2020版高考数学大二轮复习专题六第五讲函数与导数第1课时用导数研究函数的单调性极值最值限时规范训练理
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专题六函数与导数第1讲函数图象与性质高考定位1。
以基本初等函数为载体,考查函数的定义域、值域、最值、奇偶性、单调性和周期性;2.利用函数的图象研究函数性质,能用函数的图象与性质解决简单问题;3。
函数与方程思想、数形结合思想是高考的重要思想方法。
真题感悟1。
(2020·全国Ⅱ卷)设函数f(x)=ln|2x+1|-ln|2x-1|,则f(x)()A。
是偶函数,且在错误!单调递增B。
是奇函数,且在错误!单调递减C。
是偶函数,且在错误!单调递增D。
是奇函数,且在错误!单调递减解析f(x)=ln|2x+1|-ln|2x-1|的定义域为错误!.∵f(-x)=ln|-2x+1|-ln|-2x-1|=ln|2x-1|-ln|2x+1|=-f(x),∴f(x)为奇函数,故排除A,C。
又当x∈错误!时,f(x)=ln(-2x-1)-ln(1-2x)=ln 错误!=ln 错误!=ln 错误!,∵y=1+错误!在错误!上单调递减,由复合函数的单调性可得f(x)在错误!上单调递减。
故选D.答案D2。
(2019·全国Ⅰ卷)函数f(x)=错误!在[-π,π]的图象大致为()解析显然f(-x)=-f(x),x∈[-π,π],所以f(x)为奇函数,排除A;又当x=π时,f(π)=错误!〉0,排除B,C,只有D适合.答案D3.(2020·新高考山东、海南卷)若定义在R上的奇函数f(x)在(-∞,0)单调递减,且f(2)=0,则满足xf(x-1)≥0的x的取值范围是()A.[-1,1]∪[3,+∞)B.[-3,-1]∪[0,1]C.[-1,0]∪[1,+∞)D.[-1,0]∪[1,3]解析因为函数f(x)为定义在R上的奇函数,则f(0)=0。
又f(x)在(-∞,0)单调递减,且f(2)=0,画出函数f(x)的大致图象如图(1)所示,则函数f(x-1)的大致图象如图(2)所示。
当x≤0时,要满足xf(x-1)≥0,则f(x-1)≤0,得-1≤x≤0.当x>0时,要满足xf(x-1)≥0,则f(x-1)≥0,得1≤x≤3。
导数专题书目录第一篇独孤九剑——导数基础专题1总诀式——导数的前世今生第一讲导数基本定义第二讲导数运算法则第三讲复合函数求导第四讲同构函数求导专题2破剑式——数形结合遇导数第一讲导数的几何意义第二讲在点的切线方程第三讲过点的切线方程专题3破刀式——基本性质与应用第一讲单调性问题第二讲极值与最值第三讲恒能分问题专题4破枪式——抽象函数的构造第一讲求导法则与抽象构造第二讲幂函数及其抽象构造第三讲指数函数与抽象构造第四讲对数函数与抽象构造第五讲三角函数与抽象构造第六讲平移与奇偶抽象构造专题5破鞭式——分类讨论的策略第一讲不含参的四类问题第二讲含参数的五类问题专题6破索式——三次函数的探究第一讲基本性质第二讲切线问题第三讲四段论界定第四讲三倍角界定专题7破掌式——指对的破解逻辑第一讲指数模型第二讲对数模型专题8破箭式——六大同构函数论第一讲六大同构函数第二讲外部函数同构第三讲极值底层逻辑专题9破气式——零点与交点问题第一讲零点相关定理第二讲曲线交点问题第三讲零点个数问题第二篇如来神掌——导数选填的奇思妙解专题1心中有佛——秒解抽象函数构造第一讲抽象函数的积分构造第二讲“网红解法”的利弊专题2佛光初现——妙解参数取值范围第一讲零点比大小问题妙解双参比值问题第二讲零点比大小妙解指对单参数的问题第三讲恰到好处的取点妙解双参系列问题专题3金顶佛灯——数轴破整数个数解第一讲对数的取点技巧第二讲指数的取点技巧专题4佛动山河——平口单峰函数探秘第一讲平口二次函数问题第二讲平口对勾函数问题第三讲平口三次函数问题第四讲平口函数万能招数第五讲构造平口单峰函数第六讲必要探路最值界定第七讲倍角定理最值界定专题5佛问伽蓝——拉格朗日插值妙用第一讲三大微分中值定理简述第二讲拉格朗日中值定理应用专题6迎佛西天——构造函数速比大小第一讲构造基本初等函数第二讲构造母函数比大小第三讲构造混阶型比大小专题7天佛降世——琴生不等式破选填第一讲函数的凹凸性第二讲凹凸性的应用专题8佛法无边——极限思想巧妙应用第一讲前世今生论第二讲洛必达法则专题9万佛朝宗——选填压轴同构压制第一讲母函数原理概述第二讲同等双参需同构第三讲同构引出的秒解第三篇无涯剑道——导数三板斧升级篇专题1问剑求生——同类同构第一讲双元同构篇第二讲指对同构篇第三讲朗博同构篇第四讲零点同构篇第五讲同构保值篇第六讲同构导中切专题2持剑逆道——分类同构第一讲分而治之型第二讲端点效应型第三讲志同道合型第四讲分道扬镳型第五讲柳暗花明型专题3迎剑归宗——切点同构第一讲切线问题的进阶处理第二讲公切线问题几何探秘第三讲基本函数的切线找点第四讲跨阶函数的切线找点第五讲双变量乘积处理策略第四篇逍遥功——泰勒与放缩专题1逍遥剑法——泰勒展开第一讲泰勒基本展开式第二讲泰勒与切线找点第三讲泰勒与极值界定第四讲无穷阶极值界定第五讲泰勒与切线界定专题2逍遥刀法——京沪专线第一讲指数型“0”线第二讲对数型“0”线第三讲三角型“0”线专题3逍遥拳法——京九专线第一讲指数型“1”线第二讲对数型“1”线第三讲“e”线放缩论“n”线放缩论第四讲指对混阶放缩论第五讲指对三角放缩论第六讲高阶借位放缩论第七讲充分必要放缩论第八讲数列放缩系统论第五篇武当神功——点睛之笔专题1梯云纵——极点极值第一讲极值点本质第二讲唯一极值点第三讲存在极值点第四讲莫有极值点专题2太和功——隐点代换第一讲直接应用第二讲整体代换第三讲反代消参第四讲降次留参第五讲矛盾区间专题3峰回掌——跨阶找点第一讲找点初步认识第二讲找点策略阐述第三讲高次函数找点第四讲指对函数找点第五讲三角函数找点专题4太极剑——跳阶找点第一讲指对混阶找点第二讲指数三角找点第三讲对数三角找点第四讲终结混阶找点专题5八卦阵——必要探路第一讲端点效应第二讲极点效应第三讲显点效应第四讲隐点效应第五讲内点效应第六讲外点效应第七讲拐点效应第八讲弧点效应第六篇六脉神剑——明元之家专题1少商剑——三三来迟第一讲飘带函数减元第二讲点差法第三讲韦达定理的应用专题2商阳剑——四曾相识第一讲极值点偏移第二讲构造法第三讲拐点偏移第四讲泰勒公式专题3中冲剑——不讲五德第一讲换元构造第二讲对数平均不等式第三讲指数平均不等式第四讲广义对均第五讲深度剖析专题4関冲剑——七晴六遇第一讲零点差模型第二讲极值模型第三讲混合模型专题5少泽剑——第一讲复数三角形式第二讲棣莫弗定理第三讲复数的应用专题6少冲剑——第一讲斜率成等差等比问题第一讲数据逻辑及相关定理第二讲破解逻辑及突破压轴。
函数与导数函数与导数问题是高考数学的必考内容。
从近几年的高考情况来看,在大题中考查内容主要有主要利用导数研究函数的单调性、极值与最值、不等式及函数零点等内容。
此类问题体现了分类讨论、转化与化归的数学思想,难度较大。
题型一:利用导数研究函数的单调性题型二:利用导数研究函数的极值题型三:利用导数研究函数的最值题型四:利用导数解决恒成立与能成立题型五:利用导数求解函数的零点题型六:利用导数证明不等式题型七:利用导数研究双变量问题题型八:利用导数研究极值点偏移问题题型九:隐零点问题综合应用题型十:导数与数列综合问题题型一:利用导数研究函数的单调性1(2024·河南郑州·高三校联考阶段练习)已知函数f(x)=x22+ax-(ax+1)ln x在x=1处的切线方程为y=bx+52(a,b∈R).(1)求a,b的值;(2)证明:f x 在1,+∞上单调递增.1、求切线方程的核心是利用导函数求切线的斜率,求函数的导数要准确地把函数拆分成基本初等函数的和、差、积、商,再利用运算法则求导,合函数求导,应由外到内逐层求导,必要时要进行换元.2、求函数单调区间的步骤(1)确定函数f x 的定义域;(2)求f x (通分合并、因式分解);(3)解不等式f x >0,解集在定义域内的部分为单调递增区间;(4)解不等式f x <0,解集在定义域内的部分为单调递减区间.3、含参函数单调性讨论依据:(1)导函数有无零点讨论(或零点有无意义);(2)导函数的零点在不在定义域或区间内;(3)导函数多个零点时大小的讨论。
