《非常考案》2019版高考数学一轮复习(通用版)课件:第3章-第1节第三章 三角函数、解三角形
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跟踪演练(二)(建议用时:40分) [基 础 练]扣教材 练双基1.(2015·邢台四模)如图26,已知AB 是⊙O 的直径,AC 是弦,AD ⊥CE ,垂足为D ,AC 平分∠BAD .图26(1)求证:直线CE 是⊙O 的切线;(2)求证:AC 2=AB ·AD .【证明】 (1)连接OC ,如图所示:因为OA =OC ,所以∠OCA =∠OAC .又因为AD ⊥CE ,所以∠ACD +∠CAD =90°,又因为AC 平分∠BAD ,所以∠OAC =∠CAD ,所以∠OCA +∠ACD =90°,即OC ⊥CE ,所以CE 是⊙O 的切线.(2)连接BC ,因为AB 是⊙O 的直径,所以∠BCA =∠ADC =90°,因为CE 是⊙O 的切线,所以∠B =∠ACD ,所以△ABC ∽△ACD ,所以AC AB =AD AC,即AC 2=AB ·AD . 2.(2015·唐山一模)如图27,圆周角∠BAC 的平分线与圆交于点D ,过点D 的切线与弦AC 的延长线交于点E ,AD 交BC 于点F .图27(1)求证:BC ∥DE ;(2)若D ,E ,C ,F 四点共圆,且AC =BC ,求∠BAC .【解】 (1)因为∠EDC =∠DAC ,∠DAC =∠DAB ,∠DAB =∠DCB ,所以∠EDC =∠DCB ,所以BC ∥DE .(2)因为D ,E ,C ,F 四点共圆,所以∠CFA =∠CED ,由(1)知∠ACF =∠CED ,所以∠CFA =∠ACF .设∠DAC =∠DAB =x ,因为AC =BC ,所以∠CBA =∠BAC =2x ,所以∠CFA =∠FBA +∠FAB =3x ,在等腰三角形ACF 中,π=∠CFA +∠ACF +∠CAF =7x ,则x =π7, 所以∠BAC =2x =2π7. [能 力 练]扫盲区 提素能1.(2015·郑州二模)如图28,⊙O 是△ABC 的外接圆,∠BAC 的平分线交BC 于点F ,D 是AF 的延长线与⊙O 的交点,AC 的延长线与⊙O 的切线DE 交于点E .图28(1)求证:CE BD =DE AD;(2)若BD =32,EC =2,CA =6,求BF 的值.【解】 (1)证明:连接CD ,∵AD 是∠BAC 的平分线,∴∠BAD=∠EAD,又∵DE与⊙O相切于D,∴∠CDE=∠EAD=∠BAD,∵∠DCE是⊙O的内接四边形ABDC的外角,∴∠DCE=∠ABD,∴△DCE∽△ABD,∴CEBD=DEAD.(2)∵AD是∠BAC的平分线,∴BD=CD,∴BD=CD=32,∠CBD=∠BCD,∵DE与⊙O相切于D,EC=2,CA=6,∴DE2=EC·EA=EC·(EC+CA)=16,∠CDE=∠CBD,∴DE=4,∠CDE=∠BCD,∴DE∥BC,∴∠E=∠ACB=∠ADB,∴△DCE∽△BFD,∴DCBF=DEBD,∴BF=BD·DCDE=92.2.(2015·全国卷Ⅱ)如图29,O为等腰三角形ABC内一点,⊙O与△ABC的底边BC 交于M,N两点,与底边上的高AD交于点G,且与AB,AC分别相切于E,F两点.(1)证明:EF∥BC;(2)若AG等于⊙O的半径,且AE=MN=23,求四边形EBCF的面积.【解】(1)证明:由于△ABC是等腰三角形,AD⊥BC,所以AD是∠CAB的平分线.又因为⊙O分别与AB,AC相切于点E,F,所以AE=AF,故AD⊥EF,从而EF∥BC.(2)由(1)知,AE=AF,AD⊥EF,故AD是EF的垂直平分线.又EF为⊙O的弦,所以O在AD上.连接OE ,OM ,则OE ⊥AE .由AG 等于⊙O 的半径得AO =2OE ,所以∠OAE =30°.因此△ABC 和△AEF 都是等边三角形.因为AE =23,所以AO =4,OE =2.因为OM =OE =2,DM =12MN =3,所以OD =1. 于是AD =5,AB =1033. 所以四边形EBCF 的面积为12×⎝ ⎛⎭⎪⎫10332×32-12×(23)2×32=1633.。
分层限时跟踪练(三)(限时40分钟) [基 础 练]扣教材 练双基一、选择题1.(2015·湖北高考)命题“∃x 0∈(0,+∞),ln x 0=x 0-1”的否定是( ) A .∀x ∈(0,+∞),ln x ≠x -1 B .∀x ∉(0,+∞),ln x =x -1 C .∃x 0∈(0,+∞),ln x 0≠x 0-1 D .∃x 0∉(0,+∞),ln x 0=x 0-1【解析】 改变原命题中的三个地方即可得其否定,∃改为∀,x 0改为x ,否定结论,即ln x ≠x -1,故选A.【答案】 A2.下列命题中的假命题是( ) A .∃x ∈R ,sin x =52B .∃x ∈R ,log 2x =1C .∀x ∈R ,⎝ ⎛⎭⎪⎫12x>0D .∀x ∈R ,x 2≥0【解析】 因为∀x ∈R ,sin x ≤1<52,所以A 是假命题;对于B ,∃x =2,log 2x =1;对于C ,根据指数函数图象可知,∀x ∈R ,⎝ ⎛⎭⎪⎫12x>0;对于D ,根据二次函数图象可知,∀x ∈R ,x 2≥0.【答案】 A3. (2015·郴州模拟)已知命题p :∃x 0∈(-∞,0),3x 0<4x 0;命题q :∀x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,tan x >x ,则下列命题中真命题是( )A .p ∧qB .p ∨(﹁q )C .p ∧(﹁q )D .(﹁p )∧q【解析】 由指数函数的图象可知,当x ∈(-∞,0)时,3x>4x恒成立,则命题p 是假命题,﹁p 是真命题;当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2时,tan x >x 恒成立,命题q 是真命题,﹁q 是假命题,故选D.【答案】 D4.