x '有两个相异的实根213=

3a a b x ---,223=3

a a b

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

故()f x 的极值点是12,x x . 从而3a >,

因此223

9a b a

=+,定义域为(3,)+∞.

(2)由(1

=+

. 设23

()9t g t t

=+,则22222227()39t g t t t -'=-=

当(

,)2t ∈+∞时,()0g t '>,所以()g t 在(,)2

+∞上单调递增.

因为3a >,所以>(g g >=

> 因此2

3b a >.

(3)由(1)知,()f x 的极值点是12,x x ,且1223

x x a +=-,222

12469a b x x -+=.

从而3232

12111222()()11f x f x x ax bx x ax bx +=+++++++

2222

121122121212(32)(32)()()23333

x x x ax b x ax b a x x b x x =

++++++++++ 346420279

a a

b ab -=-+=

记()f x ,()f x '所有极值之和为()h a ,

因为()f x '的极值为221339a b a a -=-+,所以213

()=9h a a a

-+,3a >. 因为223

()=09h a a a '-

-<,于是()h a 在(3,)+∞上单调递减. 因为7

(6)=2

h -,于是()(6)h a h ≥,故6a ≤.

因此a 的取值范围为(36],.

34.【解析】 (Ⅰ)()()()()()

'12112.x x f x x e a x x e a =-+-=-+

(i)设0a ≥,则当(),1x ∈-∞时,()'0f x <;当()1,x ∈+∞时,()'0f x >. 所以()f x 在(),1-∞单调递减,在()1,+∞单调递增. (ii)设0a <,由()'0f x =得1x =或ln(2)x a =-.

①若2e

a =-

,则()()()'1x f x x e e =--,所以()f x 在(),-∞+∞单调递增. ②若2

e

a >-,则ln(2)1a -<,故当()()(),ln 21,x a ∈-∞-+∞时,()'0f x >;

当()()

ln 2,1x a ∈-时,()'0f x <,所以()f x 在()()

(),ln 2,1,a -∞-+∞单调递增,在()()

ln 2,1a -单调递减. ③若2

e

a <-

,则ln(2)1a ->,故当()()(),1ln 2,x a ∈-∞-+∞时,()'0f x >,

当()()

1,ln 2x a ∈-时,()'0f x <,所以()f x 在()()()

,1,ln 2,a -∞-+∞单调递增,在()()

1,ln 2a -单调递减.

(Ⅱ)(i)设0a >,则由(I)知,()f x 在(),1-∞单调递减,在()1,+∞单调递增. 又()()12f e f a =-=,,取b 满足b <0且ln 22

b a <, 则223

()(2)(1)()022

a f

b b a b a b b >

-+-=->,所以()f x 有两个零点. (ii)设a =0,则()()2x

f x x e =-,所以()f x 有一个零点.

(iii)设a <0,若2

e

a ≥-

,则由(Ⅰ)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2

e

a <-,则由(Ⅰ)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,+∞.

35.【解析】(Ⅰ)()f x 的定义域为(0,)+∞.当4=a 时,

1

()(1)ln 4(1),()ln 3'=+--=+

-f x x x x f x x x

,(1)2,(1)0.'=-=f f 曲线()=y f x 在(1,(1))f 处的切线方程为220.x y +-= (Ⅱ)当(1,)∈+∞x 时,()0>f x 等价于(1)

ln 0.1

--

>+a x x x 令(1)

()ln 1

-=-

+a x g x x x ,则 222

122(1)1

(),(1)0(1)(1)

+-+'=-==++a x a x g x g x x x x ,

(i )当2≤a ,(1,)∈+∞x 时,22

2(1)1210+-+≥-+>x a x x x ,

故()0,()'>g x g x 在(1,)∈+∞x 上单调递增,因此()0>g x ; (ii )当2>a 时,令()0'=g x 得

1211=-=-x a x a ,

由21>x 和121=x x 得11

36.【解析】(Ⅰ)由题设,()f x 的定义域为(0,)+∞,1

()1f x x

'=

-,令()0f x '=,解得1x =.当01x <<时,()0f x '>,()f x 单调递增;当1x >时,()0f x '<,()

f x 单调递减.

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,()f x 在1x =处取得最大值,最大值为(1)0f =. 所以当1x ≠时,ln 1x x <-. 故当(1,)x ∈+∞时,ln 1x x <-,11ln

1x x <-,即11ln x x x

-<<. (Ⅲ)由题设1c >,设()1(1)x

g x c x c =+--,则()1ln x

g x c c c '=--,

令()0g x '=,解得01

ln

ln ln c c x c

-=

. 当0x x <时,()0g x '>,()g x 单调递增;当0x x >时,()0g x '<,()g x 单调递减. 由(Ⅱ)知,1

1ln c c c

-<

<,故001x <<,又(0)(1)0g g ==, 故当01x <<时,()0g x >. 所以当(0,1)x ∈时,1(1)x

c x c +->. 37【解析】(Ⅰ)()f x 的定义域为(0,)+∞,1

()f x a x

'=

-. 若0a ≤,则()0f x '>,所以()f x 在(0,)+∞单调递增.

若0a >,则当1(0,)x a ∈时,()0f x '>;当1(,)x a

∈+∞时,()0f x '<.所以()f x 在

1(0,)a 单调递增,在1

(,)a

+∞单调递减. (Ⅱ)由(Ⅰ)知,当0a ≤时,()f x 在(0,)+∞上无最大值;当0a >时,()f x 在1

x a

=取得最大值,最大值为111

()ln

(1)ln 1f a a a a a a

=+-=-+-. 因此1

()22f a a

>-等价于ln 10a a +-<.

令()ln 1g a a a =+-,则()g a 在(0,)+∞单调递增,(1)0g =. 于是,当01a <<时,()0g a <;当1a >时,()0g a >. 因此a 的取值范围是(0,1).