1(2024·安徽六安·高三统考期末)已知函数f x =x3+ax-6a∈R.(1)若函数f x 的图象在x=2处的切线与x轴平行,求函数f x 的图象在x=-3处的切线方程;(2)讨论函数f x 的单调性.2(2024·辽宁·校联考一模)已知f x =sin2x+2cos x.(1)求f x 在x=0处的切线方程;(2)求f x 的单调递减区间.题型二:利用导数研究函数的极值1(2024·湖南长沙·高三长沙一中校考开学考试)已知直线y=kx与函数f(x)=x ln x-x2+x的图象相切.(1)求k的值;(2)求函数f x 的极大值.1、利用导数求函数极值的方法步骤(1)求导数f (x);(2)求方程f (x)=0的所有实数根;(3)观察在每个根x0附近,从左到右导函数f (x)的符号如何变化.①如果f (x)的符号由正变负,则f (x0)是极大值;②如果由负变正,则f (x0)是极小值;③如果在f (x)=0的根x=x0的左右侧f (x)的符号不变,则不是极值点.根据函数的极值(点)求参数的两个要领:①列式:根据极值点处导数为0和极值这两个条件列方程组,利用待定系数法求解;②验证:求解后验证根的合理性.本题中第二问利用对称性求参数值之后也需要进行验证.2(2024·广东汕头·统考一模)已知函数f x =ax-1x-a+1ln x a∈R.(1)当a=-1时,求曲线y=f x 在点e,f e处的切线方程;(2)若f x 既存在极大值,又存在极小值,求实数a的取值范围.3(2022·河南·高三专题练习)已知函数f(x)=e x-ax312,其中常数a∈R.(1)若f x 在0,+∞上是增函数,求实数a的取值范围;(2)若a=4,设g(x)=f(x)+x33-x2-x+1,求证:函数g x 在-1,+∞上有两个极值点.题型三:利用导数研究函数的最值1(2024·江苏泰州·高三统考阶段练习)已知函数f x =x4+ax3,x∈R.(1)若函数在点1,f1处的切线过原点,求实数a的值;(2)若a=-4,求函数f x 在区间-1,4上的最大值.函数f(x)在区间[a,b]上连续,在(a,b)内可导,则求函数f(x)最值的步骤为:(1)求函数f(x)在区间(a,b)上的极值;(2)将函数f(x)的各极值与端点处的函数值f(a),f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值;(3)实际问题中,“驻点”如果只有一个,这便是“最值”点。
专题1 函数与导数函数是一条主线,贯穿于整个高中数学,导数是重要的解题工具,是解决函数问题的利器,因此,函数与导数在高考数学中的地位不言而喻.本专题内容也是高考中重要的考点之一,从近年高考的命题情况来看,本专题在高考分值中占20%左右,试题的易、中、难比例相当,选择题、填空题和解答题均有考查.一、选择题和填空题的命题特点(一)考查函数图象的判断及简单应用.试题难度中档,综合考查函数的解析式、定义域、值域及单调性、奇偶性等性质的综合.1.(2018·全国Ⅱ卷·理T3改编)函数()255x xf x x --=的图象大致为( ).2.(2017·全国Ⅰ卷·文T8改编)函数sin 21cos xy x=+的部分图象大致为( ).(二)考查函数的基本性质及简单应用.试题难度中档,综合考查函数的奇偶性、单调性、周期性及图象的推理能力等.3.(2018·全国Ⅱ卷·理T11改编)已知()f x 是定义域为R 的奇函数,满足()()11f x f x -=+.若()12f =,则()()()()1232020f f f f +++⋅⋅⋅+= ( ).A .2020B .0C .2D .2-(三)考查基本初等函数的性质及应用.试题难度较大,综合考查基本初等函数的性质与图象.4.(2018·全国Ⅲ卷·文T16改编)已知函数())2log 2f x x =+,()3f a =,则()f a -= .5.(2018·全国Ⅰ卷·文T13改编)已知函数()()23log f x x a =+,若()21f =,则a = .6.(2017·全国Ⅱ卷·文T8改编)函数()2ln 23y x x =-++的单调递减区间是( ).A .(]1,1-B .[)1,3C .(],1-∞D .[)1,+∞(四)考查函数零点的判断及应用,同时考查函数与方程的思想、转化思想及数形结合思想,试题难度较大.7.(2017·全国Ⅲ卷·理T11改编)已知函数()()22241010x x f x x x a --+=-++有唯一零点,则a =( ).A .4B .3C .2D .2-(五)考查导数的几何意义及简单的导数计算.导数的几何意义一直是高考的热点和重点,试题综合考查导数的计算及直线方程的知识,难度较小.8.(2018·全国Ⅰ卷·理T5改编)设函数()()321f x x a x ax =+++.若()f x 为奇函数,则曲线()y f x =在点()0,0处的切线方程为 .二、解答题的命题特点在全国卷中,函数与导数的综合试题一般为第21题,是全卷的压轴题.试题难度较大,综合性强,主要考查函数单调性的判断,函数零点个数的判断,极(最)值的应用,恒成立问题,不等式的证明等.1.(2018·全国Ⅰ卷·文T21改编)已知函数()ln 1x f x ae x =++. (1)设2x =是()f x 的极值点,求a ,并求()f x 的单调区间; (2)证明:当1a e≤-时,()0f x ≤.2.(2017·全国Ⅰ卷·文T21改编)已知函数()()2x x f x e e a a x =--,其中参数0a ≤. (1)讨论()f x 的单调性;(2)若()0f x ≥,求a 的取值范围.规律方法1.识别函数图象的常用方法:(1)直接法:直接求出函数的解析式并画出其图象.(2)特例排除法,例如,根据已知函数的图象或已知函数的解析式,取特殊点,判断各选项的图象是否经过该特殊点.(3)性质(单调性、奇偶性、过定点等)验证法.(4)较复杂函数的图象,常借助导数这一工具,先对原函数进行求导,再利用导数判断函数的单调性、极值或最值,从而对选项进行筛选.2.函数性质综合问题的常见类型及解题策略:(1)单调性与奇偶性结合.解决此类问题要注意函数单调性及奇偶性的定义,以及奇、偶函数图象的对称性.(2)周期性与奇偶性结合.此类问题多考查求值,常利用奇偶性及周期性进行交换,将所求函数值的自变量转化到已知解析式的函数定义域内求解.(3)周期性、奇偶性与单调性结合.解决此类问题通常先利用周期性转化自变量所在的区间,然后利用奇偶性和单调性求解.3.对于函数零点(方程的根)的确定问题,高考常从以下几个方面进行考查: (1)函数零点值大致所在区间的确定; (2)零点个数的确定;(3)两个函数图象交点的横坐标或有几个交点的确定.解决此类问题的常用方法有解方程法、利用零点存在的判定或数形结合法,尤其是方程两边对应的函数类型不同的方程多以数形结合法求解.4.利用导数的几何意义解题主要是利用导数、切点坐标、切线斜率之间的关系来转化,关键是求出切点的坐标.5.利用导数研究函数的单调性:(1)已知函数解析式求单调区间,实质上是求()()0,0f x f x ''><的解集,求单调区间应遵循定义域优先的原则;(2)含参函数的单调性要分类讨论,通过确定导数的符号判断函数的单调性;(3)注意两种表述“函数()f x 在(),a b 上为减函数”与“函数()f x 的减区间为(),a b ”的区别.6.利用导数研究函数极值、最值的方法:(1)若求极值,则先求方程()0f x '=的根,再检查()f x '在方程根的左右函数值的符号; (2)若已知极值大小或存在情况,则转化为已知方程()0f x '=根的大小或存在情况来求解; (3)求函数()f x 在闭区间[],a b 上的最值时,在得到极值的基础上,结合区间端点的函数值()f a ,()f b 与()f x 的各极值进行比较得到函数的最值.。
2.11导数在研究函数中的应用(一)[知识梳理]1.函数的单调性与导数2.函数的极值与导数设函数f(x)在点x0及其附近有定义极小值点、极大值点统称为极值点,极大值和极小值统称为极值.极值点与导数:可导函数的极值点必须是导数为0的点,但导数为0的点不一定是极值点,即f′(x0) =0是可导函数f(x)在x=x0处取得极值的必要不充分条件.例如,函数y=x3在x=0处有y′=0,但x=0不是极值点.此外,函数的不可导点也可能是函数的极值点.3.函数的最值(1)在闭区间[a,b]上连续的函数f(x)在[a,b]上必有最大值与最小值.(2)若函数f(x)在[a,b]上单调递增,则f(a)为函数的最小值,f(b)为函数的最大值;若函数f(x)在[a,b]上单调递减,则f(a)为函数的最大值,f(b)为函数的最小值.4.极值与最值(1)当连续函数在开区间内的极值点只有一个时,相应的极值点必为函数的最值点;(2)极值有可能是最值,但最值只要不在区间端点处取得,其必定是极值.[诊断自测]1.概念思辨(1)函数的导数越小,函数的变化越慢,函数的图象就越“平缓”.()(2)若函数f(x)在(a,b)内恒有f′(x)>0,那么f(x)在(a,b)上单调递增;反之,若函数f(x)在(a,b)内单调递增,那么一定有f′(x)>0.()(3)对可导函数f(x),f′(x0)=0是x0点为极值点的充要条件.()(4)函数的最大值不一定是极大值,函数的最小值也不一定是极小值.()答案(1)×(2)×(3)×(4)√2.教材衍化(1)(选修A1-2P93T2)已知函数f(x)=x2-ln |x|,则函数y=f(x)的大致图象是()答案 A解析f(-x)=(-x)2-ln |-x|=x2-ln |x|=f(x),∴f(x)是偶函数,图象关于y轴对称,排除D;当x>0时,f(x)=x2-ln x,f′(x)=2x-1x=2x2-1x,∴当0<x <22时,f ′(x )<0,当x >22时,f ′(x )>0,∴f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22上单调递减,在⎝ ⎛⎭⎪⎫22,+∞上单调递增,排除C ; 当x =22时,f (x )取得最小值f ⎝ ⎛⎭⎪⎫22=12-ln 22>0,排除B.