( 2015·东北三省四市模拟)下列四个命题中真命题的个数是( )①“x =1”是“x 2-3x +2=0”的充分不必要条件;②命题“∀x ∈R ,sin x ≤1”的否定是“∃x ∈R ,sin x >1”; ③“若am 2<bm 2,则a <b ”的逆命题为真命题;④命题p :∀x ∈[1,+∞),lg x ≥0,命题q :∃x ∈R ,x 2+x +1<0,则p ∨q 为真命题.A .0B .1C .2D .3【解析】 当x =1时,得到x 2-3x +2=0,当x 2-3x +2=0,得x =1或x =2,“x =1”是“x 2-3x +2=0”的充分不必要条件,故①正确;命题“∀x ∈R ,sin x ≤1”的否定是“∃x ∈R ,sin x >1”,故②正确;“若am 2<bm 2,则a <b ”的逆命题为“若a <b ,则am 2<bm 2”,当m =0时,不成立,故③错误;当x ≥1时,lg x ≥0,命题p 是真命题,又命题q 为假命题,故p ∨q 是真命题,故④正确,所以真命题的个数是3个,故选D.【答案】 D5.已知命题p :“∀x ∈[1,2],x 2-a ≥0”,命题q :“∃x 0∈R ,x 20+2ax 0+2-a =0”.若命题“(﹁p )∧q ”是真命题,则实数a 的取值范围是( )A .a ≤-2或a =1B .a ≤2或1≤a ≤2C .a >1D .-2≤a ≤1【解析】 命题p 为真时a ≤1;“∃x 0∈R ,x 20+2ax 0+2-a =0”为真,即方程x 2+2ax +2-a =0有实根,故Δ=4a 2-4(2-a )≥0,解得a ≥1或a ≤-2.(﹁p )∧q 为真命题,即﹁p 真且q 真,即a >1.【答案】 C 二、填空题6.命题p 的否定是“对所有正数x ,x >x +1”,则命题p 是______________________. 【解析】 因为p 是﹁p 的否定,所以只需将全称命题变为特称命题,再对结论否定即可.【答案】 ∃x 0∈(0,+∞),x 0≤x 0+17.命题“∃x 0∈R,2x 20-3ax 0+9<0”为假命题,则实数a 的取值范围为______________. 【解析】 由题意可知,“∀x ∈R,2x 2-3ax +9≥0”是真命题,即Δ=9a 2-72≤0,解得-22≤a ≤2 2.【答案】 [-22,22] 8.下列结论:①若命题p :∃x ∈R ,tan x =1;命题q :∀x ∈R ,x 2-x +1>0.则命题“p ∧(﹁q )”是假命题;②已知直线l 1:ax +3y -1=0,l 2:x +by +1=0,则l 1⊥l 2的充要条件是ab=-3;③命题“若x 2-3x +2=0,则x =1”的逆否命题:“若x ≠1,则x 2-3x +2≠0”. 其中正确结论的序号为________.【解析】 ①中命题p 为真命题,命题q 为真命题, 所以p ∧(﹁q )为假命题,故①正确; ②当b =a =0时,有l 1⊥l 2,故②不正确; ③正确.所以正确结论的序号为①③. 【答案】 ①③ 三、解答题9.已知m ∈R ,命题p :对任意x ∈[0,1],不等式2x -2≥m 2-3m 恒成立;命题q :存在x ∈[-1,1],使得m ≤ax 成立.(1)若p 为真命题,求m 的取值范围;(2)当a =1时,若p 且q 为假,p 或q 为真,求m 的取值范围.【解】 (1)∵对任意x ∈[0,1],不等式2x -2≥m 2-3m 恒成立,∴(2x -2)min ≥m 2-3m ,即m 2-3m ≤-2,解得1≤m ≤2.因此,若p 为真命题时,m 的取值范围是[1,2]. (2)∵a =1,且存在x ∈[-1,1],使得m ≤ax 成立, ∴m ≤1.因此,命题q 为真时,m ≤1. ∵p 且q 为假,p 或q 为真,∴p ,q 中一个是真命题,一个是假命题.当p 真q 假时,由⎩⎪⎨⎪⎧1≤m ≤2,m >1, 得1<m ≤2;当p 假q 真时,由⎩⎪⎨⎪⎧m <1或m >2,m ≤1, 得m <1.综上所述,m 的取值范围为(-∞,1)∪(1,2].10.(2015·天津南开中学模拟)已知p :方程x 2+mx +1=0有两个不等的负实根,q :方程4x 2+4(m -2)x +1=0无实根,若p 或q 为真,p 且q 为假,求实数m 的取值范围.【解】 由“p 或q 为真,p 且q 为假”可知p ,q 中有且仅有一个为真命题,又p 真⇔⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0,x 1+x 2=-m <0,x 1·x 2=1>0 ⇔m >2,q 真⇔Δ<0⇒1<m <3,(1)若p 假q 真,则⎩⎪⎨⎪⎧m ≤2,1<m <3 ⇒1<m ≤2;(2)若p 真q 假,则⎩⎪⎨⎪⎧m >2,m ≤1 或⎩⎪⎨⎪⎧m >2,m ≥3 ⇒m ≥3.综上所述:m ∈(]1,2∪[3,+∞).[能 力 练]扫盲区 提素能1.(2015·临沂二模)已知f (x )=e x-x ,命题p :∀x ∈R ,f (x )>0,则( ) A .p 是真命题,﹁p :∃x 0∈R ,f (x 0)<0 B .p 是真命题,﹁p :∃x 0∈R ,f (x 0)≤0 C .p 是假命题,﹁p :∃x 0∈R ,f (x 0)<0 D .p 是假命题,﹁p :∃x 0∈R ,f (x 0)≤0【解析】 f ′(x )=e x-1,x <0时,f ′(x )<0,f (x )递减;x >0时,f ′(x )>0,f (x )递增;f (x )在x =0处取得唯一极小值,亦为最小值,∴∀x ∈R ,f (x )≥f (0)=1,故选B.【答案】 B2.( 2015·吉林模拟)已知下列命题:①若命题p ,﹁q 都是真命题,则命题“p ∧q ”为真命题;②命题“若xy =0,则x =0或y =0”的否命题为“若xy ≠0,则x ≠0或y ≠0”; ③命题“∀x ∈R,2x>0”的否定是“∃x 0∈R,2x 0≤0”; ④“x =-1”是“x 2-5x -6=0”的必要不充分条件. 其中正确命题的个数是( )A .0B .1 C. 2 D .3【解析】 ①命题p ,﹁q 都是真命题,则命题q 为假命题,因此“p ∧q ”为假命题,不正确;②“若xy =0,则x =0或y =0”的否命题为“若xy ≠0,则x ≠0 且y ≠0 ”,因此不正确;③“∀x ∈R,2x >0 ”的否定是“∃x 0∈R,2x 0≤0 ”,正确; ④“x =-1”是“x 2-5x -6=0 ”的充分不必要条件,因此不正确,故选B.【答案】 B3.