2016年高考理科导数大题
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2016年全国各地高考数学试题及解答分类汇编大全(04导数及其应用)一、选择题1.(2016全国Ⅰ文)若函数1()sin 2sin 3f x x -x a x =+在(),-∞+∞单调递增,则a 的取值范围是( )(A )[]1,1- (B )11,3⎡⎤-⎢⎥⎣⎦(C )11,33⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ (D )11,3⎡⎤--⎢⎥⎣⎦ 【答案】C考点:三角变换及导数的应用【名师点睛】本题把导数与三角函数结合在一起进行考查,有所创新,求解关键是把函数单调性转化为不等式恒成立,再进一步转化为二次函数在闭区间上的最值问题,注意与三角函数值域或最值有关的问题,要注意弦函数的有界性.2.(2016山东文、理)若函数()y f x =的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则称()y f x =具有T 性质.下列函数中具有T 性质的是( ) (A )sin y x = (B )ln y x = (C )e x y =(D )3y x =【答案】A 【解析】试题分析:由函数的图象在两点处的切线互相垂直可知,存在两点处的切线斜率的积,即导函数值的乘积为负一.当sin y x =时,cos y x '=,有c o s 0c o s 1π⋅=-,所以在函数sin y x =图象存在两点0,x x π==使条件成立,故A 正确;函数3ln ,,xy x y e y x ===的导数值均非负,不符合题意,故选A. 考点:1.导数的计算;2.导数的几何意义.【名师点睛】本题主要考查导数的计算、导数的几何意义及两直线的位置关系,本题给出常见的三角函数、指数函数、对数函数、幂函数,突出了高考命题注重基础的原则.解答本题,关键在于将直线的位置关系与直线的斜率、切点处的导数值相联系,使问题加以转化,利用特殊化思想解题,降低难度.本题能较好的考查考生分析问题解决问题的能力、基本计算能力及转化与化归思想的应用等.3. (2016四川文)已知a 函数3()12f x x x =-的极小值点,则a =( ) (A)-4 (B) -2 (C)4 (D)2 【答案】D【解析】试题分析:()()()2312322f x x x x '=-=+-,令()0f x '=得2x =-或2x =,易得()f x 在()2,2-上单调递减,在()2,+∞上单调递增,故()f x 极小值为()2f ,由已知得2a =,故选D.考点:函数导数与极值.【名师点睛】本题考查函数的极值.在可导函数中函数的极值点0x 是方程'()0f x =的解,但0x 是极大值点还是极小值点,需要通过这点两边的导数的正负性来判断,在0x 附近,如果0x x <时,'()0f x <,0x x >时'()0f x >,则0x 是极小值点,如果0x x <时,'()0f x >,0x x >时,'()0f x <,则0x 是极大值点,4.(2016四川文、理)设直线l 1,l 2分别是函数f (x )= ln ,01,ln ,1,x x x x -<<⎧⎨>⎩图象上点P 1,P 2处的切线,l 1与l 2垂直相交于点P ,且l 1,l 2分别与y 轴相交于点A ,B ,则△P AB 的面积的取值范围是( ) (A )(0,1) (B )(0,2) (C )(0,+∞) (D )(1,+∞) 【答案】A考点:1.导数的几何意义;2.两直线垂直关系;3.直线方程的应用;4.三角形面积取值范围. 【名师点睛】本题首先考查导数的几何意义,其次考查最值问题,解题时可设出切点坐标,利用切线垂直求出这两点的关系,同时得出切线方程,从而得点,A B 坐标,由两直线相交得出P 点坐标,从而求得面积,题中把面积用1x 表示后,可得它的取值范围.解决本题可以是根据题意按部就班一步一步解得结论.这也是我们解决问题的一种基本方法,朴实而基础,简单而实用.二、填空1.(2016全国Ⅱ理)若直线y kx b =+是曲线ln 2y x =+的切线,也是曲线ln(1)y x =+的切线,则b = . 【答案】1ln2-考点: 导数的几何意义.【名师点睛】函数f (x )在点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.相应地,切线方程为y -y 0=f ′(x 0)(x -x 0).注意:求曲线切线时,要分清在点P 处的切线与过P 点的切线的不同.2.(2016全国Ⅲ文)已知()f x 为偶函数,当0x ≤ 时,1()x f x ex --=-,则曲线()y f x =在点(1,2)处的切线方程式_____________________________. 【答案】2y x =考点:1、函数的奇偶性;2、解析式;3、导数的几何意义.【知识拓展】本题题型可归纳为“已知当0x >时,函数()y f x =,则当0x <时,求函数的解析式”.有如下结论:若函数()f x 为偶函数,则当0x <时,函数的解析式为()y f x =-;若()f x 为奇函数,则函数的解析式为()y f x =--.3.(2016全国Ⅲ理)已知()f x 为偶函数,当0x <错误!未找到引用源。
1. (2016年新课标Ⅰ理数)已知函数()()()221x f x x e a x =-+-有两个零点. (I)求a 的取值范围;(II)设12x x ,是()f x 的两个零点,证明:12 2.x x +<2. (2016年新课标Ⅱ理数)(I)讨论函数2()2xx f x e x -=+的单调性,并证明当0x >时,(2)20;xx e x -++>(II)证明:当[0,1)a ∈ 时,函数2x =(0)x e ax a g x x-->() 有最小值.设()g x 的最小值为()h a ,求函数()h a 的值域.3. (2016年新课标Ⅲ理数)设设函数()()()cos21cos +1f x x x αα=+-,其中0α>,记()f x 的最大值为A .(Ⅰ)求'f x (); (Ⅱ)求A ;(Ⅲ)证明()'2f x A ≤.4. (2016年北京理数)设函数()a xf x xebx -=+,曲线()y f x =在点()() 2,2f 处的切线方程为()14y e x =-+, (I )求,a b 的值;(I I) 求()f x 的单调区间。
5. (2016年江苏理数)已知函数()(0,0,1,1)x xf x a b a b a b =+>>≠≠.(1) 设122a b ==,. ① 求方程()=2f x 的根;②若对任意x R ∈,不等式(2)f()6f x m x ≥-恒成立,求实数m 的最大值;(2)若01,1a b <<>,函数()()2g x f x =-有且只有1个零点,求ab 的值.6. (2016年山东理数)已知()221()ln ,x f x a x x a R x-=-+∈. (I )讨论()f x 的单调性;(II )当1a =时,证明()3()'2f x f x +>对于任意的[]1,2x ∈成立7. (2016年上海理数)已知a R ∈,函数21()log ()f x a x=+. (1)当5a =时,解不等式()0f x >;(2)若关于x 的方程2()log [(4)25]0f x a x a --+-=的解集中恰好有一个元素,求a 的取值范围;(3)设0a >,若对任意1[,1]2t ∈,函数()f x 在区间[,1]t t +上的最大值与最小值的差不超过1,求a 的取值范围.8. (2016年四川理数)设函数()2ln f x ax a x =--,其中a ∈R . (I )讨论()f x 的单调性;(II )确定a 的所有可能取值,使得11()xf x e x->-在区间1+∞(,)内恒成立(e 2.718=⋯为自然对数的底数)。
2016年高考数学理试题分类汇编导数及其应用一、选择题1、(2016年四川高考)设直线l 1,l 2分别是函数f (x )= ln ,01,ln ,1,x x x x -<<⎧⎨>⎩图象上点P 1,P 2处的切线,l 1与l 2垂直相交于点P ,且l 1,l 2分别与y 轴相交于点A ,B ,则△PAB 的面积的取值范围是(A )(0,1) (B )(0,2) (C )(0,+∞) (D )(1,+∞) 【答案】A2、(2016年全国I 高考)函数y =2x 2–e |x |在[–2,2]的图像大致为【答案】D二、填空题1、(2016年全国II 高考)若直线y kx b =+是曲线ln 2y x =+的切线,也是曲线ln(1)y x =+的切线,则b = .【答案】1ln 2-2、(2016年全国III 高考)已知()f x 为偶函数,当0x <时,()ln()3f x x x =-+,则曲线()y f x =在点(1,3)-处的切线方程 是_______________。
