2018届高考数学二轮复习 专题检测(九)导数的简单应用 文
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专题能力训练5 导数及其应用(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)1.已知曲线y=在点(3,2)处的切线与直线ax+y+1=0垂直,则a=()A.-2B.2C.-D.2.已知函数f(x)=ln x+ln(2-x),则()A.f(x)在(0,2)单调递增B.f(x)在(0,2)单调递减C.y=f(x)的图象关于直线x=1对称D.y=f(x)的图象关于点(1,0)对称3.已知a≥0,函数f(x)=(x2-2ax)e x.若f(x)在[-1,1]上是单调递减函数,则a的取值范围是()A.0<a<B.<a<C.a≥D.0<a<4.已知函数f(x)的定义域为R,f(-1)=2,对任意x∈R,f'(x)>2,则f(x)>2x+4的解集为()A.(-1,1)B.(-1,+∞)C.(-∞,-1)D.(-∞,+∞)5.(2017浙江金丽衢十二校模拟)如图,已知直线y=kx+m与曲线y=f(x)相切于两点,则F(x)=f(x)-kx有()A.1个极大值点,2个极小值点B.2个极大值点,1个极小值点C.3个极大值点,无极小值点D.3个极小值点,无极大值点6.将函数y=ln(x+1)(x≥0)的图象绕坐标原点逆时针方向旋转角θ(θ∈(0,α]),得到曲线C,若对于每一个旋转角,曲线C都仍然是一个函数的图象,则α的最大值为()A.πB.C.D.7.已知函数f(x)=x+e x-a,g(x)=ln(x+2)-4e a-x,其中e为自然对数的底数,若存在实数x0,使f(x0)-g(x0)=3成立,则实数a的值为()A.-ln 2-1B.ln 2-1C.-ln 2D.ln 28.若函数f(x)=ln x与函数g(x)=x2+2x+a(x<0)有公切线,则实数a的取值范围是()A. B.(-1,+∞)C.(1,+∞)D.(-ln 2,+∞)二、填空题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)9.若f(x)=x3+3ax2+3(a+2)x+1有极大值和极小值,则a的取值范围为.10.(2017浙江诸暨肇庆三模)已知函数f(x)=x3+ax2+3x-9,若x=-3是函数f(x)的一个极值点,则实数a=.11.设f'(x)是奇函数f(x)(x∈R)的导函数,f(-2)=0,当x>0时,xf'(x)-f(x)>0,则使得f(x)>0成立的x的取值范围是.12.已知函数f(x)=x3-2x+e x-,其中e是自然对数的底数.若f(a-1)+f(2a2)≤0,则实数a的取值范围是.13.已知函数f(x)=若对于∀t∈R,f(t)≤kt恒成立,则实数k的取值范围是.14.设函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)满足f(1)+f(3)=2f(2),现给出如下结论:①若f(x)是区间(0,1)上的增函数,则f(x)是区间(3,4)上的增函数;②若a·f(1)≥a·f(3),则f(x)有极值;③对任意实数x0,直线y=(c-12a)(x-x0)+f(x0)与曲线y=f(x)有唯一公共点.其中正确的结论为.(填序号)三、解答题(本大题共2小题,共30分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)15.(本小题满分15分)已知函数f(x)=x3+|x-a|(a∈R).(1)当a=1时,求f(x)在(0,f(0))处的切线方程;(2)当a∈(0,1)时,求f(x)在区间[-1,1]上的最小值(用a表示).16.(本小题满分15分)已知函数f(x)=ax(ln x-1)(a≠0).(1)求函数y=f(x)的单调递增区间;(2)当a>0时,设函数g(x)=x3-f(x),函数h(x)=g'(x),①若h(x)≥0恒成立,求实数a的取值范围;②证明:ln(1×2×3×…×n)2e<12+22+32+…+n2(n∈N*).参考答案专题能力训练5导数及其应用1.A解析由y'=得曲线y=在点(3,2)处的切线斜率为-,又切线与直线ax+y+1=0垂直,则a=-2.故选A.2.C解析f(x)=ln x+ln(2-x)=ln(-x2+2x),x∈(0,2).当x∈(0,1)时,x增大,-x2+2x增大,ln(-x2+2x)增大,当x∈(1,2)时,x增大,-x2+2x减小,ln(-x2+2x)减小,即f(x)在区间(0,1)上单调递增,在区间(1,2)上单调递减,故排除选项A,B;因为f(2-x)=ln(2-x)+ln[2-(2-x)]=ln(2-x)+ln x=f(x),所以函数y=f(x)的图象关于直线x=1对称,故排除选项D.故选C.3.C解析f'(x)=e x[x2+2(1-a)x-2a],∵f(x)在[-1,1]上单调递减,∴f'(x)≤0在[-1,1]上恒成立.令g(x)=x2+2(1-a)x-2a,则解得a≥.4.B解析由f(x)>2x+4,得f(x)-2x-4>0,设F(x)=f(x)-2x-4,则F'(x)=f'(x)-2,因为f'(x)>2,所以F'(x)>0在R上恒成立,所以F(x)在R上单调递增.而F(-1)=f(-1)-2×(-1)-4=2+2-4=0,故不等式f(x)-2x-4>0等价于F(x)>F(-1),所以x>-1.故选B.5.A解析F'(x)=f'(x)-k,如下图所示,从而可知函数y=F'(x)共有三个零点x1,x2,x3,因此函数F(x)在(-∞,x1)上单调递减,在(x1,x2)上单调递增,在(x2,x3)上单调递减,在(x3,+∞)上单调递增,故x1,x3为极小值点,x2为极大值点,即F(x)有1个极大值点,2个极小值点,应选A.6.D解析函数y=ln(x+1)(x≥0)的图象绕坐标原点逆时针方向连续旋转时,当且仅当其任意切线的倾斜角小于等于90°时,其图象都仍然是一个函数的图象,因为x≥0时y'=是减函数,且0<y'≤1,当且仅当x=0时等号成立,故在函数y=ln(x+1)(x≥0)的图象的切线中,x=0处的切线倾斜角最大,其值为,由此可知αmax=.