38.【解析】(Ⅰ)()f x 的定义域为(0+)∞,,()2()=20x a

f x e x x

'-

>. 当0a ≤时,()0f x '>,()f x '没有零点; 当0a >时,因为2e

x

单调递增,a

x -

单调递增,所以()f x '在(0+)∞,单调递增.又()0f x '>,当b 满足04a b <<且1

4

b <时,()0f b '<,故当0a >时,()f x '存在唯

一零点.

(Ⅱ)由(Ⅰ),可设()f x '在(0+)∞,的唯一零点为0x ,当0(0)x x ∈,时,()0f x '<;

当0(+)x x ∈∞,

时,()0f x '>. 故()f x 在0(0)x ,单调递减,在0(+)x ∞,

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0

202e

=0x a x -

,所以00022

()=2ln 2ln 2a f x ax a a a x a a

+++≥. 故当0a >时,2

()2ln

f x a a a

+≥. 39.【解析】(Ⅰ)'()f x =2

36x x a -+,'(0)f a =.

曲线()y f x =在点(0,2)处的切线方程为2y ax =+. 由题设得2

2a

-

=-,所以1a =. (Ⅱ)由(Ⅰ)知,3

2

()32f x x x x =-++

导数及导数应用专题练习题

高二文科数学《变化率与导数及导数应用》专练(十) 一、选择题 1. 设函数f (x )存在导数且满足,则曲线y=f (x )在点 (2,f (2))处的切线斜率为( ) A .﹣1 B .﹣2 C .1 D .2 2. 函数()1x f x e =-的图像与x 轴相交于点P ,则曲线在点P 处的切线的方程为( ) A .1y e x =-?+ B .1y x =-+ C . y x =- D .y e x =-? 3. 曲线)0(1 )(3>-=x x x x f 上一动点))(,(00x f x P 处的切线斜率的最小值为( ) A .3 B .3 C. 32 D .6 4. 设P 为曲线2 :23C y x x =++上的点,且曲线C 在点P 处的切线的倾斜角的取值范 围为0,4π?? ???? ,则点P 的横坐标的取值范围为( ) A . []0,1 B .[]1,0- C .11,2??--???? D .1,12?? ???? 5. 已知2 3 ()1(1)(1)(1)(1)n f x x x x x =+++++++++L ,则(0)f '=( ). A . n B .1n - C . (1)2 n n - D . 1 (1)2 n n + 6. 曲线y=2lnx 上的点到直线2x ﹣y+3=0的最短距离为( ) A . B .2 C .3 D .2

7. 过点(0,8)作曲线32()69f x x x x =-+的切线,则这样的切线条数为( ) A .0 B .1 C .2 D .3 8. 数列{a n }满足a n+2=2a n+1﹣a n ,且a 2014,a 2016是函数f (x )= +6x ﹣1的极值点,则log 2(a 2000+a 2012+a 2018+a 2030)的值是( ) A .2 B .3 C .4 D .5 9. 已知函数()x f x e mx =-的图像为曲线C ,若曲线C 不存在与直线1 2 y x =垂直的切线,则实数m 的取值范围是( ) A. 12m ≤- B. 1 2 m >- C. 2m ≤ D. 2m > 10. 函数y=f (x )的图象如图所示,则导函数 y=f'(x )的图象可能是( ) A . B . C . D . 11..设()f x 是定义在R 上的奇函数,且(2)0f =,当0x >时,有2 '()() 0xf x f x x -<恒成立,则不等式()0xf x >的解集为( ) A .(-2,0)∪(2,+∞) B . (-∞,-2)∪(0,2) C. (-∞,-2)∪(2,+∞) D. (-2,0)∪(0,2) 12.设f (x )=cosx ﹣sinx ,把f (x )的图象按向量=(m ,0)(m >0)平移后,图象恰好为函数y=﹣f′(x )的图象,则m 的值可以为( )

高三数学专题复习:导数及其应用

【考情解读】 导数的概念及其运算是导数应用的基础,这是高考重点考查的内容.考查方式以客观题为主,主要考查: 一是导数的基本公式和运算法则,以及导数的几何意义; 二是导数的应用,特别是利用导数来解决函数的单调性与最值问题、证明不等式以及讨论方程的根等,已成为高考热点问题; 三是应用导数解决实际问题. 【知识梳理】 1.导数的几何意义 函数y=f(x)在点x=x0处的导数值就是曲线y=f(x)在点处的切线的,其切线方程是. 注意:函数在点P0处的切线与函数过点P0的切线的区别:. 2.导数与函数单调性的关系 (1)() '>0是f(x)为增函数的条件. f x 如函数f(x)=x3在(-∞,+∞)上单调递增,但f′(x)≥0. (2)() '≥0是f(x)为增函数的条件. f x 当函数在某个区间内恒有() '=0时,则f(x)为常数,函数不具有单调 f x 性. 注意:导数值为0的点是函数在该点取得极值的条件.

3. 函数的极值与最值 (1)函数的极值是局部范围内讨论的问题,函数的最值是对整个定义域而言的,是在整个范围内讨论的问题. (2)函数在其定义区间的最大值、最小值最多有 个,而函数的极值可能不止一个,也可能没有. (3)闭区间上连续的函数一定有最值,开区间内的函数不一定有最值,若有唯一的极值,则此极值一定是函数的 . 4. 几个易误导数公式及两个常用的运算法则 (1)(sin x )′= ; (2)(cos x )′= ; (3)(e x )′= ; (4)(a x )′= (a >0,且a ≠1); (5)(x a )′= ; (6)(log e x )′= ; (7)(log a x )′= (a >0,且a ≠1); (8)′= ; (9)??????? ? f (x ) g (x )′= (g (x )≠0) .