故选A. (2)(选修A1-2P 93T 3)已知a >0,函数f (x )=x 3-ax 在[1,+∞)上是单调增函数,则a 的最大值是( )A .0B .1C .2D .3答案 D解析 由题意得f ′(x )=3x 2-a ,∵函数f (x )=x 3-ax 在[1,+∞)上是单调增函数,∴在[1,+∞)上,f ′(x )≥0恒成立,即a ≤3x 2在[1,+∞)上恒成立,∴a ≤3.故选D.3.小题热身(1)(2013·全国卷Ⅱ)已知函数f(x)=x 3+ax 2+bx +c ,下列结论中错误的是( )A .∃x 0∈R ,f (x 0)=0B .函数y =f (x )的图象是中心对称图形C .若x 0是f (x )的极小值点,则f (x )在区间(-∞,x 0)上单调递减D .若x 0是f (x )的极值点,则f ′(x 0)=0答案 C解析 ∵若x 0是f (x )的极小值点,则y =f (x )的图象大致如右图所示,则在(-∞,x 0)上不单调,故C 不正确.故选C.(2)(2018·武汉模拟)若函数f(x)的定义域为R,且满足f(2)=2,f′(x)>1,则不等式f(x)-x>0的解集为________.答案(2,+∞)解析令g(x)=f(x)-x,∴g′(x)=f′(x)-1.由题意知g′(x)>0,∴g(x)为增函数.∵g(2)=f(2)-2=0,∴g(x)>0的解集为(2,+∞).题型1利用导数研究函数的单调性角度1判断或证明函数的单调性x(e x-a)-a2x.典例(2017·全国卷Ⅰ)已知函数f(x)=e(1)讨论f(x)的单调性;(2)若f(x)≥0,求a的取值范围.含参数的导数解答题,首先求定义域,注意应用分类讨论思想方法.解(1)函数f(x)的定义域为(-∞,+∞),f′(x)=2e2x-a e x-a2=(2e x+a)(e x-a).①若a=0,则f(x)=e2x在(-∞,+∞)上单调递增.②若a >0,则由f ′(x )=0得x =ln a .当x ∈(-∞,ln a )时,f ′(x )<0;当x ∈(ln a ,+∞)时,f ′(x )>0.故f (x )在(-∞,ln a )上单调递减,在(ln a ,+∞)上单调递增.③若a <0,则由f ′(x )=0得x =ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2. 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2时,f ′(x )<0; 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2,+∞时,f ′(x )>0. 故f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2上单调递减, 在⎝ ⎛⎭⎪⎫ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2,+∞上单调递增. (2)①若a =0,则f (x )=e 2x ,所以f (x )≥0.②若a >0,则由(1)得,当x =ln a 时,f (x )取得最小值,最小值为f (ln a )=-a 2ln a ,从而当且仅当-a 2ln a ≥0,即a ≤1时,f (x )≥0.③若a <0,则由(1)得,当x =ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2时,f (x )取得最小值,最小值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2=a 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤34-ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2,从而当且仅当a 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤34-ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2≥0,即a ≥-2e 34时,f (x )≥0.综上,a 的取值范围是[-2e 34,1].角度2 已知函数单调性求参数的取值范围(多维探究)典例已知函数f (x )=x 3-ax -1. (1)讨论f (x )的单调性;(2)若f (x )在R 上为增函数,求实数a 的取值范围.用分类讨论思想方法、分离系数法.解 (1)f ′(x )=3x 2-a .①当a ≤0时,f ′(x )≥0,所以f (x )在(-∞,+∞)上为增函数.②当a >0时,令3x 2-a =0得x =±3a 3; 当x >3a 3或x <-3a 3时,f ′(x )>0; 当-3a 3<x <3a 3时,f ′(x )<0.因此f (x )在⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-3a 3,⎝ ⎛⎭⎪⎫3a 3,+∞上为增函数,在⎝⎛⎭⎪⎫-3a 3,3a 3上为减函数. 综上可知,当a ≤0时,f (x )在R 上为增函数;当a >0时,f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-3a 3,⎝ ⎛⎭⎪⎫3a 3,+∞上为增函数,在⎝⎛⎭⎪⎫-3a 3,3a 3上为减函数.(2)因为f (x )在(-∞,+∞)上是增函数,所以f ′(x )=3x 2-a ≥0在(-∞,+∞)上恒成立,即a ≤3x 2对x ∈R 恒成立.因为3x 2≥0,所以只需a ≤0.又因为a =0时,f ′(x )=3x 2≥0,f (x )=x 3-1在R 上是增函数,所以a ≤0,即实数a 的取值范围为(-∞,0].[条件探究1] 函数f (x )不变,若f (x )在区间(1,+∞)上为增函数,求a 的取值范围.解 因为f ′(x )=3x 2-a ,且f (x )在区间(1,+∞)上为增函数,所以f ′(x )≥0在(1,+∞)上恒成立,即3x 2-a ≥0在(1,+∞)上恒成立,所以a ≤3x 2在(1,+∞)上恒成立,所以a ≤3,即a 的取值范围为(-∞,3].[条件探究2] 函数f (x )不变,若f (x )在区间(-1,1)上为减函数,试求a 的取值范围.解 由f ′(x )=3x 2-a ≤0在(-1,1)上恒成立,得a ≥3x 2在(-1,1)上恒成立.因为-1<x <1,所以3x 2<3,所以a ≥3,即当a 的取值范围为[3,+∞)时,f (x )在(-1,1)上为减函数.[条件探究3] 函数f (x )不变,若f (x )的单调递减区间为(-1,1),求a 的值.解 由母题可知,f (x )的单调递减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫-3a 3,3a 3,∴3a 3=1,即a =3. [条件探究4] 函数f (x )不变,若f (x )在区间(-1,1)上不单调,求a 的取值范围.解 ∵f (x )=x 3-ax -1,∴f ′(x )=3x 2-a .由f ′(x )=0,得x =±3a 3(a ≥0).∵f (x )在区间(-1,1)上不单调,∴0<3a 3<1,得0<a <3,即a 的取值范围为(0,3).方法技巧1.利用导数讨论(证明)函数f (x )在(a ,b )内单调性的步骤(1)求f ′(x ).(2)确认f ′(x )在(a ,b )内的符号.(3)得出结论:f ′(x )>0时为增函数,f ′(x )<0时为减函数.提醒:研究含参数函数的单调性时,需注意依据参数取值对不等式解集的影响进行分类讨论.2.利用导数求函数单调区间的三种方法(1)当不等式f ′(x )>0或f ′(x )<0可解时,确定函数的定义域,解不等式f ′(x )>0或f ′(x )<0求出单调区间.(2)当方程f ′(x )=0可解时,确定函数的定义域,解方程f ′(x )=0,求出实数根,把函数f (x )的间断点(即f (x )的无定义点)的横坐标和实根按从大到小的顺序排列起来,把定义域分成若干个小区间.确定f ′(x )在各个区间内的符号,从而确定单调区间.(3)不等式f ′(x )>0或f ′(x )<0及方程f ′(x )=0均不可解时求导数并化简,根据f ′(x )的结构特征,选择相应基本初等函数,利用其图象与性质确定f ′(x )的符号,得出单调区间.3.利用函数的单调性求参数的取值范围的解题思路(1)由函数在区间[a ,b ]上单调递增(减)可知f ′(x )≥0(f ′(x )≤0)在区间[a ,b ]上恒成立列出不等式.(2)利用分离参数法或函数的性质求解恒成立问题.(3)对等号单独检验,检验参数的取值能否使f ′(x )在整个区间恒等于0,若f ′(x )恒等于0,则参数的这个值应舍去;若只有在个别点处有f ′(x )=0,则参数可取这个值.提醒:f (x )为增函数的充要条件是对任意的x ∈(a ,b )都有f ′(x )≥0且在(a ,b )内的任意一个非空子区间上f ′(x )≠0.