(完整版)导数习题+答案
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导数的计算练习题及答案1. 计算函数f(x) = 3x^2 - 4x + 2的导数f'(x)。
解答:根据函数f(x) = 3x^2 - 4x + 2,使用导数的定义来计算导数f'(x)。
f'(x) = lim(delta x -> 0) (f(x + delta x) - f(x)) / delta x代入函数f(x)的表达式:f'(x) = lim(delta x -> 0) [(3(x + delta x)^2 - 4(x + delta x) + 2) -(3x^2 - 4x + 2)] / delta x化简并展开:f'(x) = lim(delta x -> 0) [3(x^2 + 2x * delta x + (delta x)^2) - 4x - 4 * delta x + 2 - 3x^2 + 4x - 2] / delta xf'(x) = lim(delta x -> 0) [3x^2 + 6x * delta x + 3(delta x)^2 - 4x - 4* delta x + 2 - 3x^2 + 4x - 2] / delta xf'(x) = lim(delta x -> 0) [6x * delta x + 3(delta x)^2 - 4 * delta x] / delta xf'(x) = lim(delta x -> 0) [6x + 3 * delta x - 4]由于求导数时delta x趋近于0,所以delta x也可以看作一个无穷小量,其平方项可以忽略不计,即delta x^2 = 0。
化简结果:f'(x) = 6x - 4所以函数f(x) = 3x^2 - 4x + 2的导数f'(x)为6x - 4。
2. 计算函数g(x) = 2sin(x) + 3cos(x)的导数g'(x)。
函数、导数部分1、已知函数()x f y =,[]b a x ,∈,那么集合()()[]{}(){}2,,,,=∈=x y x b a x x f y y x 中元素的个数为 1或02、将函数()xx f 2=的图象向左平移一个单位得到图象1C ,再将1C 向上平移一个单位得图象2C ,作出2C 关于直线x y =对称的图象3C ,则3C 对应的函数的解析式为()11log 2--=x y3、函数x x x y sin cos -=在下面的哪个区间上是增函数( B )A. ⎪⎭⎫⎝⎛23,2ππ B. ()ππ2, C. ⎪⎭⎫ ⎝⎛25,23ππ D. ()ππ3,24、设()x x x f s i n =,1x 、⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∈2,22ππx ,且()1x f >()2x f ,则下列结论必成立的是(D )A. 1x >2xB. 1x +2x >0C. 1x <2xD. 21x >22x 5、方程2log 2=+x x 和2log 3=+x x 的根分别是α、β,则有( A ) 6、方程0122=++x ax 至少有一个负的实根的充要条件是 a ≤ 1 7、在同一坐标系中,函数1+=ax y 与1-=x a y (a >0且a ≠1)的图象可能是 C8、函数()()()b x b x a ax x f +-+-+=348123的图象关于原点中心对称,则()x f (B )A. 在[]34,34-上为增函数 C. 在[)+∞,34上为增函数,在(]34,-∞-上为减函数B. 在[]34,34-上为减函数 D. 在(]34,-∞-上为增函数,在[)+∞,34上为减函数 9、设(){}12,2++==bx x y y x M ,()(){}b x a y y x P +==2,,(){}φ==P M b a S ,,则S 的面积是π10、已知()()x x x f a a log log 2+-=对任意⎪⎭⎫⎝⎛∈21,0x 都有意义,则实数a 的取值范围是1,116⎡⎫⎪⎢⎣⎭11、函数432--=x x y 的定义域为[]m ,0,值域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡--4,425,则实数m 的取值范围是 3,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦12、函数()cox x xcoxx f ++=sin 1sin 的值域是121,11,22⎡⎤⎛⎤---- ⎢⎥⎥ ⎣⎦⎝⎦. 13、对于任意实数x 、y ,定义运算x *y 为:x *y =cxy by ax ++,其中a 、b 、c 为常数,等式右边的运算是通常的加法和乘法运算,现已知1*2=3,2*3=4,并且有一个非零常数m ,使得对于任意实数x ,都有x *m =x ,则m =__________4_____. 14、若函数())4(log -+=xax x f a (a >0且a ≠1)的值域为R ,则实数a 的取值范围是04a <≤或1a ≠.15、若曲线()21a x y --=与2+=x y 有且只有一个公共点P ,O 为坐标原点,则OP 的取值范围是2⎤⎦.16、若定义在区间D 上的函数()x f 对D 上的任意n 个值1x ,2x ,…,n x ,总满足()()()[]n x f x f x f n ++211≤⎪⎭⎫ ⎝⎛++n x x x f n 21,则称()x f 为D 上的凸函数.已知函数x y sin =在区间()π,0上是“凸函数”,则在△ABC 中,C B A sin sin sin ++的17、二次函数()x f 满足()()22+-=+x f x f ,又()30=f ,()12=f ,若在[0,m ]上有最大值3,最小值1,则m 的取值范围是 [2,4]18.已知函数)(x f y =的图象与函数xa y =(0>a 且1≠a )的图象关于直线x y =对称,记]1)2(2)()[()(-+=f x f x f x g .若)(x g y =在区间]2,21[上是增函数,则实数a 的取值范围是( D )A .),2[+∞B .)2,1()1,0(C .)1,21[D .]21,0( 19、设a 为实数,设函数x x x a x f -+++-=111)(2的最大值为g (a )。