【答案】21y x =--三、解答题1、(2016年北京高考) 设函数()a x f x xe bx -=+,曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线方程为(1)4y e x =-+, (1)求a ,b 的值; (2)求()f x 的单调区间.【解析】 (I )()e a x f x x bx -=+∴()e e (1)e a x a x a x f x x b x b ---'=-+=-+∵曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线方程为(e 1)4y x =-+ ∴(2)2(e 1)4f =-+,(2)e 1f '=- 即2(2)2e 22(e 1)4a f b -=+=-+①2(2)(12)e e 1a f b -'=-+=- ②由①②解得:2a =,e b =(II )由(I )可知:2()e e x f x x x -=+,2()(1)e e x f x x -'=-+令2()(1)e x g x x -=-,∴222()e (1)e (2)e x x x g x x x ---'=---=-∴g 的最小值是(2)(12)e 1g =-=-∴()f x '的最小值为(2)(2)e e 10f g '=+=-> 即()0f x '>对x ∀∈R 恒成立 ∴()f x 在(),-∞+∞上单调递增,无减区间.2、(2016年山东高考)已知()221()ln ,R x f x a x x a x -=-+∈. (I )讨论()f x 的单调性;(II )当1a =时,证明()3()'2f x f x +>对于任意的[]1,2x ∈成立. 【解析】(Ⅰ) 求导数322)11(=)(′x x x a x f --- 322)(1(=x ax x )--当0≤a 时,(0,1)∈x ,0>)(′x f ,)(x f 单调递增, )(1,∈+∞x ,0<)(′x f ,)(x f 单调递减;当0>a 时,3322+(2)(1(=2)(1(=)(′x ax a x x a x ax x x f ))--)--(1) 当<2<a 0时,1>2a, (0,1)∈x 或),(∈+∞2a x ,0>)(′x f ,)(x f 单调递增, )(1,∈ax 2,0<)(′x f ,)(x f 单调递减; (2) 当2=a 时,1=2a, )(0,∈+∞x ,0≥)(′x f ,)(x f 单调递增, (3) 当2>a 时,1<2<0a, )(0,∈ax 2或∞)(1,∈+x ,0>)(′x f ,)(x f 单调递增, ,1)(∈ax 2,0<)(′x f ,)(x f 单调递减; (Ⅱ) 当1=a 时,212+ln =)(x x x x x f --,32322+11=2)(1(=)(′xx x x x x x f 2--)--于是)2+1112+ln =)(′)(322xx x x x x x x f x f 2---(---,-1-1-322+3+ln =xx x x x ,]2,1[∈x令x x x ln =)g(- ,322+3+=)h(xx x x -1-1,]2,1[∈x , 于是)(+(g =)(′)(x h x x f x f )-, 0≥1=1=)(g ′xx x x -1-,)g(x 的最小值为1=g(1);又42432+=+=)(h ′x x x x x x x 6-2-362-3-设6+23=)(θ2x x x --,]2,1[∈x ,因为1=)1(θ,10=)2(θ-, 所以必有]2,1[0∈x ,使得0=)(θ0x ,且0<<1x x 时,0>)(θx ,)(x h 单调递增; 2<<0x x 时,0<)(θx ,)(x h 单调递减;又1=)1(h ,21=)2(h ,所以)(x h 的最小值为21=)2(h . 所以23=21+1=)2(+1(g >)(+(g =)(′)(h x h x x f x f ))-. 即23)()(+'>x f x f 对于任意的]2,1[∈x 成立.3、(2016年四川高考)设函数f (x )=ax 2-a -ln x ,其中a ∈R. (I )讨论f (x )的单调性;(II )确定a 的所有可能取值,使得f (x ) >-e 1-x+在区间(1,+∞)内恒成立(e=2.718…为自然对数的底数)。
第二单元 函数与导数B1 函数及其表示5.B1[2016·江苏卷] 函数y =3-2x -x 2的定义域是________.5.[-3,1] [解析] 令3-2x -x 2≥0可得x 2+2x -3≤0,解得-3≤x ≤1,故所求函数的定义域为[-3,1].11.B1、B4[2016·江苏卷] 设f (x )是定义在R 上且周期为2的函数,在区间[-1,1)上,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +a ,-1≤x <0,25-x ,0≤x <1,其中a ∈R .若f (-52)=f (92),则f (5a )的值是________.11.-25 [解析] 因为f (x )的周期为2,所以f (-52)=f (-12)=-12+a ,f (92)=f(12)=110,即-12+a =110,所以a =35,故f (5a )=f (3)=f (-1)=-25.B2 反函数5.B2[2016·上海卷] 已知点(3,9)在函数f (x )=1+a x 的图像上,则f (x )的反函数f -1(x )=________.5.log 2(x -1),x ∈(1,+∞) [解析] 将点(3,9)的坐标代入函数f (x )的解析式得a =2,所以f (x )=1+2x ,所以f -1(x )=log 2(x -1),x ∈(1,+∞).B3 函数的单调性与最值14.B3,B12[2016·北京卷] 设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 3-3x ,x ≤a ,-2x ,x >a .①若a =0,则f (x )的最大值为________;②若f (x )无最大值,则实数a 的取值范围是________.14.①2 ②(-∞,-1) [解析] 由(x 3-3x )′=3x 2-3=0,得x =±1,作出函数y =x 3-3x 和y =-2x 的图像,如图所示.①当a =0时,由图像可得f (x )的最大值为f (-1)=2.②由图像可知当a ≥-1时,函数f (x )有最大值;当a <-1时,y =-2x 在x >a 时无最大值,且-2a >a 3-3a ,所以a <-1.13.B3、B4[2016·天津卷] 已知f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间(-∞,0)上单调递增.若实数a 满足f (2|a -1|)>f (-2),则a 的取值范围是________.13.(12,32) [解析] 由f (x )是偶函数,且f (x )在区间(-∞,0)上单调递增,得f (x )在区间(0,+∞)上单调递减.又f (2|a -1|)>f (-2),f (-2)=f (2),∴2|a -1|<2,即|a -1|<12,∴12<a <32.18.B3,B4[2016·上海卷] 设f (x ),g (x ),h (x )是定义域为R 的三个函数,对于命题:①若f (x )+g (x ),f (x )+h (x ),g (x )+h (x )均是增函数,则f (x ),g (x ),h (x )中至少有一个增函数;②若f (x )+g (x ),f (x )+h (x ),g (x )+h (x )均是以T 为周期的函数,则f (x ),g (x ),h (x )均是以T 为周期的函数.下列判断正确的是( )A .①和②均为真命题B .①和②均为假命题C .①为真命题,②为假命题D .①为假命题,②为真命题18.D [解析] f (x )=[f (x )+g (x )]+[f (x )+h (x )]-[g (x )+h (x )]2.对于①,因为增函数减增函数不一定为增函数,所以f (x )不一定为增函数,同理g (x ),h (x )不一定为增函数,因此①为假命题.对于②,易得f (x )是以T 为周期的函数,同理可得g (x ),h (x )也是以T 为周期的函数,所以②为真命题.B4 函数的奇偶性与周期性 11.B1、B4[2016·江苏卷] 设f (x )是定义在R 上且周期为2的函数,在区间[-1,1)上,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +a ,-1≤x <0,25-x ,0≤x <1,其中a ∈R .若f (-52)=f (92),则f (5a )的值是________.11.-25 [解析] 因为f (x )的周期为2,所以f (-52)=f (-12)=-12+a ,f (92)=f(12)=110,即-12+a =110,所以a =35,故f (5a )=f (3)=f (-1)=-25.15.B4、B12[2016·全国卷Ⅲ] 已知f (x )为偶函数,当x <0时,f (x )=ln(-x )+3x ,则曲线y =f (x )在点(1,-3)处的切线方程是________.15.y =-2x -1 [解析] 设x >0,则-x <0.∵x <0时,f (x )=ln(-x )+3x ,∴f (-x )=ln x-3x ,又∵f (-x )=f (x ),∴当x >0时,f (x )=ln x -3x ,∴f ′(x )=1x-3,即f ′(1)=-2,∴曲线y =f (x )在点(1,-3)处的切线方程为y +3=-2(x -1),整理得y =-2x -1.14.B4[2016·四川卷] 已知函数f (x )是定义在R 上的周期为2的奇函数,当0<x <1时,f (x )=4x ,则f -52+f (1)=________.14.-2 [解析] 因为f (x )是周期为2的函数,所以f (x )=f (x +2). 因为f (x )是奇函数,所以f (x )=-f (-x ), 所以f (1)=f (-1),f (1)=-f (-1),即f (1)=0. 又f ⎝⎛⎭⎫-52=f ⎝⎛⎭⎫-12=-f ⎝⎛⎭⎫12,f 12=412=2, 所以f ⎝⎛⎭⎫-52=-2,从而f ⎝⎛⎭⎫-52+f (1)=-2. 9.B4[2016·山东卷] 已知函数f (x )的定义域为R .当x <0时,f (x )=x 3-1;当-1≤x ≤1时,f (-x )=-f (x );当x >12时,fx +12=fx -12.则f (6)=( )A .-2B .-1C .0D .29.D [解析] ∵当x >12时,f (x +12)=f (x -12),∴f (x )的周期为1,则f (6)=f (1).又∵当-1≤x ≤1时,f (-x )=-f (x ),∴f (1)=-f (-1).又∵当x <0时,f (x )=x 3-1,∴f (-1)=(-1)3-1=-2,∴f (6)=-f (-1)=2.13.B3、B4[2016·天津卷] 已知f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间(-∞,0)上单调递增.若实数a 满足f (2|a -1|)>f (-2),则a 的取值范围是________.13.