应注意此时式子中的等号不能省略,否则漏解.冲关针对训练(2015·重庆高考)设函数f (x )=3x 2+ax e x (a ∈R ).(1)若f (x )在x =0处取得极值,确定a 的值,并求此时曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程;(2)若f (x )在[3,+∞)上为减函数,求a 的取值范围.解 (1)对f (x )求导得f ′(x )=(6x +a )e x -(3x 2+ax )e x (e x )2=-3x 2+(6-a )x +a e x , 因为f (x )在x =0处取得极值,所以f ′(0)=0,即a =0.当a =0时,f (x )=3x 2e x ,f ′(x )=-3x 2+6x e x, 故f (1)=3e ,f ′(1)=3e ,从而f (x )在点(1,f (1))处的切线方程为y -3e =3e (x -1),化简得3x-e y =0.(2)由(1)知f ′(x )=-3x 2+(6-a )x +a e x. 令g (x )=-3x 2+(6-a )x +a ,由g (x )=0,解得x 1=6-a -a 2+366,x 2=6-a +a 2+366. 当x <x 1时,g (x )<0,即f ′(x )<0,故f (x )为减函数;当x 1<x <x 2时,g (x )>0,即f ′(x )>0,故f (x )为增函数;当x >x 2时,g (x )<0,即f ′(x )<0,故f (x )为减函数.由f (x )在[3,+∞)上为减函数,知x 2=6-a +a 2+366≤3,解得a ≥-92, 故a 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫-92,+∞. 题型2 利用导数研究函数的极值典例(2017·长沙一模)已知函数f (x )=e x -a x ,a 为实常数. (1)当a >0时,求函数f (x )的单调区间;(2)若f (x )在(0,+∞)上存在极值点,且极值大于ln 4+2,求a 的取值范围.本题用构造函数法.解 (1)f (x )的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),而f ′(x )=e x +a x 2,当a >0时,f ′(x )>0,故f (x )的单调递增区间为(-∞,0),(0,+∞),无单调递减区间.(2)当a ≥0时,由(1)知f ′(x )>0,f (x )无极值点;当a <0时,令g (x )=f ′(x )=e x+ax 2,则g ′(x )=e x -2ax 3.g ′(x )>0对x ∈(0,+∞)恒成立, 故g (x )=e x+ax 2在(0,+∞)上单调递增.当0<x <1时,e x ∈(1,e),ax 2∈(-∞,a ),故在(0,1)上存在实数s ,使得as 2<-e ,从而在(0,+∞)上存在实数s ,使得g (s )<0;当x >1时,e x∈(e ,+∞),ax 2∈(a,0),故在(1,+∞)上存在实数t ,使得e t >-a ,从而在(0,+∞)上存在实数t 使得g (t )>0. 因此g (x )在(0,+∞)上有唯一零点,设为x 0.于是当x ∈(0,x 0)时,f ′(x )=g (x )<0,x ∈(x 0,+∞)时,f ′(x )>0, 从而f (x )在(0,+∞)上存在唯一的极小值点, 且极值f (x 0)=e x 0-a x 0.由g (x 0)=0知a =-x 20ex 0,因此f (x 0)=e x 0-ax 0=(x 0+1)e x 0,令φ(x )=(x +1)e x ,则φ′(x )=(x +2)e x , 故φ(x )在(0,+∞)上单调递增.而f (x 0)=(x 0+1)e x 0>ln 4+2=2(ln 2+1)=(ln 2+1)e ln 2,所以x 0>ln 2.令ω(x )=-x 2e x ,则ω′(x )=-(x 2+2x )e x , 故x 0>ln 2时,ω′(x )=-(x 2+2x )e x <0, ω(x )=-x 2e x 单调递减. 从而a <-(ln 2)2e ln 2=-2(ln 2)2,故所求a的取值范围是(-∞,-2(ln 2)2).方法技巧1.利用导数研究函数极值问题的一般流程2.已知函数极值点或极值求参数的两个要领(1)列式:根据极值点处导数为0和极值这两个条件列方程组,利用待定系数法求解.(2)验证:因为导数值等于零不是此点为极值点的充要条件,所以利用待定系数法求解后必须验证根的合理性.冲关针对训练(2017·郑州质检)已知函数f(x)=x ln x-x,g(x)=a2x2-ax(a∈R).(1)若f(x)和g(x)在(0,+∞)有相同的单调区间,求a的取值范围;(2)令h(x)=f(x)-g(x)-ax(a∈R),若h(x)在定义域内有两个不同的极值点.①求a的取值范围;②设两个极值点分别为x1,x2,证明:x1·x2>e2.解(1)由f(x)=x ln x-x,知函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=ln x,当x >1时,f ′(x )>0;当0<x <1时,f ′(x )<0.所以f (x )在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增. g (x )=a 2x 2-ax =a2(x 2-2x )(a ∈R ),若g (x )在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,则a >0.(2)①依题意知,函数h (x )的定义域为(0,+∞),h ′(x )=ln x -ax ,所以方程h ′(x )=0在(0,+∞)上有两个不同的实根,即方程ln x -ax =0在(0,+∞)上有两个不同的实根. 可转化为函数y =ln x 与函数y =ax 的图象在(0,+∞)上有两个不同的交点,如图.若令过原点且与函数y =ln x 的图象相切的直线的斜率为k ,则 0<a <k .设切点A (x 0,ln x 0),所以k =y ′| x =x 0=1x 0,又k =ln x 0x 0,所以1x 0=ln x 0x 0,解得x 0=e ,于是k =1e ,所以0<a <1e .②由①可知x 1,x 2分别是方程ln x -ax =0的两个根,即ln x 1=ax 1,ln x 2=ax 2,不妨设x 1>x 2,作差得,ln x 1x 2=a (x 1-x 2),即a =ln x 1x2x 1-x 2.原不等式x 1·x 2>e 2⇔ln x 1+ln x 2>2⇔a (x 1+x 2)>2⇔ln x 1x 2>2(x 1-x 2)x 1+x 2.令x 1x 2=t ,则t >1,ln x 1x 2>2(x 1-x 2)x 1+x 2⇔ln t >2(t -1)t +1.设F (t )=ln t -2(t -1)t +1,t >1,则F ′(t )=(t -1)2t (t +1)2>0,所以函数F (t )在(1,+∞)上单调递增,所以F (t )>F (1)=0,即不等式ln t >2(t -1)t +1成立,故所证不等式x 1·x 2>e 2成立.题型3 利用导数研究函数的最值典例(2017·石家庄检测)已知函数f (x )=a x +ln x -2,a ∈R . (1)若曲线y =f (x )在点P (2,m )处的切线平行于直线y =-32x +1,求函数f (x )的单调区间;(2)是否存在实数a ,使函数f (x )在(0,e 2]上有最小值2?若存在,求出a 的值;若不存在,请说明理由.本题用待定系数法、分类讨论思想方法.解 (1)∵f (x )=ax +ln x -2(x >0), ∴f ′(x )=-a x 2+1x (x >0),又曲线y =f (x )在点P (2,m )处的切线平行于直线y =-32x +1, ∴f ′(2)=-14a +12=-32⇒a =8. ∴f ′(x )=-8x 2+1x =x -8x 2(x >0),令f ′(x )>0,得x >8,f (x )在(8,+∞)上单调递增; 令f ′(x )<0,得0<x <8,f (x )在(0,8)上单调递减.∴f (x )的单调递增区间为(8,+∞),单调递减区间为(0,8).(2)由(1)知f ′(x )=-a x 2+1x =x -ax 2(x >0).①当a ≤0时,f ′(x )>0恒成立,即f (x )在(0,e 2]上单调递增,无最小值,不满足题意.②当a >0时,令f ′(x )=0,得x =a ,所以当f ′(x )>0时,x >a ,当f ′(x )<0时,0<x <a ,此时函数f (x )在(a ,+∞)上单调递增,在(0,a )上单调递减. 若a >e 2,则函数f (x )在(0,e 2]上的最小值f (x )min =f (e 2)=ae 2+ln e 2-2=a e 2,由ae 2=2,得a =2e 2,满足a >e 2,符合题意;若a ≤e 2,则函数f (x )在(0,e 2]上的最小值f (x )min = f (a )=aa +ln a -2=ln a -1,由ln a -1=2,得a =e 3,不满足a ≤e 2,不符合题意,舍去.