1.设函数.( 1)当时,函数与在处的切线互相垂直,求的值;( 2)若函数在定义域内不单调,求的取值范围;( 3)是否存在正实数,使得对任意正实数恒成立?若存在,求出满足条件的实数;若不存在,请说明理由.2.已知函数是的导函数,为自然对数的底数.( 1)讨论的单调性;( 2)当时,证明:;( 3)当时,判断函数零点的个数,并说明理由.3.已知函数(其中,).( 1)当时,若在其定义域内为单调函数,求的取值范围;( 2)当时,是否存在实数,使得当时,不等式恒成立,如果存在,求的取值范围,如果不存在,说明理由(其中是自然对数的底数,). 4.已知函数,其中为常数.( 1)讨论函数的单调性;( 2)若存在两个极值点,求证:无论实数取什么值都有.5 .已知函数(为常数)是实数集上的奇函数,函数是区间上的减函数 .( 1)求的值;( 2)若在及所在的取值范围上恒成立,求的取值范围;6.已知函数ln , x ,其中.f x ax x F x e ax x 0, a 0( 1)若f x 和 F x 在区间 0,ln3 上具有相同的单调性,求实数 a 的取值范围;( 2)若a , 1 ,且函数 g x xe ax 1 2ax f x 的最小值为 M ,求 M 的e2最小值 .7.已知函数 f ( x) e x m ln x .( 1)如x 1 是函数 f (x) 的极值点,求实数m 的值并讨论的单调性 f (x) ;( 2)若x x0是函数f ( x)的极值点,且f ( x) 0 恒成立,求实数m 的取值范围(注:已知常数 a 满足 a ln a 1 ) .8.已知函数 f x ln 1 mx x2mx ,其中0 m 1 .2( 1)当m 1时,求证: 1 x 0 时, f x x3;3( 2)试讨论函数y f x 的零点个数.9.已知e 是自然对数的底数 , F x 2e x 1 x ln x, f x a x 1 3 .(1)设T x F x f x , 当a 1 2e 1时, 求证: T x 在 0, 上单调递增;(2)若x 1, F x f x , 求实数a的取值范围 .10 .已知函数f x e x ax 2(1)若a 1 ,求函数f x 在区间[ 1,1]的最小值;(2)若a R, 讨论函数 f x 在 (0, ) 的单调性;(3)若对于任意的x1, x2 (0, ), 且 x1 x2,都有 x2 f ( x1) a x1 f ( x2 ) a 成立,求 a 的取值范围。
【巩固练习】一、选择题1.设函数310()(12)f x x =-,则'(1)f =( )A .0B .―1C .―60D .602.(2014 江西校级一模)若2()2ln f x x x =-,则'()0f x >的解集为( )A.(0,1)B.()(),10,1-∞-C. ()()1,01,-+∞D.()1,+∞3.(2014春 永寿县校级期中)下列式子不正确的是( )A.()'23cos 6sin x x x x +=-B. ()'1ln 22ln 2x x x x -=- C. ()'2sin 22cos 2x x = D.'2sin cos sin x x x x x x -⎛⎫= ⎪⎝⎭ 4.函数4538y x x =+-的导数是( ) A .3543x + B .0 C .3425(43)(38)x x x ++- D .3425(43)(38)x x x +-+- 5.(2015 安徽四模)已知函数()f x 的导函数为'()f x ,且满足关系式2'()3(2)ln f x x xf x =++,则'(2)f 的值等于( )A. 2B.-2C.94 D.94- 6.设曲线1(1)1x y x x +=≠-在点(3,2)处的切线与直线ax+y+1=0垂直,则a=( ) A .2 B .12 C .―12D .―2 7.23log cos (cos 0)y x x =≠的导数是( )A .32log tan e x -⋅B .32log cot e x ⋅C .32log cos e x -⋅D .22log cos e x 二、填空题8.曲线y=sin x 在点,12π⎛⎫ ⎪⎝⎭处的切线方程为________。
9.设y=(2x+a)2,且2'|20x y ==,则a=________。
10.31sin x x '⎛⎫-= ⎪⎝⎭____________,()2sin 25x x '+=⎡⎤⎣⎦____________。
x 第二章导数与微分(一)f X 0 X f X 0Ix 0X3 .函数f x 在点x 0连续,是f x 在点x 0可导的(A )5. 若函数f x 在点a 连续,则f x 在点a ( D )C . a6. f x x 2 在点X 2处的导数是(D ) A . 1 B . 0 C .-1 D .不存在7.曲线y 2x 3 5x 2 4x 5在点2, 1处切线斜率等于(A )A . 8B . 12C . -6D . 68.设y e f x 且fx 二阶可导,则y ( D )A . e f xB f X r e ff X££fX丄2x C . e f x f x D . ef x9.若 f x axe , x 0在x 0处可导,则a , b 的值应为 b sin2x,(A ) A .左导数存在; B .右导数存在; C .左右导数都存在 1 .设函数y f x ,当自变量x 由x 0改变到X ox 时,相应函数的改变量f x 0 x B .f x 0 x C . f x 0X f X 0 f X 。
