第一部分专题一第4讲导数及其应用(文科)
(限时60分钟,满分100分)
一、选择题(本大题共6个小题,每小题6分,共36分)
1.一个物体的运动方程是s=1-t+t2,其中s的单位是m,t 的单位是s,那么物体在3 s末的瞬时速度是()
A.7 m/s B.6 m/s
C.5 m/s D.8 m/s
解析:∵s′=-1+2t,∴s′|t=3=-1+6=5,
∴t=3 s时的瞬时速度为5 m/s.
答案:C
2.函数f(x)=x3+ax2+3x-9,已知f(x)有两个极值点x1,x2,则x1·x2等于()
A.9 B.-9 C.1 D.-1
解析:f′(x)=3x2+2ax+3,则x1·x2=1.
答案:C
3.设a为实数,函数f(x)=x3+ax2+(a-2)x的导函数是f′(x),且f′(x)是偶函数,则曲线y=f(x)在原点处的切线方程为() A.y=-2x B.y=3x
C.y=-3x D.y=4x
解析:由已知得f′(x)=3x2+2ax+a-2,因为f′(x)是偶函数,所以a=0,即f′(x)=3x2-2,从而f′(0)=-2,所以曲线y=f(x)在原点处的切线方程为y=-2x.
答案:A
4.函数y =f (x )在定义域(-32
,3)内可导,其图象如图所示,记y =f (x )的导函数为y =f ′(x ),则不等式f ′(x )≤0的解集为( )
A .[-13,1]∪[2,3)
B .[-1,12]∪[43,83
] C .[-32,12]∪[1,2] D .[-32,-13]∪[12,43
] 解析:由题意知,选择f (x )的减区间即为所求.
答案:A
5.(精选考题·山东高考)已知某生产厂家的年利润y (单元:万元)
与年产量x (单位:万件)的函数关系式为y =-13
x 3+81x -234,则使该生产厂家获取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
解析:因为y ′=-x 2+81,所以当x >9时,y ′<0;当x ∈(0,9)
时,y ′>0,所以函数y =-13
x 3+81x -234在(9,+∞)上单调递减,在(0,9)上单调递增,所以x =9是函数的极大值点,又因为函数在(0,+∞)上只有一个极大值点,所以函数在x =9处取得最大值.
答案:C
6.下列图象中,有一个是函数f (x )=13
x 3+ax 2+(a 2-1)x +1(a ∈R ,a ≠0)的导函数f ′(x )的图象,则f (-1)=( )
A.13 B .-13 C.73
D .-13或53
解析:∵f ′(x )=x 2+2ax +(a 2-1),∴导函数f ′(x )的图象开口
向上.又∵a ≠0,∴其图象必为第三个图.
由图象特征知f ′(0)=0,且-a >0,∴a =-1,
故f (-1)=-13-1+1=-13
. 答案:B
二、填空题(本大题共3个小题,每小题6分,共18分)
7.函数f (x )=x 3-3tx +3t 在(0,1)内有极小值,则t 的取值范围是
________.
解析:∵f ′(x )=3x 2-3t =0,∴x =±t (t ≥0).
经验证知x =t 时,f (x )有极小值.
∴0<t <1.从而0<t <1.
答案:(0,1)
8.曲线y =x 3在点(1,1)处的切线与x 轴、直线x
=2所围成的三角形的面积为________.
解析:y =x 3在点(1,1)处的切线方程为y -1=
f ′(1)(x -1),
即y =3x -2.
作图可知:S △ABC =12|AB |·|BC |=12×(2-23)×4=83.
答案:83
9.已知函数f (x )=ax 3+bx 2+cx ,其导函数y =f ′(x )
的图象经过点(1,0),(2,0),如图所示,则下列说法中不.
正确的是________.
①当x =32
时函数取得极小值; ②f (x )有两个极值点;③当x =2时函数取得极小值;④当x =1时函数取得极大值.
解析:从图象上可以看到:当x ∈(0,1)时,f ′(x )>0;当x ∈(1,2)时,f ′(x )<0;当x ∈(2,+∞)时,f ′(x )>0,所以f (x )有两个极值点1和2,且当x =2时函数取得极小值,当x =1时函数取得极大值.只有①不正确.
答案:①
三、解答题(本大题共3个小题,共46分)
10.(本小题满分15分)已知函数f (x )=x 3-3ax 2-bx ,其中a ,b 为实数.
(1)若f (x )在x =1处取得的极值为2,求a ,b 的值;
(2)若f (x )在区间[-1,2]上为减函数,且b =9a ,求a 的取值范围. 解:(1)由题设可知:
f ′(1)=0且f (1)=2,
即?????