故选D.7.A解析由题意得f(x)-g(x)=x+e x-a-ln(x+2)+4e a-x,令h(x)=x-ln(x+2),x>-2,则h'(x)=1-,∴h(x)在区间(-2,-1)上单调递减,在区间(-1,+∞)上单调递增,∴h(x)min=h(-1)=-1,又∵e x-a+4e a-x≥2=4,∴f(x)-g(x)≥3,当且仅当时等号成立.故选A.8.A解析设公切线与函数f(x)=ln x切于点A(x1,ln x1)(x1>0),则切线方程为y-ln x1=(x-x1),设公切线与函数g(x)=x2+2x+a切于点B(x2,+2x2+a)(x2<0),则切线方程为y-(+2x2+a)=2(x2+1)(x-x2),所以有因为x2<0<x1,所以0<<2.又a=ln x1+-1=-ln-1,令t=,所以0<t<2,a=t2-t-ln t.设h(t)=t2-t-ln t(0<t<2),则h'(t)=t-1-<0,所以h(t)在区间(0,2)上为减函数,则h(t)>h(2)=-ln 2-1=ln,所以a∈.故选A.9.(-∞,-1)∪(2,+∞)解析f'(x)=3x2+6ax+3(a+2),由题意知f'(x)=0有两个不相等的实根,则Δ=(6a)2-4×3×3(a+2)>0,即a2-a-2>0,解得a>2或a<-1.10.5解析f'(x)=3x2+2ax+3,由题意知x=-3为方程3x2+2ax+3=0的根,则3×(-3)2+2a×(-3)+3=0,解得a=5.11.(-2,0)∪(2,+∞)解析令g(x)=,则g'(x)=>0,x∈(0,+∞),所以函数g(x)在(0,+∞)上单调递增.又g(-x)==g(x),则g(x)是偶函数,g(-2)=0=g(2),则f(x)=xg(x)>0⇔解得x>2或-2<x<0.故不等式f(x)>0的解集为(-2,0)∪(2,+∞).12.解析因为f(-x)=(-x)3-2(-x)+e-x-=-f(x),所以f(x)为奇函数.因为f'(x)=3x2-2+e x+e-x≥3x2-2+2≥0(当且仅当x=0时等号成立),所以f(x)在R上单调递增,因为f(a-1)+f(2a2)≤0可化为f(2a2)≤-f(a-1),即f(2a2)≤f(1-a),所以2a2≤1-a,2a2+a-1≤0,解得-1≤a≤,故实数a的取值范围是.13.14.①②③解析由f(1)+f(3)=2f(2)化简得b=-6a.f'(x)=3ax2+2bx+c=3ax2-12ax+c,其对称轴为x=2,如果f(x)在区间(0,1)上递增,其关于x=2对称的区间为(3,4),故区间(3,4)也是其增区间,①正确.a[f(1)-f(3)]≥0,即2a(11a-c)≥0,导函数f'(x)=3ax2-12ax+c的判别式144a2-12ac=12a(12a-c),当a>0时,12a-c>11a-c≥0,判别式为正数,当a<0时,11a-c≤0,12a-c≤a<0,其判别式为正数,即导函数有零点,根据二次函数的性质可知原函数有极值,②正确.注意到f'(2)=c-12a,则③转化为f'(2)=,即函数图象上任意两点连线的斜率和函数在x=2处的切线的斜率相等的有且仅有一个点.由于x=2是导函数f'(x)=3ax2-12ax+c的最小值点,即有且仅有一个最小值点,故③正确.15.解 (1)因为当a=1,x<1时,f(x)=x3+1-x,f'(x)=3x2-1,所以f(0)=1,f'(0)=-1,所以f(x)在(0,f(0))处的切线方程为y=-x+1.(2)当a∈(0,1)时,由已知得f(x)=当a<x<1时,由f'(x)=3x2+1>0,知f(x)在(a,1)上单调递增.当-1<x<a时,由f'(x)=3x2-1,知①当a∈时,f(x)在上递增,在上递减,在上递增,所以f(x)min=min=min=a-.②当a∈时,f(x)在上递增,在上递增,在(a,1)上递增,所以f(x)min=min{f(-1),f(a)}=min{a,a3}=a3.综上所述,f(x)min=16.解 (1)∵f'(x)=a=a ln x,令f'(x)>0,当a>0时,解得x>1;当a<0时,解得0<x<1,∴当a>0时,函数y=f(x)的单调递增区间是(1,+∞);当a<0时,函数y=f(x)的单调递增区间是(0,1).(2)①∵h(x)=g'(x)=x2-f'(x)=x2-a ln x,∴由题意得h(x)min≥0.∵h'(x)=x-,∴当x∈(0,)时,h'(x)<0,h(x)单调递减;当x∈(,+∞)时,h'(x)>0,h(x)单调递增.∴h(x)min=h()=a-a ln,由a-a ln≥0,得ln a≤1,解得0<a≤e.∴实数a的取值范围是(0,e].②由(1)知a=e时,h(x)=x2-eln x≥0在x∈(0,+∞)上恒成立,当x=时等号成立,∴x∈N*时,2eln x<x2,令x=1,2,3,…,n,累加可得2e(ln 1+ln 2+ln 3+…+ln n)<12+22+32+…+n2,即ln(1×2×3×…×n)2e<12+22+32+…+n2(n∈N*).。
2018届二轮透析高考数学23题对对碰【二轮精品】第三篇主题21 导数的综合应用【主题考法】本主题考试题型为解答题,与解析几何、函数、立体几何、概率等数学知识结合主要考查常见函数的导数、导数的运算法则、利用导数函数研究函数的切线、单调性、极值及最值,考查利用导数研究函数的图象与性质,再利用函数图象与性质处理函数零点、证明不等式或不等式恒成立求参数范围等综合问题,常为压轴题,难度较大,分值为12分.【主题考前回扣】1.导数的几何意义(1)f′(x0)的几何意义:曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线的斜率,该切线的方程为y-f(x0)=f′(x0)·(x-x0).(2)切点的两大特征:①在曲线y=f(x)上;②在切线上.2.利用导数研究函数的单调性(1)求可导函数单调区间的一般步骤①求函数f(x)的定义域;②求导函数f′(x);③由f′(x)>0的解集确定函数f(x)的单调增区间,由f′(x)<0的解集确定函数f(x)的单调减区间.(2)由函数的单调性求参数的取值范围:①若可导函数f(x)在区间M上单调递增,则f′(x)≥0(x∈M)恒成立;若可导函数f(x)在区间M上单调递减,则f′(x)≤0(x∈M)恒成立;②若可导函数在某区间上存在单调递增(减)区间,f′(x)>0(或f′(x)<0)在该区间上存在解集;③若已知f(x)在区间I上的单调性,区间I中含有参数时,可先求出f(x)的单调区间,则I是其单调区间的子集.3.