x2 .设f x 在x o 处可,则limf X 0 B .X oC . f X 0D . 2 f X 0A .必要不充分条件B . 充分不必要条件C .充分必要条件既不充分也不必要条件4.设函数y f u 是可导的,且ux2,则 dy ( C )x 2 B . xf x 2C .2 22xf x D . x f xD .有定义10•若函数f x 在点X o 处有导数,而函数 g x 在点X o 处没有导数,则 F x f x g x , G x f x g x 在 x 0 处(A )A •一定都没有导数B •—定都有导数C .恰有一个有导数D •至少一个有导数11.函数fx 与g x 在x 0处都没有导数,则Fxg x 在 x o 处(D )13 . y arctg 1,贝U yxA .一定都没有导数B . 一定都有导数C .至少一个有导数D .至多一个有导数12.已知F xf g x ,在 X X 。
导数练习题及答案一、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)。
导数练习题含答案HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】导数练习题班级姓名一、选择题1.当自变量从x0变到x1时函数值的增量与相应自变量的增量之比是函数( )A.在区间[x0,x1]上的平均变化率B.在x0处的变化率C.在x1处的变化量D.在区间[x0,x1]上的导数2.已知函数y=f(x)=x2+1,则在x=2,Δx=0.1时,Δy的值为( )A.0.40 B.0.41 C.0.43D.0.443.函数f(x)=2x2-1在区间(1,1+Δx)上的平均变化率ΔyΔx等于( )A.4 B.4+2ΔxC.4+2(Δx)2D.4x4.如果质点M按照规律s=3t2运动,则在t=3时的瞬时速度为( )A. 6 B.18C.54D.815.已知f(x)=-x2+10,则f(x)在x=32处的瞬时变化率是( )A.3 B.-3C. 2D.-26.设f′(x0)=0,则曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线( )A.不存在B.与x轴平行或重合C.与x轴垂直D.与x轴相交但不垂直7.曲线y=-1x在点(1,-1)处的切线方程为( )A.y=x-2 B.y=xC.y=x+ 2D.y=-x-28.已知曲线y=2x2上一点A(2,8),则A处的切线斜率为( )A.4 B.16 C.8D.29.下列点中,在曲线y=x2上,且在该点处的切线倾斜角为π4的是( )A.(0,0) B.(2,4)C.(14,116)D.(12,14)10.若曲线y=x2+ax+b在点(0,b)处的切线方程是x-y+1=0,则( )A.a=1,b= 1B.a=-1,b=1C.a=1,b=- 1D.a=-1,b=-111.已知f(x)=x2,则f′(3)=( )A.0 B.2xC. 6D.912.已知函数f(x)=1x,则f′(-3)=( )A. 4 B.19C .-14D .-1913.函数y =x 2x +3的导数是( )A.x 2+6x x +3?2B.x 2+6x x +3C.-2xx +3?2D.3x 2+6x x +3?2 14.若函数f (x )=12f ′(-1)x 2-2x +3,则f ′(-1)的值为( )A .0B .-1C .1D .215.命题甲:对任意x ∈(a ,b ),有f ′(x )>0;命题乙:f (x )在(a ,b )内是单调递增的.则甲是乙的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件16.函数f (x )=(x -3)e x 的单调递增区间是( )A .(-∞,2)B .(0,3)C .(1,4)D .(2,17.函数y =ax 3-x 在R 上是减函数,则( )A .a ≥13B .a =1C .a =2D .a ≤18.函数y =4x 2+1x的单调递增区间是( ) A .(0,+∞) B .(-∞,1)C .(12,+∞)D .(1,19.“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( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件 20.设x 0为可导函数f (x )的极值点,则下列说法正确的是( )A .必有f ′(x 0)=B .f ′(x 0)不存在C .f ′(x 0)=0或f ′(x 0)不存在D .f ′(x 0)存在但可能不为022.函数f (x )=x 3+ax 2+3x -9,已知f (x )在x =-3时取得极值,则a =( ) A .2 B .3C .4D .523.函数f (x )的定义域为开区间(a ,b ),导函数f ′(x )在(a ,b )内的图象如图所示,则函数f (x )在开区间(a ,b )内的极小值点有( )A .1个B .2个C .3个D .4个24.函数f (x )=-13x 3+12x 2+2x 取极小值时,x 的值是( )A .2B .2,- 1C .-1D .-325.函数f (x )=-x 2+4x +7,在x ∈[3,5]上的最大值和最小值分别是( ) A .f (2),f (3) B .f (3),f (5)C .f (2),f (5)D .f (5),f (3)26.f (x )=x 3-3x 2+2在区间[-1,1]上的最大值是( )A .-2B .0C .2D .427.函数f (x )=x 3-3x 2-9x +k 在区间[-4,4]上的最大值为10,则其最小值为( )A .-10B.-71C .-15D .-22 28.(2010年高考山东卷)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 =-13x 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29.