导数练习题带标准答案

导数练习题带答案

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:

导数及其应用 一、选择题 1.函数)(x f y =在一点的导数值为0是函数)(x f y =在这点取极值的( ) A 充分条件 B 必要条件 C 充要条件 D 必要非充分条件 2.已知点P(1,2)是曲线y=2x 2上一点,则P 处的瞬时变化率为 ( ) A .2 B .4 C .6 D . 2 13.设函数()f x =x 3 ﹣x 2 ,则)1(f '的值为( ) A .-1 B .0 C .1 D .5 4.已知函数???>+<+=) 0()0(1)(x a x x a x f x ,若)(lim 0 x f x →存在,则= -)2(' f A.2ln 4 B. 45 C.2- D.2ln 4 15.设球的半径为时间t 的函数()R t 。若球的体积以均匀速度c 增长,则球的表面积的增长速 度与球半径 A.成正比,比例系数为C B. 成正比,比例系数为2C C.成反比,比例系数为C D. 成反比,比例系数为2C 6.已知函数1)(2 3--+-=x ax x x f 在),(+∞-∞上是单调函数,则实数a 的取值范围是 ( ) A .),3[]3,(+∞--∞Y B .]3,3[- C .),3()3,(+∞--∞Y D .) 3,3(-7.一点沿直线运动,如果由始点起经过t 秒后的距离为43215 243 s t t t =-+,那么速度为零的时 刻是 ( ) A .1秒末 B .0秒 C .4秒末 D .0,1,4秒末 8.下列等于1的积分是 ( ) A . dx x ? 1 B . dx x ?+1 0)1( C .dx ?1 01 D .dx ?1021 9.1 1lim 10 0-+→x x x 的值是 A.不存在 B.0 C.2 D.10

高中数学第三章导数及其应用习题课导数的应用学案苏教版选修1_1

高中数学第三章导数及其应用习题课导数的应用学案苏教版 选修1_1 学习目标 1.能利用导数研究函数的单调性.2.理解函数的极值、最值与导数的关系.3.掌握函数的单调性、极值与最值的综合应用. 知识点一函数的单调性与其导数的关系 定义在区间(a,b)内的函数y=f(x) 知识点二 解方程f′(x)=0,当f′(x0)=0时, (1)如果在x0附近的左侧________,右侧________,那么f(x0)是极大值. (2)如果在x0附近的左侧________,右侧________,那么f(x0)是极小值. 知识点三函数y=f(x)在[a,b]上最大值与最小值的求法 1.求函数y=f(x)在(a,b)内的极值. 2.将函数y=f(x)的________与端点处的函数值________比较,其中________的一个是最大值,________的一个是最小值. 类型一数形结合思想的应用 例1 已知f′(x)是f(x)的导函数,f′(x)的图象如图所示,则f(x)的图象只可能是________. 反思与感悟解决函数极值与函数、导函数图象的关系时,应注意:(1)对于导函数的图象,重点考查导函数的值在哪个区间上为正,在哪

个区间上为负,在哪个点处与x轴相交,在交点附近导函数值是怎样变化的. (2)对于函数的图象,函数重点考查递增区间和递减区间,进而确定极值点. 跟踪训练1 设函数f(x)在R上可导,其导函数为f′(x),且函数f(x)在x=-2处取得极小值,则函数y=xf′(x)的图象可能是________.类型二构造函数求解 命题角度1 比较函数值的大小 例2 已知定义域为R的奇函数y=f(x)的导函数为y=f′(x),当x≠0时,f′(x)+<0,若a=f(),b=-f(-),c=(ln )f(ln ),则a,b,c的大小关系是________. 反思与感悟本例中根据条件构造函数g(x)=xf(x),通过g′(x)确定g(x)的单调性,进而确定函数值的大小,此类题目的关键是构造出恰当的函数. 跟踪训练2 设a=,b=,c=,则a,b,c的大小关系是________.命题角度2 求解不等式 例 3 定义域为R的可导函数y=f(x)的导函数f′(x),满足f(x)2ex的解集为________.反思与感悟根据所求结论与已知条件,构造函数g(x)=,通过导函数判断g(x)的单调性,利用单调性得到x的取值范围. 跟踪训练3 设函数f(x)是定义在R上的偶函数,f′(x)为其导函数.当x>0时,f(x)+x·f′(x)>0,且f(1)=0,则不等式x·f(x)>0的解集为________. 命题角度3 利用导数证明不等式 例4 已知x>1,证明不等式x-1>ln x.

导数的综合应用 公开课教案

§3.4 导数的综合应用 基础知识 自主学习 要点梳理 1.利用导数研究函数单调性的步骤 (1)求导数 )(' x f ; (2)在函数)(x f 的定义域内解不等式)('x f >0或)(' x f <0; (3)根据(2)的结果确定函数)(x f 的单调区间 2.求可导函数极值的步骤 (1)确定函数的定义域;(2)求导数 )('x f ;(3)解方程)(' x f =0,求 出函数定义域内的所有根;(4)列表检验)('x f 在)(' x f =0的根x 0 左右两侧值的符号,如果左正右负,那么)(x f 在x 0 处取极大值,如果左负右正,那么)(x f 在x 0 处取极小值. 3.求函数f (x)在闭区间[a ,b]内的最大值与最小值 (1)确定函数 )(x f 在闭区间[a ,b]内连续、可导; (2)求函数)(x f 在开区间(a ,b)内的极值; (3)求函数)(x f 在[a,b]端点处的函数值f (a),f (b);