给定两个命题,命题p :对任意实数x ,都有ax 2>-ax -1恒成立,命题q :关于x 的方程x 2-x +a =0有实数根.若“p ∨q ”为真命题,“p ∧q ”为假命题,则实数a 的取值范围是________________.【解析】 若p 为真命题,则a =0或⎩⎪⎨⎪⎧a >0,a 2-4a <0,即0≤a <4;若q 为真命题,则(-1)2-4a ≥0,即a ≤14.因为“p ∨q ”为真命题,“p ∧q ”为假命题, 所以p ,q 中有且仅有一个为真命题.若p 真q 假,则14<a <4;若p 假q 真,则a <0.综上,实数a 的取值范围为(-∞,0)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫14,4. 【答案】 (-∞,0)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫14,4 4.(2015·日照高三校际联合5月检测) ①若“p 且q ”为假,则p ,q 至少有一个是假命题;②命题“∃x ∈R ,x 2-x -1<0”的否定是“∀x ∈R ,x 2-x -1≥0”; ③ “φ=π2”是“y =sin ()2x +φ为偶函数”的充要条件;④当α<0时,幂函数y =x α在()0,+∞上单调递减.以上说法不正确的是________(写出所有符合要求的序号).【解析】 ①若“p 且q ”为假,则p ,q 至少有一个是假命题,正确; ②命题“∃x ∈R ,x 2-x -1<0”的否定是“∀x ∈R ,x 2-x -1≥0”,正确; ③“φ=π2”是“y =sin(2x +φ)为偶函数”的充分不必要条件,故C 错误;④α<0时,幂函数y =x α在(0,+∞)上单调递减,正确. 【答案】 ③5.设p :实数x 满足x 2-4ax +3a 2<0,其中a >0.q :实数x 满足⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x -6≤0,x 2+2x -8>0.(1)若a =1,且p ∧q 为真,求实数x 的取值范围; (2)﹁p 是﹁q 的充分不必要条件,求实数a 的取值范围. 【解】 由x 2-4ax +3a 2<0,a >0得a <x <3a , 即p 为真命题时,a <x <3a ,由⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x -6≤0,x 2+2x -8>0,得⎩⎪⎨⎪⎧-2≤x ≤3,x >2或x <-4.即2<x ≤3,即q 为真命题时2<x ≤3. (1)a =1时,p :1<x <3.由p ∧q 为真知p ,q 均为真命题,则⎩⎪⎨⎪⎧1<x <3,2<x ≤3,得2<x <3,所以实数x 的取值范围为(2,3).(2)设A ={x |a <x <3a },B ={x |2<x ≤3},由题意知p 是q 的必要不充分条件, 所以B A ,由⎩⎪⎨⎪⎧0<a ≤2,3a >3,得1<a ≤2,所以实数a 的取值范围为(1,2].6.(2015·山西四模)已知命题p :方程x 22m -y 2m -1=1表示焦点在y 轴上的椭圆;命题q :双曲线y 25-x 2m=1的离心率e ∈()1,2,若p ,q 有且只有一个为真命题,求实数m 的取值范围.【解】 将方程x 22m -y 2m -1=1改写为x 22m +y 21-m=1,只有当1-m >2m >0,即0<m <13时,方程表示的曲线是焦点在y 轴上的椭圆,所以命题p 等价于0<m <13;因为双曲线y 25-x 2m=1的离心率e ∈(1,2),所以m >0,且1<5+m5<4,解得0<m <15.所以命题q 等价于0<m <15, 若p 真q 假,则m ∈∅; 若p 假q 真,则13≤m <15,综上可知,m 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫13,15.。
分层限时跟踪练(一)(限时40分钟) [基 础 练]扣教材 练双基一、选择题1.(2015·全国卷Ⅱ)已知集合A ={x |-1<x <2},B ={x |0<x <3},则A ∪B =( )A .(-1,3)B .(-1,0)C .(0,2)D .(2,3)【解析】 将集合A 与B 在数轴上画出(如图). 由图可知A ∪B =(-1,3),故选A. 【答案】 A2.(2015·天津高考)已知全集U ={1,2,3,4,5,6},集合A ={2,3,5},集合B ={1,3,4,6},则集合A ∩∁U B =( )A .{3}B .{2,5}C .{1,4,6}D .{2,3,5}【解析】 ∁U B ={2,5},A ∩∁U B ={2,3,5}∩{2,5}={2,5}. 【答案】 B3.已知集合A ={(x ,y )|x +y -1=0,x ,y ∈R },B ={(x ,y )|x 2+y 2=1,x ,y ∈R },则集合A ∩B 的元素个数是( )A .0B .1C .2D .3【解析】 集合A ∩B 的元素个数即为方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1=0,x 2+y 2=1解的组数,解方程组得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =1或⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =0,有两组解,故选C. 【答案】 C4.已知集合A ={x |y =1-x 2},B ={x |x =m 2,m ∈A },则( ) A .A B B .B A C .A ⊆BD .B ⊆A【解析】 由题意知A ={x |y =1-x 2},∴A ={x |-1≤x ≤1},∴B ={x |x =m 2,m ∈A}={x|0≤x≤1},∴B A,故选B.【答案】 B5.(2015·宝鸡九校联考)已知集合A={0,1,2},B={1,m}.若A∩B=B,则实数m 的值是( )A.0 B.0或2C.2 D.0或1或2【解析】由A∩B=B可得B⊆A,所以m可取0或2.【答案】 B二、填空题6.