一点沿直线运动,如果由始点起经过t 秒运动的距离为s =14t 4-53t 3+2t 2,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秒末二、填空题1.设函数y =f (x )=ax 2+2x ,若f ′(1)=4,则a =________.2.若曲线y =2x 2-4x +a 与直线y =1相切,则a =________.3.已知函数y =ax 2+b 在点(1,3)处的切线斜率为2,则ba=________.4.令f (x )=x 2·e x ,则f ′(x )等于________.5.函数y =x 2+4x 在x =x 0处的切线斜率为2,则x 0=________. 6.若y =10x ,则y ′|x =1=________.7.一物体的运动方程是s (t )=1t,当t =3时的瞬时速度为________.8.设f (x )=ax 2-b sin x ,且f ′(0)=1,f ′(π3)=12,则a =________,b =________.9.y =x 3-6x +a 的极大值为________.10.函数y =x e x 的最小值为________.11.做一个容积为256 dm 3的方底无盖水箱,它的高为______dm 时最省料.12.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________m 2.三、解答题1.求下列函数的导数:(1)y=3x2+x cos x; (2)y=x1+x;(3)y=lg x-e x.2.已知抛物线y=x2+4与直线y=x +10,求:(1)它们的交点; (2)抛物线在交点处的切线方程.3.求下列函数的单调区间:(1)y=x-ln x;(2)y=12x .4.已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c,当x=-1时,取得极大值7;当x=3时,取得极小值,求这个极小值及a、b、c的值.5.已知函数f(x)=13x3-4x+4.(1)求函数的极值;(2)求函数在区间[-3,4]上的最大值和最小值.导数练习题答案班级姓名一、选择题1.当自变量从x0变到x1时函数值的增量与相应自变量的增量之比是函数( ) A.在区间[x0,x1]上的平均变化率B.在x0处的变化率C.在x1处的变化量D.在区间[x0,x1]上的导数答案:A2.已知函数y=f(x)=x2+1,则在x=2,Δx=0.1时,Δy的值为( )A.0.40B.0.41C.0.43D.0.44解析:选 B.Δy=f(2.1)-f(2)=2.12-22=0.41.3.函数f(x)=2x2-1在区间(1,1+Δx)上的平均变化率ΔyΔx等于( )A. 4B.4+2ΔxC.4+2(Δx)2D.4x解析:选B.因为Δy=[2(1+Δx)2-1]-(2×12-1)=4Δx+2(Δx)2,所以ΔyΔx=4+2Δx,故选B.4.如果质点M按照规律s=3t2运动,则在t=3时的瞬时速度为( )A. 6B.18C.54D.81解析:选B.ΔsΔt=3?3+Δt2-3×32Δt,s′=li mΔt→0ΔsΔt=li mΔt→0(18+3Δt)=18,故选B.5.已知f(x)=-x2+10,则f(x)在x=32处的瞬时变化率是( )A. 3B.-3C. 2D.-2解析:选B.6.设f′(x0)=0,则曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线( )A.不存在B.与x轴平行或重合C.与x轴垂直D.与x轴相交但不垂直解析:选 B.函数在某点处的导数为零,说明相应曲线在该点处的切线的斜率为零.7.曲线y=-1x在点(1,-1)处的切线方程为( )A.y=x- 2B.y=xC.y=x+ 2D.y=-x-2解析:选 A.f′(1)=li mΔx→0-11+Δx+11Δx=li mΔx→011+Δx=1,则在(1,-1)处的切线方程为y+1=x-1,即y=x-2.8.已知曲线y=2x2上一点A(2,8),则A 处的切线斜率为( )A. 4B.16C.8D.2解析:选C.9.下列点中,在曲线y=x2上,且在该点处的切线倾斜角为π4的是( )A.(0,0)B.(2,4)C.(14,116)D.(12,14)故选D.10.若曲线y=x2+ax+b在点(0,b)处的切线方程是x-y+1=0,则( )A .a =1,b = 1B .a =-1,b =1C .a=1,b=-1D .a =-1,b =-1 解析:选A.11.已知f (x )=x 2,则f ′(3)=( )A .0B .2xC .6D .9解析:选 C.∵f ′(x )=2x ,∴f ′(3)=6.12.已知函数f (x )=1x,则f ′(-3)=( )A .4B.19C .-14D .-19解析:选 D.∵f ′(x )=-1x 2,∴f ′(-3)=-19.13.函数y =x 2x +3的导数是( )A.x 2+6x x +3?2B.x 2+6x x +3C.-2x x +3?2D.3x 2+6x x +3?2解析:选A14.若函数f (x )=12f ′(-1)x 2-2x +3,则f ′(-1)的值为( ) A .0B .-1C .1D .2解析:选 B.∵f (x )=12f ′(-1)x 2-2x +3, ∴f ′(x )=f ′(-1)x -2.∴f ′(-1)=f ′(-1)×(-1)-2.∴f ′(-1)=-1.15.命题甲:对任意x ∈(a ,b ),有f ′(x )>0;命题乙:f (x )在(a ,b )内是单调递增的.则甲是乙的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选A.f (x )=x 3在(-1,1)内是单调递增的,但f ′(x )=3x 2≥0(-1<x <1),故甲是乙的充分不必要条件,选A.16.函数f (x )=(x -3)e x 的单调递增区间是( )A .(-∞,2)B .(0,3)C .(1,4)D .