利用导数研究函数的极值与最值(1)求函数的极值的一般步骤①确定函数的定义域;②解方程f′(x)=0;③判断f′(x)在方程f′(x)=0的根x0两侧的符号变化:若左正右负,则x0为极大值点;若左负右正,则x0为极小值点;若不变号,则x0不是极值点.(2)求函数f(x)在区间[a,b]上的最值的一般步骤①求函数y=f(x)在[a,b]内的极值;②比较函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值f(a),f(b)的大小,最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.【易错点提醒】1.已知可导函数f (x )在(a ,b )上单调递增(减),则f ′(x )≥0(≤0)对∀x ∈(a ,b )恒成立,不能漏掉“=”,且需验证“=”不能恒成立;已知可导函数f (x )的单调递增(减)区间为(a ,b ),则f ′(x )>0(<0)的解集为(a ,b ).2.f ′(x )=0的解不一定是函数f (x )的极值点.一定要检验在x =x 0的两侧f ′(x )的符号是否发生变化,若变化,则为极值点;若不变化,则不是极值点. 3.函数在某点的切线与过某点的切线的区别. 【主题考向】考向一 导数的运算和几何意义【解决法宝】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进行转化.以平行、垂直直线斜率间的关系为载体求参数的值,则要求掌握平行、垂直与斜率之间的关系,进而和导数联系起来求解. 求曲线的切线要注意“过点P 的切线”与“在点P 处的切线”的差异,过点P 的切线中,点P 不一定是切点,点P 也不一定在已知曲线上,而在点P 处的切线,必以点P 为切点. 例1【2018届天津市滨海新区七所重点学校联考】已知函数()1ln xf x x ax-=+(其中0a >, e 2.7≈). (1)当1a =时,求函数()f x 在()()1,1f 点处的切线方程; (2)若函数()f x 在区间[)2,+∞上为增函数,求实数a 的取值范围; (3)求证:对于任意大于1的正整数n ,都有111ln 23n n>+++. 【分析】(1)()21x f x x='-, ()10f '=, ()10f =,可求得切线方程。
专题2.4 导数的应用(二)(测试时间:120分钟 满分:150分)一、选择题(共12小题,每题5分,共60分)1. 曲线x y ln =上一点P 和坐标原点O 的连线恰好是该曲线的切线,则点P 的横坐标为( )A .eC .e 2D .2 【答案】A考点:导数的几何意义2. 已知函数y =2x 3+ax 2+36x -24在x =2处有极值,则该函数的一个递增区间是 A.(2,3)B.(3,+∞)C.(2,+∞)D.(-∞,3)【答案】B【解析】本题考查常见函数的导数,可导函数f ′(x )=0与极值点的关系,以及用导数求函数的单调区间.y ′=6x 2+2ax +36.∵函数在x =2处有极值,∴y ′|x =2=24+4a +36=0,即-4a =60.∴a =-15. ∴y ′=6x 2-30x +36=6(x 2-5x +6)=6(x -2)(x -3). 由y ′=6(x -2)(x -3)>0,得x <2或x >3. 考点:导数与函数的单调性。
3. 如图是函数()32f x x bx cx d =+++的大致图象,则2212x x +=( )A .23 B .43 C .83 D .123【来源】【百强校】2015-2016学年四川南充高级中学高二下期期末理数学试卷(带解析) 【答案】C 【解析】考点:利用导数研究函数的极值;导数的几何意义.【方法点晴】本题主要考查了导数研究函数的单调性与极值、导数的几何意义的应用,充分体现导数在函数问题解答中的应用,本题的解答中根据函数的图象()0f x =的根为0,1,2,求出函数的解析式,再利用12,x x 是方程23620x x -+=的两根,结合一元二次方程的根与系数的关系是解答的关键,着重考查了学生分析问题和解答问题的能力,以及转化与化归思想的应用.4. 已知关于x 的不等式ln mx x <有唯一整数解,则实数m 的最小值为( ) A.1ln22 B. 1ln33 C. 1ln23 D. 1ln32【来源】【全国校级联考】吉林省百校联盟2018届高三九月联考数学(文)试题 【答案】A【解析】由ln mx x <,得: ln m x x <,令()ln g x x x =,∴()21l n g?xx x -=, ()g?0,x <得到减区间为()e ∞+,; ()g?0,x >得到增区间为()0e ,,∴()max 1g x e =, ()1g 2ln22=, ()1g 3ln33=,且()()g 2g 3<,∴要使不等式ln mx x <有唯一整数解,实数m 应满足11ln2m ln323≤<,∴实数m 的最小值为1ln22. 故选:A点睛:不等式ln mx x <有唯一整数解问题可以转化为两个图像的位置关系问题,观察y m =与()ln g xx x=的图象的高低关系,只要保证y m =上方只有一个整数满足ln m xx<即可. 5. 若函数()ln f x x x a =-有两个零点,则实数a 的取值范围为( ) A. 1,1e ⎛⎫- ⎪⎝⎭ B. 1,1e ⎛⎫ ⎪⎝⎭ C. 1,0e ⎛⎫- ⎪⎝⎭ D. 1,e ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭【来源】【全国市级联考】2018黔东南州高考第一次模拟考试文科数学试题 【答案】C【解析】函数的定义域为0+∞(,),由()ln 0f x x x a =-=,得ln x x a =,故选C.点睛:本题主要考查函数零点的应用,构造函数求函数的导数,利用函数极值和导数之间的关系是解决本题的关键;根据函数零点的定义, ()ln 0f x x x a =-=,得ln x x a =,设函数()ln g x x x =,利用导数研究函数的极值即可得到结论.6.对任意x ∈R,函数f (x )的导数存在,若f′(x )>f(x)且 a >0,则以下正确的是( ▲)A .)0()(f e a f a ⋅>B .)0()(f e a f a⋅< C .)0()(f a f > D .)0()(f a f < 【答案】A 【解析】试题分析:设()()x e x f x g =,那么()()()()02>-'='x xx ee xf e x f xg ,所以()x g 是单调递增函数,那么当0>a 时,()()0g a g >,即()()0f ea f a>,即)0()(f e a f a⋅< 考点:根据函数的单调性比较大小7. 设f(x)是定义在R 上的奇函数,且f(2)=0,当x>0则不等式2()0x f x >的解集是A. (-2,0) ∪(2,+∞)B. (-2,0) ∪(0,2)C. (-∞,-2)∪(2,+∞) D . (-∞,-2)∪(0,2) 【答案】D 【解析】故选D考点:利用导数求不等式的解集。