(4)比较函数 )(x f 的各极值与f (a),f (b)的大小,其中最大的一个是最 大值,最小的一个是最小值. 4.利用导数解决实际生活中的优化问题 (1)分析实际问题中各变量之间的关系,建立实际问 题的数学模型,写出相应的函数关系式y =)(x f ; (2)求导数 )(' x f ,解方程)(' x f =0; (3)判断使)(' x f =0的点是极大值点还是极小值点; (4)确定函数的最大值或最小值,还原到实际问题中 作答.一般地,对于实际问题,若函数在给定的定 义域内只有一个极值点,那么该点也是最值点. 基础自测 1.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 处的切线斜率为2,则点P 的坐标为________. 2.若 )(x f =x 3 +3ax 2 +3(a +2)x +1有极大值和极小值,则a 的取值范围为 __________________________. 3.若函数 )(x f =x +asin x 在R 上递增,则实数a 的取值范围为 4.设a ∈R ,若函数y =e ax +3x ,x ∈R 有大于零的极值点,则( )

高二数学导数及其应用练习题及答案

(数学选修1-1)第一章 导数及其应用 [提高训练C 组]及答案 一、选择题 1.若()sin cos f x x α=-,则'()f α等于( ) A .sin α B .cos α C .sin cos αα+ D .2sin α 2.若函数2()f x x bx c =++的图象的顶点在第四象限,则函数'()f x 的图象是( ) 3.已知函数1)(23--+-=x ax x x f 在),(+∞-∞上是单调函数,则实数a 的 取值范围是( ) A .),3[]3,(+∞--∞ B .]3,3[- C .),3()3,(+∞--∞ D .)3,3(- 4.对于R 上可导的任意函数()f x ,若满足'(1)()0x f x -≥,则必有( ) A . (0)(2)2(1)f f f +< B. (0)(2)2(1)f f f +≤ C. (0)(2)2(1)f f f +≥ D. (0)(2)2(1)f f f +> 5.若曲线4 y x =的一条切线l 与直线480x y +-=垂直,则l 的方程为( ) A .430x y --= B .450x y +-= C .430x y -+= D .430x y ++= 6.函数)(x f 的定义域为开区间),(b a ,导函数)(x f '在),(b a 内的图象如图所示, 则函数)(x f 在开区间),(b a 内有极小值点( A .1个 B .2个 C .3个 D .4个 二、填空题 1.若函数()()2 f x x x c =-在2x =处有极大值,则常数c 的值为_________;

2.函数x x y sin 2+=的单调增区间为 。 3.设函数())(0)f x ??π=+<<,若()()f x f x '+为奇函数,则?=__________ 4.设3 2 1()252 f x x x x =- -+,当]2,1[-∈x 时,()f x m <恒成立,则实数m 的 取值范围为 。 5.对正整数n ,设曲线)1(x x y n -=在2x =处的切线与y 轴交点的纵坐标为n a ,则 数列1n a n ?? ? ?+?? 的前n 项和的公式是 三、解答题 1.求函数3(1cos 2)y x =+的导数。 2.求函数y = 3.已知函数3 2 ()f x x ax bx c =+++在2 3 x =-与1x =时都取得极值 (1)求,a b 的值与函数()f x 的单调区间 (2)若对[1,2]x ∈-,不等式2()f x c <恒成立,求c 的取值范围。 4.已知23()log x ax b f x x ++=,(0,)x ∈+∞,是否存在实数a b 、,使)(x f 同时满足下列 两个条件:(1))(x f 在(0,1)上是减函数,在[)1,+∞上是增函数;(2))(x f 的最小值是1,若存在,求出a b 、,若不存在,说明理由. (数学选修1-1)第一章 导数及其应用 [提高训练C 组] 一、选择题 1.A ' ' ()sin ,()sin f x x f αα==

选修1-1第三章导数及其应用A卷@停课不停学中学精品

旗开得胜 选修1-1第三章导数及其应用A 卷 考试时间:120分钟 满分:150分 第Ⅰ卷(选择题共60分) 一、选择题(共12小题;共60分) 1 若函数()y f x =在区间(,)a b 内可导,且0(,)x a b ∈则000 ()() lim h f x h f x h h →+-- 的值为( ) A 0()f x ' B 02()f x ' C 02()f x '- D 0 2 一个物体的运动方程为21t t s +-=其中s 的单位是米,t 的单位是秒, 那么物体在3秒末的瞬时速度是( ) A 7米/秒 B 6米/秒 C 5米/秒 D 8米/秒 3 函数3 y x x 的递增区间是( ) A ),0(+∞ B )1,(-∞ C ),(+∞-∞ D ),1(+∞ 4 32()32f x ax x =++,若(1)4f '-=,则a 的值等于( ) A 319 B 316 C 313 D 3 10 5 函数)(x f y =在一点的导数值为0是函数)(x f y =在这点取极值的( )

A 充分条件 B 必要条件 C 充要条件 D 必要非充分条件 6 函数344+-=x x y 在区间[]2,3-上的最小值为( ) A 72 B 36 C 12 D 0 7. 已知 a 函数 ()312f x x x =-的极小值点,则 ()a = A. B. C. D. 8. 函数 3223125y x x x =--+在 []0,3上的最大值,最小值分别是 ( ) A. , B. , C. , D. , 9. 函数 ()()3e x f x x =-的单调递增区间是 A. B. C. D . 10. 与直线 240x y -+=平行的抛物线 2y x =的切线方程是 . A. 230x y -+= B. 230x y --= C. 210x y -+= D. 210x y --=