综上可知,存在实数a =2e 2,使函数f (x )在(0,e 2]上有最小值2. 方法技巧1.求函数f (x )在区间[a ,b ]上最值的方法(1)若函数f (x )在区间[a ,b ]上单调,则f (a )与f (b )一个为最大值,一个为最小值.(2)若函数f (x )在闭区间[a ,b ]内有极值,要先求出[a ,b ]上的极值,与f (a ),f (b )比较,最大的是最大值,最小的是最小值,可列表求解.(3)若函数f (x )在闭区间[a ,b ]上有唯一一个极值点,这个极值点就是最大(小)值点.2.已知函数f (x )的最值求参数的方法先利用导数将最值用参数表示,再构建方程组求解.提醒:由f ′(x )=0得到根x 0是否在[a ,b ]内不明确时要分情况讨论.冲关针对训练(2017·德州一模)设函数f (x )=ln x -12ax 2+bx (a >0),f ′(1)=0.(1)用含a 的式子表示b ;(2)令F (x )=f (x )+12ax 2-bx +ax (0<x ≤3),其图象上任意一点P (x 0,y 0)处切线的斜率k ≤12恒成立,求实数a 的取值范围;(3)若a =2,试求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤c ,c +12(c >0)上的最大值. 解 (1)f (x )的定义域为(0,+∞).∵f ′(x )=1x -ax +b ,∴f ′(1)=1-a +b =0, ∴b =a -1.(2)F (x )=ln x +ax ,x ∈(0,3],则有k =F ′(x 0)=x 0-a x 20≤12,在x 0∈(0,3]上恒成立,∴a ≥⎝ ⎛⎭⎪⎫-12x 20+x 0max ,x 0∈(0,3]. 当x 0=1时,-12x 20+x 0取得最大值12,∴a ≥12,即a 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞. (3)依题意,知f (x )的定义域为(0,+∞).当a =2时,f (x )=ln x -x 2+x ,则f ′(x )=1x -2x +1=-(2x +1)(x -1)x. 令f ′(x )=0,解得x =1,x =-12(舍).当0<x <1时,f ′(x )>0,此时f (x )单调递增;当x >1时,f ′(x )<0,此时f (x )单调递减.当c +12≤1,即0<c ≤12时,f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤c ,c +12上单调递增, ∴f (x )max =f ⎝⎛⎭⎪⎫c +12=ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫c +12-⎝ ⎛⎭⎪⎫c +122+c +12=ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫c +12+14-c 2.当⎩⎨⎧0<c <1,c +12>1,即12<c <1时,f (x )在[c,1]上单调递增,在⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,c +12上单调递减,∴f (x )max =f (1)=0.当c ≥1时,f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤c ,c +12上单调递减, ∴f (x )max =f (c )=ln c -c 2+c .综上,当0<c ≤12时,f (x )max =ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫c +12-c 2+14;当12<c <1时,f (x )max =0; 当c ≥1时,f (x )max =ln c -c 2+c .1.(2016·全国卷Ⅰ)若函数f (x )=x -13sin2x +a sin x 在(-∞,+∞)单调递增,则a 的取值范围是( )A .[-1,1]B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,13C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-13,13 D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,-13 答案 C解析 f ′(x )=1-23cos2x +a cos x =1-23(2cos 2x -1)+a cos x =-43cos 2x +a cos x +53,f (x )在R 上单调递增,则f ′(x )≥0在R 上恒成立,令cos x =t ,t ∈[-1,1],则-43t 2+at +53≥0在[-1,1]上恒成立,即4t 2-3at -5≤0在[-1,1]上恒成立,令g (t )=4t 2-3at -5,则⎩⎪⎨⎪⎧g (1)=4-3a -5≤0,g (-1)=4+3a -5≤0,解得-13≤a ≤13.故选C.2.(2017·江淮联考)设函数f (x )=12x 2-9ln x 在区间[a -1,a +1]上单调递减,则实数a 的取值范围是( )A .1<a ≤2B .a ≥4C .a ≤2D .0<a ≤3答案 A解析 易知函数f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=x -9x ,由f ′(x )=x -9x <0,解得0<x <3.因为函数f (x )=12x 2-9ln x 在区间[a -1,a +1]上单调递减,所以⎩⎪⎨⎪⎧a -1>0,a +1≤3,解得1<a ≤2.故选A.3.(2017·安阳调研)已知函数f (x )=ln x +12ax 2-2x 存在单调递减区间,则实数a 的取值范围为________.答案 (-∞,1)解析 f ′(x )=1x +ax -2=ax 2-2x +1x (x >0),函数f (x )存在单调递减区间,即定义域(0,+∞)内存在区间使ax 2-2x +1≤0,等价于a 小于2x -1x 2在x ∈(0,+∞)上的最大值.设g (x )=2x -1x 2,则g ′(x )=-2x +2x 3,可知函数g (x )在区间(0,1)为增函数,在区间(1,+∞)为减函数,所以当x =1时,函数g (x )取得最大值,此时g (x )=1,所以a <1,故填(-∞,1).4.(2017·北京高考)已知函数f (x )=e x cos x -x . (1)求曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程; (2)求函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的最大值和最小值.解 (1)因为f (x )=e x cos x -x ,所以f ′(x )=e x (cos x -sin x )-1,f ′(0)=0.又因为 f (0)=1,所以曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程为y=1.(2)设h (x )=e x (cos x -sin x )-1,则h ′(x )=e x (cos x -sin x -sin x -cos x )=-2e x sin x . 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2时,h ′(x )<0, 所以h (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上单调递减.所以对任意x ∈⎝⎛⎦⎥⎤0,π2有h (x )<h (0)=0,即f ′(x )<0.所以函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上单调递减. 因此f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的最大值为f (0)=1,最小值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=-π2.[重点保分 两级优选练]A 级一、选择题1.(2017·陕西模拟)函数f (x )=ax x 2+1(a >0)的单调递增区间是( )A .(-∞,-1)B .(-1,1)C .(1,+∞)D .(-∞,-1)∪(1,+∞)答案 B解析 函数f (x )的定义域为R ,f ′(x )=a (1-x 2)(x 2+1)2=a (1-x )(1+x )(x 2+1)2.由于a >0,要使f ′(x )>0,只需(1-x )·(1+x )>0,解得x ∈(-1,1).故选B.2.