高考数学二轮复习考点知识与题型专题解析导数的简单应用微专题1导数的几何意义及其应用导数的几何意义函数f(x)在x0处的导数是曲线f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的斜率,曲线f(x)在点P 处的切线的斜率k=f′(x0),相应的切线方程为y-f(x0)=f′(x0)·(x-x0).『典型题训练』1.若过函数f(x)=ln x-2x图象上一点的切线与直线y=2x+1平行,则该切线方程为()A.2x-y-1=0B.2x-y-2ln2+1=0C.2x-y-2ln2-1=0D.2x+y-2ln2-1=02.已知a∈R,设函数f(x)=ax-ln x+1的图象在点(1,f(1))处的切线为l,则l过定点()A.(0,2) B.(1,0)C.(1,a+1) D.(e,1)),则曲线y=f(x)在x=0 3.已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足f(x)=cos x-xf′(π2处的切线方程是()A.2x-y-1=0 B.2x+y+1=0C.x-2y+2=0 D.x+2y+1=04.已知函数f(x)=a e x+x2的图象在点M(1,f(1))处的切线方程是y=(2e+2)x+b,那么ab=()A.2 B.1 C.-1 D.-25.[2021·重庆三模]已知曲线C1:f(x)=e x+a和曲线C2:g(x)=ln (x+b)+a2(a,b∈R),若存在斜率为1的直线与C1,C2同时相切,则b的取值范围是(),+∞)B.[0,+∞)A.[−94]C.(−∞,1]D.(−∞,94在点(-1,-3)处的切线方程为________________.6.[2021·全国甲卷(理)]曲线y=2x−1x+2微专题2利用导数研究函数的单调性『常考常用结论』导数与单调性的关系1.f′(x)>0是f(x)为增函数的充分不必要条件,如函数f(x)=x3在(-∞,+∞)上单调递增,但f′(x)≥0;2.f′(x)≥0是f(x)为增函数的必要不充分条件,当函数在某个区间内恒有f′(x)=0时,则f(x)为常数,函数不具有单调性.『提分题组训练』1.[2021·山东烟台模拟]已知a=ln12 020+2 0192 020,b=ln12 021+2 0202 021,c=ln12 022+2 0212 022,则a,b,c的大小关系是()A.a>b>c B.a>c>bC.c>b>a D.c>a>b2.函数f(x)=x2-a ln x在[1,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围是()A.(0,2] B.(2,+∞)C.(-∞,2] D.(-∞,2)3.已知函数f(x)=23x3-ax2+4x在区间(-2,-1)内存在单调递减区间,则实数a的取值范围是()A.(2√2,+∞) B.[2√2,+∞)C.(-∞,-2√2) D.(-∞,-2√2]4.若函数f(x)的导函数为f′(x),对任意x∈(-π,0),f′(x)sin x<f(x)cos x恒成立,则()A.√2f(−5π6)>f(−3π4)B.f(−5π6)>√2f(−3π4)C.√2f(−5π6)<f(−3π4)D.f(−5π6)<√2f(−3π4)5.定义在R上的函数f(x)满足f(x)>1-f′(x),f(0)=6,则不等式f(x)>1+5e x(e为自然对数的底数)的解集为()A.(0,+∞) B.(5,+∞)C.(-∞,0)∪(5,+∞) D.(−∞,0)6.[2021·山东济南一模]设a=2022ln2020,b=2021ln2021,c=2020ln2022,则() A.a>c>b B.c>b>aC.b>a>c D.a>b>c微专题3利用导数研究函数的极值、最值『常考常用结论』导数与极值、最值(1)函数f(x)在x0处的导数f′(x0)=0且f′(x)在x0附近“左正右负”⇔f(x)在x0处取极大值;函数f(x)在x0处的导数f′(x0)=0且f′(x)在x0附近“左负右正”⇔f(x)在x0处取极小值.(2)函数f(x)在一闭区间上的最大值是此函数在该区间上的极值与该区间端点处函数值中的“最大者”;函数f(x)在一闭区间上的最小值是此函数在该区间上的极值与该区间端点处函数值中的“最小者”.『提分题组训练』1.已知函数f(x)=12sin2x+sin x,则f(x)的最小值是()A.-3√32B.3√32C.-3√34D.3√342.[2021·全国乙卷(理)]设a≠0,若x=a为函数f(x)=a(x-a)2(x-b)的极大值点,则()A .a <bB .a >bC .ab <a 2D .ab >a 23.函数f (x )=x 3-ax 2-bx +a 2在x =1处有极值10,则点(a ,b )为() A .(3,-3) B .(-4,11) C .(3,-3)或(-4,11) D .(4,11)4.若函数f (x )=x 3-3x 在区间(2a ,3-a 2)上有最大值,则实数a 的取值范围是() A .(-3,1) B .(-2,1) C .(−3,−12) D .(-2,-1]5.若函数f (x )=12e 2x -m e x -m2x 2有两个极值点,则实数m 的取值范围是() A .(12,+∞) B .(1,+∞) C .(e 2,+∞) D .(e ,+∞) 6.[2021·山东模拟]若函数f (x )={2x−2−2m ,x <12x 3−6x 2,x ≥1有最小值,则m 的一个正整数取值可以为________.参考答案导数的简单应用微专题1导数的几何意义及其应用典型题训练1.