(2,+∞)解析:选 D.f ′(x )=(x -3)′e x+(x -3)(e x)′=(x -2)e x,令f ′(x )>0,解得x >2,故选D.17.函数y =ax 3-x 在R 上是减函数,则( )A .a ≥13B .a =1C .a =2D .a ≤0解析:选D.因为y ′=3ax 2-1,函数y =ax 3-x 在(-∞,+∞)上是减函数,所以y ′=3ax 2-1≤0恒成立,即3ax 2≤1恒成立.当x =0时,3ax 2≤1恒成立,此时a ∈R ;当x ≠0时,若a ≤13x2恒成立,则a ≤0.综上可得a ≤0. 18.函数y =4x 2+1x的单调递增区间是( )A .(0,+∞)B .(-∞,C .(12,+∞)D .(1,+解析:选 C.∵y′=8x-1x2=8x3-1 x2>0,∴x>12.即函数的单调递增区间为(12,+∞).19.“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( ) A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析:选B.对于f(x)=x3,f′(x)=3x2,f′(0)=0,不能推出f(x)在x=0处取极值,反之成立.故选B.20.设x0为可导函数f(x)的极值点,则下列说法正确的是( )A.必有f′(x0)=0B.f′(x0)不存在C.f′(x0)=0或f′(x0)不存在D.f′(x0)存在但可能不为0答案:A22.函数f(x)=x3+ax2+3x-9,已知f(x)在x=-3时取得极值,则a=( )A.2 B.3C.4 D.5解析:选D.f′(x)=3x2+2ax+3,∵f(x)在x=-3处取得极值,∴f′(-3)=0,即27-6a+3=0,∴a=5.23.函数f(x)的定义域为开区间(a,b),导函数f′(x)在(a,b)内的图象如图所示,则函数f(x)在开区间(a,b)内的极小值点有( )A.1个B.2个C.3个D.4个解析:选A.函数f(x)的定义域为开区间(a,b),导函数f′(x)在(a,b)内的图象如题图所示,函数f(x)在开区间(a,b)内有极小值点即函数由减函数变为增函数的点,其导数值为由负到正的点,只有1个.24.函数f(x)=-13x3+12x2+2x取极小值时,x的值是( )A.2 B.2,-1C.-1 D.-3解析:选 C.f′(x)=-x2+x+2=-(x-2)(x+1).∵在x=-1的附近左侧f′(x)<0,右侧f′(x)>0,如图所示:∴x=-1时取极小值.25.函数f(x)=-x2+4x+7,在x∈[3,5]上的最大值和最小值分别是( )A.f(2),f(3)B.f(3),f(5)C.f(2),f(5) D.f(5),f(3)解析:选B.∵f′(x)=-2x+4,∴当x∈[3,5]时,f′(x)<0,故f(x)在[3,5]上单调递减,故f(x)的最大值和最小值分别是f(3),f(5).26.f(x)=x3-3x2+2在区间[-1,1]上的最大值是( )A.-2 B.0C.2 D.4解析:选C.f′(x)=3x2-6x=3x(x-2),令f′(x)=0可得x=0或x=2(舍去),当-1≤x<0时,f′(x)>0,当0<x≤1时,f′(x)<0.所以当x=0时,f(x)取得最大值为2. 27.函数f(x)=x3-3x2-9x+k在区间[-4,4]上的最大值为10,则其最小值为( )A.-10 B.-71C.-15 D.-22解析:选B.f′(x)=3x2-6x-9=3(x -3)(x+1).由f′(x)=0得x=3,-1.又f(-4)=k-76,f(3)=k-27,f(-1)=k+5,f(4)=k-20.由f(x)max=k+5=10,得k=5,∴f(x)min=k-76=-71.28.(2010年高考山东卷)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=-13x3+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:选C29.一点沿直线运动,如果由始点起经过t秒运动的距离为s=14t4-53t3+2t2,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秒末解析:选D.∵s′=t3-5t2+4t,令s′=0,得t1=0,t2=1,t3=4,此时的函数值最大,故选D.二、填空题1.设函数y=f(x)=ax2+2x,若f′(1)=4,则a=________.答案:12.若曲线y=2x2-4x+a与直线y=1相切,则a=________.答案:33.已知函数y=ax2+b在点(1,3)处的切线斜率为2,则ba=________.答案:24.令f(x)=x2·e x,则f′(x)等于________.解析:f′(x)=(x2)′·e x+x2·(e x)′=2x·e x+x2·e x=e x(2x+x2).答案:e x(2x+x2)5.函数y=x2+4x在x=x0处的切线斜率为2,则x0=________.解析:2=li mΔx→0x+Δx2+4?x0+Δx-x20-4x0Δx=2x0+4,∴x0=-1.答案:-16.若y=10x,则y′|x=1=________.解析:∵y′=10x ln10,∴y′|x=1=10ln10.答案:10ln107.一物体的运动方程是s(t)=1t,当t=3时的瞬时速度为________.解析:∵s′(t)=-1t2,∴s′(3)=-132=-19.答案:-198.设f(x)=ax2-b sin x,且f′(0)=1,f′(π3)=12,则a=________,b=________.解析:∵f′(x)=2ax-b cos x,f′(0)=-b=1得b=-1,f ′(π3)=23πa +12=12,得a =0.答案:0 -19.y =x 3-6x +a 的极大值为________.解析:y ′=3x 2-6=0,得x =± 2.当x <-2或x >2时,y ′>0;当-2<x <2时,y ′<0.∴函数在x =-2时,取得极大值a +4 2.