设集合U={-1,1,2,3},M={x|x2-5x+p=0},若∁U M={-1,1},则实数p的值为________.【解析】由∁U M={-1,1}知M={2,3},则方程x2-5x+p=0的两根为x=2和x=3,从而p=2×3=6.【答案】 67.已知A={0,m,2},B={x|x3-4x=0},若A=B,则m=________.【解析】由题意知B={0,-2,2},A={0,m,2},若A=B,则m=-2.【答案】-28.已知集合A={(0,1),(1,1),(-1,2)},B={(x,y)|x+y-1=0,x,y∈Z},则A∩B =________________.【解析】A,B都表示点集,A∩B是由A中在直线x+y-1=0上的所有点组成的集合,代入验证即可.【答案】{(0,1),(-1,2)}三、解答题9.已知集合A={-4,2a-1,a2},B={a-5,1-a,9},分别求适合下列条件的a的值.(1)9∈(A∩B);(2){9}=A∩B.【解】(1)∵9∈(A∩B),∴2a-1=9或a2=9,∴a=5或a=3或a=-3.当a=5时,A={-4,9,25},B={0,-4,9};当a=3时,a-5=1-a=-2,不满足集合元素的互异性;当a=-3时,A={-4,-7,9},B={-8,4,9},所以a=5或a=-3.(2)由(1)可知,当a=5时,A∩B={-4,9},不合题意,当a=-3时,A∩B={9}.所以a =-3.10.已知集合A ={x |1<x <3},集合B ={x |2m <x <1-m }. (1)当m =-1时,求A ∪B ; (2)若A ⊆B ,求实数m 的取值范围; (3)若A ∩B =∅,求实数m 的取值范围. 【解】 (1)当m =-1时,B ={x |-2<x <2}, 则A ∪B ={x |-2<x <3}. (2)由A ⊆B 知⎩⎪⎨⎪⎧1-m >2m ,2m ≤1,1-m ≥3,解得m ≤-2,即实数m 的取值范围为(-∞,-2]. (3)由A ∩B =∅,得①若2m ≥1-m ,即m ≥13时,B =∅,符合题意;②若2m <1-m ,即m <13时,需⎩⎪⎨⎪⎧m <13,1-m ≤1或⎩⎪⎨⎪⎧m <13,2m ≥3,得0≤m <13或∅,即0≤m <13.综上知m ≥0,即实数m 的取值范围为[0,+∞).[能 力 练]扫盲区 提素能1.设集合A ={-1,0,2},集合B ={-x |x ∈A 且2-x ∉A },则B =( ) A .{1} B .{-2} C .{-1,-2}D .{-1,0}【解析】 若x =-1,则2-x =3∉A ,此时-x =1;若x =0,则2-x =2∈A ,此时不符合要求;若x =2,则2-x =0∈A ,此时不符合要求.所以B ={1}.【答案】 A2.(2016·大连模拟)已知集合A ={x |x 2-2x <0},B ={1,a },且A ∩B 有4个子集,则a 的取值范围是( )A .(0,1)B .(0,2)C .(0,1)∪(1,2)D .(-∞,1)∪(2,+∞)【解析】 易知A ∩B 中含有2个元素,即a ∈A .又A =(0,2),所以0<a <1或1<a <2. 【答案】 C3.设全集U ={1,2,3,4,5,6,7,8},集合A ={1,2,3,5},B ={2,4,6},则图112中的阴影部分表示的集合为________.图112【解析】 由题意可知阴影部分表示的集合为B ∩(∁U A ),已知A ={1,2,3,5},U ={1,2,3,4,5,6,7,8},所以∁U A ={4,6,7,8},又因为B ={2,4,6},所以B ∩(∁U A )={4,6}.【答案】 {4,6}4.(2016·吉林模拟)集合A ={0,2,a },B ={1,a 2},若A ∪B ={0,1,2,4,16},则a 的值为________.【解析】 根据并集的概念,可知{a ,a 2}={4,16},故只能是a =4. 【答案】 45.已知集合A ={x |x 2-2x -3≤0},B ={x |x 2-2mx +m 2-4≤0,x ∈R ,m ∈R }. (1)若A ∩B =[0,3],求实数m 的值; (2)若A ⊆(∁R B ),求实数m 的取值范围. 【解】 由已知得A ={x |-1≤x ≤3},B ={x |m -2≤x ≤m +2}.(1)因为A ∩B =[0,3],所以⎩⎪⎨⎪⎧m -2=0,m +2≥3,所以m =2.(2)∁R B ={x |x <m -2或x >m +2},因为A ⊆(∁R B ), 所以m -2>3或m +2<-1,即m >5或m <-3. 因此实数m 的取值范围是{m |m >5或m <-3}.6.已知集合A ={x |x 2+4x =0,x ∈R },B ={x |x 2+2(a +1)x +a 2-1=0,a ∈R ,x ∈R }.若A ∪B =A ,试求实数a 的取值范围.【解】 ∵A ∪B =A ,∴B ⊆A ,易知A ={0,-4}.(1)当A =B ={0,-4}时,0,-4是方程x 2+2(a +1)x +a 2-1=0的两根,∴⎩⎪⎨⎪⎧16-8a +1+a 2-1=0,a 2-1=0,∴a =1. (2)当BA 时,有B ≠∅和B =∅两种情况.①当B ≠∅时,B ={0}或B ={-4},∴方程x 2+2(a +1)x +a 2-1=0有相等的实数根0或-4, ∴Δ=4(a +1)2-4(a 2-1)=0,∴a=-1,∴B={0}满足条件.②当B=∅时,Δ<0,∴a<-1.综上知所求实数a的取值范围为{a|a≤-1或a=1}.。