解析:由题意,求导函数可得y ′=1x -2, ∵切线与直线y =2x +1平行, ∴1x -2=2, ∴x =14,∴切点P 坐标为(14,−2ln 2−12),∴过点P 且与直线y =2x +1平行的切线方程为y +2ln2+12=2(x −14),即2x -y -2ln2-1=0.故选C.答案:C2.解析:由f (x )=ax -ln x +1⇒f ′(x )=a -1x ,f ′(1)=a -1,f (1)=a +1,故过(1,f (1))处的切线方程为:y =(a -1)(x -1)+a +1=(a -1)x +2,故l 过定点(0,2).故选A.答案:A3.解析:∵f (x )=cos x -xf ′(π2), ∴f ′(x )=-sin x -f ′(π2),∴f ′(π2)=-sin π2-f ′(π2)=-1-f ′(π2), 解得:f ′(π2)=-12,∴f (x )=cos x +12x ,f ′(x )=-sin x +12,∴f (0)=1,f ′(0)=12,∴y =f (x )在x =0处的切线方程为y -1=12x ,即x -2y +2=0.故选C.4.解析:因为f (x )=a e x +x 2,所以f ′(x )=a e x +2x ,因此切线方程的斜率k =f ′(1)=a e +2,所以有a e +2=2e +2,得a =2,又切点在切线上,可得切点坐标为(1,2e +2+b ), 将切点代入f (x )中,有f (1)=2e +1=2e +2+b ,得b =-1, 所以ab =-2.故选D. 答案:D5.解析:f ′(x )=e x ,g ′(x )=1x+b ,设斜率为1的切线在C 1,C 2上的切点横坐标分别为x 1,x 2,由题知e x 1=1x2+b=1,∴x 1=0,x 2=1-b ,两点处的切线方程分别为y -(1+a )=x 和y -a 2=x -(1-b ), 故a +1=a 2-1+b ,即b =2+a -a 2=-(a −12)2+94≤94.故选D. 答案:D6.解析:y ′=(2x−1x+2)′=2(x+2)−(2x−1)(x+2)2=5(x+2)2,所以y ′|x =-1=5(−1+2)2=5,所以切线方程为y +3=5(x +1),即y =5x +2.答案:y =5x +2微专题2利用导数研究函数的单调性提分题组训练1.解析:构造函数f (x )=ln x +1-x ,f ′(x )=1x-1=1−x x,当0<x <1时,f ′(x )>0,f (x )单调递增,所以f (12 020)>f (12 021)>f (12 022),a >b >c .故选A.2.解析:由题意得,f ′(x )=2x -ax ≥0在x ∈[1,+∞)上恒成立, 所以a ≤2x 2在x ∈[1,+∞)上恒成立, 因为2x 2在x ∈[1,+∞)的最小值为2, 所以m ≤2.故选C. 答案:C3.解析:f ′(x )=2x 2-2ax +4,由题意得∃x ∈(-2,-1),使得不等式f ′(x )=2(x 2-ax +2)<0成立, 即x ∈(-2,-1)时,a <(x +2x )max ,令g (x )=x +2x ,x ∈(-2,-1), 则g ′(x )=1-2x 2=x 2−2x 2,令g ′(x )>0,解得-2<x <-√2, 令g ′(x )<0,解得-√2<x <-1,故g (x )在(-2,-√2)上单调递增,在(-√2,-1)上单调递减, 故g (x )max =g (-√2)=-2√2,故满足条件的a 的范围是(-∞,-2√2), 故选C. 答案:C4.解析:因为任意x ∈(-π,0),f ′(x )sin x <f (x )cos x 恒成立, 即任意x ∈(-π,0),f ′(x )sin x -f (x )cos x <0恒成立, 又x ∈(-π,0)时,sin x <0,所以[f (x )sin x ]′=f ′(x )sin x−f (x )cos x(sin x )2<0,所以f (x )sin x 在(-π,0)上单调递减, 因为-5π6<-3π4,所以f(−5π6)sin(−5π6)>f(−3π4)sin(−3π4),即f(−5π6)−12>f(−3π4)−√22,所以√2f (−5π6)<f (−3π4),故选C.答案:C5.解析:设g (x )=e x f (x )-e x ,因为f (x )>1-f ′(x ),所以g ′(x )=e x [f (x )+f ′(x )]-e x =e x [f (x )+f ′(x )-1]>0,所以g (x )是R 上的增函数, 又g (0)=e 0f (0)-e 0=5,所以不等式f (x )>1+5e x 可化为e xf (x )-e x >5,即g (x )>g (0),所以x >0.故选A.答案:A6.解析:令f (x )=ln xx+1且x ∈(0,+∞),则f ′(x )=1+1x−ln x (x+1)2,若g (x )=1+1x -ln x ,则在x ∈(0,+∞)上g ′(x )=-1x 2−1x <0,即g (x )单调递减, 又g (e)=1e >0,g (e 2)=1e 2-1<0,即∃x 0∈(1e ,e 2)使g (x 0)=0, ∴在(x 0,+∞)上g (x )<0,即f ′(x )<0,f (x )单调递减; ∴f (2021)<f (2020),有ln 20212 022<ln 20202 021,即a >b ,令m (x )=ln xx−1且x ∈(0,1)∪(1,+∞),则m ′(x )=1−1x−ln x (x−1)2,若n (x )=1-1x -ln x ,则n ′(x )=1x (1x -1),即在x ∈(0,1)上n (x )单调递增,在x ∈(1,+∞)上n (x )单调递减,∴n (x )<n (1)=0,即m ′(x )<0,m (x )在x ∈(1,+∞)上递减, ∴m (2022)<m (2021),有ln 20222 021<ln 20212 020,即b >c ,故选D.答案:D微专题3利用导数研究函数的极值、最值提分题组训练1.解析:由题得f ′(x )=cos2x +cos x =2cos 2x +cos x -1=(2cos x -1)(cos x +1), 所以当cos x >12时,f ′(x )>0,f (x )单调递增;当-1≤cos x <12时,f ′(x )<0,f (x )单调递减.