导数(人教A 版理)测试题一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60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.函数21ln 2y x x =-的单调递减区间为 A .(1,1]- B .(0,1] C .[1,)+∞ D .(0,)+∞2.函数()f x 的定义域为R ,(1)2f -=,对任意x ∈R ,()2f x '>,则()24f x x >+的解集为 A .(1,1)- B .(1,)-+∞ C .(,1)-∞- D .(,)-∞+∞3.设函数()e x f x x =,则A .1x =为()f x 的极大值点B .1x =为()f x 的极小值点C .1x =-为()f x 的极大值点D .1x =-为()f x 的极小值点4.已知函数33y x x c =-+的图象与x 轴恰有两个公共点,则c =A .2-或2B .9-或3C .1-或1D .3-或15.设函数2()ln f x x x=+,则A .12x =为()f x 的极大值点 B .12x =为()f x 的极小值点 C .2x =为()f x 的极大值点 D .2x =为()f x 的极小值点6. 如图所示,在边长为1的正方形O ABC 中任取一 点P ,则点P 恰好取自阴影部分的概率为A .14 B .15 C .16 D .177.设函数()f x 在R 上可导,其导函数为()f x ',且函数(1)()y x f x '=-的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是A .函数()f x 有极大值(2)f 和极小值(1)fB .函数()f x 有极大值(2)f -和极小值(1)fC .函数()f x 有极大值(2)f 和极小值(2)f -D .函数()f x 有极大值(2)f -和极小值(2)f8.已知函数()y f x =的图象在点(1,(1))f 处的切线方程是210x y -+=,则(1)2(1)f f '+=A .12B .1C .132D .29.设点P 在曲线e x y =上,点Q 在曲线11y x=-上,则||PQ 的最小值为A 1)-B 1)-C D10.设定义在R 上的函数()f x 是最小正周期为2π的偶函数,()f x '是()f x 的导数,当[0,]x π∈时,0()1f x <<;当(0,)x π∈且2x π≠时,()02x f x π⎛⎫'-> ⎪⎝⎭.则函数()sin y f x x =-在[2,2]ππ-上的零点个数为A .2B .4C .5D .811.设函数1()f x x=,2()g x x bx =-+,若()y f x =的图象与()y g x =的图象有且只有两个不同的公共点11(,)A x y ,22(,)B x y ,则下列判断正确的是A .120x x +>,120y y +>B .120x x +>,120y y +<C .120x x +<,120y y +>D .120x x +>,120y y +<12.已知ln ()ln 1xf x x x=-+,()f x 在0x x =处取最大值,以下各式正确的序号为 ①00()f x x <;②00()f x x =;③00()f x x >;④01()2f x <;⑤01()2f x >. A .①④ B .②④ C .②⑤ D .③⑤二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.13.曲线(3ln 1)y x x =+在点(1,1)处的切线方程为 .14.计算定积分121(sin )d x x x -+=⎰ .15.定义:曲线C 上的点到直线l 的距离的最小值称为曲线C 到直线l 的距离.已知曲线21:C y x a =+到直线:l y x =的距离等于曲线222:(4)2C x y ++=到直线:l y x =的距离,则实数a = .16.已知[0,)x ∈+∞,给出下列四个不等式: ①2e 1x x x ≤++211124x x ≤-+;③21cos 12x x ≥-;④21ln(1)8x x x +≥-.其中,能够恒成立的不等式的序号是 .(写出你认为满足题意的所有不等式的序号)三、解答题:本大题共6小题,共70分. 17.求函数()e 2x f x ax =--的单调区间.18.已知函数3()f x ax bx c =++在2x =处取得极值16c -. (1)求,a b 的值;(2)若()f x 有极大值28,求()f x 在[3,3]-上的最小值.19.