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- 2021-06-17 发布
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1.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)在区间内单调递增;
②函数y=f(x)在区间内单调递减;
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)取极小值;
⑤当x=-时,函数y=f(x)取极大值.
则上述判断中正确的是( )
A.①② B.②③
C.③④⑤ D.③
2.若函数f(x)=2x2-ln x在其定义域内的一个子区间(k-1,k+1)内不是单调函数,则实数k的取值范围是( )
A.[1,+∞) B.[1,2)
C. D.
解析:选C.f′(x)=4x-=,
∵x>0,由f′(x)=0得x=.
∴令f′(x)>0,得x>;令f′(x)<0,得0<x<.
由题意得⇒1≤k<.故C正确.x
3.已知函数f(x)(x∈R)满足f′(x)>f(x),则( )
A.f(2)<e2f(0) B.f(2)≤e2f(0)
C.f(2)=e2f(0) D.f(2)>e2f(0)
解析:选D.由题意构造函数g(x)=,则g′(x)=>0,则g(x)=在R上单调递增,则有g(2)>g(0),故f(2)>e2f(0).
4.不等式ex-x>ax的解集为P,且[0,2]⊆P,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,e-1) B.(e-1,+∞)
C.(-∞,e+1) D.(e+1,+∞)
5.设函数f(x)=ln x,g(x)=ax+,它们的图象在x轴上的公共点处有公切线,则当x>1时,f(x)与g(x)的大小关系是( )
A.f(x)>g(x)
B.f(x)<g(x)
C.f(x)=g(x)
D.f(x)与g(x)的大小关系不确定
解析:选B.由题意得f(x)与x轴的交点(1,0)在g(x)上,所以a+b=0,因为函数f(x),g(x)的图象在此公共点处有公切线,所以f(x),g(x)在此公共点处的导数相等,f′(x)=,g′(x)=a-,以上两式在
x=1时相等,即1=a-b,又a+b=0,所以a=,b=-,即g(x)=-,f(x)=ln x,令h(x)=f(x)-g(x)=ln x-+,则h′(x)=--==-,因为x>1,所以h′(x)<0,所以h(x)在(1,+∞)上单调递减,所以h(x)<h(1)=0,所以f(x)<g(x).故选B.
6.设函数f(x)=ax3-x+1(x∈R),若对于任意x∈[-1,1]都有f(x)≥0,则实数a的取值范围为( )
A.(-∞,2] B.[0,+∞)
C.[0,2] D.[1,2]
解析:选C.∵f(x)=ax3-x+1,∴f′(x)=3ax2-1,
当a<0时,f′(x)=3ax2-1<0,f(x)在[-1,1]上单调递减,
f(x)min=f(1)=a<0,不符合题意.
当a=0时,f(x)=-x+1,f(x)在[-1,1]上单调递减,f(x)min=f(1)=0,符合题意.
当a>0时,由f′(x)=3ax2-1≥0,得x≥或x≤-,当0<<1,即a>时,f(x)在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
∴,∴,
∴<a≤2;
当≥1,即0<a≤时,f(x)在[-1,1]上单调递减,
f(x)min=f(1)=a>0,符合题意.
7.函数y=f(x)的图象如图所示,则导函数y=f′(x)的图象的大致形状是( )
解析:由f(x)图象先降再升后趋于平稳知,f′(x)的函数值先为负,再为正,后为零.故选D.
答案:D
8.曲线y=e在点(4,e2)处的切线与坐标轴所围三角形的面积为( )
A.e2 B.4e2
C.2e2 D.e2
答案:D
9.已知偶函数f(x)(x≠0)的导函数为f′(x),且满足f(1)=0,当x>0时,xf′(x)<2f(x),则使得f(x)>0成立的x的取值范围是( )
A.(-∞,-1)∪(0,1)
B.(-∞,-1)∪(1,+∞)
C.(-1,0)∪(1,+∞)
D.(-1,0)∪(0,1)
解析:根据题意,设函数g(x)=(x≠0),当x>0时,g′(x)=<0,说明函数g(x)在(0,+∞)上单调递减,又f(x)为偶函数,所以g(x)为偶函数,又f(1)=0,所以g(1)=0,故g(x)在(-1,0)∪(0,1)上的函数值大于零,即f(x)在(-1,0)∪(0,1)上的函数值大于零.