3-6a -b =0,1-3a -b =2.解得a =43,b =-5. (2)f ′(x )=3x 2-6ax -b =3x 2-6ax -9a ,
又f (x )在[-1,2]上为减函数,
∴f ′(x )≤0对x ∈[-1,2]恒成立.
即3x 2-6ax -9a ≤0对x ∈[-1,2]恒成立.
∴f ′(-1)≤0且f ′(2)≤0,
即????? 3+6a -9a ≤0,12-12a -9a ≤0???? a ≥1,a ≥47?a ≥1,
∴a 的取值范围是a ≥1.
11.(本小题满分15分)已知三次函数f (x )=x 3+ax 2+bx +c 在(-∞,-1),(2,+∞)上单调递增,在(-1,2)上单调递减.
(1)求a ,b 的值;
(2)若当且仅当x >4时,f (x )>x 2-4x +5,求f (x )的解析式. 解:(1)∵f (x )在(-∞,-1),(2,+∞)上单调递增,在(-1,2)上单调递减,
∴f ′(x )=3x 2+2ax +b =0有两根-1,2,
∴?????
-1+2=-2a 3,
-1×2=b 3,∴??? a =-32,b =-6. (2)令H (x )=f (x )-(x 2-4x +5)=x 3-52
x 2-2x +c -5, 则H ′(x )=3x 2-5x -2.
因为H ′(x )在[4,+∞)上恒大于0,所以H (x )在[4,+∞)上单调递增,故H (4)=0,∴c =-11,
∴f (x )=x 3
-32x 2-6x -11. 12.(本小题满分16分)已知函数f (x )=x 3-ax 2-3x .
(1)若f (x )在x ∈[1,+∞)上是增函数,求实数a 的取值范围;
(2)若x =3是f (x )的极值点,求f (x )在x ∈[1,a ]上的最小值和最大值.
解:(1)对f (x )求导,得f ′(x )=3x 2-2ax -3.
由f ′(x )>0(x ≥1),得a <32
(x -1x ). 记t (x )=32
(x -1x ), 当x ≥1时,t (x )是增函数,∴t (x )min =32
(1-1)=0. ∴a <0,又∵a =0时也符合题意,故a ≤0.
(2)由题意,得f ′(3)=0,即27-6a -3=0,∴a =4, ∴f (x )=x 3-4x 2-3x ,f ′(x )=3x 2-8x -3.
令f ′(x )=0,得x 1=-13
,x 2=3. 当x 变化时,f ′(x )、f (x )的变化情况如下表: ∴当x ∈(-∞,-13]与[3,+∞)时,f (x )是增函数;当x ∈[-13
,3]时,f (x )是减函数.
于是,当x ∈[1,4]时,有极小值f (3)=-18;
而f (1)=-6,f (4)=-12,
∴f (x )max =f (1)=-6,f (x )min =-18.
1.设f (x )=x (ax 2+bx +c )(a ≠0)在x =1和x =-1处均有极值,则下列点中一定在x 轴上的是( )
A.(a,b)B.(a,c)
C.(b,c) D.(a+b,c)
解析:f′(x)=3ax2+2bx+c,由题意知1、-1是方程3ax2+2bx
+c=0的两根,1-1=-2b
3a,b=0,故选A.
答案:A
2.函数f(x)的定义域为R,导函数f′(x)的图象如图
所示,则函数f(x)()
A.无极大值点、有四个极小值点
B.有三个极大值点、两个极小值点
C.有两个极大值点、两个极小值点
D.有四个极大值点、无极小值点
解析:设f′(x)与x轴的4个交点,
从左至右依次为x1、x2、x3、x4,
当x<x1时,f′(x)>0,f(x)为增函数,
当x1<x<x2时,f′(x)<0,f(x)为减函数,
则x=x1为极大值点,
同理,x=x3为极大值点,
x=x2,x=x4为极小值点.
答案:C
3.若曲线C:y=x3-2ax2+2ax上任意点处的切线的倾斜角都是锐角,那么整数a的值等于()
A.-2 B.0
C.1 D.-1
解析:曲线C上任意点处的切线的倾斜角都是锐角,即y′>0恒成立,即3x2-4ax+2a>0恒成立,Δ=16a2-24a<0解得0<a<
32
,因为a 为整数,所以a =1. 答案:C
4.设函数f (x )=x 3+ax ,g (x )=2x 2+b ,已知它们的图象在x =1处有相同的切线.