设函数1()e (0)e x xf x a b a a =++>. (1)求()f x 在[0,)+∞内的最小值;(2)设曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线方程为32y x =,求,a b 的值.20.已知,a b 是实数,1和1-是函数32()f x x ax bx =++的两个极值点.(1)求a 和b 的值;(2)设函数()g x 的导数()()2g x f x '=+,求()g x 的极值点.21.已知0a >,b ∈R ,函数3()42f x ax bx a b =--+.(1)证明:当01x ≤≤时,①函数()f x 的最大值为|2|a b a -+;②()|2|0f x a b a +-+≥. (2)若1()1f x -≤≤对[0,1]x ∈恒成立,求a b +的取值范围.22.已知函数ln ()e xx kf x +=(k 为常数),曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线与轴x 平行. (1)求k 的值;(2)求()f x 的单调区间;(3)设()()g x xf x '=,其中()f x '为()f x 的导函数,证明:对任意0x >,2()1e g x -<+.导数(人教A 版理)测试题答案1. B2. B3. C4. B5.D6. C7. D8. D9.解:函数e x y =的反函数为ln y x =,考查函数ln y x =与图象11y x=-的公共点情况,即 考查方程1ln 1x x =-的解的个数,即考查函数1()ln 1h x x x=+-的零点个数. 1()ln 1h x x x =+-,22111()x h x x x x-'=-=,当01x <<时,()0h x '<,()h x 递减;当1x >时,()0h x '>,()h x 递增.故0x >时,()(1)0h x h ≥=,即1ln 1x x≥-,仅当1x =时,取等号.因此||PQ 最小值就是函数e x y =及其反函数ln y x =图象上两点距离最小值,易知此时(0,1)P ,(1,0)Q ,故||PQ .答案:选C10.解:函数311()e (1)0e (1)21x xb f x x ax b a x bbx x a x b a -≥++-+≥<<-+=<+. 答案:选B11.解:设32()1F x x bx =-+,则方程()0F x =与()()f x g x =同解,故其有且仅有两个不同零点12,x x .由()0F x '=得0x =或23x b =.这样,必须且只需(0)0F =或203F b ⎛⎫= ⎪⎝⎭.因为(0)1F =,故必有203F b ⎛⎫= ⎪⎝⎭,由此得b 不妨设12x x <,则223x b =所以1()()(F x x x x =-,比较系数得1x -,故1x =120x x +,由此知12121212110x x y y x x x x ++=+=<. 答案:B12.解:22111ln ln 1()[(ln )(1)](1)11(1)(1)x x x f x x x x x x x ++''=⋅-=--=-++++,由题意知0()0f x '=,即00ln 10x x ++=,00ln (1)x x =-+. 故00000000000ln ln (1)()ln 111x x x x x f x x x x x x -+=-===+++. 令函数()l n 1(0)g x x x x =++>,则1()10g x x'=+>,故函数()g x 为增函数,而011331l n l n e 0()22222g g x ⎛⎫⎛⎫=+>-=>= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,即01()2g g x ⎛⎫> ⎪⎝⎭,故012x <,所以01()2f x <.答案:B二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分. 13. 43y x =-.14.解:∵321cos sin 3x x x x '⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭,∴11231112(sin )d cos 33x x x x x --⎛⎫+=-= ⎪⎝⎭⎰.215.