若函数f (x )=(x 2-2x )e x 在(a ,b )上单调递减,则b -a 的最大值为( )A .2 B. 2 C .4 D .2 2答案 D解析f′(x)=(2x-2)e x+(x2-2x)e x=(x2-2)e x,令f′(x)<0,∴-2<x<2,即函数f(x)的单调递减区间为(-2,2).∴b-a的最大值为2 2.故选D.3.函数f(x)=(x-1)(x-2)2在[0,3]上的最小值为()A.-8 B.-4 C.0 D.4 27答案 B解析f′(x)=(x-2)2+2(x-1)(x-2)=(x-2)(3x-4).令f′(x)=0⇒x1=43,x2=2,结合单调性,只要比较f(0)与f(2)即可.f(0)=-4,f(2)=0.故f(x)在[0,3]上的最小值为f(0)=-4.故选B.4.(2017·豫南九校联考)已知f′(x)是定义在R上的连续函数f(x)的导函数,满足f′(x)-2f(x)<0,且f(-1)=0,则f(x)>0的解集为() A.(-∞,-1) B.(-1,1)C.(-∞,0) D.(-1,+∞)答案 A解析设g(x)=f(x)e2x,则g′(x)=f′(x)-2f(x)e2x<0在R上恒成立,所以g(x)在R上递减,又因为g(-1)=0,f(x)>0⇔g(x)>0,所以x<-1.故选A.5.(2017·四川乐山一中期末)f(x)=x2-a ln x在(1,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围为()A.a<1 B.a≤1 C.a<2 D.a≤2答案 D解析由f(x)=x2-a ln x,得f′(x)=2x-a x,∵f(x)在(1,+∞)上单调递增,∴2x -ax ≥0在(1,+∞)上恒成立,即a ≤2x 2在(1,+∞)上恒成立,∵x ∈(1,+∞)时,2x 2>2,∴a ≤2.故选D.6.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,设a =f (0),b =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,c =f (3),则( )A .a <b <cB .c <a <bC .c <b <aD .b <c <a 答案 B解析 由f (x )=f (2-x )可得对称轴为x =1,故f (3)=f (1+2)=f (1-2)=f (-1).又x ∈(-∞,1)时,(x -1)f ′(x )<0,可知f ′(x )>0.即f (x )在(-∞,1)上单调递增,f (-1)<f (0)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,即c <a <b .故选B.7.若函数f (x )=e -x ·x ,则( ) A .仅有极小值12eB .仅有极大值12eC .有极小值0,极大值12eD .以上皆不正确答案 B解析 f ′(x )=-e -x ·x +12x ·e -x=e -x⎝ ⎛⎭⎪⎫-x +12x =e -x ·1-2x 2x. 令f ′(x )=0,得x =12.当x >12时,f ′(x )<0;当x <12时,f ′(x )>0.∴x =12时取极大值,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=1e ·12=12e.故选B.8.已知函数f (x )=ax -1+ln x ,若存在x 0>0,使得f (x 0)≤0有解,则实数a 的取值范围是( )A .a >2B .a <3C .a ≤1D .a ≥3 答案 C解析 函数f (x )的定义域是(0,+∞),不等式ax -1+ln x ≤0有解,即a ≤x -x ln x 在(0,+∞)上有解,令h (x )=x -x ln x ,可得h ′(x )=1-(ln x +1)=-ln x ,令h ′(x )=0,可得x =1,当0<x <1时,h ′(x )>0,当x >1时,h ′(x )<0,可得当x =1时,函数h (x )=x -x ln x 取得最大值1,要使不等式a ≤x -x ln x 在(0,+∞)上有解,只要a 小于等于h (x )的最大值即可,即a ≤1.故选C.9.若函数f (x )=ax 3-3x +1对于x ∈[-1,1]总有f (x )≥0成立,则实数a 的取值范围为( )A .[2,+∞)B .[4,+∞)C .{4}D .[2,4]答案 C解析 f ′(x )=3ax 2-3,当a ≤0时,f (x )min =f (1)=a -2≥0,a ≥2,不合题意;当0<a ≤1时,f ′(x )=3ax 2-3=3a ⎝⎛⎭⎪⎫x +1a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1a ,f (x )在[-1,1]上为减函数,f (x )min =f (1)=a -2≥0,a ≥2,不合题意;当a >1时,f (-1)=-a +4≥0,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a =-2a+1≥0, 解得a =4.综上所述,a =4.故选C.10.(2018·黄山一模)已知函数f (x )=m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x -2ln x (m ∈R ),g (x )=-mx ,若至少存在一个x 0∈[1,e],使得f (x 0)<g (x 0)成立,则实数m 的取值范围是( )A.⎝⎛⎦⎥⎤-∞,2e B.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,2eC .(-∞,0]D .(-∞,0)答案 B解析 由题意,不等式f (x )<g (x )在[1,e]上有解,∴mx <2ln x 在[1,e]上有解,即m 2<ln x x 在[1,e]上有解,令h (x )=ln xx ,则h ′(x )=1-ln x x 2,当1≤x ≤e 时,h ′(x )≥0,∴在[1,e]上,h (x )max =h (e)=1e ,∴m 2<1e ,∴m <2e .∴m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,2e .故选B.二、填空题11.已知函数f (x )=12mx 2+ln x -2x 在定义域内是增函数,则实数m 的取值范围为________.答案 [1,+∞)解析 f ′(x )=mx +1x -2≥0对一切x >0恒成立.m ≥-⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2+2x ,令g (x )=-⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2+2x ,则当1x =1时,函数g (x )取得最大值1,故m ≥1.12.(2017·西工大附中质检)已知f (x )是奇函数,且当x ∈(0,2)时,f (x )=ln x -ax ⎝ ⎛⎭⎪⎫a >12,当x ∈(-2,0)时,f (x )的最小值是1,则a =________. 答案 1解析 由题意,得x ∈(0,2)时,f (x )=ln x -ax ⎝ ⎛⎭⎪⎫a >12有最大值-1,f ′(x )=1x -a ,由f ′(x )=0,得x =1a ∈(0,2),且x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,1a 时,f ′(x )>0,f (x )单调递增,x ∈⎝⎛⎭⎪⎫1a ,2时,f ′(x )<0,f (x )单调递减,则f (x )max =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a =ln 1a -1=-1,解得a =1.13.(2018·东北三校联考)已知定义在R 上的奇函数f (x )的图象为一条连续不断的曲线,f(1+x)=f(1-x),f(1)=a,且当0<x<1时,f(x)的导函数f′(x)满足f′(x)<f(x),则f(x)在[2017,2018]上的最小值为________.答案a解析由f(1+x)=f(1-x)可得函数f(x)的图象关于直线x=1对称.又f(x)是定义在R上的奇函数,则f(0)=0,且f(x)的图象关于点(0,0)对称,所以f(x)是以4为周期的周期函数,则f(x)在[2017,2018]上的图象与[1,2]上的图象形状完全相同.令g(x)=f(x)e x,则g′(x)=f′(x)-f(x)e x<0,函数g(x)在(0,1)上递减,则g(x)<g(0)=0,所以f′(x)<f(x)<0,则函数f(x)在(0,1)上单调递减.又由函数的对称性质可得f(x)在(1,2)上单调递增,则f(x)在[2017,2018]上的最小值为f(2017)=f(1)=a.14.