(12,32) [解析] 由f (x )是偶函数,且f (x )在区间(-∞,0)上单调递增,得f (x )在区间(0,+∞)上单调递减.又f (2|a -1|)>f (-2),f (-2)=f (2),∴2|a -1|<2,即|a -1|<12,∴12<a <32.18.B3,B4[2016·上海卷] 设f (x ),g (x ),h (x )是定义域为R 的三个函数,对于命题:①若f (x )+g (x ),f (x )+h (x ),g (x )+h (x )均是增函数,则f (x ),g (x ),h (x )中至少有一个增函数;②若f (x )+g (x ),f (x )+h (x ),g (x )+h (x )均是以T 为周期的函数,则f (x ),g (x ),h (x )均是以T 为周期的函数.下列判断正确的是( )A .①和②均为真命题B .①和②均为假命题C .①为真命题,②为假命题D .①为假命题,②为真命题18.D [解析] f (x )=[f (x )+g (x )]+[f (x )+h (x )]-[g (x )+h (x )]2.对于①,因为增函数减增函数不一定为增函数,所以f (x )不一定为增函数,同理g (x ),h (x )不一定为增函数,因此①为假命题.对于②,易得f (x )是以T 为周期的函数,同理可得g (x ),h (x )也是以T 为周期的函数,所以②为真命题.B5 二次函数B6 指数与指数函数5.E1,C3,B6,B7[2016·北京卷] 已知x ,y ∈R ,且x >y >0,则( )A.1x -1y>0 B .sin x -sin y >0 C.12x -12y <0 D .ln x +ln y >05.C [解析] 选项A 中,因为x >y >0,所以1x <1y ,即1x -1y <0,故结论不成立;选项B中,当x =5π6,y =π3时,sin x -sin y <0,故结论不成立;选项C 中,函数y =12x 是定义在R 上的减函数,因为x >y >0,所以12x <12y ,所以12x -12y <0;选项D 中,当x =e -1,y =e -2时,结论不成立.19.B6、B9、B12[2016·江苏卷] 已知函数f (x )=a x +b x (a >0,b >0,a ≠1,b ≠1).(1)设a =2,b =12.①求方程f (x )=2的根;②若对于任意x ∈R ,不等式f (2x )≥mf (x )-6恒成立,求实数m 的最大值; (2)若0<a <1,b >1,函数g (x )=f (x )-2有且只有1个零点,求ab 的值.19.解:(1)因为a =2,b =12,所以f (x )=2x +2-x .①方程f (x )=2,即2x+2-x =2,亦即(2x )2-2×2x +1=0, 所以(2x -1)2=0,于是2x =1,解得x =0.②由条件知f (2x )=22x +2-2x =(2x +2-x )2-2=[f (x )]2-2. 因为f (2x )≥mf (x )-6对于x ∈R 恒成立,且f (x )>0,所以m ≤[f (x )]2+4f (x )对于x ∈R 恒成立.而[f (x )]2+4f (x )=f (x )+4f (x )≥2f (x )·4f (x )=4,且[f (0)]2+4f (0)=4,所以m ≤4,故实数m 的最大值为4.(2)因为函数g (x )=f (x )-2只有1个零点,而g (0)=f (0)-2=a 0+b 0-2=0, 所以0是函数g (x )的唯一零点.因为g ′(x )=a x ln a +b x ln b ,又由0<a <1,b >1知ln a <0,ln b >0,所以g ′(x )=0有唯一解x 0=log b a -ln aln b.令h (x )=g ′(x ),则h ′(x )=(a x ln a +b x ln b )′=a x (ln a )2+b x (ln b )2,从而对任意x ∈R ,h ′(x )>0,所以g ′(x )=h (x )是(-∞,+∞)上的单调增函数. 于是当x ∈(-∞,x 0)时,g ′(x )<g ′(x 0)=0;当x ∈(x 0,+∞)时,g ′(x )>g ′(x 0)=0. 因而函数g (x )在(-∞,x 0)上是单调减函数,在(x 0,+∞)上是单调增函数. 下证x 0=0.若x 0<0,则x 0<x 02<0,于是g x 02<g (0)=0,又g (log a 2)=a log a 2+b log a 2-2>a log a 2-2=0,且函数g (x )在以x 02和log a 2为端点的闭区间上的图像不间断,所以在区间x 02,log a 2上存在g (x )的零点,记为x 1.因为0<a <1,所以log a 2<0.又x 02<0,所以x 1<0,与“0是函数g (x )的唯一零点”矛盾. 若x 0>0,同理可得,在x 02和log b 2之间存在g (x )的非0的零点,矛盾.因此,x 0=0.于是-ln a ln b=1,故ln a +ln b =0,所以ab =1.6.B6[2016·全国卷Ⅲ] 已知a =243,b =425,c =2513,则( )A .b <a <cB .a <b <cC .b <c <aD .c <a <b6.A [解析] b =425=245<243=a ,c =523>423=243=a ,故b <a <c .12.B6、B7[2016·浙江卷] 已知a >b >1.若log a b +log b a =52,a b =b a ,则a =________,b=________.12.4 2 [解析] 设t =log a b ,则log b a =1t .∵a >b >1,∴0<t <1.由t +1t =52,化简得t 2-52t +1=0,解得t =12,故b =a ,所以a b =a a ,b a =(a )a =a 12a ,则a =12a ,即a 2-4a =0,得a =4,b =2.B7 对数与对数函数5.E1,C3,B6,B7[2016·北京卷] 已知x ,y ∈R ,且x >y >0,则( )A.1x -1y>0 B .sin x -sin y >0 C.12x -12y <0D .ln x +ln y >05.C [解析] 选项A 中,因为x >y >0,所以1x <1y ,即1x -1y <0,故结论不成立;选项B中,当x =5π6,y =π3时,sin x -sin y <0,故结论不成立;选项C 中,函数y =12x 是定义在R 上的减函数,因为x >y >0,所以12x <12y ,所以12x -12y <0;选项D 中,当x =e -1,y =e -2时,结论不成立.8.B7,B8,E1[2016·全国卷Ⅰ] 若a >b >1,0<c <1,则( ) A .a c <b c B .ab c <ba cC .a log b c <b log a cD .log a c <log b c8.C [解析] 根据幂函数性质,选项A 中的不等式不成立;选项B 中的不等式可化为b c -1<a c -1,此时-1<c -1<0,根据幂函数性质,该不等式不成立;选项C 中的不等式可以化为a b >log a c log b c =log c b log c a =log a b ,此时a b >1,0<log a b <1,故此不等式成立;选项D 中的不等式可以化为lg c lg a <lg c lg b ,进而1lg a >1lg b ,进而lg a <lg b ,即a <b ,故在已知条件下选项D 中的不等式不成立. 21.B12、B14、B7[2016·全国卷Ⅲ] 设函数f (x )=αcos 2x +(α-1)(cos x +1),其中α>0,记|f (x )|的最大值为A .(1)求f ′(x ); (2)求A ;(3)证明:|f ′(x )|≤2A .21.解:(1)f ′(x )=-2αsin 2x -(α-1)sin x .(2)当α≥1时,|f (x )|=|αcos 2x +(α-1)(cos x +1)|≤α+2(α-1)=3α-2=f (0), 因此A =3α-2.当0<α<1时,将f (x )变形为f (x )=2αcos 2x +(α-1)cos x -1.令g (t )=2αt 2+(α-1)t -1,则A 是|g (t )|在[-1,1]上的最大值,g (-1)=α,g (1)=3α-2,且当t =1-α4α时,g (t )取得极小值,极小值为g (1-α4α)=-(α-1)28α-1=-α2+6α+18α.令-1<1-α4α<1,解得α<-13(舍去)或α>15.(i)当0<α≤15时,g (t )在(-1,1)内无极值点,|g (-1)|=α,|g (1)|=2-3α,|g (-1)|<|g (1)|,所以A =2-3α.(ii)当15<α<1时,由g (-1)-g (1)=2(1-α)>0,知g (-1)>g (1)> g (1-α4α).又|g (1-α4α)|-|g (-1)|=(1-α)(1+7α)8α>0,所以A =|g (1-α4α)|=α2+6α+18α.综上,A =⎩⎨⎧2-3α,0<α≤15,α2+6α+18α,15<α<1,3α-2,α≥1.(3)证明:由(1)得|f ′(x )|=|-2αsin 2x -(α-1)sin x |≤2α+|α-1|.当0<α≤15时,|f ′(x )|≤1+α≤2-4α<2(2-3α)=2A .当15<α<1时,A =α8+18α+34≥1,所以|f ′(x )|≤1+α<2A . 当α≥1时,|f ′(x )|≤3α-1≤6α-4=2A ,所以|f ′(x )|≤2A .9.B7,E6[2016·四川卷] 设直线l 1,l 2分别是函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-ln x ,0<x <1,ln x ,x >1图像上点P 1,P 2处的切线,l 1与l 2垂直相交于点P ,且l 1,l 2分别与y 轴相交于点A ,B ,则△P AB 的面积的取值范围是( )A .(0,1)B .(0,2)C .(0,+∞)D .(1,+∞)9.A [解析] 不妨设P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),其中0<x 1<1<x 2.