答案:D
10.若函数f(x)=x3-x2+2bx在区间[-3,1]上不是单调函数,则函数f(x)在R上的极小值为( )
A.2b- B.b-
C.0 D.b2-b3
解析:f′(x)=x2-(2+b)x+2b=(x-b)(x-2),∵函数f(x)在区间[-3,1]上不是单调函数,∴-30,得x2,由f′(x)<0,得b0.
>0.
当x>1时,f(x)=ln x+(xln x-x+1)=ln x-x>0,∴>0.
综上可知,>0.
13.已知函数f(x)=x-+a(2-ln x)(a>0),求函数f(x)的单调区间与极值点.
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
x
(0,x1)
x1
(x1,x2)
x2
(x2,+∞)
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
f(x1)
f(x2)
此时f(x)在(0,)上是增加的,在(,)上是减少的,在(,+∞)上是增加的.x1=是函数的极大值点,x2=是函数的极小值点.
14.已知函数f(x)=x2-2aln x+(a-2)x,a∈R.
(1)当a=1时,求函数f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线方程.
(2)是否存在实数a,对任意的x1,x2∈(0,+∞)且x1≠x2有>a恒成立?若存在,求出a的取值范围;若不存在,说明理由.
解析:(1)函数f(x)=x2-2aln x+(a-2)x,f′(x)=x-+(a-2)=(x>0).当a=1时,f′(x)=,f′(1)=-2,则所求的切线方程为y-f(1)=-2(x-1),即4x+2y-3=0.
(2)假设存在这样的实数a满足条件,不妨设0a知f(x2)-ax2>f(x1)-ax1成立,
令g(x)=f(x)-ax=x2-2aln x-2x,则函数g(x)在(0,+∞)上单调递增,
则g′(x)=x--2≥0,即2a≤x2-2x=(x-1)2-1在(0,+∞)上恒成立,则a≤-.
故存在这样的实数a满足题意,其取值范围为.
15.已知函数f(x)=xln x-(x-1)(ax-a+1)(a∈R).
(1)若a=0,判断函数f(x)的单调性;
(2)若x>1时,f(x)<0恒成立,求a的取值范围.
由h′(x)=0,得x1=1,x2=.
若a<0,则x2=<1=x1,
∴h′(x)>0在(1,+∞)上恒成立,故h(x)为增函数,
∴h(x)>h(1)=0,不合题意.
若00,h(x)为增函数,
∴h(x)>h(1)=0,不合题意,
若a≥,x∈(1,+∞)时,h′(x)<0,h(x)为减函数,
∴h(x)1时,f(x)<0恒成立,则a≥.
16.某地政府鉴于某种日常食品价格增长过快,欲将这种食品价格控制在适当范围内,决定对这种食品生产厂家提供政府补贴,设这种食品的市场价格为x元/千克,政府补贴为t元/千克,根据市场调查,当16≤x≤24时,这种食品市场日供应量p万千克与市场日需求量q万千克近似地满足关系:p=2(x+4t-14)(x≥16,t≥0),q=24+8ln (16≤x≤24).当p=q时的市场价格称为市场平衡价格.
(1)将政府补贴表示为市场平衡价格的函数,并求出函数的值域.
(2)为使市场平衡价格不高于每千克20元,政府补贴至少为每千克多少元?
17.已知函数f(x)=.(a>0)
(1)若a=1,证明:y=f(x)在R上单调递减;
(2)当a>1时,讨论f(x)零点的个数.
解析:(1)证明:当x≥1时,f′(x)=-1≤0,f(x)在[1,+∞)上单调递减,f(x)≤f(1)=0;
当x<1时,f′(x)=ex-1-1<0,f(x)在(-∞,1)上单调递减,且此时f(x)>0.
所以y=f(x)在R上单调递减.
(2)若x≥a,则f′(x)=-a≤-a<0(a>1),
所以此时f(x)单调递减,令g(a)=f(a)=ln a-a2+1,
则g′(a)=-2a<0,所以f(a)=g(a)2时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
又f(0)=e-1>0,f<0,所以此时f(x)在上有一个零点.
②当a=2时,f(x)=ex-1,此时f(x)在(-∞,2)上没有零点.
③当10,
所以此时f(x)没有零点.
综上,当12时,f(x)有一个零点.
18.设函数f(x)=ln x-ax(a∈R)(e=2.718 28…是自然对数的底数).
(1)判断f(x)的单调性;
(2)当f(x)<0在(0,+∞)上恒成立时,求a的取值范围;
(3)证明:当x∈(0,+∞)时,(1+x)