2019衡水名师原创理科数学专题卷:专题五《导数及其应用》

2019届高三一轮复习理科数学专题卷 专题五 导数及其应用 考点13:导数的概念及运算(1,2题) 考点14:导数的应用(3-11题,13-15题,17-22题) 考点15:定积分的计算(12题,16题) 考试时间:120分钟 满分:150分 说明:请将选择题正确答案填写在答题卡上,主观题写在答题纸上 第I 卷(选择题) 一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分。在每小题给出的四个选项中,只有 一项是最符合题目要求的。) 1.【来源】2017-2018年河北武邑中学高二理周考 考点13 易 函数()2sin f x x =的导数是( ) A.2sin x B.22sin x C.2cos x D.sin 2x 2.【来源】2017-2018年河北武邑中学高二理周考 考点13 易 已知()21cos 4 f x x x =+,()'f x 为()f x 的导函数,则()'f x 的图像是( ) 3.【2017课标II ,理11】 考点14 易 若2x =-是函数21()(1)x f x x ax e -=+-的极值点,则()f x 的极小值为( ) A.1- B.32e -- C.35e - D.1 4.【来源】2017届湖北孝感市高三理上学期第一次统考 考点14 中难 若曲线()ln y x a =+的一条切线为y ex b =+,其中,a b 为正实数,则2e a b + +的取值范围是( ) A.2,2e e ??++∞ ??? B.[),e +∞ C.[)2,+∞ D.[)2,e 5.【来源】2017届福建闽侯县三中高三上期中 考点14 难 已知函数2x y =的图象在点),(2 00x x 处的切线为l ,若l 也与函数x y ln =,)1,0(∈x 的图象 相切,则0x 必满足( )

导数及其应用高考题精选含答案

导数及其应用高考题精选 1.(2010·海南高考·理科T3)曲线2 x y x = +在点()1,1--处的切线方程为() (A )21y x =+(B )21y x =-(C )23y x =--(D )22y x =-- 【命题立意】本题主要考查导数的几何意义,以及熟练运用导数的运算法则进行求解. 【思路点拨】先求出导函数,解出斜率,然后根据点斜式求出切线方程. 【规范解答】选 A.因为22 (2) y x '= +,所以,在点()1,1--处的切线斜率12 2 2(12)x k y =-' == =-+,所以,切线方程为12(1)y x +=+,即21y x =+,故选A. 2.(2010·山东高考文科·T8)已知某生产厂家的年利润y (单位:万元) 与年产量x (单位:万件)的函数关系式为3 1812343 y x x =-+-,则使该生产厂 家获得最大年利润的年产量为() (A)13万件(B)11万件 (C)9万件(D)7万件 【命题立意】本题考查利用导数解决生活中的优化问题,考查了考生的分析问题解决问题能力和运算求解能力. 【思路点拨】利用导数求函数的最值. 【规范解答】选C ,2'81y x =-+,令0y '=得9x =或9x =-(舍去),当9x <时'0y >;当9x >时'0y <,故当9x =时函数有极大值,也是最大值,故选C. 3.(2010·山东高考理科·T7)由曲线y=2 x ,y=3 x 围成的封闭图形面积为() (A ) 1 12 (B)14 (C)13 (D) 712 【命题立意】本题考查定积分的基础知识,由定积分求曲线围成封闭图形的

数学第三章导数及其应用测试1新人教A版选修1 1

第三章导数及其应用单元测试 一、选择题 1. 函数()323922yxxxx=---<<有() A. 极大值5,极小值27? B. 极大值5,极小值11? C. 极大值5,无极小值 D. 极小值27?,无极大值 2. 若'0()3fx??,则000()(3)lim h fxhfxhh?????() A. 3? B. 6? C. 9? D. 12? 3. 曲线3()2fxxx=+-在0p处的切线平行于直线41yx=-,则0p点的坐标为() A. (1,0) B. (2,8) C. (1,0)和(1,4)?? D. (2,8)和(1,4)?? 4. ()fx与()gx是定义在R上的两个可导函数,若()fx,()gx满足''()()fxgx?, 则 ()fx与()gx满足() A. ()fx?()gx B. ()fx?()gx为常数函数 C. ()fx?()0gx? D. ()fx?()gx为常数函数 5. 函数xxy142??单调递增区间是() A. ),0(?? B. )1,(?? C. ),21(?? D. ),1(?? 6. 函数xxyln?的最大值为() A. 1?e B. e C. 2e D. 310 二、填空题 1. 函数2cosyxx??在区间[0,]2?上的最大值是. 2. 函数3()45fxxx???的图像在1x?处的切线在x轴上的截距为________________.

3. 函数32xxy??的单调增区间为,单调减区间为 ___________________. 4. 若32()(0)fxaxbxcxda?????在R增函数,则,,abc的关系式为是 . 5. 函数322(),fxxaxbxa????在1?x时有极值10,那么ba,的值分别为________. 三、解答题 1.已知曲线12??xy与31xy??在0xx?处的切线互相垂直,求0x的值. 2. 如图,一矩形铁皮的长为8cm,宽为5cm,在四个角上截去 四个相同的小正方形,制成一个无盖的小盒子,问小正方形的边长 为多少时,盒子容积最大? 3. 已知cbxaxxf???24)(的图象经过点(0,1),且在1x?处的切线方程是2yx??(1)求)(xfy?的解析式;(2)求)(xfy?的单调递增区间. 4. 平面向量13(3,1),(,)22ab???,若存在不同时为0的实数k和t,使 2(3),,xat bykatb??????且xy?,试确定函数()kft?的单调区间.