由l 1,l 2分别是点P 1,P 2处的切线,且f ′(x )=⎩⎨⎧-1x ,0<x <1,1x ,x >1,得l 1的斜率k 1=-1x 1,l 2的斜率k 2=1x 2.又l 1与l 2垂直,且0<x 1<x 2,所以k 1·k 2=-1x 1·1x 2=-1⇒x 1·x 2=1,l 1:y =-1x 1(x -x 1)-ln x 1①,l 2:y =1x 2(x -x 2)+ln x 2②,则点A 的坐标为(0,1-ln x 1),点B 的坐标为(0,-1+ln x 2), 由此可得|AB |=2-ln x 1-ln x 2=2-ln(x 1·x 2)=2.联立①②两式可解得交点P 的横坐标x P =2-ln (x 1x 2)x 1+x 2=2x 1+x 2,所以S △P AB =12|AB |·|x P |=12×2×2x 1+x 2=2x 1+1x 1≤1,当且仅当x 1=1x 1,即x 1=1时,等号成立.而0<x 1<1,所以0<S △P AB <1,故选A.12.B6、B7[2016·浙江卷] 已知a >b >1.若log a b +log b a =52,a b =b a ,则a =________,b=________.12.4 2 [解析] 设t =log a b ,则log b a =1t .∵a >b >1,∴0<t <1.由t +1t =52,化简得t 2-52t +1=0,解得t =12,故b =a ,所以a b =a a ,b a =(a )a =a 12a ,则a =12a ,即a 2-4a =0,得a =4,b =2.B8 幂函数与函数的图像 7.B8,B12[2016·全国卷Ⅰ] 函数y =2x 2-e |x |在[-2,2]的图像大致为( )图1-27.D [解析] 易知该函数为偶函数,只要考虑当x ≥0时的情况即可,此时y =2x 2-e x .令f (x )=2x 2-e x ,则f ′(x )=4x -e x ,则f ′(0)<0,f ′(1)>0,则f ′(x )在(0,1)上存在零点,即f (x )在(0,1)上存在极值,据此可知,只能为选项B ,D 中的图像.当x =2时,y =8-e 2<1,故选D.8.B7,B8,E1[2016·全国卷Ⅰ] 若a >b >1,0<c <1,则( ) A .a c <b c B .ab c <ba cC .a log b c <b log a cD .log a c <log b c8.C [解析] 根据幂函数性质,选项A 中的不等式不成立;选项B 中的不等式可化为b c -1<a c -1,此时-1<c -1<0,根据幂函数性质,该不等式不成立;选项C 中的不等式可以化为a b >log a c log b c =log c b log c a =log a b ,此时a b >1,0<log a b <1,故此不等式成立;选项D 中的不等式可以化为lg c lg a <lg c lg b ,进而1lg a >1lg b ,进而lg a <lg b ,即a <b ,故在已知条件下选项D 中的不等式不成立.12.B8[2016·全国卷Ⅱ] 已知函数f (x )(x ∈R )满足f (-x )=2-f (x ),若函数y =x +1x与y=f (x )图像的交点为(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x m ,y m ),则(x i +y i )=( )A .0B .mC .2mD .4m12.B [解析] 由f(-x)=2-f(x)得f(x)的图像关于点(0,1)对称,∵y =x +1x =1+1x的图像也关于点(0,1)对称,∴两函数图像的交点必关于点(0,1)对称,且对于每一组对称点(x i ,y i )和(x′i ,y′i )均满足x i +x′i =0,y i +y′i =2,∴=0+2·m2=m.B9 函数与方程19.B6、B9、B12[2016·江苏卷] 已知函数f (x )=a x +b x (a >0,b >0,a ≠1,b ≠1).(1)设a =2,b =12.①求方程f (x )=2的根;②若对于任意x ∈R ,不等式f (2x )≥mf (x )-6恒成立,求实数m 的最大值; (2)若0<a <1,b >1,函数g (x )=f (x )-2有且只有1个零点,求ab 的值.19.解:(1)因为a =2,b =12,所以f (x )=2x +2-x .①方程f (x )=2,即2x +2-x =2,亦即(2x )2-2×2x +1=0, 所以(2x -1)2=0,于是2x =1,解得x =0.②由条件知f (2x )=22x +2-2x =(2x +2-x )2-2=[f (x )]2-2. 因为f (2x )≥mf (x )-6对于x ∈R 恒成立,且f (x )>0,所以m ≤[f (x )]2+4f (x )对于x ∈R 恒成立.而[f (x )]2+4f (x )=f (x )+4f (x )≥2f (x )·4f (x )=4,且[f (0)]2+4f (0)=4,所以m ≤4,故实数m 的最大值为4.(2)因为函数g (x )=f (x )-2只有1个零点,而g (0)=f (0)-2=a 0+b 0-2=0, 所以0是函数g (x )的唯一零点.因为g ′(x )=a x ln a +b x ln b ,又由0<a <1,b >1知ln a <0,ln b >0,所以g ′(x )=0有唯一解x 0=log b a -ln aln b.令h (x )=g ′(x ),则h ′(x )=(a x ln a +b x ln b )′=a x (ln a )2+b x (ln b )2,从而对任意x ∈R ,h ′(x )>0,所以g ′(x )=h (x )是(-∞,+∞)上的单调增函数. 于是当x ∈(-∞,x 0)时,g ′(x )<g ′(x 0)=0;当x ∈(x 0,+∞)时,g ′(x )>g ′(x 0)=0. 因而函数g (x )在(-∞,x 0)上是单调减函数,在(x 0,+∞)上是单调增函数. 下证x 0=0.若x 0<0,则x 0<x 02<0,于是g x 02<g (0)=0,又g (log a 2)=a log a 2+b log a 2-2>a log a 2-2=0,且函数g (x )在以x 02和log a 2为端点的闭区间上的图像不间断,所以在区间x 02,log a 2上存在g (x )的零点,记为x 1.因为0<a <1,所以log a 2<0.又x 02<0,所以x 1<0,与“0是函数g (x )的唯一零点”矛盾. 若x 0>0,同理可得,在x 02和log b 2之间存在g (x )的非0的零点,矛盾.因此,x 0=0.于是-ln a ln b=1,故ln a +ln b =0,所以ab =1.15.B9[2016·山东卷] 已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|x |,x ≤m ,x 2-2mx +4m ,x >m ,其中m >0.若存在实数b ,使得关于x 的方程f (x )=b 有三个不同的根,则m 的取值范围是________.15.(3,+∞) [解析] 画出函数f (x )的图像如图所示,根据已知得m >4m -m 2,又m >0,解得m >3,故实数 m 的取值范围是(3,+∞).B10 函数模型及其应用 B11 导数及其运算21.B11,B12,E8[2016·四川卷] 设函数f (x )=ax 2-a -ln x ,其中a ∈R . (1)讨论f (x )的单调性;(2)确定a 的所有可能取值,使得f (x )>1x -e 1-x 在区间(1,+∞)内恒成立(e =2.718…为自然对数的底数).21.解:(1)f ′(x )=2ax -1x =2ax 2-1x(x >0).当a ≤0时,f ′(x )<0,f (x )在(0,+∞)内单调递减.当a >0时,由f ′(x )=0,有x =12a ,此时,当x ∈(0,12a )时,f ′(x )<0,f (x )单调递减;当x ∈(12a,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )单调递增.(2)令g (x )=1x -1ex -1,s (x )=e x -1-x ,则s ′(x )=e x -1-1.而当x >1时,s ′(x )>0,所以s (x )在区间(1,+∞)内单调递增. 又s (1)=0,所以当x >1时,s (x )>0, 从而当x >1时,g (x )>0.当a ≤0,x >1时,f (x )=a (x 2-1)-ln x <0,故当f (x )>g (x )在区间(1,+∞)内恒成立时,必有a >0.当0<a <12时,12a>1.由(1)有f (12a )<f (1)=0,而g (12a)>0, 所以此时f (x )>g (x )在区间(1,+∞)内不恒成立.当a ≥12时,令h (x )=f (x )-g (x )(x ≥1).当x >1时,h ′(x )=2ax -1x +1x 2-e 1-x >x -1x +1x 2-1x =x 3-2x +1x 2>x 2-2x +1x 2>0.因此,h (x )在区间(1,+∞)内单调递增.又因为h (1)=0,所以当x >1时,h (x )=f (x )-g (x )>0,即f (x )>g (x )恒成立. 综上,a ∈[12,+∞).B12 导数的应用14.B3,B12[2016·北京卷] 设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 3-3x ,x ≤a ,-2x ,x >a .①若a =0,则f (x )的最大值为________;②若f (x )无最大值,则实数a 的取值范围是________.14.①2 ②(-∞,-1) [解析] 由(x 3-3x )′=3x 2-3=0,得x =±1,作出函数y =x 3-3x 和y =-2x 的图像,如图所示.①当a =0时,由图像可得f (x )的最大值为f (-1)=2.