专题突破提升练(二)导数与函数、不等式等知识的热点交汇问题命题点一 应用导数研究函数的性质①f (x )的单调减区间是⎝ ⎛⎭⎪⎫23,2;②f (x )的极小值是-15;③当a >2时,对任意的x >2且x ≠a ,恒有f (x )>f (a )+f ′(a )(x -a );④函数f (x )有且只有一个零点.其中真命题的个数为( )A .1个B .2个C .3个D .4个【解析】 因为f (x )=x 3-2x 2-4x -7,所以其导函数为f ′(x )=3x 2-4x -4=(x -2)(3x +2),令f ′(x )<0,解得-23<x <2;令f ′(x )>0,解得x <-23或x >2;所以函数f (x )的单调递减区间为⎝⎛⎭⎪⎫-23,2,所以①错误;根据单调性可判断f (x )的极小值是f (2)=-15,f (x )的极大值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-23<0,故函数f (x )有且只有一个零点,所以④和②正确;又因为a >2,对任意的x >2且x ≠a ,所以f (x )-f (a )-f ′(a )(x -a )=x 3-2x 2-4x -a 3+2a2+4a -(3a 2-4a -4)(x -a ),所以x 3+2a 3-2x 2-2a 2-3a 2x +4ax >0,所以恒有f (x )>f (a )+f ′(a )(x -a ),故③正确;故选C.【答案】 C2.(2015·安徽高考)设x 3+ax +b =0,其中a ,b 均为实数,下列条件中,使得该三次方程仅有一个实根的是________.(写出所有正确条件的编号)①a =-3,b =-3;②a =-3,b =2;③a =-3,b >2;④a =0,b =2;⑤a =1,b =2. 【解析】 令f (x )=x 3+ax +b , 则f ′(x )=3x 2+a .当a ≥0时,f ′(x )≥0,f (x )单调递增,④⑤正确; 当a <0时,若a =-3,则f ′(x )=3x 2-3=3(x +1)(x -1), ∴f (x )极大=f (-1)=-1+3+b =b +2,f (x )极小=f (1)=1-3+b =b -2,要使f (x )=0仅有一个实根,需f (x )极大<0或f (x )极小>0,∴b <-2或b >2,①③正确,②不正确.故填①③④⑤. 【答案】 ①③④⑤3.(2015·衡水二模)已知函数f (x )=⎝⎛⎭⎪⎫x +a xe x,a ∈R .(1)当a =0时,求曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程; (2)当a =-1时,求证:f (x )在(0,+∞)上为增函数;(3)若f (x )在区间(0,1)上有且只有一个极值点,求a 的取值范围.【解】 函数f (x )的定义域为{x |x ≠0},f ′(x )=x 3+x 2+ax -a x 2e x.(1)当a =0时,f (x )=x e x,f ′(x )=(x +1)e x, 所以f (1)=e ,f ′(1)=2e.所以曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程是y -e =2e(x -1),即2e x -y -e =0.(2)证明:当a =-1时,f ′(x )=x 3+x 2-x +1x 2e x(x >0).设g (x )=x 3+x 2-x +1,则g ′(x )=3x 2+2x -1=(3x -1)(x +1). 令g ′(x )=(3x -1)(x +1)>0,得x >13.令g ′(x )=(3x -1)(x +1)<0,得0<x <13.所以函数g (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,13上是减函数,在⎝ ⎛⎭⎪⎫13,+∞上是增函数, 所以函数g (x )在x =13处取得最小值,且g ⎝ ⎛⎭⎪⎫13=2227>0.所以g (x )在(0,+∞)上恒大于零.于是,当x ∈(0,+∞)时,f ′(x )=x 3+x 2-x +1x 2e x>0恒成立.所以当a =-1时,函数f (x )在(0,+∞)上为增函数.(3)f ′(x )=x 3+x 2+ax -a x 2e x.设h (x )=x 3+x 2+ax -a ,则h ′(x )=3x 2+2x +a .①当a >0时,h ′(x )>0在(0,+∞)上恒成立,即函数h (x )在(0,+∞)上为增函数.而h (0)=-a <0,h (1)=2>0.则函数h (x )在区间(0,1)上有且只有一个零点x 0,即h (x 0)=0,即f ′(x 0)=0, 且在(0,x 0)上,f ′(x )<0,在(x 0,1)上,f ′(x )>0. 故x 0为函数f (x )在区间(0,1)上唯一的极小值点. ②当a =0时,h ′(x )=3x 2+2x >0,x ∈(0,1)恒成立, 则函数h (x )在区间(0,1)上为增函数,此时h (0)=0, 所以函数h (x )>0在区间(0,1)上恒成立, 即f ′(x )>0.故函数f (x )在区间(0,1)上为单调递增函数. 所以f (x )在区间(0,1)上无极值.③当a <0时,h (x )=x 3+x 2+ax -a =x 3+x 2+a (x -1), 总有h (x )>0,x ∈(0,1)成立,即f ′(x )>0成立. 故函数f (x )在区间(0,1)上为单调递增函数. 所以f (x )在区间(0,1)上无极值.综上所述,a >0,即a 的取值范围为(0,+∞).4.(2015·江苏高考)已知函数f (x )=x 3+ax 2+b (a ,b ∈R ). (1)试讨论f (x )的单调性;(2)若b =c -a (实数c 是与a 无关的常数),当函数f (x )有三个不同的零点时,a 的取值范围恰好是(-∞,-3)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32∪⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞,求c 的值. 【解】 (1)f ′(x )=3x 2+2ax ,令f ′(x )=0, 解得x 1=0,x 2=-2a3.