答案:a +4210.函数y =x e x 的最小值为________.解析:令y ′=(x +1)e x =0,得x =-1.当x <-1时,y ′<0;当x >-1时,y ′>0.∴y min =f (-1)=-1e.答案:-1e11.做一个容积为256 dm 3的方底无盖水箱,它的高为______dm 时最省料.解析:设底面边长为x ,则高为h =256x 2,其表面积为S =x 2+4×256x2×x =x 2+256×4x,S ′=2x -256×4x 2,令S ′=0,则x =8,则高h =25664=4 (dm).答案:412.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________m 2.解析:设矩形的长为x m ,则宽为16-2x2=(8-x ) m(0<x <8), ∴S (x )=x (8-x )=-x 2+8x∴S ′(x )=-2x +8,令S ′(x )=0,则x =4,又在(0,8)上只有一个极值点,且x∈(0,4)时,S(x)单调递增,x∈(4,8)时,S(x)单调递减,故S(x)max=S(4)=16.答案:16三、解答题1.求下列函数的导数:(1)y=3x2+x cos x;(2)y=x1+x;(3)y=lg x-e x.解:(1)y′=6x+cos x-x sin x.(2)y′=1+x-x1+x2=11+x2.(3)y′=(lg x)′-(e x)′=1x ln10-e x.2.已知抛物线y=x2+4与直线y=x+10,求:(1)它们的交点;(2)抛物线在交点处的切线方程.解:(1)由⎩⎨⎧y=x2+4,y=x+10,得x2+4=10+x,即x2-x-6=0,∴x=-2或x=3.代入直线的方程得y=8或13.∴抛物线与直线的交点坐标为(-2,8)或(3,13).(2)∵y=x2+4,∴y′=limΔx→0x+Δx2+4-x2+4?Δx=limΔx→0Δx2+2x·ΔxΔx=limΔx→0(Δx+2x)=2x.∴y′|x=-2=-4,y′|x=3=6,即在点(-2,8)处的切线斜率为-4,在点(3,13)处的切线斜率为6.∴在点(-2,8)处的切线方程为4x+y=0;在点(3,13)处的切线方程为6x-y-5=0.3.求下列函数的单调区间:(1)y=x-ln x;(2)y=1 2x .解:(1)函数的定义域为(0,+∞).其导数为y′=1-1 x .令1-1x>0,解得x>1;再令1-1x<0,解得0<x<1.因此,函数的单调增区间为(1,+∞),函数的单调减区间为(0,1).4.已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c,当x =-1时,取得极大值7;当x=3时,取得极小值,求这个极小值及a、b、c的值.解:f′(x)=3x2+2ax+b,依题意可知-1,3是方程3x2+2ax+b=0的两个根,则有⎩⎪⎨⎪⎧-1+3=-23a,-1×3=b3,解得⎩⎨⎧a=-3,b=-9,∴f(x)=x3-3x2-9x+c.由f(-1)=7,得-1-3+9+c=7,∴c=2.∴极小值为f(3)=33-3×32-9×3+2=-25.5.已知函数f(x)=13x3-4x+4.(1)求函数的极值;(2)求函数在区间[-3,4]上的最大值和最小值.解:(1)f′(x)=x2-4,解方程x2-4=0,得x1=-2,x2=2.当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:从上表可看出,当x=-2时,函数有极大值,且极大值为283;而当x=2时,函数有极小值,且极小值为-4 3 .(2)f(-3)=13×(-3)3-4×(-3)+4=7,f(4)=13×43-4×4+4=283,与极值比较,得函数在区间[-3,4]上的最大值是283,最小值是-43.。
1、函数f(*)=(2*2―k*+k)·e -*(Ⅰ)当k 为何值时,)(x f 无极值;(Ⅱ)试确定实数k 的值,使)(x f 的极小值为0 2、函数()ln f x ax x =+()a ∈R .(Ⅰ)假设2a =,求曲线()y f x =在1x =处切线的斜率;(Ⅱ)求()f x 的单调区间;〔Ⅲ〕设2()22g x x x =-+,假设对任意1(0,)x ∈+∞,均存在[]20,1x ∈,使得12()()f x g x <,求a 的取值围. 3、设函数()1x f x x ae -=-。
〔I 〕求函数()f x 单调区间; 〔II 〕假设()0R f x x ≤∈对恒成立,求a 的取值围;〔III 〕对任意n 的个正整数1212,,nn a a a a a a A n++⋅⋅⋅⋅⋅⋅=记〔1〕求证:()11,2,i a iAa e i n A-≤=⋅⋅⋅〔2〕求证:A ≥4、函数b x x a x a x f +++-=23213)(,其中,a b ∈R . 〔Ⅰ〕假设曲线)(x f y =在点))2(,2(f P 处的切线方程为45-=x y ,求函数)(x f 的解析式; 〔Ⅱ〕当0>a 时,讨论函数)(x f 的单调性. 5、函数2()(21)(R x f x ax x e a -=-+⋅∈,e 为自然对数的底数).(I)当时,求函数()f x 的极值;(Ⅱ)假设函数()f x 在[-1,1]上单调递减,求a 的取值围. 6、函数2()(33)x f x x x e =-+⋅,设2t >-,(2),()f m f t n -==.〔Ⅰ〕试确定t 的取值围,使得函数()f x 在[]2,t -上为单调函数;〔Ⅱ〕试判断,m n 的大小并说明理由;〔Ⅲ〕求证:对于任意的2t >-,总存在0(2,)x t ∈-,满足0'20()2(1)3x f x t e =-,并确定这样的0x 的个数.7、函数2()ln (2)f x x ax a x =-+-.〔Ⅰ〕假设()f x 在1x =处取得极值,求a 的值;〔Ⅱ〕求函数()y f x =在2[,]a a 上的最大值. 8、函数221()()ln 2f x ax x x ax x =--+.()a ∈R . 〔I 〕当0a =时,求曲线()y f x =在(e,(e))f 处的切线方程〔e 2.718...=〕; 〔II 〕求函数()f x 的单调区间.9、函数()(1)e (0)xa f x x x=->,其中e 为自然对数的底数.〔Ⅰ〕当2a =时,求曲线()y f x =在(1,(1))f 处的切线与坐标轴围成的面积;〔Ⅱ〕假设函数()f x 存在一个极大值点和一个极小值点,且极大值与极小值的积为5e ,求a 的值.10、函数36)2(23)(23-++-=x x a ax x f . 〔1〕当1=a 时,求函数)(x f 的极小值;〔2〕试讨论曲线)(x f y =与x 轴的公共点的个数。