(1)求函数f (x )和g (x )的解析式;
(2)若函数F (x )=f (x )-m ·g (x )在区间[12
,3]上是单调减函数,求实数m 的取值范围.
解:(1)f ′(x )=3x 2+a ,g ′(x )=4x ,
????? f (1)=g (1),f ′(1)=g ′(1),即????? 1+a =2+b ,3+a =4,∴?????
a =1,
b =0. ∴f (x )=x 3+x ,g (x )=2x 2.
(2)∵F (x )=f (x )-mg (x )=x 3+x -2mx 2,
∴F ′(x )=3x 2-4mx +1.
若x ∈[12
,3]时,F (x )是单调减函数,则3x 2-4mx +1≤0恒成立,得??? F ′(12)≤0,F ′(3)≤0,
∴m ≥73. 5.设函数f (x )=x 3
-92x 2+6x -a . (1)对于任意实数x ,f ′(x )≥m 恒成立,求m 的最大值;
(2)若方程f (x )=0有且仅有一个实根,求a 的取值范围. 解:(1)f ′(x )=3x 2-9x +6=3(x -1)(x -2),
因为x ∈(-∞,+∞),f ′(x )≥m ,即3x 2-9x +(6-m )≥0恒成
立,所以Δ=81-12
(6-m)≤0,得m≤-3 4,
即m的最大值为-3
4.
(2)因为当x<1时,f′(x)>0;当1<x<2时,f′(x)<0;
当x>2时,f′(x)>0.
所以当x=1时,f′(x)取极大值f(1)=5
2-a,
当x=2时,f(x)取极小值f(2)=2-a,
故当f(2)>0或f(1)<0时,方程f(x)=0仅有一个实根.解得a
<2或a>5 2.
【典型题】高考数学试卷(含答案) 一、选择题 1.从分别写有数字1,2,3,4,5的5张卡片中随机抽取1张,放回后再随机抽取1张,则抽得的第一张卡片上的数字不大于第二张卡片的概率是( ) A . 110 B . 310 C . 35 D . 25 2.给出下列说法: ①在圆柱的上、下底面的圆周上各取一点,则这两点的连线是圆柱的母线; ②有一个面是多边形,其余各面都是三角形的几何体是棱锥; ③棱台的上、下底面可以不相似,但侧棱长一定相等. 其中正确说法的个数是( ) A .0 B .1 C .2 D .3 3.如果 4 2 π π α<< ,那么下列不等式成立的是( ) A .sin cos tan ααα<< B .tan sin cos ααα<< C .cos sin tan ααα<< D .cos tan sin ααα<< 4.已知命题p :若x >y ,则-x <-y ;命题q :若x >y ,则x 2>y 2.在命题①p ∧q ;②p ∨q ; ③p ∧(?q );④(?p )∨q 中,真命题是( ) A .①③ B .①④ C .②③ D .②④ 5.如图是某高三学生进入高中三年来的数学考试成绩茎叶图,第1次到第14次的考试成 绩依次记为1214,, A A A ,下图是统计茎叶图中成绩在一定范围内考试次数的一个算法流 程图,那么算法流程图输出的结果是( ) A .7 B .8 C .9 D .10
6.在下列区间中,函数()43x f x e x =+-的零点所在的区间为( ) A .1,04?? - ??? B .10,4?? ??? C .11,42?? ??? D .13,24?? ??? 7.设i 为虚数单位,复数z 满足21i i z =-,则复数z 的共轭复数等于( ) A .1-i B .-1-i C .1+i D .-1+i 8.在正方体1111ABCD A B C D -中,E 为棱1CC 的中点,则异面直线AE 与CD 所成角的正切值为 A . 2 2 B . 3 C . 5 D . 72 9.已知i 为虚数单位,复数z 满足(1)i z i +=,则z =( ) A . 14 B . 12 C . 22 D .2 10.已知某几何体的三视图(单位:cm )如图所示,则该几何体的体积是( ) A .108cm 3 B .100cm 3 C .92cm 3 D .84cm 3 11.在ABC ?中,A 为锐角,1lg lg()lgsin 2b A c +==-,则ABC ?为( ) A .等腰三角形 B .等边三角形 C .直角三角形 D .等腰直角三角形 12.已知a R ∈,则“0a =”是“2 ()f x x ax =+是偶函数”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件 二、填空题 13.若三点1 (2,3),(3,2),( ,)2 A B C m --共线,则m 的值为 . 14.函数()22,0 26,0x x f x x lnx x ?-≤=?-+>? 的零点个数是________. 15.若过点()2,0M 3()2 :0C y ax a =>的准线l 相交于点