(2018·启东中学调研)已知函数f(x)=e x+a ln x的定义域是D,关于函数f(x)给出下列命题:①对于任意a∈(0,+∞),函数f(x)是D上的减函数;②对于任意a∈(-∞,0),函数f(x)存在最小值;③存在a∈(0,+∞),使得对于任意的x∈D,都有f(x)>0成立;④存在a∈(-∞,0),使得函数f(x)有两个零点.其中正确命题的序号是________.(写出所有正确命题的序号)答案②④解析由f(x)=e x+a ln x,可得f′(x)=e x+ax,若a>0,则f′(x)>0,得函数f(x)是D上的增函数,存在x∈(0,1),使得f(x)<0即得命题①③不正确;若a<0,设e x+ax=0的根为m,则在(0,m)上f′(x)<0,在(m,+∞)上f′(x)>0,所以函数f(x)存在最小值f(m),即命题②正确;若f(m)<0,则函数f(x)有两个零点,即命题④正确.综上可得,正确命题的序号为②④.B级三、解答题15.已知函数f (x )=ln x -ax (a ∈R ). (1)求函数f (x )的单调区间;(2)当a >0时,求函数f (x )在[1,2]上的最小值. 解 (1)f ′(x )=1x -a (x >0), ①当a ≤0时,f ′(x )=1x -a >0, 即函数f (x )的单调增区间为(0,+∞). ②当a >0时,令f ′(x )=1x -a =0,可得x =1a . 当0<x <1a 时,f ′(x )=1-ax x >0; 当x >1a 时,f ′(x )=1-ax x <0, 故函数f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎦⎥⎤0,1a ,单调递减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ,+∞. 综上得,当a ≤0时,f (x )的单调递增区间为(0,+∞),无递减区间;当a >0时,f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎦⎥⎤0,1a ,单调递减区间为 ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ,+∞. (2)①当1a ≤1,即a ≥1时,函数f (x )在区间[1,2]上是减函数,∴f (x )的最小值是f (2)=ln 2-2a .②当1a ≥2,即0<a ≤12时,函数f (x )在区间[1,2]上是增函数,∴f (x )的最小值是f (1)=-a .③当1<1a <2,即12<a <1时,函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,1a 上是增函数,在⎣⎢⎡⎦⎥⎤1a ,2上是减函数.又f (2)-f (1)=ln 2-a ,∴当12<a <ln 2时,f (x )的最小值是f (1)=-a ;当ln 2≤a <1时,f (x )的最小值为f (2)=ln 2-2a . 综上可知,当0<a <ln 2时,函数f (x )的最小值是-a ; 当a ≥ln 2时,函数f (x )的最小值是ln 2-2a .16.(2017·河北石家庄联考)已知函数f (x )=e x -ax ,a >0. (1)记f (x )的极小值为g (a ),求g (a )的最大值; (2)若对任意实数x 恒有f (x )≥0,求a 的取值范围.解 (1)函数f (x )的定义域是(-∞,+∞),f ′(x )=e x -a ,令f ′(x )>0,得x >ln a ,所以f (x )的单调递增区间是(ln a ,+∞); 令f ′(x )<0,得x <ln a ,所以f (x )的单调递减区间是(-∞,ln a ), 函数f (x )在x =ln a 处取极小值,g (a )=f (x )极小值=f (ln a )=e ln a -a ln a =a -a ln a . g ′(a )=1-(1+ln a )=-ln a ,当0<a <1时,g ′(a )>0,g (a )在(0,1)上单调递增; 当a >1时,g ′(a )<0,g (a )在(1,+∞)上单调递减,所以a =1是函数g (a )在(0,+∞)上唯一的极大值点,也是最大值点,所以g (a )max =g (1)=1.(2)当x ≤0时,a >0,e x -ax ≥0恒成立,当x >0时,f (x )≥0,即e x -ax ≥0,即a ≤exx .令h (x )=e xx ,x ∈(0,+∞),h ′(x )=e x x -e x x 2=e x(x -1)x 2, 当0<x <1时,h ′(x )<0,当x >1时,h ′(x )>0,故h (x )的最小值为h (1)=e ,所以a ≤e ,故实数a 的取值范围是(0,e].17.(2017·湖南湘中名校联考)设函数f (x )=x -1x -a ln x (a ∈R ). (1)讨论f (x )的单调性;(2)若f (x )有两个极值点x 1和x 2,记过点A (x 1,f (x 1)),B (x 2,f (x 2))的直线的斜率为k ,问:是否存在a ,使得k =2-a ?若存在,求出a 的值;若不存在,请说明理由.解 (1)f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=1+1x 2-a x =x 2-ax +1x 2. 令g (x )=x 2-ax +1,则方程x 2-ax +1=0的判别式Δ=a 2-4. ①当|a |≤2时,Δ≤0,f ′(x )≥0,故f (x )在(0,+∞)上单调递增. ②当a <-2时,Δ>0,g (x )=0的两根都小于0,在(0,+∞)上恒有f ′(x )>0,故f (x )在(0,+∞)上单调递增.③当a >2时,Δ>0,g (x )=0的两根为x 1=a -a 2-42,x 2= a +a 2-42, 当0<x <x 1时,f ′(x )>0;当x 1<x <x 2时,f ′(x )<0;当x >x 2时,f ′(x )>0, 故f (x )在(0,x 1),(x 2,+∞)上单调递增,在(x 1,x 2)上单调递减. (2)由(1)知,a >2.因为f (x 1)-f (x 2)=(x 1-x 2)+x 1-x 2x 1x 2-a (ln x 1-ln x 2),所以k =f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2=1+1x 1x 2-a ·ln x 1-ln x 2x 1-x 2.又由(1)知,x 1x 2=1.于是k =2-a ·ln x 1-ln x 2x 1-x 2.若存在a ,使得k =2-a .则ln x 1-ln x 2x 1-x 2=1.即ln x 1-ln x 2=x 1-x 2.亦即x 2-1x 2-2ln x 2=0(x 2>1). (*)再由(1)知,函数h (t )=t -1t -2ln t 在(0,+∞)上单调递增,而x 2>1,所以x2-1x2-2ln x2>1-11-2ln 1=0.这与(*)式矛盾.故不存在a,使得k=2-a.海阔天空专业文档。
“一府两院”改称“一府一委两院”展开全文2016年11月7日,中央办公厅印发《关于在北京市、山西省、浙江省开展国家监察体制改革试点方案》,方案明确,党的纪律检查委员会、监察委员会合署办公。
《方案》强调,要建立党统一领导下的国家反腐败工作机构。
整合反腐败资源力量,扩大监察范围,实现对行使公权力的公职人员监察全面覆盖。
紧接着,2016年12月25日,十二届全国人大常委会第二十五次会议表决通过《全国人民代表大会常务委员会关于在北京市、山西省、浙江省开展国家监察体制改革试点工作的决定》。
根据《决定》:在北京市、山西省、浙江省及所辖县、市、市辖区设立监察委员会,行使监察职权。
将试点地区人民政府的监察厅(局)、预防腐败局及人民检察院查处贪污贿赂、失职渎职以及预防职务犯罪等部门的相关职能整合至监察委员会。
目前的反腐败资源力量有哪些?政府内部的监察机关、审计机关、预防腐败部门;政府外部的人民检察院的反腐败、反渎职部门,以及检察院内部的预防腐败局。
各种重要反腐职能分布在这些行政机关、司法机关中,多头负责,资源分散,而且还有重复重叠之处。
为了建立起一个“集中统一、权威高效的监察体系”,就要把这些反腐败资源力量整合在一起。
单靠协调肯定不行,要通过一个平台重新分工整合。
新设立的国家监察委员会就是这样一个平台。
试点地区监察委员会由本级人民代表大会产生。
监察委员会主任由本级人民代表大会选举产生;监察委员会副主任、委员,由监察委员会主任提请本级人民代表大会常务委员会任免。
监察委员会对本级人民代表大会及其常务委员会和上一级监察委员会负责,并接受监督。
一、“实现对行使公权力的公职人员监察全面覆盖”具体包括哪些人群?依据现在的行政监察法,监察部门的覆盖范围只包括国家行政机关及其公务员,以及国家行政机关任命的其他人员。
这个范围窄于公务员法。
我国的公务员法调整对象不仅仅是行政机关工作人员,也包含了立法机关、司法机关、各党派和主要人民团体的公职人员等。
第1课时 用导数研究函数的单调性、极值、最值
1.(2019·云南玉溪模拟)已知函数f (x )=x ln x .
