2019届高考数学一轮复习(北师大版文科): 课时分层训练14 导数与函数的单调性

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课时分层训练(十四) 导数与函数的单调性A 组 基础达标 (建议用时:30分钟)一、选择题1.函数y =12x 2-ln x 的单调递减区间为( )A .(-1,1)B .(0,1)C .(1,+∞)D .(0,+∞)B [y =12x 2-ln x ,y ′=x -1x =x 2-1x=x -1x +1x(x >0).令y ′<0,得0<x <1,∴单调递减区间为(0,1).]2.已知定义在R 上的函数f (x ),其导函数f ′(x )的大致图像如图2­11­3所示,则下列叙述正确的是( )图2­11­3A .f (b )>f (c )>f (d )B .f (b )>f (a )>f (e )C .f (c )>f (b )>f (a )D .f (c )>f (e )>f (d )C [依题意得,当x ∈(-∞,c )时,f ′(x )>0,因此,函数f (x )在(-∞,c )上是增加的,由a <b <c ,所以f (c )>f (b )>f (a ).因此C 正确.]3.若函数f (x )=2x 3-3mx 2+6x 在区间(2,+∞)上为增函数,则实数m 的取值范围为( ) A .(-∞,2) B .(-∞,2] C.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,52D.⎝⎛⎦⎥⎤-∞,52D [∵f ′(x )=6x 2-6mx +6,当x ∈(2,+∞)时,f ′(x )≥0恒成立,即x 2-mx +1≥0恒成立,∴m ≤x +1x恒成立.令g (x )=x +1x ,g ′(x )=1-1x2,∴当x >2时,g ′(x )>0,即g (x )在(2,+∞)上单调递增, ∴m ≤2+12=52,故选D.]4.(2017·山东高考)若函数e xf (x )(e =2.718 28…是自然对数的底数)在f (x )的定义域上单调递增,则称函数f (x )具有M 性质.下列函数中具有M 性质的是( )A .f (x )=2-xB .f (x )=x 2C .f (x )=3-xD .f (x )=cos xA [若f (x )具有性质M ,则[e xf (x )]′=e x[f (x )+f ′(x )]>0在f (x )的定义域上恒成立,即f (x )+f ′(x )>0在f (x )的定义域上恒成立.对于选项A ,f (x )+f ′(x )=2-x-2-xln 2=2-x(1-ln 2)>0,符合题意. 经验证,选项B ,C ,D 均不符合题意. 故选A .]5.(2016·湖北枣阳第一中学3月模拟)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 .(-∞,+∞)B [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 上是增加的,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.] 二、填空题6.函数f (x )=ln xx的单调递增区间是________.(0,e) [由f ′(x )=⎝⎛⎭⎪⎫ln x x ′=1-ln x x 2>0(x >0),可得⎩⎨⎧1-ln x >0,x >0,解得x ∈(0,e).]7.若函数y =ax +sin x 在R 上是增加的,则a 的最小值为________.1 [函数y =ax +sin x 在R 上单调递增等价于y ′=a +cos x ≥0在R 上恒成立,即a ≥-cos x 在R 上恒成立,因为-1≤-cos x ≤1,所以a ≥1,即a 的最小值为1.]8.(2017·江苏高考)已知函数f (x )=x 3-2x +e x -1e x ,其中e 是自然对数的底数.若f (a -1)+f (2a 2)≤0,则实数a 的取值范围是________.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,12 [因为f (-x )=(-x )3-2(-x )+e -x -1e -x=-x 3+2x -e x+1e x =-f (x ),所以f (x )=x 3-2x +e x-1e x 是奇函数.因为f (a -1)+f (2a 2)≤0,所以f (2a 2)≤-f (a -1),即f (2a 2)≤f (1-a ).因为f ′(x )=3x 2-2+e x +e -x ≥3x 2-2+2e x ·e -x=3x 2≥0,所以f (x )在R 上是增加的, 所以2a 2≤1-a ,即2a 2+a -1≤0,所以-1≤a ≤12.]三、解答题9.