②由图像可知当a ≥-1时,函数f (x )有最大值;当a <-1时,y =-2x 在x >a 时无最大值,且-2a >a 3-3a ,所以a <-1.17.G1、G7、B12[2016·江苏卷] 形状是正四棱锥P - A 1B 1C 1D 1,下部的形状是正四棱柱ABCD - A 1B 1C 1D 1(如图1-5所示),并要求正四棱柱的高O 1O 是正四棱锥的高PO 1的4倍.(1)若AB =6 m ,PO 1=2 m ,则仓库的容积是多少?(2)若正四棱锥的侧棱长为6 m17.解:(1)由PO 1=2知O 1O =4PO 1=8. 因为A 1B 1=AB =6,所以正四棱锥P - A 1B 1C 1D 1的体积V 锥=13·A 1B 21·PO 1=13×62×2=24(m 3), 正四棱柱ABCD - A 1B 1C 1D 1的体积V 柱=AB 2·O 1O =62×8=288(m 3).所以仓库的容积V =V 锥+V 柱=24+288=312(m 3).(2)设A 1B 1=a (m),PO 1=h (m),则0<h <6,O 1O =4h .连接O 1B 1.因为在Rt △PO 1B 1中,O 1B 21+PO 21=PB 21,所以2a 22+h 2=36,即a 2=2(36-h 2).于是仓库的容积V =V 柱+V 锥=a 2·4h +13a 2·h =133a 2h =263(36h -h 3),0<h <6,从而V ′=263(36-3h 2)=26(12-h 2).令V ′=0,得h =23或h =-23(舍). 当0<h <23时,V ′>0,V 是单调增函数; 当23<h <6时,V ′<0,V 是单调减函数. 故h =23时,V 取得极大值,也是最大值.因此,当PO 1=2 3 m19.B6、B9、B12[2016·江苏卷] x (a >0,b >0,a ≠1,b ≠1).(1)设a =2,b =12.①求方程f (x )=2的根;②若对于任意x ∈R ,不等式f (2x )≥mf (x )-6恒成立,求实数m 的最大值; (2)若0<a <1,b >1,函数g (x )=f (x )-2有且只有1个零点,求ab 的值.19.解:(1)因为a =2,b =12,所以f (x )=2x +2-x .①方程f (x )=2,即2x+2-x =2,亦即(2x )2-2×2x +1=0, 所以(2x -1)2=0,于是2x =1,解得x =0.②由条件知f (2x )=22x +2-2x =(2x +2-x )2-2=[f (x )]2-2. 因为f (2x )≥mf (x )-6对于x ∈R 恒成立,且f (x )>0,所以m ≤[f (x )]2+4f (x )对于x ∈R 恒成立.而[f (x )]2+4f (x )=f (x )+4f (x )≥2f (x )·4f (x )=4,且[f (0)]2+4f (0)=4,所以m ≤4,故实数m 的最大值为4.(2)因为函数g (x )=f (x )-2只有1个零点,而g (0)=f (0)-2=a 0+b 0-2=0, 所以0是函数g (x )的唯一零点.因为g ′(x )=a x ln a +b x ln b ,又由0<a <1,b >1知ln a <0,ln b >0,所以g ′(x )=0有唯一解x 0=log b a -ln aln b.令h (x )=g ′(x ),则h ′(x )=(a x ln a +b x ln b )′=a x (ln a )2+b x (ln b )2,从而对任意x ∈R ,h ′(x )>0,所以g ′(x )=h (x )是(-∞,+∞)上的单调增函数. 于是当x ∈(-∞,x 0)时,g ′(x )<g ′(x 0)=0;当x ∈(x 0,+∞)时,g ′(x )>g ′(x 0)=0. 因而函数g (x )在(-∞,x 0)上是单调减函数,在(x 0,+∞)上是单调增函数. 下证x 0=0.若x 0<0,则x 0<x 02<0,于是g x 02<g (0)=0,又g (log a 2)=a log a 2+b log a 2-2>a log a 2-2=0,且函数g (x )在以x 02和log a 2为端点的闭区间上的图像不间断,所以在区间x 02,log a 2上存在g (x )的零点,记为x 1.因为0<a <1,所以log a 2<0.又x 02<0,所以x 1<0,与“0是函数g (x )的唯一零点”矛盾. 若x 0>0,同理可得,在x 02和log b 2之间存在g (x )的非0的零点,矛盾.因此,x 0=0.于是-ln a ln b=1,故ln a +ln b =0,所以ab =1.7.B8,B12[2016·全国卷Ⅰ] 函数y =2x 2-e |x |在[-2,2]的图像大致为( )图1-27.D [解析] 易知该函数为偶函数,只要考虑当x ≥0时的情况即可,此时y =2x 2-e x .令f (x )=2x 2-e x ,则f ′(x )=4x -e x ,则f ′(0)<0,f ′(1)>0,则f ′(x )在(0,1)上存在零点,即f (x )在(0,1)上存在极值,据此可知,只能为选项B ,D 中的图像.当x =2时,y =8-e 2<1,故选D.21.B12[2016·全国卷Ⅰ] 已知函数f (x )=(x -2)e x +a (x -1)2有两个零点. (1)求a 的取值范围;(2)设x 1,x 2是f (x )的两个零点,证明:x 1+x 2<2.21.解:(1)f ′(x )=(x -1)e x +2a (x -1)=(x -1)(e x +2a ). (i)设a =0,则f (x )=(x -2)e x ,f (x )只有一个零点.(ii)设a >0,则当x ∈(-∞,1)时,f ′(x )<0;当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0.所以f (x )在(-∞,1)单调递减,在(1,+∞)单调递增.又f (1)=-e ,f (2)=a ,取b 满足b <0且b <ln a 2,则f (b )>a 2(b -2)+a (b -1)2=a (b 2-32b )>0,故f (x )存在两个零点.(iii)设a <0,由f ′(x )=0得x =1或x =ln(-2a ).若a ≥-e2,则ln(-2a )≤1,故当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0,因此f (x )在(1,+∞)单调递增.又当x ≤1时,f (x )<0,所以f (x )不存在两个零点.若a <-e2,则ln(-2a )>1.故当x ∈(1,ln(-2a ))时,f ′(x )<0;当x ∈(ln(-2a ),+∞) 时,f ′(x )>0.因此f (x )在(1,ln(-2a ))单调递减,在(ln(-2a ),+∞)单调递增.又当x ≤1时,f (x )<0,所以f (x )不存在两个零点.综上,a 的取值范围为(0,+∞).(2)证明:不妨设x 1<x 2.由(1)知,x 1∈(-∞,1),x 2∈(1,+∞),2-x 2∈(-∞,1),f (x )在(-∞,1)单调递减,所以x 1+x 2<2等价于f (x 1)>f (2-x 2),即f (2-x 2)<0.由于f (2-x 2)=-x 2e2-x 2+a (x 2-1)2,而f (x 2)=(x 2-2)e x 2+a (x 2-1)2=0, 所以f (2-x 2)=-x 2e2-x 2-(x 2-2)e x 2.设g (x )=-x e 2-x -(x -2)e x ,则g ′(x )=(x -1)(e 2-x -e x ).所以当x >1时,g ′(x )<0,而g (1)=0,故当x >1时,g (x )<0, 从而g (x 2)=f (2-x 2)<0,故x 1+x 2<2. 15.B4、B12[2016·全国卷Ⅲ] 已知f (x )为偶函数,当x <0时,f (x )=ln(-x )+3x ,则曲线y =f (x )在点(1,-3)处的切线方程是________.15.y =-2x -1 [解析] 设x >0,则-x <0.∵x <0时,f (x )=ln(-x )+3x ,∴f (-x )=ln x-3x ,又∵f (-x )=f (x ),∴当x >0时,f (x )=ln x -3x ,∴f ′(x )=1x-3,即f ′(1)=-2,∴曲线y =f (x )在点(1,-3)处的切线方程为y +3=-2(x -1),整理得y =-2x -1.21.B12、B14、B7[2016·全国卷Ⅲ] 设函数f (x )=αcos 2x +(α-1)(cos x +1),其中α>0,记|f (x )|的最大值为A .(1)求f ′(x ); (2)求A ;(3)证明:|f ′(x )|≤2A .21.解:(1)f ′(x )=-2αsin 2x -(α-1)sin x .(2)当α≥1时,|f (x )|=|αcos 2x +(α-1)(cos x +1)|≤α+2(α-1)=3α-2=f (0), 因此A =3α-2.当0<α<1时,将f (x )变形为f (x )=2αcos 2x +(α-1)cos x -1.令g (t )=2αt 2+(α-1)t -1,则A 是|g (t )|在[-1,1]上的最大值,g (-1)=α,g (1)=3α-2,且当t =1-α4α时,g (t )取得极小值,极小值为g (1-α4α)=-(α-1)28α-1=-α2+6α+18α.令-1<1-α4α<1,解得α<-13(舍去)或α>15.(i)当0<α≤15时,g (t )在(-1,1)内无极值点,|g (-1)|=α,|g (1)|=2-3α,|g (-1)|<|g (1)|,所以A =2-3α.(ii)当15<α<1时,由g (-1)-g (1)=2(1-α)>0,知g (-1)>g (1)> g (1-α4α).又|g (1-α4α)|-|g (-1)|=(1-α)(1+7α)8α>0,所以A =|g (1-α4α)|=α2+6α+18α.综上,A =⎩⎨⎧2-3α,0<α≤15,α2+6α+18α,15<α<1,3α-2,α≥1.(3)证明:由(1)得|f ′(x )|=|-2αsin 2x -(α-1)sin x |≤2α+|α-1|.