(1)设函数g (x )=f (x )-a (x -1),其中a ∈R ,讨论函数g (x )的单调性; (2)若直线l 过点(0,-1),并且与曲线y =f (x )相切,求直线l 的方程.
解析:(1)∵f (x )=x ln x ,∴g (x )=f (x )-a (x -1)=x ln x -a (x -1),则g ′(x )=ln x +1-a .由g ′(x )<0,得ln x +1-a <0,解得0<x <e a -1
;由g ′(x )>0,得ln x +1-a >0,解
得x >e
a -1
.∴g (x )在(0,e
a -1
)上单调递减,在(e
a -1
,+∞)上单调递增.
(2)设切点坐标为(x 0,y 0),则y 0=x 0ln x 0,切线的斜率为ln x 0+1.∴切线l 的方程为y -x 0ln x 0=(ln x 0+1)(x -x 0).又切线l 过点(0,-1),∴-1-x 0ln x 0=(ln x 0+1)(0-x 0),即-1-x 0ln x 0=-x 0ln x 0-x 0,解得x 0=1,y 0=0.∴直线l 的方程为y =x -1.
2.(2019·山东枣庄调研)已知函数f (x )=x e x
-a ⎝ ⎛⎭
⎪⎫12x 2+x (a ∈R ).
(1)若a =0,求曲线y =f (x )在点(1,e)处的切线方程; (2)当a >0时,求函数f (x )的单调区间.
解析:(1)a =0时,f ′(x )=(x +1)e x
,所以切线的斜率k =f ′(1)=2e.又f (1)=e ,所以y =f (x )在点(1,e)处的切线方程为y -e =2e(x -1),即2e x -y -e =0.
(2)f ′(x )=(x +1)(e x
-a ),令f ′(x )=0,得x =-1或x =ln a . ①当a =1
e
时,f ′(x )≥0恒成立,所以f (x )在R 上单调递增.
②当0<a <1
e 时,ln a <-1,由
f ′(x )>0,得x <ln a 或x >-1;由f ′(x )<0,得ln a <x <
-1,所以单调递增区间为(-∞,ln a ),(-1,+∞),单调递减区间为(ln a ,-1).
③当a >1
e
时,ln a >-1,由f ′(x )>0,得x <-1或x >ln a ;
由f ′(x )<0,得-1<x <ln a ,所以单调递增区间为(-∞,-1),(ln a ,+∞),单调递减区间为(-1,ln a ).
综上所述,当a =1e 时,f (x )在R 上单调递增;当0<a <1
e 时,单调递增区间为(-∞,ln a ),
(-1,+∞),单调递减区间为(ln a ,-1);当a >1
e 时,单调递增区间为(-∞,-1),(ln a ,
+∞),单调递减区间为(-1,ln a ).
3.(2019·长春模拟)已知函数f (x )=ln x -ax 2
+(a -2)x . (1)若f (x )在x =1处取得极值,求a 的值.
(2)求函数y =f (x )在[a 2
,a ]上的最大值.
解析:(1)∵f (x )=ln x -ax 2
+(a -2)x ,∴函数的定义域为(0,+∞).∴f ′(x )=1x
-
2ax +(a -2)=-(2x -1)(ax +1)
x
.
∵f (x )在x =1处取得极值,即f ′(1)=-(2-1)(a +1)=0,
∴a =-1.当a =-1时,在⎝ ⎛⎭
⎪⎫12,1内f ′(x )<0,在(1,+∞)内f ′(x )>0,∴x =1是函
数y =f (x )的极小值点.∴a =-1.
(2)∵a 2
<a ,∴0<a <1.f ′(x )=1x -2ax +(a -2)=-(2x -1)(ax +1)x
,∵x ∈(0,+∞),∴
ax +1>0,
∴当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12时,f ′(x )>0,f (x )单调递增;
当x ∈⎝ ⎛⎭
⎪⎫12,+∞时,f ′(x )<0,f (x )单调递减. ①当0<a ≤12时,f (x )在[a 2
,a ]上单调递增,
∴f (x )max =f (a )=ln a -a 3
+a 2
-2a ;
②当⎩⎪⎨⎪⎧
a >12
,
a 2
<1
2,
即12<a <22时,f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2,12上单调递增,在⎝ ⎛⎭
⎪⎫12,a 上单调递减,
∴f (x )max =f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫12=-ln 2-a 4+a -22=a 4-1-ln 2;
③当12≤a 2,即22≤a <1时,f (x )在[a 2,a ]上单调递减,∴f (x )max =f (a 2)=2ln a -a 5+a
3
-2a 2
.
综上所述,当0<a ≤12时,函数y =f (x )在[a 2
,a ]上的最大值是ln a -a 3+a 2-2a ;当12<a <
22
时,函数y =f (x )在[a 2,a ]上的最大值是a 4-1-ln 2;当22≤a <1时,函数y =f (x )在[a 2
,
a ]上的最大值是2ln a -a 5+a 3-2a 2.
4.(2019·凉山州模拟)设函数f (x )=x +a ln x
x
(x >0),a ∈R . (1)当a =1时,求f (x )的单调区间;
(2)当a >0时,若f (x )存在极值点x 0,证明:f (x 0)>4e 3
2
.
解析:(1)a =1时,f ′(x )=1+1-ln x x 2=x 2
+1-ln x
x
2
(x >0), 设g (x )=x 2
+1-ln x ,则g ′(x )=2x -1x =2x 2
-1x (x >0),令g ′(x )=0,解得:x =22
,
故g (x )在⎝ ⎛
⎭⎪⎫0,22递减,在⎝ ⎛⎭
⎪⎫
22,+∞递增, 故g (x )≥g ⎝
⎛⎭
⎪⎫22=3
2-ln 22>0, 故f ′(x )>0恒成立, 故f (x )在(0,+∞)递增.
(2)证明:f ′(x )=x 2-a ln x +a
x 2
(x >0),
∵f (x )存在极值点,∴f ′(x )=0有大于0的根,即x 2
-a ln x +a =0有正根, 设r (x )=x 2
-a ln x +a ,r ′(x )=2x 2
-a
x
(a >0),
令r ′(x )=0,解得:x =a
2
,
故r (x )在⎝
⎛
⎭⎪⎫
0,a 2递减,在⎝
⎛
⎭
⎪⎫
a
2,+∞递增, 故r (x )min =r ⎝
⎛
⎭⎪⎫
a 2=3
2
a -a ln
a
2
,
又x →0+
,r (x )→+∞,x →+∞,r (x )→+∞, 故要r (x )=0有正根,r (x )min <0, 即3
2a -a ln a
2
<0, 即a >2e 3
,
又∵x 0是f (x )的极值点,f ′(x 0)=0,即x 2
0-a ln x 0+a =0, 故a ln x 0=x 2
0+a ,
f (x 0)=x 0+a ln x 0x 0=x 0+x 20+a
x 0=2x 0+a x 0
≥22a >
.。