已知函数f (x )=ln x +ke x(k 为常数,e 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)由题意得f ′(x )=1x-ln x -kex,又f ′(1)=1-ke=0,故k =1.5分(2)由(1)知,f ′(x )=1x-ln x -1ex.设h (x )=1x-ln x -1(x >0),则h ′(x )=-1x 2-1x<0,即h (x )在(0,+∞)上是减少的. 8分由h (1)=0知,当0<x <1时,h (x )>0,从而f ′(x )>0; 当x >1时,h (x )<0,从而f ′(x )<0. 综上可知,f (x )的单调递增区间是(0,1), 单调递减区间是(1,+∞).12分10.(2015·重庆高考)已知函数f (x )=ax 3+x 2(a ∈R )在x =-43处取得极值.(1)确定a 的值;(2)若g (x )=f (x )e x,讨论g (x )的单调性. [解] (1)对f (x )求导得f ′(x )=3ax 2+2x ,2分因为f (x )在x =-43处取得极值,所以f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫-43=0,即3a ·169+2·⎝ ⎛⎭⎪⎫-43=16a 3-83=0,解得a =12.5分(2)由(1)得g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 3+x 2e x,故g ′(x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫32x 2+2x e x +⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 3+x 2e x =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 3+52x 2+2x e x=12x (x +1)(x +4)e x . 8分令g ′(x )=0,解得x =0或x =-1或x =-4. 当x <-4时,g ′(x )<0,故g (x )为减函数; 当-4<x <-1时,g ′(x )>0,故g (x )为增函数; 当-1<x <0时,g ′(x )<0,故g (x )为减函数; 当x >0时,g ′(x )>0,故g (x )为增函数.综上知,g (x )在(-∞,-4)和(-1,0)内为减函数,在(-4,-1)和(0,+∞)内为增函数.12分B 组 能力提升 (建议用时:15分钟)1.(2018·江淮十校联考)设函数f (x )=12x 2-9ln x 在区间[a -1,a +1]上单调递减,则实数a 的取值范围是( ) A .1<a ≤2 B .a ≥4 C .a ≤2D .0<a ≤3A [易知函数f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=x -9x ,由f ′(x )=x -9x<0,解得0<x <3.因为函数f (x )=12x 2-9ln x 在区间[a -1,a +1]上是减少的,所以⎩⎨⎧a -1>0,a +1≤3,解得1<a ≤2,选A] 2.(2017·石家庄质检(二))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________.(-2,0)∪(2,+∞) [令g (x )=f x x,则g ′(x )=xf x f xx 2>0,x ∈(0,+∞),所以函数g (x )在(0,+∞)上单调递增.又g (-x )=fx -x =-f x -x =f x x=g (x ),则g (x )是偶函数,g (-2)=0=g (2),则f (x )=xg (x )>0⇔⎩⎨⎧ x >0,g x 0或⎩⎨⎧x <0,g x 0,解得x >2或-2<x <0,故不等式f (x )>0的解集为(-2,0)∪(2,+∞).]3.已知函数f (x )=ln x ,g (x )=12ax +b .(1)若f (x )与g (x )在x =1处相切,求g (x )的表达式; (2)若φ(x )=m x -1x +1-f (x )在[1,+∞)上是减少的,求实数m 的取值范围.[解] (1)由已知得f ′(x )=1x ,∴f ′(1)=1=12a ,a =2.又∵g (1)=0=12a +b ,∴b =-1,∴g (x )=x -1.5分(2)∵φ(x )=m x -1x +1-f (x )=m x -1x +1-ln x 在[1,+∞)上是减少的,∴φ′(x )=-x22m -2x -1x x +12≤0在[1,+∞)上恒成立,即x 2-(2m -2)x +1≥0在[1,+∞)上恒成立, 则2m -2≤x +1x,x ∈[1,+∞).9分∵x +1x∈[2,+∞),∴2m -2≤2,m ≤2.故实数m 的取值范围是(-∞,2]. 12分。