【红对勾】高考新课标数学(文)大一轮复习课时练:2-11导数的应用——单调性(含答案解析)

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课时作业14 导数的应用——单调性一、选择题1.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: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. 答案:D2.(2016·山东日照模拟)如果函数y =f(x)的导函数的图象如图所示,给出下列判断:①函数y =f(x)在区间⎝⎛⎭⎫-3,-12内单调递增; ②函数y =f(x)在区间⎝⎛⎭⎫-12,3内单调递减; ③函数y =f(x)在区间(4,5)内单调递增; ④当x =2时,函数y =f(x)有极小值; ⑤当x =-12时,函数y =f(x)有极大值.则上述判断中正确的是( ) A .①② B .②③ C .③④⑤D .③解析:当x ∈(-3,-2)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,①错;当x ∈⎝⎛⎭⎫-12,2时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当x ∈(2,3)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,②错;当x =2时,函数y =f(x)有极大值,④错;当x =-12时,函数y =f(x)无极值,⑤错.故选D.答案:D3.若函数y =a(x 3-x)的单调递减区间为⎝⎛⎭⎫-33,33,则实数a 的取值范围是( )A .a>0B .-1<a<0C .a>1D .0<a<1解析:y′=a(3x 2-1),解3x 2-1<0,得-33<x<33. ∴f(x)=x 3-x 在(-33,33)上为减函数. 又y =a(x 3-x)的单调递减区间为(-33,33), ∴a>0. 答案:A4.(2016·上海闸北月考)对于R 上可导的任意函数f(x),若满足1-x≤0,则必有( )A .f(0)+f(2)>2f(1)B .f(0)+f(2)≤2f(1)C .f(0)+f(2)<2f(1)D .f(0)+f(2)≥2f(1)解析:当x<1时,f′(x)<0,此时函数f(x)递减,当x>1时,f′(x)>0,此时函数f(x)递增,∴当x =1时,函数f(x)取得极小值同时也取得最小值,所以f(0)>f(1),f(2)>f(1),则f(0)+f(2)>2f(1),故选A.答案:A5.已知函数f(x)的导函数图象如图所示,若△ABC 为锐角三角形,则下列结论一定成立的是( )A .f(sinA)>f(cosB)B .f(sinA)<f(cosB)C .f(sinA)>f(sinB)D .f(cosA)<f(cosB)解析:因为△ABC 为锐角三角形,所以0<A<π2,0<B<π2,A +B>π2,故A>π2-B.因为y=sinx 在x ∈⎝⎛⎭⎫0,π2时单调递增,所以1>sinA>sin ⎝⎛⎭⎫π2-B =cosB>0.因为x ∈(0,1)时,f′(x)>0,故函数f(x)在x ∈(0,1)时单调递增,故f(sinA)>f(cosB),选A.答案:A6.(2016·河南郑州一模)设函数f′(x)=x 2+3x -4,则y =f(x +1)的单调递减区间为( ) A .(-4,1)B .(-5,0)C .(-32,+∞)D.⎝⎛⎭⎫-52,+∞ 解析:由f′(x)=x 2+3x -4,令f′(x)<0,即x 2+3x -4<0,解得-4<x<1,所以函数f(x)的单调递减区间为(-4,1),所以y =f(x +1)的单调递减区间为( -5,0).答案:B7.(2016·山西长治调研)已知函数f(x)=13x 3-12x 2+cx +d 有极值,则c 的取值范围为( )A .c<14B .c≤14C .c≥14D .c>14解析:由题意得f′(x)=x 2-x +c ,若函数f(x)有极值,则Δ=1-4c>0,解得c<14.f(x)在区间D 内有极值,则f′(x)在区间D 内有变号零点;本题中f′(x)=x 2-x +c 有两个不相等的实根.答案:A8.(2016·四川成都模拟)函数f(x)是定义域为R 的函数,对任意实数x 都有f(x)=f(2-x)成立.若当x≠1时,不等式(x -1)·f′(x)<0成立,设a =f(0.5),b =f ⎝⎛⎭⎫43,c =f(3),则a ,b ,c 的大小关系是( )A .b>a>cB .a>b>cC .c>b>aD .a>c>b解析:因为对任意实数x 都有f(x)=f(2-x)成立,所以函数的图象关于x =1对称,又由于若当x≠1时,不等式(x -1)·f′(x)<0成立,所以函数在(1,+∞)上单调递减,所以b =f ⎝⎛⎭⎫43>a =f(0.5)=f ⎝⎛⎭⎫32>f(3)=c.本题解题关键是由(x -1)f′(x)<0,得出x>1时f′(x)<0,函数在(1,+∞)上单调递减. 答案:A9.若f(x)=-12x 2+bln(x +2)在(-1,+∞)上是减函数,则实数b 的取值范围是( )A .[-1,+∞)B .(-1,+∞)C .(-∞,-1]D .(-∞,-1)解析:f′(x)=-x +bx +2≤0在(-1,+∞)上恒成立,即b≤x(x +2)在(-1,+∞)上恒成立,又x(x +2)=(x +1)2-1>-1,∴b≤-1,故选C.答案:C10.