曲线2C 是圆心为(0,4)-,半径r 的圆,圆心到直线:l y x =的距离1d ,所以曲线2C 到直线l 的距离为1d r -设曲线1C 上的点00(,)x y 到直线:l y x =的距离最短为d ,则过00(,)x y 的切线平行于直线y x =.已知函数2y x a =+,则00|21x x y x ='==,即012x =,014y a =+,点00(,)x y 到直线:l y x =的距离111||||a a d ⎛⎫-+- ⎪,由题意1||a -74a =-或94a =.当74a =-时,直线l 与曲线1C 相交,不合题意,故舍去.答案:49. 16.解: 对①,在区间[0,)+∞上,函数e x y =和21y x x =++的增长速度不在同一个“档次”上,随着x 的增大,e x y =的增长速度越来越快,会超过并会远远大于21y x x =++的增长速度,故不等式2e 1x x x ≤++不能恒成立.对②:令t 1t ≥,21x t =-.于是,原不等式对[0,)x ∈+∞是否恒成立534740t t t ⇔-+-≥对[1,)t ∈+∞是否恒成立.记53()4740,[1,)f t t t t t =-+-≥∈+∞,则42()51275(1)(1),[1,)f t t t t t t t t ⎛'=-+=+-∈+∞ ⎝,易知()f t 在⎛ ⎝内递减.当t ⎛∈ ⎝时,()(1)0f t f <=,故不等式534740t t t -+-≥对[1,)t ∈+∞不恒成立,从而排除选项B. 对③:记21()cos 1,[0,)2f x x x x =+-∈+∞,()sin 0f x x x '=-≥在[0,)+∞上恒成立,故()f x 在[0,)+∞上递增,所以()(0)0f x f ≥=,即当[0,)x ∈+∞时,不等式21cos 12x x ≥-+恒成立.对④:取4x =,则左边2ln5lne 2=<==右边,此时21ln(1)8x x x +<-,从而排除选项D. 答案:选填③17.解:(1)()f x 的定义域为(,)-∞+∞,()e x f x a '=-. 若0a ≤,则()0f x '>,所以()f x 在(,)-∞+∞上单调递增.若0a >,则当(,ln )x a ∈-∞时,()0f x '<;当(ln ,)x a ∈+∞时,()0f x '>.所以,()f x 在(,ln )a -∞上单调递减,在(ln ,)a +∞上单调递增.故()f x 的递减区间为(,ln )a -∞,递增区间为(ln ,)a +∞. 18.解:(1)因为3()f x ax bx c =++,故2()3f x ax b '=+. 由于()f x 在2x =处取得极值16c -,故有(2)0,(2)16,f f c '=⎧⎨=-⎩即120,8216,a b a b c c +=⎧⎨++=-⎩解得1,12.a b =⎧⎨=-⎩(2)由(1)知3()12f x x x c =-+,2()3123(2)(2)f x x x x '=-=+-.当(,2)x ∈-∞-时,()0f x '>,故()f x 在(,2)-∞-上为增函数;当(2,2)x ∈-时,()0f x '<,故()f x 在(2,2)-上为减函数;当(2,)x ∈+∞时,()0f x '>,故()f x 在(2,)+∞上为增函数.由此可知()f x 在2x =-处取得极大值(2)16f c -=+,()f x 在2x =处取得极小值(2)16f c =-. 由题设条件知1628c +=,解得12c =.此时(3)921f c -=+=,(3)93f c =-+=,(2)164f c =-+=-, 因此()f x 在[3,3]-上的最小值为(2)4f =-. 19.解:(1)1()e e x xf x a a '=-,当ln x a <-时,()0f x '<,()f x 在(,ln )a -∞-上递减;当ln x a >-时,()0f x '>,()f x 在(ln ,)a -+∞①若01a <<,ln 0a ->,()f x 在(0,ln )a -上递减,在(ln ,)a -+∞上递增,从而()f x 在[0,)+∞上的最小值为(ln )2f a b -=+; ②若1a ≥,ln 0a -≤,()f x 在(0,ln )a -上递增,从而()f x 在[0,)+∞上的最小值为1(0)f a b a=++.(2)依题意2213(2)e e 2f a a '=-=,解得2e 2a =或21e 2a =-(舍去), 所以2e a =,代入原函数可得1232b ++=,即12b =,故2e a =,12b =. 20.解:(1)由题设知2()32f x x ax b '=++,且(1)320f a b '-=-+=,(1)320f a b '=++=,解得0a =,3b =-.