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 $y=6x-5$。
一.解答题(共9小题)1.已知a>0,函数f(x)=lnx﹣ax2,x>0.(Ⅰ)求f(x)的单调区间;(Ⅱ)若存在均属于区间[1,3]的α,β,且β﹣α≥1,使f(α)=f(β),证明.2.已知函数f(x)=xlnx﹣2x+a,其中a∈R.(1)求f(x)的单调区间;(2)若方程f(x)=0没有实根,求a的取值范围;(3)证明:ln1+2ln2+3ln3+…+nlnn>(n﹣1)2,其中n≥2.3.已知函数f(x)=axlnx(a≠0).(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和最值;(Ⅱ)若m>0,n>0,a>0,证明:f(m)+f(n)+a(m+n)ln2≥f(m+n)4.已知函数f(x)=2e x﹣x(1)求f(x)在区间[﹣1,m](m>﹣1)上的最小值;(2)求证:对时,恒有.5.设a为实数,函数f(x)=e x﹣2x+2a,x∈R.(1)求f(x)的单调区间及极值;(2)求证:当a>ln2﹣1且x>0时,e x>x2﹣2ax+1.6.已知函数f(x)=ln(x+2)﹣a(x+1)(a>0).(1)求函数f(x)的单调区间;(2)若x>﹣2,证明:1﹣≤ln(x+2)≤x+1.7.已知函数f(x)=ln(x+1)﹣x.(Ⅰ)求函数f(x)的单调递减区间;(Ⅱ)若x>﹣1,证明:.8.已知函数(1)当a=1时,利用函数单调性的定义证明函数f(x)在(0,1]内是单调减函数;(2)当x∈(0,+∞)时f(x)≥1恒成立,求实数a的取值范围.9.已知函数f(x)=(1)当a<0,x∈[1,+∞)时,判断并证明函数f(x)的单调性(2)若对于任意x∈[1,+∞),不等式f(x)>0恒成立,求实数a的取值范围.参考答案与试题解析一.解答题(共9小题)1.已知a>0,函数f(x)=lnx﹣ax2,x>0.(Ⅰ)求f(x)的单调区间;(Ⅱ)若存在均属于区间[1,3]的α,β,且β﹣α≥1,使f(α)=f(β),证明.考点:利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性。
专题:综合题。
分析:(I)由,令f′(x)=0,解得x=,列表讨论能求出f(x)的单调递增区间和单调递减区间.(II)由f(α)=f(β)及(I)的结论知,从而f(x)在[α,β]上的最小值为f(a).由β﹣α≥1,α,β∈[1,3],知1≤α≤2≤β≤3.由此能够证明.解答:(I)解:,令f′(x)=0,解得x=,当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:xf'(x)+ 0 ﹣f(x)↑极大值↓所以,f(x)的单调递增区间是的单调递减区间是.(II)证明:由f(α)=f(β)及(I)的结论知,从而f(x)在[α,β]上的最小值为f(a).又由β﹣α≥1,α,β∈[1,3],知1≤α≤2≤β≤3.故,即,从而.点评:本题考查函数单调区间的求法和利用导数求闭区间上函数最值的应用,考查化归与转化、分类与整合的数学思想,培养学生的抽象概括能力、推理论证能力、运算求解能力和创新意识.2.已知函数f(x)=xlnx﹣2x+a,其中a∈R.(1)求f(x)的单调区间;(2)若方程f(x)=0没有实根,求a的取值范围;(3)证明:ln1+2ln2+3ln3+…+nlnn>(n﹣1)2,其中n≥2.考点:不等式的综合;利用导数研究函数的单调性;数学归纳法。
专题:证明题;综合题;转化思想。
分析:(1)利用导数求出函数的极值,然后求f(x)的单调区间;(2)若方程f(x)=0没有实根,由(1)可得f(x)在x=e处取得极小值,且f(x)=0没有实根,即可求a的取值范围;(3)方法一:利用∀x>0,xlnx>2x﹣3恒成立,即可证明ln1+2ln2+3ln3+…+nlnn>(n﹣1)2.方法二:利用数学归纳法验证n=2成立,然后通过假设,证明n=k+1不等式也成立即可.解答:解:(1)由题意可知:f'(x)=lnx﹣1,令f'(x)=0,得x=e,(1分)则当x∈(0,e)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;(2分)当x∈(e,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增(4分)(2)由(1)可得f(x)在x=e处取得极小值,且f(x)=0没有实根,(6分)则minf(x)=f(e)>0,即a﹣e>0,解得:a>e(8分)(3)方法1:由(2)得,令a=3>e,f(x)=xlnx﹣2x+3>0成立,则∀x>0,xlnx>2x﹣3恒成立(10分)故ln1+2ln2+3ln3++nlnn=2ln2+3ln3++nlnn>(2•2﹣3)+(2•3﹣3)+(2•4﹣3)++(2•n ﹣3)==(n﹣1)2,即得证.