导数综合练习题最新版

导数练习题(B ) 1.(本题满分12分) 已知函数d x b a c bx ax x f +--++=)23()(23的图象如图所示. (I )求d c ,的值; (II )若函数)(x f 在2=x 处的切线方程为0113=-+y x ,求函数)(x f 的解析式; (III )在(II )的条件下,函数)(x f y =与m x x f y ++'=5)(3 1 的图象有三个不同的交点,求m 的取值范围. 2.(本小题满分12分) 已知函数)(3ln )(R a ax x a x f ∈--=. (I )求函数)(x f 的单调区间; (II )函数)(x f 的图象的在4=x 处切线的斜率为,2 3若函数]2)('[31)(23m x f x x x g ++=在区间 (1,3)上不是单调函数,求m 的取值范围. 3.(本小题满分14分) 已知函数c bx ax x x f +++=23)(的图象经过坐标原点,且在1=x 处取得极大值. (I )求实数a 的取值范围; (II )若方程9 )32()(2 +-=a x f 恰好有两个不同的根,求)(x f 的解析式; (III )对于(II )中的函数)(x f ,对任意R ∈βα、,求证:81|)sin 2()sin 2(|≤-βαf f . 4.(本小题满分12分) 已知常数0>a ,e 为自然对数的底数,函数x e x f x -=)(,x a x x g ln )(2-=. (I )写出)(x f 的单调递增区间,并证明a e a >; (II )讨论函数)(x g y =在区间),1(a e 上零点的个数. 5.(本小题满分14分) 已知函数()ln(1)(1)1f x x k x =---+. (I )当1k =时,求函数()f x 的最大值; (II )若函数()f x 没有零点,求实数k 的取值范围; 6.(本小题满分12分) 已知2x =是函数2 ()(23)x f x x ax a e =+--的一个极值点(???=718.2e ). (I )求实数a 的值; (II )求函数()f x 在]3,2 3[∈x 的最大值和最小值.

导数及其应用大题精选

导数及其应用大题精选 姓名____________班级___________学号____________分数______________ 1 .已知函数)0()(>++ =a c x b ax x f 的图象在点(1,)1(f )处的切线方程为1-=x y . (1)用a 表示出c b ,; (2)若x x f ln )(≥在[1,+∞)上恒成立,求a 的取值范围. 2 .已知2 ()I 若()f x 在x=1处取得极值,求a 的值; ()II 求()f x 的单调区间; (Ⅲ)若()f x 的最小值为1,求a 的取值范围 . 4 .已知函数 ()ln f x x x =. (Ⅰ)求()f x 的单调区间; (Ⅱ) 当1k ≤时,求证:()1f x kx ≥-恒成立. 5 .已知函数()ln a f x x x =- ,其中a ∈R . (Ⅰ)当2a =时,求函数()f x 的图象在点(1,(1))f 处的切线方程; (Ⅱ)如果对于任意(1,)x ∈+∞,都有()2f x x >-+,求a 的取值范围.

6 .已知函数 2()4ln f x ax x =-,a ∈R . (Ⅰ)当1 2 a = 时,求曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程; (Ⅱ)讨论()f x 的单调性. 7 .已知函数 ()e (1)x f x x =+. (Ⅰ)求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程; (Ⅱ)若对于任意的(,0)x ∈-∞,都有()f x k >,求k 的取值范围. 8 .已知函数 a ax x x f 23)(3+-=,)(R a ∈. (Ⅰ) 求)(x f 的单调区间; (Ⅱ)曲线)(x f y =与x 轴有且只有一个公共点,求a 的取值范围. 9 .已知函数 22()2ln (0)f x x a x a =->. (Ⅰ)若()f x 在1x =处取得极值,求实数a 的值; (Ⅱ)求函数()f x 的单调区间; (Ⅲ)若()f x 在[1]e , 上没有零点,求实数a 的取值范围. 10.已知曲线 ()x f x ax e =-(0)a >. (Ⅰ)求曲线在点(0,(0)f )处的切线; (Ⅱ)若存在实数0x 使得0()0f x ≥,求a 的取值范围.

第1讲导数的综合应用

第1讲 导数的综合应用 [最新考纲] 1.利用导数研究函数的单调性、极(最)值,并会解决与之有关的方程(不等式)问题; 2.会利用导数解决某些简单的实际问题. 知 识 梳 理 1.生活中的优化问题 通常求利润最大、用料最省、效率最高等问题称为优化问题,一般地,对于实际问题,若函数在给定的定义域内只有一个极值点,那么该点也是最值点. 2.利用导数解决生活中的优化问题的一般步骤 3.导数在研究方程(不等式)中的应用 研究函数的单调性和极(最)值等离不开方程与不等式;反过来方程的根的个数、不等式的证明、不等式恒成立求参数等,又可转化为函数的单调性、极值与最值的问题,利用导数进行研究. 辨 析 感 悟 1.函数最值与不等式(方程)的关系 (1)(教材习题改编)对任意x >0,ax 2+(3a -1)x +a ≥0恒成立的充要条件是a ∈???? ?? 15,+∞.(√) (2)(2011·辽宁卷改编)已知函数f (x )=e x -2x +a 有零点,则a 的取值范围是(-∞,2ln 2-2].(√) 2.关于实际应用问题 (3)实际问题中函数定义域要由实际问题的意义和函数解析式共同确定.(√) (4)若实际问题中函数定义域是开区间,则不存在最优解.(×) (5)(2014·鹰潭模拟改编)已知某生产厂家的年利润y (单位:万元)与年产量x (单

位:万件)的函数关系式为y=-1 3x 3+81x-234,则使该生产厂家获取最大年利润 的年产量为9万件.(√) [感悟·提升] 1.两个转化 一是利用导数研究含参函数的单调性,常化为不等式恒成立问题.注意分类讨论与数形结合思想的应用; 二是函数的零点、不等式证明常转化为函数的单调性、极(最)值问题处理,如(2). 2.两点注意 一是注意实际问题中函数定义域,由实际问题的意义和解析式共同确定,如(3). 二是在实际问题中,如果函数在区间内只有一个极值点,那么可直接根据实际意义判定是最大值还是最小值,如(4);若在开区间内有极值,则一定有最优解. 考点一导数与生活中的优化问题 【例1】(2013·重庆卷)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12 000π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. 解(1)因为蓄水池侧面的总成本为100·2πrh=200πrh元,底面的总成本为160πr2元. 所以蓄水池的总成本为(200πrh+160πr2)元. 又根据题意得200πrh+160πr2=12 000π, 所以h=1 5r(300-4r 2), 从而V(r)=πr2h=π 5(300r-4r 3).