当0<α≤15时,|f ′(x )|≤1+α≤2-4α<2(2-3α)=2A .当15<α<1时,A =α8+18α+34≥1,所以|f ′(x )|≤1+α<2A . 当α≥1时,|f ′(x )|≤3α-1≤6α-4=2A ,所以|f ′(x )|≤2A . 21.B11,B12,E8[2016·四川卷] 设函数f (x )=ax 2-a -ln x ,其中a ∈R . (1)讨论f (x )的单调性;(2)确定a 的所有可能取值,使得f (x )>1x -e 1-x 在区间(1,+∞)内恒成立(e =2.718…为自然对数的底数).21.解:(1)f ′(x )=2ax -1x =2ax 2-1x(x >0).当a ≤0时,f ′(x )<0,f (x )在(0,+∞)内单调递减.当a >0时,由f ′(x )=0,有x =12a,此时,当x ∈(0,12a )时,f ′(x )<0,f (x )单调递减;当x ∈(12a,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )单调递增.(2)令g (x )=1x -1ex -1,s (x )=e x -1-x ,则s ′(x )=e x -1-1.而当x >1时,s ′(x )>0,所以s (x )在区间(1,+∞)内单调递增. 又s (1)=0,所以当x >1时,s (x )>0, 从而当x >1时,g (x )>0.当a ≤0,x >1时,f (x )=a (x 2-1)-ln x <0,故当f (x )>g (x )在区间(1,+∞)内恒成立时,必有a >0.当0<a <12时,12a>1.由(1)有f (12a )<f (1)=0,而g (12a)>0, 所以此时f (x )>g (x )在区间(1,+∞)内不恒成立.当a ≥12时,令h (x )=f (x )-g (x )(x ≥1).当x >1时,h ′(x )=2ax -1x +1x 2-e 1-x >x -1x +1x 2-1x =x 3-2x +1x 2>x 2-2x +1x 2>0.因此,h (x )在区间(1,+∞)内单调递增.又因为h (1)=0,所以当x >1时,h (x )=f (x )-g (x )>0,即f (x )>g (x )恒成立. 综上,a ∈[12,+∞).16.B12[2016·全国卷Ⅱ] 若直线y =kx +b 是曲线y =ln x +2的切线,也是曲线y =ln(x +1)的切线,则b =________.16.1-ln 2 [解析] 曲线y =ln x +2的切线为y =1x 1·x +ln x 1+1(其中x 1为切点横坐标),曲线y =ln(x +1)的切线为y =1x 2+1·x +ln(x 2+1)-x 2x 2+1(其中x 2为切点横坐标).由题可知⎩⎨⎧1x 1=1x 2+1,ln x 1+1=ln (x 2+1)-x2x 2+1,解得⎩⎨⎧x 1=12,x 2=-12,∴b =ln x 1+1=1-ln 2.21.B12[2016·全国卷Ⅱ] (1)讨论函数f (x )=x -2x +2e x的单调性,并证明当x >0时,(x -2)e x+x +2>0.(2)证明:当a ∈[0,1)时,函数g (x )=e x -ax -ax 2(x >0)有最小值.设g (x )的最小值为h (a ),求函数h (a )的值域.21.解:(1)f (x )的定义域为(-∞,-2)∪(-2,+∞).f ′(x )=x 2e x(x +2)2≥0,当且仅当x =0时,f ′(x )=0,所以f (x )在(-∞,-2),(-2,+∞)上单调递增. 因此当x ∈(0,+∞)时,f (x )>f (0)=-1.所以(x -2)e x >-(x +2),即(x -2)e x +x +2>0.(2)证明:g ′(x )=(x -2)e x +a (x +2)x 3=x +2x3[f (x )+a ].由(1)知,f (x )+a 单调递增,对任意a ∈[0,1),f (0)+a =a -1<0,f (2)+a =a ≥0,因此,存在唯一x a ∈(0,2],使得f (x a )+a =0,即g ′(x a )=0. 当0<x <x a 时,f (x )+a <0,g ′(x )<0,g (x )单调递减; 当x >x a 时,f (x )+a >0,g ′(x )>0,g (x )单调递增. 因此g (x )在x =x a 处取得最小值,最小值为 g (x a )=e x a -a (x a +1)x 2a =e x a +f (x a )(x a +1)x 2a =e x ax a +2, 于是h (a )=e x a x a +2.由e x x +2′=(x +1)e x (x +2)2>0(x >0),可知y =e xx +2(x >0)单调递增,所以,由x a ∈(0,2],得12=e 00+2<h (a )=e x a x a +2≤e 22+2=e 24.因为y =e x x +2单调递增,对任意λ∈(12,e 24],存在唯一的x a ∈(0,2],a =-f (x a )∈[0,1),使得h (a )=λ,所以h (a )的值域是(12,e 24].综上,当a ∈[0,1)时,g (x )有最小值h (a ),h (a )的值域是(12,e 24].10.B12[2016·山东卷] 若函数y =f (x )的图像上存在两点,使得函数的图像在这两点处的切线互相垂直,则称y =f (x )具有T 性质.下列函数中具有T 性质的是( )A .y =sin xB .y =ln xC .y =e xD .y =x 310.A [解析] 由函数图像上两点处的切线互相垂直,可知函数在这两点处的导数之积为-1,经检验,选项A 符合题意.20.B12,B14[2016·山东卷] 已知f (x )=a (x -ln x )+2x -1x 2,a ∈R .(1)讨论f (x )的单调性;(2)当a =1时,证明f (x )>f ′(x )+32对于任意的x ∈[1,2]成立.20.解:(1)f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=a -a x -2x 2+2x 3=(ax 2-2)(x -1)x 3.当a ≤0时,若x ∈(0,1),则f ′(x )>0,f (x )单调递增,若x ∈(1,+∞),则f ′(x )<0,f (x )单调递减.当a >0时,f ′(x )=a (x -1)x 3(x -2a )(x +2a). (i)当0<a <2时,2a>1. 当x ∈(0,1)或x ∈(2a,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )单调递增. 当x ∈(1,2a)时,f ′(x )<0,f (x )单调递减. (ii)当a =2时,2a =1,在区间(0,+∞)内,f ′(x )≥0,f (x )单调递增. (iii)当a >2时,0<2a<1. 当x ∈(0,2a)或x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )单调递增, 当x ∈2a,1时,f ′(x )<0,f (x )单调递减. 综上所述,当a ≤0时,f (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减; 当0<a <2时,f (x )在(0,1)上单调递增,在(1,2a)上单调递减,在(2a,+∞)上单调递增;当a =2时,f (x )在(0,+∞)上单调递增;当a >2时,f (x )在(0,2a)上单调递增,在(2a,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增.(2)证明:由(1)知,当a =1时,f (x )-f ′(x )=x -ln x +2x -1x 2-(1-1x -2x 2+2x 3)=x -ln x +3x +1x 2-2x 3-1,x ∈[1,2].设g (x )=x -ln x ,h (x )=3x +1x 2-2x 3-1,x ∈[1,2],则f (x )-f ′(x )=g (x )+h (x ). 由g ′(x )=x -1x≥0, 可得g (x )≥g (1)=1,当且仅当x =1时取得等号. 又h ′(x )=-3x 2-2x +6x 4.设φ(x )=-3x 2-2x +6,则φ(x )在[1,2]上单调递减. 因为φ(1)=1,φ(2)=-10,所以∃x 0∈(1,2),使得当x ∈(1,x 0)时,φ(x )>0,x ∈(x 0,2)时,φ(x )<0. 所以h (x )在(1,x 0)上单调递增,在(x 0,2)上单调递减. 由h (1)=1,h (2)=12,可得h (x )≥h (2)=12,当且仅当x =2时取得等号.所以f (x )-f ′(x )>g (1)+h (2)=32,即f (x )>f ′(x )+32对于任意的x ∈[1,2]成立.20.B12[2016·天津卷] 设函数f (x )=(x -1)3-ax -b ,x ∈R ,其中a ,b ∈R . (1)求f (x )的单调区间;(2)若f (x )存在极值点x 0,且f (x 1)=f (x 0),其中x 1≠x 0,求证:x 1+2x 0=3; (3)设a >0,函数g (x )=|f (x )|,求证:g (x )在区间[0,2]上的最大值不小于14.20.解:(1)由f (x )=(x -1)3-ax -b ,可得f ′(x )=3(x -1)2-a . 下面分两种情况讨论: (i)当a ≤0时,有f ′(x )=3(x -1)2-a ≥0恒成立,所以f (x )的单调递增区间为(-∞,+∞). (ii)当a >0时,令f ′(x )=0,解得x =1+3a 3或x =1-3a3. 当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情况如下表:所以f (x )的单调递减区间为(1-3a 3,1+3a 3),单调递增区间为(-∞,1-3a 3),(1+3a3,+∞). (2)证明:因为f (x )存在极值点,所以由(1)知a >0,且x 0≠1.