(2016·山东德州模拟)已知函数y =f(x)的图象关于y 轴对称,且当x ∈(-∞,0)时,f(x)+xf′(x)<0成立,a =20.2·f(20.2),b =log π3·f(log π3),c =log 39·f(log 39),则a ,b ,c 的大小关系是( )A .b>a>cB .c>a>bC .c>b>aD .a>c>b解析:因为函数y =f(x)关于y 轴对称,所以函数y =xf(x)为奇函数.因为[xf(x)]′=f(x)+xf′(x),且当x ∈(-∞,0)时,f(x)+xf′(x)<0,所以函数y =xf(x)在(-∞,0)上单调递减,所以当x ∈(0,+∞)时,函数y =xf(x)单调递减. 因为1<20.2<2,0<log π3<1,log 39=2,所以0<log π3<20.2<log 39,所以b>a>c ,选A.答案:A 二、填空题11.函数y =x -2sinx 在(0,2π)内的单调增区间为________.解析:∵y′=1-2cosx ,∴由⎩⎪⎨⎪⎧y′>0,0<x<2π,即⎩⎪⎨⎪⎧1-2cosx>0,0<x<2π,得π3<x<5π3.∴函数y =x -2sinx 在(0,2π)内的增区间为⎝⎛⎭⎫π3,5π3. 答案:⎝⎛⎭⎫π3,5π312.若函数f(x)=x 3+ax -2在(1,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是________. 解析:f′(x)=3x 2+a ,f(x)在区间(1,+∞)上是增函数, 则f′(x)=3x 2+a≥0在(1,+∞)上恒成立, 即a≥-3x 2在(1,+∞)上恒成立,∴a≥-3. 答案:[-3,+∞)13.(2016·郑州质检)设函数f(x)是定义在(-∞,0)上的可导函数,其导函数为f′(x),且有2f(x)+xf′(x)>x 2,则不等式(x +2 014)2f(x +2 014)-4f(-2)>0的解集为________.解析:由2f(x)+xf′(x)>x 2,x<0得2xf(x)+x 2f′(x)<x 3,∴[x 2f(x)]′<x 3<0.令F(x)=x 2f(x)(x<0),则F′(x)<0(x<0),即F(x)在(-∞,0)上是减函数,因为F(x +2 014)=(x +2 014)2f(x +2 014),F(-2)=4f(-2),所以不等式(x +2 014)2f(x +2 014)-4f(-2)>0即为F(x +2 014)-F(-2)>0,即F(x +2 014)>F(-2),又因为F(x)在(-∞,0)上是减函数,所以x +2 014<-2,∴x<-2 016.答案:(-∞,-2 016)14.(2016·怀化模拟)已知向量a =⎝⎛⎭⎫e x +x22,-x ,b =(1,t),若函数f(x)=a·b 在区间(-1,1)上存在增区间,则实数t 的取值范围为________.解析:f(x)=e x+x 22-tx ,x ∈(-1,1),f′(x)=e x +x -t ,∵函数f(x)=a·b 在区间(-1,1)上存在单调递增区间,∴f′(x)=e x +x -t>0在区间( -1,1)上有解,即t<e x +x 在区间(-1,1)上有解,而在区间(-1,1)上e x +x<e +1,∴t<e +1.答案:(-∞,e +1) 三、解答题15.(2016·湖南永州质检)已知函数f(x)=e x 2-1e x -ax(a ∈R).(1)当a =32时,求函数f(x)的单调区间.(2)若函数f(x)在[-1,1]上为单调函数,求实数a 的取值范围. 解:(1)当a =32时,f(x)=e x 2-1e x -32x ,f′(x)=12e x [(e x )2-3e x +2]=12ex (e x -1)(e x-2), 令f′(x)=0,得e x =1或e x =2,即x =0或x =ln2; 令f′(x)>0,则x<0或x>ln2; 令f′(x)<0,则0<x<ln2.∴f(x)的增区间是(-∞,0],[ln2,+∞), 减区间是(0,ln2). (2)f′(x)=e x 2+1e x -a ,令e x =t ,由于x ∈[-1,1],∴t ∈⎣⎡⎦⎤1e ,e .令h(t)=t 2+1t ⎝⎛⎭⎫t ∈⎣⎡⎦⎤1e ,e , h′(t)=12-1t 2=t 2-22t2,∴当t ∈⎣⎡⎭⎫1e ,2时,h′(t)<0,函数h(t)为单调减函数; 当t ∈(2,e]时,h′(t)>0,函数h(t)为单调增函数. 故h(t)在⎣⎡⎦⎤1e ,e 上的极小值点为t = 2. 又h(e)=e 2+1e <h(1e )=12e +e ,∴2≤h(t)≤e +12e.∵函数f(x)在[-1,1]上为单调函数,①若函数f(x)在[-1,1]上单调递增,则a≤t 2+1t对t ∈⎣⎡⎦⎤1e ,e 恒成立,所以a≤2;②若函数f(x)在[-1,1]上单调递减,则a≥t 2+1t 对t ∈⎣⎡⎦⎤1e ,e 恒成立,所以a≥e +12e . 综上可得a 的取值范围是(-∞,2]∪⎣⎡⎭⎫e +12e ,+∞. 16.已知函数f(x)=lnx +ke x (k 为常数,e =2.718 28…是自然对数的底数),曲线y =f(x)在点(1,f(1))处的切线与x 轴平行.(1)求k 的值; (2)求f(x)的单调区间. 解:(1)由f(x)=lnx +kex ,得f′(x)=1-kx -xlnxxe x,x ∈(0,+∞).由于曲线y =f(x)在(1,f(1))处的切线与x 轴平行,所以f′(1)=0, 因此k =1. (2)由(1)得f′(x)=1xe x(1-x -xlnx),x ∈(0,+∞). 令h(x)=1-x -xlnx ,x ∈(0,+∞),当x ∈(0,1)时,h(x)>0;当x ∈(1,+∞)时,h(x)<0. 又e x >0,所以x ∈(0,1)时,f′(x)>0; x ∈(1,+∞)时,f′(x)<0.因此f(x)的单调递增区间为(0,1), 单调递减区间为(1,+∞).。