(14分)方法2:数学归纳法(1)当n=2(2)时,ln1+2ln2>12(3)成立;(4)当n=k(5)时,ln1+2ln2+3ln3++klnk>(k﹣1)2(6)成立,当n=k+1时,ln1+2ln2+3ln3++klnk+(k+1)ln(k+1)>(k﹣1)2+(k+1)ln(k+1)同理令a=3>e,xlnx>2x﹣3,即(k+1)ln(k+1)>2(k+1)﹣3,(10分)则(k﹣1)2+(k+1)ln(k+1)>(k﹣1)2+2(k+1)﹣3=k2,(12分)故ln1+2ln2+3ln3++klnk+(k+1)ln(k+1)>k2,即ln1+2ln2+3ln3++klnk>(k﹣1)2对n=k+1也成立,综合(1)(2)得:∀n≥2,ln1+2ln2+3ln3++nlnn>(n﹣1)2恒成立.(14分)点评:本题是中档题,考查函数的导数的应用,不等式的综合应用,数学归纳法的应用,考查计算能力,转化思想的应用.3.已知函数f(x)=axlnx(a≠0).(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和最值;(Ⅱ)若m>0,n>0,a>0,证明:f(m)+f(n)+a(m+n)ln2≥f(m+n)利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值;不等式的证明。
考点专题:综合题。
分析:(1)求出f'(x),然后让其大于0得到递增区间,小于0得到递减区间,根据函数的增减性得到函数的极值即可;(2)要证明此结论成立,只需证f(m)+f(n)+a(m+n)ln2﹣f(m+n)≥0,设把不等式左边化简得到an[klnk+(k+1)ln],设g(k)=klnk+(k+1)ln,得到其导函数大于0,g(k)≥g(1)=0,又∵a>0,n>0,∴左边﹣右边≥0,得证.解答:解:(Ⅰ)∵f'(x)=alnx+a(x>0),令f'(x)≥0,当a>0时,即lnx≥﹣1=lne﹣1.∴.∴.同理,令f'(x)≤0可得.∴f(x )单调递增区间为,单调递减区间为.由此可知.无最大值.当a<0时,令f'(x)≥0即lnx≤﹣1=lne﹣1.∴.∴.同理,令f'(x)≤0可得.∴f(x )单调递增区间为,单调递减区间为.由此可知.此时无最小值.(Ⅱ)证:不妨设m≥n>0,则m=kn(k≥1)左边﹣右边=a[mlnm+nlnn+(m+n)ln2﹣(m+n)ln(m+n)]===令,则=∴g(k)≥g(1)=0,又∵a>0,n>0,∴左边﹣右边≥0,得证.点评考查学生利用导数研究函数单调性的能力,利用导数求比区间上函数最值的能力,掌握证明不等式方法的能力.4.已知函数f(x)=2e x﹣x(1)求f(x)在区间[﹣1,m](m>﹣1)上的最小值;(2)求证:对时,恒有.考点:利用导数求闭区间上函数的最值;导数在最大值、最小值问题中的应用。
专题:计算题;证明题。
分析:(1)求出f(x)的导函数,令导函数为0求出根,通过讨论根与定义域的关系,判断出函数的单调性,求出函数的最小值.(2)将不等式变形,构造新函数g(x),求出g(x)的导函数,通过判断导函数的符号判断出其单调性,进一步求出其最小值,得证.解答:解(1)当f'(x)=2e x﹣1=0,解得当时,f'(x)<0,f(x)在[﹣1,m]上单调减,则f(x)的最小值为f(m)=2e m﹣m当时,上递减,上递增,则f(x)的最小值为(2)g′(x)=2e x﹣x﹣1﹣ln2=f(x)﹣1﹣ln2由(1)知当时,f(x)的最小值为,所以当x>ln2时g′(x)>0,g(x)在(ln2,+∞)上单调递增,所以所以点评:求函数在区间上的最值,常利用导函数判断出函数的单调性,进一步求出函数的最值;证明不等式问题常通过构造新函数,转化为求函数的最值问题.5.设a为实数,函数f(x)=e x﹣2x+2a,x∈R.(1)求f(x)的单调区间及极值;(2)求证:当a>ln2﹣1且x>0时,e x>x2﹣2ax+1.考点:利用导数研究函数的极值;导数在最大值、最小值问题中的应用。
专题:计算题。
分析:(1)由f(x)=e x﹣2x+2a,x∈R,知f′(x)=e x﹣2,x∈R.令f′(x)=0,得x=ln2.列表讨论能求出f(x)的单调区间区间及极值.(2)设g(x)=e x﹣x2+2ax﹣1,x∈R,于是g′(x)=e x﹣2x+2a,x∈R.由(1)知当a>ln2﹣1时,g′(x)最小值为g′(ln2)=2(1﹣ln2+a)>0.于是对任意x∈R,都有g′(x)>0,所以g(x)在R内单调递增.由此能够证明e x>x2﹣2ax+1.解答:(1)解:∵f(x)=e x﹣2x+2a,x∈R,∴f′(x)=e x﹣2,x∈R.令f′(x)=0,得x=ln2.于是当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:x (﹣∞,ln2)ln2 (ln2,+∞)f′(x)﹣0 +f(x)单调递减2(1﹣ln2+a)单调递增故f(x)的单调递减区间是(﹣∞,ln2),单调递增区间是(ln2,+∞),f(x)在x=ln2处取得极小值,极小值为f(ln2)=e ln2﹣2ln2+2a=2(1﹣ln2+a).(2)证明:设g(x)=e x﹣x2+2ax﹣1,x∈R,于是g′(x)=e x﹣2x+2a,x∈R.由(1)知当a>ln2﹣1时,g′(x)最小值为g′(ln2)=2(1﹣ln2+a)>0.于是对任意x∈R,都有g′(x)>0,所以g(x)在R内单调递增.于是当a>ln2﹣1时,对任意x∈(0,+∞),都有g(x)>g(0).而g(0)=0,从而对任意x∈(0,+∞),g(x)>0.即e x﹣x2+2ax﹣1>0,故e x>x2﹣2ax+1.点评:本题考查函数的单调区间及极值的求法和不等式的证明,具体涉及到导数的性质、函数增减区间的判断、极值的计算和不等式性质的应用.解题时要认真审题,仔细解答.6.已知函数f(x)=ln(x+2)﹣a(x+1)(a>0).(1)求函数f(x)的单调区间;(2)若x>﹣2,证明:1﹣≤ln(x+2)≤x+1.考点:利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性。