(2)由(1)知3()3f x x x =-.因为2()2(1)(2)f x x x +=-+,所以()0g x '=的根为121x x ==,32x =-,于是函数()g x 的极值点只可能是1或2-.当2x <-时,()0g x '<;当21x -<<时,()0g x '>,故2-是()g x 的极值点. 当21x -<<或1x >时,()0g x '>,故1不是()g x 的极值点. 所以的极值点为2-.21.解:(1)①22()122126b f x ax b a x a ⎛⎫'=-=-⎪⎝⎭.当0b ≤时,有()0f x '≥,此时()f x 在[0,)+∞上单调递增; 当0b >时,()12f x a x x ⎛'= ⎝,此时()f x在⎡⎢⎢⎣上单调递减,在⎫⎪⎪⎭上单调递增. 所以当01x ≤≤时,max 3,2,()max{(0),(1)}max{,3}|2|,2a b b a f x f f a b a b a b a a b b a-≤⎧==-+-==-+⎨-+>⎩.②由于01x ≤≤,故当2b a ≤时,333()|2|()34224222(221)f x a b a f x a b ax bx a ax ax a a x x +-+=+-=-+≥-+=-+. 当2b a >时,3333()|2|()42(1)244(1)244(1)22(221)f x a b a f x a b ax b x a ax a x a ax a x a a x x +-+=-+=+-->+-->+--=-+. 设3()221,01g x x x x =-+≤≤,则2()626g x x x x ⎛'=-= ⎝⎭⎝⎭,于是()g x ',()g x 随x 的变化情况如下:所以,min ()10g x g ==.所以当01x ≤≤时,32210x x -+>.故3()|2|2(221)f x a b a a x x +-+≥-+. (2)由①知,当01x ≤≤时,m ax ()|2|f x a b a =-+,所以|2|1a b a -+≤.若|2|1a b a -+≤,则由②知()(|2|)1f x a b a ≥--+≥-.所以1()1f x -≤≤对任意01x ≤≤恒成立的充要条件是|2|1,0,a b a a -+≤⎧⎨>⎩即20,31,0a b a b a -≥⎧⎪-≤⎨⎪>⎩或20,1,0.a b b a a -<⎧⎪-≤⎨⎪>⎩(*)在直角坐标系aOb 中,(*)所表示的平面区域为如图所示的阴影部分,其中不包括线段BC . 做一组平行直线()a b t t +=∈R ,得13a b -<+≤,所以a b +的取值范围是(1,3]-.22.解:(1)由ln ()e xx k f x +=,得1ln (),(0,)e xkx x xf x x x --'=∈+∞. 因为曲线()y f x =在(1,(1))f 处的切线与x 轴平行,(2)由(1)得1ln (),(0,)e x x xf x x x --'=∈+∞, 当(0,1)x ∈时,10x ->,ln 0x ->,()0f x '>;当(1,)x ∈+∞时,10x -<,ln 0x x -<,()0f x '<. 所以()f x 的单调增区间是(0,1),单调递减区间是(1,)+∞. (3)证明:因为2()()()g x x x f x '=+,所以1()(1ln ),(0,)e xx g x x x x x +=--∈+∞. 因此,对任意0x >,2()1e g x -<+等价于2e 1ln (1e )1xx x x x ---<++. 令()1ln ,(0,)h x x x x x =--∈+∞,则2()ln 2(ln ln e ),(0,)h x x x x -'=--=--∈+∞.因此,当2(0,e )x -∈时,()0h x '>,()h x 单调递增;当2(e ,)x -∈+∞时,()0h x '<,()h x 单调递减. 所以()h x 的最大值为22(e )1e h --=+,故21ln 1e x x x ---≤+.设()e (1)x x x ϕ=-+.因为0()e 1e e x x x ϕ'=-=-,所以当(0,)x ∈+∞时,()0x ϕ'>,()x ϕ单调递增,()(0)0x ϕϕ>=,故当(0,)x ∈+∞时,()e (1)0x x x ϕ=-+>,即e 11xx >+. 所以22e 1ln 1e (1e )1x x x x x ----≤+<++.因此对任意0x >,2()1e g x -<+.。