经典导数培优专题(含解析)

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培优导数专题

1、(本大题满分12分) 设函数f (x )=

.cos 2sin x

x

+

(Ⅰ)求f (x )的单调区间;

(Ⅱ)如果对任何,0≥x 都有f (x )ax ≤,求a 的取值范围. 2.(本小题满分12分)

已知.)2()(,02

x

e ax x x

f a -=≥函数

(Ⅰ)当x 为何值时,f (x )取得最小值?证明你的结论; (Ⅱ)设)(x f 在[-1,1]上是单调函数,求a 的取值范围.

3、已知函数2

1()ln (1)(0).2

f x x ax a x a R a =-+-∈≠且

(1)求函数()f x 的单调递增区间;

(2)记函数()y F x =的图象为曲线C .设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)是曲线C 上的不同两点.

如果在曲线C 上存在点M (x 0,y 0),使得:①12

02

x x x +=

;②曲线C 在点M 处的切线平行于直线AB ,则称函数F (x )夺在“中值相依切线”, 试问:函数f (x )是否存在“中值相依切线”,请说明理由.

4、对于函数()f x ,若存在0x R ∈,使00()f x x =成立,则称0x 为()f x 的不动点。如果函数

2()(,*)x a f x b c N bx c +=∈-有且仅有两个不动点0、2,且1(2)2

f -<-。

(1)试求函数()f x 的单调区间;

(2)已知各项均为负的数列{}n a 满足1)1

(

4=n

n a f s ,求证:1111ln n n n a n a ++-<<-;

(3)设1

n n

b a =-

,n T 为数列{}n b 的前n 项和,求证:201120101ln 2011T T -<<。 5、(12分)设函数f (x ) = x 2+bln (x +1),

(1)若对定义域的任意x ,都有f (x )≥f (1)成立,求实数b 的值; (2)若函数f (x )在定义域上是单调函数,求实数b 的取值范围; (3)若b =-1,证明对任意的正整数n ,不等式3331

1

......31211)1(n

k f n

k ++++∑

= 都成立;

6、(12分)已知函数)()(R x kx e x f x

∈-= (1)若e k =,试确定函数)(x f 的单调区间;

(2)若0>k 且对任意R x ∈,0|)(|>x f 恒成立,试确定实数k 的取值范围; (3)设函数)()()(x f x f x F -+=,求证:)()2()()2()1(2

1

*+∈+>⋅N n e n F F F n n

1解: (I ).)

cos 2(1

cos 2)cos 2()sin (sin cos )cos 2()(2

2x x x x x x x x f ++=+--+=

' ……2分

是减函数在每一个区间是增函数在每一区间因此即时当即时当6.

))(3

42,322()(,

))(322,322()(.

0)(,2

1

cos ,)(342322;0)(,21

cos ,)(322322 Z Z Z Z ∈++∈+-<'-<∈+<<+>'->∈+<<-

k k k x f k k k x f x f x k k x k x f x k k x k π

ππππ

πππππππππππ

(II )令则),()(x f ax x g -=

.

3

1

)31cos 21(3)cos 2(3

cos 22)cos 2(1cos 2)(222

-+-+=++

+-=++-

='a x x x a x x a x g

故当.)(,0)0()(,0,0)0(.0)(,3

1

ax x f g x g x g x g a ≤=≥≥=≥'≥

即时所以当又时

[)[).

2

021)2(,0.

3

sin cos 2sin )(,

)3arccos ,0(,.

3sin ,0)0()(,)3arccos ,0(.3arccos ,0)(.0)(,3arccos ,0.

3cos )(,3sin )(,3

1

π⋅≥>=≤>>+=

∈>=>∈>'∈-='-=<

x x x f a x ax x h x h a x a x h x h a x a x x h ax x x h a 有时当时当于是即时故当上单调增加在因此时故当则令时当

因此,a 的取值范围是.,31

⎪⎭

⎫⎢⎣⎡+∞

……12分

2.解:(I )对函数f (x )求导数,得 .]2)1(2[)22()2()(2

2

x

x

x

e a x a x e a x e ax x x

f --+=-+-=' 令0)(='x f ,得 [x 2+2(1-a )x -2a ]e x =0,从而x 2+2(1-a )x -2a =0. 解得 212221,11,11x x a a x a a x <++-=+--=其中,

当x 变化时,)(x f ',f (x )的变化如下表:

当f (x )在x =x 1处取到极大值,在x =x 2处取到极小值,……………………4分 当a ≥0时,x 1<-1, x 2≥0,f (x )在(x 1 , x 2)为减函数,在(x 2,+ ∞)为增函数. 而当x <0时,f (x )=x (x -2a )e x >0;当x =0时,f (x )=0.

所以当x =a -1+21a +时, f (x )取得最小值. …………………8分(II )当a ≥0时,f (x )在[-1,1]

上单调函数的充要条件是x 2≥1,即a -1+21a +≥1.解得a ≥4

3

;综上:f (x )在[-1,1]上为单调函数的充分必要条件为a ≥

43;即a 的取值范围是),4

3

[+∞… 3、解:(Ⅰ) 函数()f x 的定义域是(0,)+∞. ………1分

由已知得,1

(1)()

1'()1a x x a f x ax a x x

-+=-+-=-. ………2分 ⅰ 当0a >时, 令'()0f x >,解得01x <<;∴函数()f x 在(0,1)上单调递增 ⅱ 当0a <时,

①当11a -<时,即1a <-时, 令'()0f x >,解得1

0x a

<<-或1x >; ∴函数()f x 在1

(0,)a

-和(1,)+∞上单调递增

②当1

1a -=时,即1a =-时, 显然,函数()f x 在(0,)+∞上单调递增;

③当11a ->时,即10a -<<时, 令'()0f x >,解得01x <<或1x a

>-

∴函数()f x 在(0,1)和1

(,)a

-+∞上单调递增 。。。。。。。。。。。6分

综上所述:

⑴当0a >时,函数()f x 在(0,1)上单调递增

⑵当1a <-时,函数()f x 在1(0,)a

-和(1,)+∞上单调递增