所以f (x )取得最小值时,cos x =12,此时sin x =±√32, 当sin x =-√32时,f (x )=sin x cos x +sin x =-3√34; 当sin x =√32时,f (x )=sin x cos x +sin x =3√34; 所以f (x )的最小值是-3√34.故选C.答案:C 2.解析:当a >0时,根据题意画出函数f (x )的大致图象,如图1所示,观察可知b >a .当a <0时,根据题意画出函数f (x )的大致图象,如图2所示,观察可知a >b .综上,可知必有ab >a 2成立.故选D.答案:D3.解析:由f (x )=x 3-ax 2-bx +a 2,求导f ′(x )=3x 2-2ax -b ,由函数f(x)=x3-ax2-bx+a2在x=1处有极值10,则{f(1)=10f′(1)=0,即{1−a−b+a2=103−2a−b=0,解得{a=−4b=11或{a=3b=−3,当a=3,b=-3时,f′(x)=3x2-6x+3=3(x-1)2≥0,此时f(x)在定义域R上为增函数,无极值,舍去.当a=-4,b=11,f′(x)=3x2+8x-11,x=1为极小值点,符合题意,故选B.答案:B4.解析:因为函数f(x)=x3-3x,所以f′(x)=3x2-3,当x<-1或x>1时,f′(x)>0,当-1<x<1时,f′(x)<0,所以当x=-1时,f(x)取得最大值,又f(-1)=f(2)=2,且f(x)在区间(2a,3-a2)上有最大值,所以2a<-1<3-a2≤2,解得-2<a≤-1,所以实数a的取值范围是(-2,-1]故选D.答案:D5.解析:依题意,f′(x)=e2x-m e x-mx有两个变号零点,令f′(x)=0,即e2x-m e x-mx=0,则e2x=m(e x+x),显然m≠0,则1m =e x+xe2x,设g(x)=e x+xe2x,则g′(x)=(e x+1)·e2x−(e x+x)·2e2xe4x =1−e x−2xe2x,设h(x)=1-e x-2x,则h′(x)=-e x-2<0,∴h(x)在R上单调递减,又h(0)=0,∴当x∈(-∞,0)时,h(x)>0,g′(x)>0,g(x)单调递增,当x∈(0,+∞)时,h(x)<0,g′(x)<0,g(x)单调递减,∴g(x)max=g(0)=1,且x→-∞时,g(x)→-∞,x→+∞时,g(x)→0,<1,解得m>1.∴0<1m故选B.答案:B6.解析:y=2x-2-2m在(-∞,1)上单调递增,∴y=2x-2-2m>-2m;当x≥1时,y=2x3-6x2,此时,y′=6x2-12x=6x(x-2).∴y=2x3-6x2在(1,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,∴y=2x3-6x2在[1,+∞)上的最小值为-8,函数f(x)有最小值,则-2m≥-8,即m≤4,故m的一个正整数取值可以为4.答案:4。
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下面小编为大家整理的广东高考数学导数的简单应用复习试题,希望大家喜欢。
广东高考数学导数的简单应用复习试题1.下列各坐标系中是一个函数与其导函数的图象,其中一定错误的是( )答案:C 命题立意:本题考查导数在研究函数单调性上的应用,难度中等.解题思路:依次判断各个选项,易知选项C中两图象在第一象限部分,不论哪一个作为导函数的图象,其值均为正值,故相应函数应为增函数,但相反另一函数图象不符合单调性,即C选项一定不正确.2.已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足f(x)=2xf′(e)+ln x,则f′(e)=()A.1B.-1C.-e-1D.-e答案:C 命题立意:本题考查函数的导数的求法与赋值法,难度中等.解题思路:依题意得,f′(x)=2f′(e)+,取x=e得f′(e)=2f′(e)+,由此解得f′(e)=-=-e-1,故选C.3.已知函数y=f(x)的图象如图所示,则其导函数y=f′(x)的图象可能是( )A B C D答案:A 命题立意:本题考查函数的性质,难度较小.解题思路:函数f(x)的图象自左向右看,在y轴左侧,依次是增、减、增;在(0,+∞)上是减函数.因此,f′(x)的值在y轴左侧,依次是正、负、正,在(0,+∞)上的取值恒非正,故选A.4.已知f′(x)是定义在R上的函数f(x)的导函数,且f(x)=f(5-x),f′(x)<0.若x1A.f(x1)f(x2)C.f(x1)+f(x2)<0D.f(x1)+f(x2)>0答案:B 命题立意:本题主要考查函数的性质,意在考查考生的逻辑思维能力.解题思路:依题意得,当x<时,f′(x)<0,则函数f(x)在上是减函数.当x1f(x2);若x2≥,则由x1+x2<5得x1<5-x2≤,此时有f(x1)>f(5-x2)=f(x2).综上所述,f(x1)>f(x2),故选B.5.已知f(x)=x2+2xf′(1),则f′(0)等于( )A.0B.-4C.-2D.2答案:B 解题思路:本题考查导数知识的运用.由题意f′(x)=2x+2f′(1),f′(1)=2+2f′(1),即f′(1)=-2,f′(x)=2x-4,f′(0)=-4.技巧点拨:解决本题的关键是利用导数求出f′(1)的值.6.已知函数f(x)的导数为f′(x)=4x3-4x,且f(x)的图象过点(0,-5),当函数f(x)取得极大值-5时,x的值应为( )A.-1B.0C.1D.±1答案:B 解题思路:可以求出f(x)=x4-2x2+c,其中c为常数.由于f(x)过(0,-5),所以c=-5,又由f′(x)=0,得极值点为x=0和x=±1.又x=0时,f(x)=-5,故x的值为0.7.已知函数f(x)=x3-2ax2-3x(aR),若函数f(x)的图象上点P(1,m)处的切线方程为3x-y+b=0,则m的值为( )A.-B.-C.D.答案:A 命题立意:本题主要考查导数的几何意义及切线方程的求法.求解时,先对函数f(x)求导,令x=1求出点P(1,m)处切线的斜率,进而求出a 的值,再根据点P在函数f(x)的图象上即可求出m的值.解题思路: f(x)=x3-2ax2-3x,f′(x)=2x2-4ax-3,过点P(1,m)的切线斜率为k=f′(1)=-1-4a.又点P(1,m)处的切线方程为3x-y+b=0,。