第三章导数及其应用

第三章 导数及其应用 考点1 导数的概念及计算 1.(2014·陕西,10)如图,修建一条公路需要一段环湖弯曲路段与两条直道平滑连接(相切).已知环湖弯曲路段为某三次函数图象的一部分,则该函数的解析式为( ) A .y =12x 3-1 2x 2-x B .y =12x 3+1 2x 2-3x C .y =1 4 x 3-x D .y =14x 3+1 2 x 2-2x 1.解析 法一 由题意可知,该三次函数满足以下条件:过点(0,0),(2,0),在(0,0)处的切线方程为y =-x ,在(2,0)处的切线方程为y =3x -6,以此对选项进行检验.A 选项, y =12x 3-12x 2-x ,显然过两个定点,又y ′=3 2x 2-x -1,则y ′|x =0=-1,y ′|x =2=3,故条件都满足,由选择题的特点知应选A. 法二 设该三次函数为f (x )=ax 3+bx 2+cx +d ,则f ′(x )=3ax 2+2bx +c , 由题设有?????f (0)=0?d =0, f (2)=0?8a +4b +2c +d =0,f ′(0)=-1?c =-1, f ′(2)=3?12a +4b +c =3,解得a =12,b =-1 2,c =-1,d =0. 故该函数的解析式为y =12x 3-1 2x 2-x ,选A. 答案 A 2.(2016·新课标全国Ⅲ,16)已知f (x )为偶函数,当x ≤0时,f (x )=-x-1 e -x ,则曲线y =f (x ) 在

点(1,2)处的切线方程是________. 2.解析设x>0,则-x<0,f(-x)=e x-1+x, 因为f(x)为偶函数,所以f(x)=e x-1+x,f′(x)=e x-1+1,f′(1)=2, y-2=2(x-1),即y=2x. 答案y=2x 3.(2015·新课标全国Ⅰ,14)已知函数f(x)=ax3+x+1的图象在点(1,f(1))处的切线过点(2,7),则a=________. 3.解析f′(x)=3ax2+1,f′(1)=1+3a,f(1)=a+2. 点(1,f(1))处的切线方程为y-(a+2)=(1+3a)(x-1). 将(2,7)代入切线方程,得7-(a+2)=(1+3a), 解得a=1. 答案1 4.(2015·新课标全国Ⅱ,16)已知曲线y=x+ln x在点(1,1)处的切线与曲线y=ax2+(a+2)x+1相切,则a=________. 4.解析由y=x+ln x,得y′=1+1 x,得曲线在点(1,1)的切线的斜率为k=y′|x=1=2,所以切 线方程为y-1=2(x-1),即y=2x-1,此切线与曲线y=ax2+(a+2)x+1相切,消去y得ax2+ax+2=0,得a≠0且Δ=a2-8a=0,解得a=8. 答案8 5.(2015·天津,11)已知函数f(x)=a ax ln,x∈(0,+∞),其中a为实数,f′(x)为f(x)的导函数.若f′(1)=3,则a的值为________. 5.解析f′(x)=x a ln+ax·1x=a(ln x+1),由f′(1)=3得,a(ln 1+1)=3,解得a=3.

第4讲 导数的综合应用

第4讲 导数的综合应用 高考定位 在高考压轴题中,函数与方程、不等式的交汇是考查的热点,常以指数函数、对数函数为载体考查函数的零点(方程的根)、比较大小、不等式证明、不等式恒成立与能成立问题. 真 题 感 悟 1.(2020·全国Ⅲ卷)设函数f (x )=x 3+bx +c ,曲线y =f (x )在点? ???? 12,f ? ????12处的切线与y 轴垂直. (1)求b ; (2)若f (x )有一个绝对值不大于1的零点,证明:f (x )所有零点的绝对值都不大于1. (1)解 f ′(x )=3x 2+b . 依题意得f ′? ?? ?? 12=0,即34+b =0,故b =-34. (2)证明 由(1)知f (x )=x 3-34x +c ,f ′(x )=3x 2-34.令f ′(x )=0,解得x =-12或x =1 2. f ′(x )与f (x )的情况为: 因为f (1)=f ? ???? -12=c +14, 所以当c <-1 4时,f (x )只有大于1的零点. 因为f (-1)=f ? ???? 12=c -14, 所以当c >1 4时,f (x )只有小于-1的零点. 由题设可知-14≤c ≤1 4. 当c =-14时,f (x )只有两个零点-1 2和1.

当c =14时,f (x )只有两个零点-1和12. 当-140; 当x ∈? ?? ?? π2,π时,g ′(x )<0, 所以g (x )在? ????0,π2上单调递增,在? ???? π2,π上单调递减. 又g (0)=0,g ? ???? π2>0,g (π)=-2, 故g (x )在(0,π)存在唯一零点. 所以f ′(x )在区间(0,π)存在唯一零点. (2)解 由题设知f (π)≥a π,f (π)=0,可得a ≤0. 由(1)知,f ′(x )在(0,π)只有一个零点,设为x 0,且当x ∈(0,x 0)时,f ′(x )>0;当x ∈(x 0,π)时,f ′(x )<0,所以f (x )在(0,x 0)上单调递增,在(x 0,π)上单调递减. 又f (0)=0,f (π)=0,所以当x ∈[0,π]时,f (x )≥0. 又当a ≤0,x ∈[0,π]时,ax ≤0,故f (x )≥ax . 因此,a 的取值范围是(-∞,0]. 考 点 整 合 1.利用导数研究函数的零点 函数的零点、方程的实根、函数图象与x 轴的交点的横坐标是三个等价的概念,解决这类问题可以通过函数的单调性、极值与最值,画出函数图象的变化趋势,数形结合求解.