由题意,得f ′(x 0)=3(x 0-1)2-a =0,即(x 0-1)2=a 3,进而f (x 0)=(x 0-1)3-ax 0-b =-2a 3x 0-a3-b .又f (3-2x 0)=(2-2x 0)3-a (3-2x 0)-b =8a 3(1-x 0)+2ax 0-3a -b =-2a 3x 0-a3-b =f (x 0),且3-2x 0≠x 0,由题意及(1)知,存在唯一实数x 1满足f (x 1)=f (x 0),且x 1≠x 0,因此x 1=3-2x 0, 所以x 1+2x 0=3.(3)证明:设g (x )在区间[0,2]上的最大值为M ,max{x ,y }表示x ,y 两数的最大值.下面分三种情况讨论:(i)当a ≥3时,1-3a 3≤0<2≤1+3a 3,由(1)知,f (x )在区间[0,2]上单调递减,所以f (x )在区间[0,2]上的取值范围为[f (2),f (0)],因此M =max{|f (2)|,|f (0)|}=max{|1-2a -b |,|-1-b |}=max{|a -1+(a +b )|,|a -1-(a +b )|}=⎩⎪⎨⎪⎧a -1+(a +b ),a +b ≥0,a -1-(a +b ),a +b <0, 所以M =a -1+|a +b |≥2.(ii)当34≤a <3时,1-23a 3≤0<1-3a 3<1+3a 3<2≤1+23a 3.由(1)和(2)知f (0)≥f (1-23a 3)=f (1+3a 3),f (2)≤f (1+23a 3)=f (1-3a 3),所以f (x )在区间[0,2]上的取值范围为[f (1+3a 3),f (1-3a3)], 因此M =max{|f(1+3a 3)|,|f (1-3a 3)|=max ⎩⎨⎧⎭⎬⎫-2a 93a -a -b ,2a 93a -a -b = max ⎩⎨⎧⎭⎬⎫2a 93a +(a +b ),2a 93a -(a +b )=2a 93a +|a +b |≥29×34×3×34=14. (iii)当0<a <34时,0<1-23a 3<1+23a 3<2,由(1)和(2)知f (0)<f (1-23a 3)=f (1+3a3),f (2)>f (1+23a 3)=f (1-3a3).所以f (x )在区间[0,2]上的取值范围为[f (0),f (2)],因此M =max{|f (0)|,|f (2)|}=max{|-1-b |,|1-2a -b |}=max{|1-a +(a +b )|,|1-a -(a +b )|}=1-a +|a +b |>14.综上所述,当a >0时,g (x )在区间[0,2]上的最大值不小于14.03[2016·浙江卷]“复数与导数”模块(1)已知i 为虚数单位.若复数z 满足(z +i)2=2i ,求复数z . (2)求曲线y =2x 2-ln x 在点(1,2)处的切线方程. 解:(1)设复数z =a +b i ,a ,b ∈R ,由题意得 a 2-(b +1)2+2a (b +1)i =2i ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =0或⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =-2. 故z =1或z =-1-2i.(2)由于(2x 2-ln x )′=4x -1x,则曲线在点(1,2)处的切线的斜率为3.因此,曲线在点(1,2)处的切线方程为y =3x -1. B13 定积分与微积分基本定理 B14 单元综合18.B14[2016·北京卷] 设函数f (x )=x e a -x +bx ,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为y =(e -1)x +4.(1)求a ,b 的值;(2)求f (x )的单调区间.18.解:(1)因为f (x )=x e a -x +bx ,所以f ′(x )=(1-x )e a -x +b .依题设,得⎩⎪⎨⎪⎧f (2)=2e +2,f ′(2)=e -1,即⎩⎪⎨⎪⎧2e a -2+2b =2e +2,-e a -2+b =e -1,解得a =2,b =e.(2)由(1)知f (x )=x e 2-x +e x .由f ′(x )=e 2-x (1-x +e x -1)及e 2-x >0知,f ′(x )与1-x +e x -1同号.令g (x )=1-x +e x -1,则g ′(x )=-1+e x -1.所以,当x ∈(-∞,1)时,g ′(x )<0,g (x )在区间(-∞,1)上单调递减;当x ∈(1,+∞)时,g ′(x )>0,g (x )在区间(1,+∞)上单调递增. 故g (1)=1是g (x )在区间(-∞,+∞)上的最小值, 从而g (x )>0,x ∈(-∞,+∞).综上可知,f ′(x )>0,x ∈(-∞,+∞), 故f (x )的单调递增区间为(-∞,+∞). 21.B12、B14、B7[2016·全国卷Ⅲ] 设函数f (x )=αcos 2x +(α-1)(cos x +1),其中α>0,记|f (x )|的最大值为A .(1)求f ′(x ); (2)求A ;(3)证明:|f ′(x )|≤2A .21.解:(1)f ′(x )=-2αsin 2x -(α-1)sin x .(2)当α≥1时,|f (x )|=|αcos 2x +(α-1)(cos x +1)|≤α+2(α-1)=3α-2=f (0), 因此A =3α-2.当0<α<1时,将f (x )变形为f (x )=2αcos 2x +(α-1)cos x -1.令g (t )=2αt 2+(α-1)t -1,则A 是|g (t )|在[-1,1]上的最大值,g (-1)=α,g (1)=3α-2,且当t =1-α4α时,g (t )取得极小值,极小值为g (1-α4α)=-(α-1)28α-1=-α2+6α+18α.令-1<1-α4α<1,解得α<-13(舍去)或α>15.(i)当0<α≤15时,g (t )在(-1,1)内无极值点,|g (-1)|=α,|g (1)|=2-3α,|g (-1)|<|g (1)|,所以A =2-3α.(ii)当15<α<1时,由g (-1)-g (1)=2(1-α)>0,知g (-1)>g (1)> g (1-α4α).又|g (1-α4α)|-|g (-1)|=(1-α)(1+7α)8α>0,所以A =|g (1-α4α)|=α2+6α+18α.综上,A =⎩⎨⎧2-3α,0<α≤15,α2+6α+18α,15<α<1,3α-2,α≥1.(3)证明:由(1)得|f ′(x )|=|-2αsin 2x -(α-1)sin x |≤2α+|α-1|.当0<α≤15时,|f ′(x )|≤1+α≤2-4α<2(2-3α)=2A .当15<α<1时,A =α8+18α+34≥1,所以|f ′(x )|≤1+α<2A . 当α≥1时,|f ′(x )|≤3α-1≤6α-4=2A ,所以|f ′(x )|≤2A . 15.B14[2016·四川卷] 在平面直角坐标系中,当P (x ,y )不是原点时,定义P 的“伴随点”为P ′yx 2+y 2,-x x 2+y 2;当P 是原点时,定义P 的“伴随点”为它自身.平面曲线C 上所有点的“伴随点”所构成的曲线C ′定义为曲线C 的“伴随曲线”.现有下列命题:①若点A 的“伴随点”是点A ′,则点A ′的“伴随点”是点A ; ②单位圆的“伴随曲线”是它自身;③若曲线C 关于x 轴对称,则其“伴随曲线”C ′关于y 轴对称; ④一条直线的“伴随曲线”是一条直线.其中的真命题是________(写出所有真命题的序号).15.②③ [解析] ①设点A 的坐标为(x ,y ),则其“伴随点”为A ′⎝⎛⎭⎪⎫y x 2+y 2,-x x 2+y 2,故。
21.(12分)已知函数f(x)满足f(x)=f′(1)e x﹣1﹣f(0)x+x2;(1)求f(x)的解析式及单调区间;(2)若,求(a+1)b的最大值.21.(12分)已知函数f(x)=x2+ax+b,g(x)=e x(cx+d)若曲线y=f(x)和曲线y=g(x)都过点P(0,2),且在点P处有相同的切线y=4x+2.(Ⅰ)求a,b,c,d的值;(Ⅱ)若x≥﹣2时,f(x)≤kg(x),求k的取值范围.21.(12分)已知函数f(x)=e x﹣ln(x+m)(Ι)设x=0是f(x)的极值点,求m,并讨论f(x)的单调性;(Ⅱ)当m≤2时,证明f(x)>021.(12分)已知函数f(x)=e x﹣e﹣x﹣2x.(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;(Ⅱ)设g(x)=f(2x)﹣4bf(x),当x>0时,g(x)>0,求b的最大值;(Ⅲ)已知1.4142<<1.4143,估计ln2的近似值(精确到0.001).21.(12分)已知函数f(x)=x3+ax+,g(x)=﹣lnx(i)当a为何值时,x轴为曲线y=f(x)的切线;(ii)用min {m,n }表示m,n中的最小值,设函数h(x)=min { f(x),g(x)}(x>0),讨论h(x)零点的个数.21.(12分)设函数f(x)=e mx+x2﹣mx.(1)证明:f(x)在(﹣∞,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增;(2)若对于任意x1,x2∈[﹣1,1],都有|f(x1)﹣f(x2)|≤e﹣1,求m的取值范围.21.(12分)已知函数f(x)=(x﹣2)e x+a(x﹣1)2有两个零点.(Ⅰ)求a的取值范围;(Ⅱ)设x1,x2是f(x)的两个零点,证明:x1+x2<221.(12分)(Ⅰ)讨论函数f(x)=e x的单调性,并证明当x>0时,(x﹣2)e x+x+2>0;(Ⅱ)证明:当a∈[0,1)时,函数g(x)=(x>0)有最小值.设g(x)的最小值为h(a),求函数h(a)的值域.21.(12分)设函数f(x)=acos2x+(a﹣1)(cosx+1),其中a>0,记|f(x)|的最大值为A.(Ⅰ)求f′(x);(Ⅱ)求A;(Ⅲ)证明:|f′(x)|≤2A.。