专题检测(九)导数的简单应用一、选择题1.函数f (x )=12x 2-ln x 的最小值为( )A.12 B .1 C .0D .不存在解析:选A ∵f ′(x )=x -1x =x 2-1x,且x >0.令f ′(x )>0,得x >1;令f ′(x )<0,得0<x <1.∴f (x )在x =1处取得极小值也是最小值,且f (1)=12-ln 1=12.2.函数f (x )=x +1x的极值情况是( )A .当x =1时,取极小值2,但无极大值B .当x =-1时,取极大值-2,但无极小值C .当x =-1时,取极小值-2;当x =1时,取极大值2D .当x =-1时,取极大值-2;当x =1时,取极小值2 解析:选D f ′(x )=1-1x2,令f ′(x )=0,得x =±1,函数f (x )在区间(-∞,-1)和(1,+∞)上单调递增,在(-1,0)和(0,1)上单调递减, 所以当x =-1时,取极大值-2,当x =1时,取极小值2.3.若直线y =ax 是曲线y =2ln x +1的一条切线,则实数a 的值为( ) A .e -12B .2e -12C .e 12D .2e 12解析:选B 依题意,设直线y =ax 与曲线y =2ln x +1的切点的横坐标为x 0,则有y ′|x =x 0=2x 0,于是有⎩⎪⎨⎪⎧a =2x 0,ax 0=2ln x 0+1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=e ,a =2e -12.4.已知函数f (x )=x 2-ax +3在(0,1)上为减函数,函数g (x )=x 2-a ln x 在(1,2)上为增函数,则a 的值为( )A .1B .2C .0D . 2解析:选B ∵函数f (x )=x 2-ax +3在(0,1)上为减函数,∴a2≥1,得a ≥2.又∵g ′(x )=2x -a x,依题意g ′(x )≥0在x ∈(1,2)上恒成立,得2x 2≥a 在x ∈(1,2)上恒成立,有a ≤2,∴a =2.5.若函数f (x )=x +b x(b ∈R)的导函数在区间(1,2)上有零点,则f (x )在下列区间上单调递增的是( )A .(-2,0)B .(0,1)C .(1,+∞)D .(-∞,-2)解析:选D 由题意知,f ′(x )=1-b x2,∵函数f (x )=x +b x(b ∈R)的导函数在区间(1,2)上有零点, 令当1-b x2=0,得b =x 2, 又x ∈(1,2),∴b ∈(1,4).令f ′(x )>0,解得x <-b 或x >b ,即f (x )的单调递增区间为(-∞,-b ),(b ,+∞). ∵b ∈(1,4),∴(-∞,-2)符合题意.6.已知f (x )=ln x -x 4+34x,g (x )=-x 2-2ax +4,若对任意的x 1∈(0,2],存在x 2∈[1,2],使得f (x 1)≥g (x 2)成立,则a 的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫54,+∞B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-18,+∞ C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-18,54 D.⎝⎛⎦⎥⎤-∞,-54解析:选A 因为f ′(x )=1x -14-34x 2=-x 2+4x -34x 2=- x -1 x -34x 2, 易知,当x ∈(0,1)时,f ′(x )<0,当x ∈(1,2]时,f ′(x )>0, 所以f (x )在(0,1)上单调递减,在(1,2]上单调递增, 故f (x )min =f (1)=12.对于二次函数g (x )=-x 2-2ax +4,易知该函数开口向下, 所以其在区间[1,2]上的最小值在端点处取得, 即g (x )min =min{g (1),g (2)}.要使对任意的x 1∈(0,2],存在x 2∈[1,2],使得f (x 1)≥g (x 2)成立,只需f (x 1)min ≥g (x 2)min ,即12≥g (1)且12≥g (2), 所以12≥-1-2a +4且12≥-4-4a +4,解得a ≥54.二、填空题7.曲线f (x )=x ln x 在点M (1,f (1))处的切线方程为________.解析:由题意,得f ′(x )=ln x +1,所以f ′(1)=ln 1+1=1,即切线的斜率为1.因为f (1)=0,所以所求切线方程为y -0=x -1,即x -y -1=0.答案:x -y -1=08.已知函数f (x )=12x 2+2ax -ln x ,若f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,2上是增函数,则实数a 的取值范围为________.解析:由题意知f ′(x )=x +2a -1x ≥0在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,2上恒成立,即2a ≥-x +1x 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,2上恒成立.又∵y =-x +1x 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,2上单调递减,∴⎝⎛⎭⎪⎫-x +1x max =83, ∴2a ≥83,即a ≥43.答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫43,+∞ 9.已知函数f (x )=e x,g (x )=ln x 2+12的图象分别与直线y =m 交于A ,B 两点,则|AB |的最小值为________.解析:显然m >0,由e x=m 得x =ln m ,由ln x 2+12=m 得x =2e12m -,则|AB |=2e12m --ln m .令h (m )=2e12m --ln m ,由h ′(m )=2e12m --1m =0,求得m =12.当0<m <12时,h ′(m )<0,函数h (m )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12上单调递减;当m >12时,h ′(m )>0,函数h (m )在⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞上单调递增.