当a =0时,因为f ′(x )=3x 2≥0, 所以函数f (x )在(-∞,+∞)上单调递增;当a >0时,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-2a 3∪(0,+∞)时,f ′(x )>0,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-2a 3,0时,f ′(x )<0,所以函数f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-2a 3,(0,+∞)上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫-2a 3,0上单调递减; 当a <0时,x ∈(-∞,0)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫-2a 3,+∞时,f ′(x )>0,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-2a 3时,f ′(x )<0,所以函数f (x )在(-∞,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫-2a 3,+∞上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-2a 3上单调递减. (2)由(1)知,函数f (x )的两个极值为f (0)=b ,f ⎝⎛⎭⎪⎫-2a 3=427a 3+b ,则函数f (x )有三个零点等价于f (0)·f ⎝⎛⎭⎪⎫-2a 3=b ⎝⎛⎭⎪⎫427a 3+b <0,从而⎩⎪⎨⎪⎧a >0,-427a 3<b <0或⎩⎪⎨⎪⎧a <0,0<b <-427a 3.又b =c -a ,所以当a >0时,427a 3-a +c >0或当a <0时,427a 3-a +c <0.设g (a )=427a 3-a +c ,因为函数f (x )有三个零点时,a 的取值范围恰好是(-∞,-3)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32∪⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞,则在(-∞,-3)上g (a )<0,且在⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32∪⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞上g (a )>0均恒成立,从而g (-3)=c -1≤0,且g ⎝ ⎛⎭⎪⎫32=c -1≥0,因此c =1.此时,f (x )=x 3+ax 2+1-a =(x +1)[x 2+(a -1)x +1-a ].因为函数有三个零点,则x 2+(a -1)x +1-a =0有两个异于-1的不等实根, 所以Δ=(a -1)2-4(1-a )=a 2+2a -3>0,且(-1)2-(a -1)+1-a ≠0,解得a ∈(-∞,-3)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32∪⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞. 综上c =1.5.(2015·辽宁五校联考)已知函数f (x )=ln x +1x +ax (a 是实数),g (x )=2xx 2+1+1.(1)当a =2时,求函数f (x )在定义域上的最值;(2)若函数f (x )在[1,+∞)上是单调函数,求a 的取值范围;(3)是否存在正实数a 满足:对于任意x 1∈[1,2],总存在x 2∈[1,2],使得f (x 1)=g (x 2)成立?若存在,求出a 的取值范围;若不存在,说明理由.【解】 (1)当a =2时,f (x )=ln x +1x+2x ,x ∈(0,+∞),f ′(x )=1x -1x 2+2=2x 2+x -1x2=2x -1x +1x2,令f ′(x )=0,得x =-1或x =12.当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12时,f ′(x )<0;当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞时,f ′(x )>0,所以f (x )在x =12处取到最小值,最小值为3-ln 2;无最大值.(2)f ′(x )=1x -1x 2+a =ax 2+x -1x2,x ∈[1,+∞), 显然a ≥0时,f ′(x )≥0,且不恒等于0,所以函数f (x )在[1,+∞)上是单调递增函数,符合要求.当a <0时,令h (x )=ax 2+x -1,易知h (x )≥0在[1,+∞)上不恒成立, 所以函数f (x )在[1,+∞)上只能是单调递减函数.所以Δ=1+4a ≤0或⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0h 1≤0-12a≤1,解得a ≤-14.综上,满足条件的a 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-14∪[0,+∞). (3)不存在满足条件的正实数a .由(2)知,a >0时f (x )在[1,+∞)上是单调递增函数, 所以f (x )在[1,2]上是单调递增函数.所以对于任意x 1∈[1,2],f (1)≤f (x 1)≤f (2),即f (x 1)∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤1+a ,ln 2+12+2a .g ′(x )=21-x21+x22,当x ∈[1,2]时,g ′(x )≤0,所以g (x )在[1,2]上是单调递减函数.所以当x 2∈[1,2]时,g (x 2)∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤95,2. 若对于任意x 1∈[1,2],总存在x 2∈[1,2],使得f (x 1)=g (x 2)成立,则⎣⎢⎡⎦⎥⎤1+a ,ln 2+12+2a ⊆⎣⎢⎡⎦⎥⎤95,2,此时a 无解. 所以不存在满足条件的正实数a .6.(2015·四川高考)已知函数f (x )=-2x ln x +x 2-2ax +a 2,其中a >0. (1)设g (x )是f (x )的导函数,讨论g (x )的单调性;(2)证明:存在a ∈(0,1),使得f (x )≥0恒成立,且f (x )=0在区间(1,+∞)内有唯一解.【解】 (1)由已知,函数f (x )的定义域为(0,+∞),g (x )=f ′(x )=2(x -1-ln x -a ),所以g ′(x )=2-2x=2x -1x. 