第三章 导数及其应用

第三章 导数及其应用 第一节导数的概念及运算、定积分 1.导数的概念 (1)函数y =f (x )在x =x 0处的导数:函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率li m Δx →0 Δy Δx =li m Δx →0 f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx ? 为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或y ′x =x 0,即f ′(x 0)=li m Δx →0 Δy Δx =li m Δx →0 f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx . 函数y =f (x )的导数f ′(x )反映了函数f (x )的瞬时变化趋势,其正负号反映了变化的方向,其大小|f ′(x )|反映了变化的快慢,|f ′(x )|越大,曲线在这点处的切线越“陡”. (2)导数的几何意义:函数f (x )在x =x 0处的导数f ′(x 0)的几何意义是在曲线y =f (x )上点P (x 0,y 0)?处的切线的斜率(瞬时速度就是位移函数s (t )对时间t 的导数).相应地,切线方程为y -y 0=f ′(x 0)(x -x 0). ?曲线y =f (x )在点P (x 0,y 0)处的切线是指P 为切点,斜率为k =f ′(x 0)的切线,是唯一的一条切线. (3)函数f (x )的导函数:称函数f ′(x )=li m Δx →0 f (x +Δx )-f (x ) Δx 为f (x )的导函数. (4)f ′(x )是一个函数,f ′(x 0)是函数f ′(x )在x 0处的函数值(常数),[f ′(x 0)]′=0. 2.基本初等函数的导数公式

2019届高考数学专题二函数与导数第3讲导数的综合应用教案理

第3讲导数的综合应用 1.(2018·全国Ⅱ卷,理21)已知函数f(x)=e x-ax 2. (1)若a=1,证明:当x≥0时,f(x)≥1; (2)若f(x)在(0,+∞)只有一个零点,求a. (1)证明:当a=1时,f(x)≥1等价于(x2+1)e-x-1≤0. 设函数g(x)=(x2+1)e-x-1, 则g'(x)=-(x2-2x+1)·e-x=-(x-1)2e-x. 当x≠1时,g'(x)<0, 所以g(x)在(0,+∞)上单调递减. 而g(0)=0,故当x≥0时,g(x)≤0, 即f(x)≥1. (2)解:设函数h(x)=1-ax2e-x. f(x)在(0,+∞)上只有一个零点等价于h(x)在(0,+∞)上只有一个零点. (ⅰ)当a≤0时,h(x)>0,h(x)没有零点; (ⅱ)当a>0时,h'(x)=ax(x-2)e-x. 当x∈(0,2)时,h'(x)<0; 当x∈(2,+∞)时,h'(x)>0. 所以h(x)在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增. 故h(2)=1-是h(x)在(0,+∞)上的最小值. ①若h(2)>0,即a<,h(x)在(0,+∞)上没有零点. ②若h(2)=0,即a=,h(x)在(0,+∞)上只有一个零点. ③若h(2)<0,即a>, 因为h(0)=1, 所以h(x)在(0,2)上有一个零点; 由(1)知,当x>0时,e x>x2,

所以h(4a)=1-=1->1- =1->0, 故h(x)在(2,4a)上有一个零点. 因此h(x)在(0,+∞)上有两个零点. 综上,当f(x)在(0,+∞)上只有一个零点时,a=. 2.(2017·全国Ⅲ卷,理21)已知函数f(x)=x-1-aln x. (1)若f(x)≥0,求a的值; (2)设m为整数,且对于任意正整数n,1+1+…1+0,由f'(x)=1-=知, 当x∈(0,a)时,f'(x)<0; 当x∈(a,+∞)时,f'(x)>0, 所以f(x)在(0,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增, 故x=a是f(x)在(0,+∞)的最小值点. 由于f(1)=0,所以当且仅当a=1时,f(x)≥0. 故a=1. (2)由(1)知当x∈(1,+∞)时,x-1-ln x>0. 令x=1+,得ln1+<. 从而ln1++ln1++…+ln1+<++…+=1-<1. 故1+1+…1+2,

导数的综合应用练习题及答案

导数应用练习题答案 1.下列函数在给定区间上是否满足罗尔定理的所有条件?如满足,请求出定理中的数值ξ。 2(1)()23[1,1.5]f x x x =---; 2 1(2)()[2,2]1f x x = -+; (3)()[0,3]f x =; 2 (4)()1 [1,1]x f x e =-- 解:2 (1)()23 [1,1.5]f x x x =--- 该函数在给定闭区间上连续,其导数为()41f x x '=-,在开区间上可导,而且(1)0f -=,(1.5)0f =,满足罗尔定理,至少有一点(1,1.5)ξ∈-, 使()410f ξξ'=-=,解出14 ξ=。 解:2 1(2)()[2,2]1f x x = -+ 该函数在给定闭区间上连续,其导数为222()(1)x f x x -'=+,在开区间上可导,而且1(2)5f -=,1 (2)5 f = ,满足罗尔定理,至少有一点(2,2)ξ∈-, 使22 2()0(1)f ξ ξξ-'= =+,解出0ξ=。 解:(3)()[0,3]f x = 该函数在给定闭区间上连续,其导数为() f x '=,在开区间上可导,而且(0)0f =, (3)0f =,满足罗尔定理,至少有一点(0,3)ξ∈, 使()0 f ξ'==,解出2ξ=。 解:2 (4)()e 1 [1,1]x f x =-- 该函数在给定闭区间上连续,其导数为2 ()2e x f x x '=,在开区间上可导,而且(1)e 1f -=-,(1)e 1f =-,满足罗尔定理,至少有一点ξ,使2 ()2e 0f ξξξ'==,解出0ξ=。 2.下列函数在给定区域上是否满足拉格朗日定理的所有条件?如满足,请求出定理中的数值ξ。 3 (1)()[0,](0)f x x a a =>; (2)()ln [1,2] f x x =; 32(3)()52 [1,0] f x x x x =-+-- 解:3 (1)()[0,](0)f x x a a =>

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