2016年普通高等学校招生全国统一考试(全国Ⅰ)数学(理科)第Ⅰ卷一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. (1)【2016年全国Ⅰ,理1,5分】设集合{}2|430A x x x =-+<,{}|230B x x =->,则AB =( )(A )33,2⎛⎫-- ⎪⎝⎭ (B )33,2⎛⎫- ⎪⎝⎭ (C )31,2⎛⎫ ⎪⎝⎭(D )3,32⎛⎫⎪⎝⎭【答案】D【解析】{|13}A x x =<<,3{|}2B x x =>,3{|3}2A B x x ∴=<<,故选D .【点评】考察集合运算和简单不等式解法,属于必考题型,难易程度:易. (2)【2016年全国Ⅰ,理2】设(1i)1i x y +=+,其中x ,y 是实数,则i =x y +( )(A )1 (B )2 (C )3 (D )2 【答案】B【解析】由题意知:1x y ==,i =1i 2x y ∴++=,故选B .【点评】察复数相等条件和复数的模,属于必考题型,难易程度:易. (3)【2016年全国Ⅰ,理3,5分】已知等差数列{}n a 前9项的和为27,108a =,则100a =( )(A )100 (B )99 (C )98 (D )97 【答案】C【解析】解法一:199599272a a S a +===,53a ∴= 1051105a a d -∴==-()100101001089098a a d ∴=+-=+=,选C . 解法二:91989272S a d ⨯=+=,即143a d +=,又10198a a d =+=,解得11,1a d =-=,()1001100119998a a d ∴=+-=-+=,故选C . 【点评】考察等差数列的基本性质、前n 项和公式和通项公式,属于必考题型,难易程度:易. (4)【2016年全国Ⅰ,理4,5分】某公司的班车在7:00,8:00,8:30发车,小明在7:50至8:30之间到达发车站乘坐班车,且到达发车站的时刻是随机的,则他等车时间不超过10分钟的概率是( )(A )13(B )12 (C )23 (D )34【答案】B【解析】小明可以到达车站时长为40分钟,可以等到车的时长为20分钟,则他等车时间不超过10分钟的概率是201402P ==,故选B .【点评】考察几何概型的概率计算,第一次考察,难易程度:易.(5)【2016年全国Ⅰ,理5,5分】已知方程222213x y m n m n-=+-表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n 的取值范围是( )(A )()1,3- (B )()1,3- (C )()0,3 (D )()0,3 【答案】A【解析】由题意知:2234m n m n ++-=,解得21m =,1030n n +>⎧∴⎨->⎩,解得13n -<<,故选A .【点评】考察双曲线的简单几何性质,属于了解层次,必考题,难易程度:易. (6)【2016年全国Ⅰ,理6,5分】如图,某几何体的三视图是三个半径相等的圆及每个圆中两条相互垂直的半径.若该几何体的体积是283π,则它的表面积是( )(A )17π (B )18π (C )20π (D )28π 【答案】A【解析】该几何体为球体,从球心挖掉整个球的18(如右图所示),故34728383r ππ=解得2r =,2271431784S r r πππ∴=⋅+⋅=,故选A .【点评】考察三视图还原,球的体积表面积计算,经常考察,难易程度:中等. (7)【2016年全国Ⅰ,理7,5分】函数22xy x e =-在[2,2]-的图像大致为( )(A )(B )(C ) (D )【答案】D【解析】解法1(排除法):2()2xf x x e =-为偶函数,且2(2)887.40.6f e =-≈-=,故选D .解法2:2()2xf x x e =-为偶函数,当0x >时,'()4x f x x e =-,作4y x =与x y e =(如图),故存在实数0(0,1)x ∈,使得'0()0f x =且0(0,)x x ∈时,'0()0f x <,0(,2)x x ∈时, '0()0f x >,()f x ∴在0(0,)x 上递减,在0(,2)x 上递增,故选D .【点评】本题结合导数利用函数奇偶性,综合考察函数解析式与函数图像之间的关系,常规题型,属于必考题,难易程度:中等.这类题型的最佳解法应为结合函数的性质,选取特殊点进行排除.(8)【2016年全国Ⅰ,理8,5分】若101a b c >><<,,则( ) (A )c c a b < (B )c c ab ba < (C )log log b a a c b c < (D )log log a b c c <【答案】C【解析】解法1(特殊值法):令14,22a b c ===,,易知C 正确.解法2:当0α>时,幂函数()f x x α=在(0,)+∞上递增,故A 选项错误;当1a >时,a 越大对数函数()log a f x x =的图像越靠近x 轴,当01c <<时,log log a b c c >,故D 选项错误;c c ab ba <可化为()c a ab b<,由指数函数知,当1a >时,()x f x a =在(0,)+∞上递增,故B 选项错误;log log b a a c b c <可化为11log log abb ac c <,1111abbb b a <<<,故选C .【点评】本题综合考察幂函数、指数函数、对数函数的性质和不等式的性质,属于常考题型,难易程度:中等. 结合函数性质证明不等式是比较麻烦的,最好采用特殊值法验证排除.(9)【2016年全国Ⅰ,理9,5分】执行右面的程序图,如果输入的011x y n ===,,,则输出x ,y 的值满足( )(A )2y x = (B )3y x = (C )4y x = (D )5y x = 【答案】C【解析】011x y n ===,,时,框图运行如下: 1、012x y n ===,,;2、1232x y n ===,,;3、3632x y n ===,,,故选C .【点评】考察算法中的循环结构,必考题型,难易程度:易. (10)【2016年全国Ⅰ,理10,5分】以抛物线C 的顶点为圆心的圆交C 于A 、B 两点,交C的标准线于D 、E 两点.已知42AB =,25DE =,则C 的焦点到准线的距离为( ) (A )2 (B )4 (C )6 (D )8【答案】B【解析】解法1排除法:当4p =时,不妨令抛物线方程为28y x =,当y =1x =,即A 点坐标为(,所以圆的半径为3r =,此时D 点坐标为(-,符合题意,故B 选项正确.解法2:不妨令抛物线方程为22y px =,D 点坐标为2P ⎛- ⎝,则圆的半径为r =,22834p r -=-,即A 点坐标为⎭,所以22=,解得4p =,故选B . 【点评】考察抛物线和圆的简单性质,必考题型,难易程度:中等. (11)【2016年全国Ⅰ,理11,5分】平面a 过正方体1111ABCD A B C D -的顶点A ,//a 平面11CB D ,a 平面ABCD m =,a 平面11ABA B n =,则m 、n 所成角的正弦值为( )(A (B )2 (C (D )13【答案】A【解析】令平面a 与平面11CB D 重合,则11m B D =,1n CD =,故直线m 、n 所成角为60o ,,故选A . 【点评】考察正方体中线面位置关系和两条直线夹角的计算,必考题型,难易程度:中等.(12)【2016年全国Ⅰ,理12,5分】已知函数()()sin 02f x x +πωϕωϕ⎛⎫=>≤ ⎪⎝⎭,,4x π=-为()f x 的零点,4x π=为()y f x =图像的对称轴,且()f x 在51836ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭,单调,则ω的最大值为( )(A )11 (B )9 (C )7 (D )5 【答案】B【解析】解法1(特殊值验证法)令9ω=,则周期29T π=,区间[]44ππ-,刚为94T ,且在53636ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,上递减,恰好符合题意,故选B .解法2:由题意知152()24369T πππ≥-=,所以29Tπω=≤,故选B .【点评】综合考察三角函数图像的单调性、对称性、零点、周期等性质,属于必考题型,难易程度:偏难.第II 卷本卷包括必考题和选考题两部分.第(13)题~第(21)题为必考题,每个试题考生都必须作答.第(22)题~第(24)题为选考题,考生根据要求作答. 二、填空题:本大题共4小题,每小题5分(13)【2016年全国Ⅰ,理13,5分】设向量(),1m =a ,()1,2=b ,且222+=+a b a b ,则m = . 【答案】2-【解析】解法一(几何法)由向量加法的几何意义知a b ⊥,故20a b m ⋅=+=,所以2m =-;解法二(代数法)22(1)9114m m ++=+++,解得2m =-.【点评】考察向量运算,必考题型,难易程度:易.(14)【2016年全国Ⅰ,理14,5分】(52x +的展开式中,3x 的系数是 .(用数字填写答案) 【答案】10【解析】()555215522r rrrr rr T Cx C x---+==,令532r-=,解得4r =,454525210C -∴=⨯=. 【点评】考察二项式定理展开式中指定项问题,必考题型,难易程度:中等.(15)【2016年全国Ⅰ,理15,5分】设等比数列{}n a 满足1310a a +=,245a a +=,则12n a a a ⋅⋅⋅的最大值为 . 【答案】64【解析】由1310a a +=,245a a +=解得118,2a q ==,14118()()22n n n a --∴==,27321(4)21211()()22n nn n a a a ----+⋅⋅⋅+-∴⋅⋅⋅==,所以当3n =或4时,12n a a a ⋅⋅⋅有最大值64.【点评】考察等比数列的通项公式、等差数列求和及二次函数最值问题,必考题型,难易程度:中等. (16)【2016年全国Ⅰ,理16,5分】某高科技企业生产产品A 和产品B 需要甲、乙两种新型材料。