当x ∈(0,1)时,g ′(x )<0,g (x )单调递减; 当x ∈(1,+∞)时,g ′(x )>0,g (x )单调递增. (2)证明:由f ′(x )=2(x -1-ln x -a )=0, 解得a =x -1-ln x .令φ(x )=-2x ln x +x 2-2x (x -1-ln x )+(x -1-ln x )2=(1+ln x )2-2x ln x , 则φ(1)=1>0,φ(e)=2(2-e)<0,于是,存在x 0∈(1,e),使得φ(x 0)=0. 令a 0=x 0-1-ln x 0=u (x 0), 其中u (x )=x -1-ln x (x ≥1).由u ′(x )=1-1x≥0知,函数u (x )在区间(1,+∞)上单调递增.故0=u (1)<a 0=u (x 0)<u (e)=e -2<1, 即a 0∈(0,1).当a =a 0时,有f ′(x 0)=0,f (x 0)=φ(x 0)=0. 再由(1)知,f ′(x )在区间(1,+∞)上单调递增, 当x ∈(1,x 0)时,f ′(x )<0,从而f (x )>f (x 0)=0; 当x ∈(x 0,+∞)时,f ′(x )>0,从而f (x )>f (x 0)=0; 又当x ∈(0,1]时,f (x )=(x -a 0)2-2x ln x >0. 故x ∈(0,+∞)时,f (x )≥0.综上所述,存在a ∈(0,1),使得f (x )≥0恒成立,且f (x )=0在区间(1,+∞)内有唯一解.命题点二 应用导数解决与不等式有关的问题f (1)=2,且f (x )的导函数f ′(x )在R 上恒有f ′(x )<1,则不等式f (x )<x +1的解集为( )A .(-∞,-1)B .(1,+∞)C .(-1,1)D .(-∞,-1)∪(1,+∞)【解析】 不等式f (x )<x +1可化为f (x )-x -1<0,令g (x )=f (x )-x -1,则g ′(x )=f ′(x )-1,因为f ′(x )<1,∴g ′(x )<0,即g (x )在R 上单调递减,又g (1)=f (1)-1-1=2-2=0,则g (x )<0的解集为{x |x >1}.所以f (x )<x +1的解集为{x |x >1}.【答案】 B2.(2015·福建高考)若定义在R 上的函数f (x )满足f (0)=-1,其导函数f ′(x )满足f ′(x )>k >1,则下列结论中一定错误的是( )A .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k <1kB .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k >1k -1C .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1<1k -1D .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1>k k -1【解析】 令g (x )=f (x )-kx +1,则g (0)=f (0)+1=0,g ⎝⎛⎭⎪⎫1k -1=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1-k ·1k -1+1=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1-1k -1.∵g ′(x )=f ′(x )-k >0,∴g (x )在[0,+∞)上为增函数. 又∵k >1,∴1k -1>0,∴g ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1>g (0)=0, ∴f ⎝⎛⎭⎪⎫1k -1-1k -1>0,即f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1>1k -1.【答案】 C3.(2014·全国卷Ⅰ)设函数f (x )=a ln x +1-a 2x 2-bx (a ≠1),曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线斜率为0.(1)求b ;(2)若存在x 0≥1,使得f (x 0)<aa -1,求a 的取值范围.【解】 (1)f ′(x )=a x+(1-a )x -b . 由题设知f ′(1)=0,解得b =1. (2)f (x )的定义域为(0,+∞), 由(1)知,f (x )=a ln x +1-a 2x 2-x ,f ′(x )=a x +(1-a )x -1=1-a x ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -a 1-a (x -1).①若a ≤12,则a1-a ≤1,故当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )在(1,+∞)单调递增.所以,存在x 0≥1,使得f (x 0)<aa -1的充要条件为f (1)<a a -1,即1-a 2-1<aa -1,解得-2-1<a <2-1.②若12<a <1,则a 1-a >1,故当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1,a 1-a 时,f ′(x )<0,当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-a ,+∞时,f ′(x )>0,f (x )在⎝⎛⎭⎪⎫1,a 1-a 单调递减,在⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-a ,+∞单调递增.所以,存在x 0≥1,使得f (x 0)<aa -1的充要条件为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-a <aa -1. 而f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-a =a ln a 1-a +a 221-a +a a -1>a a -1,所以不合题意. ③若a >1,则f (1)=1-a 2-1=-a -12<a a -1.