所以h (m )min =h ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=2+ln 2,因此|AB |的最小值为2+ln 2.答案:2+ln 2 三、解答题10.已知函数f (x )=xln x+ax ,x >1.(1)若f (x )在(1,+∞)上单调递减,求实数a 的取值范围; (2)若a =2,求函数f (x )的极小值. 解:(1)f ′(x )=ln x -1ln 2x+a , 由题意可得f ′(x )≤0在(1,+∞)上恒成立, ∴a ≤1ln 2x -1ln x =⎝ ⎛⎭⎪⎫1ln x -122-14.∵x ∈(1,+∞), ∴ln x ∈(0,+∞),∴当1ln x -12=0时,函数t =⎝ ⎛⎭⎪⎫1ln x -122-14的最小值为-14, ∴a ≤-14,即实数a 的取值范围为⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-14.(2)当a =2时,f (x )=xln x +2x (x >1),f ′(x )=ln x -1+2ln 2xln 2x, 令f ′(x )=0得2ln 2x +ln x -1=0, 解得ln x =12或ln x =-1(舍去),即x =e 12.当1<x <e 12时,f ′(x )<0,当x >e 12时,f ′(x )>0, ∴f (x )的极小值为f (e 12)=e1212+2e 12=4e 12.11.(2017·全国卷Ⅲ)已知函数f (x )=ln x +ax 2+(2a +1)x . (1)讨论f (x )的单调性;(2)当a <0时,证明f (x )≤-34a -2.解:(1) f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=1x+2ax +2a +1=x +1 2ax +1x.若a ≥0,则当x ∈(0,+∞)时,f′(x)>0,故f (x )在(0,+∞)上单调递增.若a <0,则当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,-12a 时,f ′(x )>0; 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-12a ,+∞时,f ′(x )<0.故f(x)在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12a 上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫-12a ,+∞上单调递减.(2)证明:由(1)知,当a <0时,f (x )在x =-12a 处取得最大值,最大值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12a =ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12a -1-14a .所以f (x )≤-34a -2等价于ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12a -1-14a ≤-34a -2,即ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12a +12a +1≤0.设g (x )=ln x -x +1,则g ′(x )=1x-1.当x ∈(0,1)时,g ′(x )>0;当x ∈(1,+∞)时,g ′(x )<0.所以g (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.故当x =1时,g (x )取得最大值,最大值为g (1)=0. 所以当x >0时,g (x )≤0.从而当a <0时,ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12a +12a+1≤0,即f (x )≤-34a-2.12.(2017·福州质检)已知函数f (x )=aln x +x 2-ax (a ∈R ). (1)若x =3是f (x )的极值点,求f (x )的单调区间; (2)求g (x )=f (x )-2x 在区间[1,e]上的最小值h (a ). 解:(1)f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=a x +2x -a =2x 2-ax +ax,因为x =3是f (x )的极值点,所以f ′(3)=18-3a +a3=0,解得a =9,所以f ′(x )=2x 2-9x +9x = 2x -3 x -3x,所以当0<x <32或x >3时,f ′(x )>0;当32<x <3时,f ′(x )<0.所以f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,32,(3,+∞),单调递减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,3. (2)g (x )=a ln x +x 2-ax -2x ,则g ′(x )=2x 2-ax +a x -2= 2x -a x -1x.令g ′(x )=0,得x =a2或x =1.①当a2≤1,即a ≤2时,g (x )在[1,e]上为增函数,h (a )=g (1)=-a -1;②当1<a 2<e ,即2<a <2e 时,g (x )在⎣⎢⎡⎭⎪⎫1,a 2上为减函数,在⎝ ⎛⎦⎥⎤a2,e 上为增函数,h (a )=g ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2=a ln a 2-14a 2-a ; ③当a2≥e,即a ≥2e 时,g (x )在[1,e]上为减函数,h (a )=g (e)=(1-e)a +e 2-2e.综上,h (a )=⎩⎪⎨⎪⎧-a -1,a ≤2,a ln a 2-14a 2-a ,2<a <2e ,1-e a +e 2-2e ,a ≥2e.。