综上,a 的取值范围是(-2-1,2-1)∪(1,+∞). 4.已知函数f (x )=ax +ln x (a ∈R ).(1)若a =2,求曲线y =f (x )在x =1处的切线方程;(2)求f (x )的单调区间;(3)设g (x )=x 2-2x +2,若对任意x 1∈(0,+∞),均存在x 2∈[0,1]使得f (x 1)<g (x 2),求a 的取值范围.【解】 (1)由已知得f ′(x )=2+1x(x >0),所以f ′(1)=2+1=3,所以斜率k =3.又切点为(1,2),所以切线方程为y -2=3(x -1),即3x -y -1=0, 故曲线y =f (x )在x =1处的切线方程为3x -y -1=0. (2)f ′(x )=a +1x =ax +1x(x >0),①当a ≥0时,由于x >0,故ax +1>0,f ′(x )>0,所以f (x )的单调增区间为(0,+∞).②当a <0时,由f ′(x )=0,得x =-1a.在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-1a 上,f ′(x )>0,在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a ,+∞上,f ′(x )<0,所以函数f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-1a ,单调递减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a ,+∞.(3)由已知知所求可转化为f (x )max <g (x )max ,g (x )=(x -1)2+1,x ∈[0,1],所以g (x )max =2,由(2)知,当a ≥0时,f (x )在(0,+∞)上单调递增,值域为R ,故不符合题意. 当a <0时,f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-1a 上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a ,+∞上单调递减,故f (x )的极大值即为最大值,是f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a =-1+ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a =-1-ln(-a ),所以2>-1-ln(-a ),解得a <-1e 3,a 的取值范围为⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-1e 3.5.(2015·长春二模)已知函数f (x )=x 2-ax -a ln x (a ∈R ). (1)若函数f (x )在x =1处取得极值,求a 的值; (2)在(1)的条件下,求证:f (x )≥-x 33+5x 22-4x +116;(3)当x ∈[e ,+∞)时,f (x )≥0恒成立,求a 的取值范围. 【解】 (1)f ′(x )=2x -a -a x,由题意可得f ′(1)=0,解得a =1. 经检验,a =1时f (x )在x =1处取得极值,所以a =1. (2)由(1)知,f (x )=x 2-x -ln x ,令g (x )=f (x )-⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 33+5x22-4x +116=x 33-3x 22+3x -ln x -116,由g ′(x )=x 2-3x +3-1x =x 3-1x -3(x -1)=x -13x(x >0),可知g (x )在(0,1)上是减函数,在(1,+∞)上是增函数,所以g (x )≥g (1)=0,所以f (x )≥-x 33+5x 22-4x +116成立.(3)由x ∈[e ,+∞)知,x +ln x >0, 所以f (x )≥0恒成立等价于a ≤x 2x +ln x在x ∈[e ,+∞)时恒成立,令h (x )=x 2x +ln x,x ∈[e ,+∞),有h ′(x )=x x -1+2ln xx +ln x 2>0,所以h (x )在[e ,+∞)上是增函数,有h (x )≥h (e)=e 2e +1,所以a ≤e2e +1,即a 的取值范围为⎝⎛⎭⎪⎫-∞,e 2e +1.6.(2015·山西四校联考)设函数f (x )=ln x +k x,k ∈R .(1)若曲线y =f (x )在点(e ,f (e))处的切线与直线x -2=0垂直,求f (x )的单调递减区间和极小值(其中e 为自然对数的底数);(2)若对任意x 1>x 2>0,f (x 1)-f (x 2)<x 1-x 2恒成立,求k 的取值范围. 【解】 (1)由条件得f ′(x )=1x -kx2(x >0),∵曲线y =f (x )在点(e ,f (e))处的切线与直线x -2=0垂直, ∴此切线的斜率为0,即f ′(e)=0,1e -ke 2=0,得k =e ,∴f ′(x )=1x -e x 2=x -ex2(x >0),由f ′(x )<0得0<x <e ,由f ′(x )>0得x >e , ∴f (x )在(0,e)上单调递减,在(e ,+∞)上单调递增, 当x =e 时f (x )取得极小值f (e)=ln e +ee =2.故f (x )的单调递减区间为(0,e),极小值为2.(2)条件等价于对任意x 1>x 2>0,f (x 1)-x 1<f (x 2)-x 2恒成立,(*) 设h (x )=f (x )-x =ln x +k x-x (x >0). 则(*)式等价于h (x )在(0,+∞)上单调递减. 由h ′(x )=1x -kx2-1≤0在(0,+∞)上恒成立,得k ≥-x 2+x =-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+14(x >0)恒成立,∴k ≥14⎝ ⎛⎭⎪⎫对k =14,h ′x =0仅在x =12时成立, 故k 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫14,+∞.。