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- 2021-06-30 发布
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专题过关检测(八) 导数的简单应用
A级——“12+4”提速练
1.已知函数f(x)的导函数f′(x)满足下列条件:
①f′(x)>0时,x<-1或x>2;
②f′(x)<0时,-10,函数f(x)单调递增,当x∈(-2,2)时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减,当x∈(2,+∞)时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增,所以a=2.
3.已知函数f(x)=-ln x++3,则函数f(x)的单调递减区间是( )
A.(-∞,0) B.(0,1)
C.(0,+∞) D.(1,+∞)
解析:选B f′(x)=-+x(x>0).由得00),所以f′(x)=2x-,令2x-=0得x=,令f′(x)>0,则x>;令f′(x)<0,则00,则实数a的取值范围是( )
A.(1,+∞) B.(-∞,1)
C. D.
解析:选B ∵函数f(x)的定义域为R,f(-x)=-f(x),∴f(x)为奇函数.又f′(x)=3x2+2+cos x>0,∴f(x)在R上单调递增,所以f(a)>f(2a-1),a>2a-1,解得a<1.故选B.
6.定义在R上的函数f(x)=-x3+m与函数g(x)=f(x)-kx在[-1,1]上具有相同的单调性,则k的取值范围是( )
A.(-∞,0] B.(-∞,-3]
C.[-3,+∞) D.[0,+∞)
解析:选D f′(x)=-3x2≤0在[-1,1]上恒成立,故f(x)在[-1,1]上递减,
结合题意g(x)=-x3+m-kx在[-1,1]上递减,
故g′(x)=-3x2-k≤0在[-1,1]上恒成立,
故k≥-3x2在[-1,1]上恒成立,故k≥0.
7.(2017·全国卷Ⅱ)若x=-2是函数f(x)=(x2+ax-1)ex-1的极值点,则f(x)的极小值为( )
A.-1 B.-2e-3
C.5e-3 D.1
解析:选A 因为f(x)=(x2+ax-1)ex-1,
所以f′(x)=(2x+a)ex-1+(x2+ax-1)ex-1
=[x2+(a+2)x+a-1]ex-1.
因为x=-2是函数f(x)=(x2+ax-1)ex-1的极值点,所以-2是x2+(a+2)x+a-1=0的根,
所以a=-1,f′(x)=(x2+x-2)ex-1=(x+2)(x-1)ex-1.
令f′(x)>0,解得x<-2或x>1,
令f′(x)<0,解得-22,所以m≤2.故选C.
9.(2019·广东七校联考)已知定义在R上的连续可导函数f(x),当x≠0时,有xf′(x)<0,则下列各项正确的是( )
A.f(-1)+f(2)>2f(0)
B.f(-1)+f(2)=2f(0)
C.f(-1)+f(2)<2f(0)
D.f(-1)+f(2)与2f(0)大小关系不确定
解析:选C 由题意得,x<0时,f(x)是增函数,x>0时,f(x)是减函数,∴x=0是函数f(x)的极大值点,也是最大值点,∴f(-1)0,函数f(x)为增函数.又f(3)=f(-1),-1<0<<1,∴f(-1)0)的导函数为f′(x),若xf′(x)+f(x)=ex,且f(1)=e,则( )
A.f(x)的最小值为e B.f(x)的最大值为e
C.f(x)的最小值为 D.f(x)的最大值为
解析:选A 设g(x)=xf(x)-ex,
所以g′(x)=f(x)+xf′(x)-ex=0,
所以g(x)=xf(x)-ex为常数函数.
因为g(1)=1×f(1)-e=0,
所以g(x)=xf(x)-ex=g(1)=0,
所以f(x)=,f′(x)=,
当01时,f′(x)>0,
7
所以f(x)≥f(1)=e.
12.已知函数f(x)=xln x+x2-3x在区间内有极值,则整数n的值为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选B 由题意知,f′(x)=ln x+1+x-3=ln x+x-2,令g(x)=ln x+x-2,因为g=ln +-2=ln -0,所以函数g(x)=ln x+x-2在内有零点.又g′(x)=+1>0在(0,+∞)上恒成立,所以函数g(x)=ln x+x-2在(0,+∞)上单调递增,所以函数g(x)=ln x+x-2在(0,+∞)上有唯一的零点x0,且x0∈,所以当x∈时,f′(x)<0,当x∈(x0,2)时,f′(x)>0,所以x0是函数f(x)唯一的极值点,且x0∈,所以n=2.
13.函数f(x)=x3-x2+2在(0,+∞)上的最小值为________.
解析:函数f(x)=x3-x2+2,x∈(0,+∞),
可得f′(x)=3x2-2x,令3x2-2x=0,可得x=0或x=,当x∈时,f′(x)<0,函数是减函数;x∈时,f′(x)>0,函数是增函数,所以x=是函数的极小值也是最小值,所以f(x)min=3-2+2=.
答案:
14.已知函数f(x)=x2-5x+2ln x,则函数f(x)的单调递增区间是________.
解析:函数f(x)=x2-5x+2ln x的定义域是(0,+∞),令f′(x)=2x-5+==>0,解得02,故函数f(x)的单调递增区间是和(2,+∞).
答案:和(2,+∞)
15.已知f(x)=x2+ax+3ln x在(1,+∞)上是增函数,则实数a的取值范围为________.
7
解析:由题意得f′(x)=2x+a+=≥0在(1,+∞)上恒成立⇔g(x)=2x2+ax+3≥0在(1,+∞)上恒成立⇔Δ=a2-24≤0或⇔-2≤a≤2或⇔a≥-2.
答案:[-2,+∞)
16.若函数f(x)=-x2+4x-3ln x在[t,t+1]上不单调,则t的取值范围是________.
解析:对f(x)求导,得f′(x)=-x+4-==-.令f′(x)=0,得函数f(x)的两个极值点为1,3,则只要这两个极值点有一个在区间(t,t+1)内,函数f(x)在区间[t,t+1]上就不单调,所以t<10).设g(x)=,则g′(x)=,则g(x)在(0,1)内单调递减,在(1,+∞)内单调递增.
所以g(x)在(0,+∞)上有最小值,为g(1)=e,结合g(x)=与y=k的图象可知,要满足题意,只需k≤e.
2.设定义在(0,+∞)上的函数f(x)满足xf′(x)-f(x)=xln x,f=,则f(x)( )
A.有极大值,无极小值
B.有极小值,无极大值
C.既有极大值,又有极小值
D.既无极大值,又无极小值
解析:选D 因为xf′(x)-f(x)=xln x,
所以=,
所以′=,所以=ln2x+c,
所以f(x)=xln2x+cx.因为f=ln2+c×=,所以c=,所以f′(x)=ln2x+ln
7
x+=(ln x+1)2≥0,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增,所以f(x)在(0,+∞)上既无极大值,也无极小值.
3.(2019·洛阳尖子生第二次联考)已知定义域为R的奇函数y=f(x)的导函数为y=f′(x),当x>0时,xf′(x)-f(x)<0,若a=,b=,c=-,则a,b,c的大小关系正确的是( )
A.a0时,g′(x)=<0,∴函数g(x)在(0,+∞)上单调递减.∵函数f(x)为奇函数,∴函数g(x)是偶函数,∴c==g(-3)=g(3),又a=g(e),b=g(ln 2),且3>e>1>ln 2>0,∴g(3)0).当a=1时,f(x)在区间(0,+∞)上的最小值为________;若f(x)在区间(2,+∞)上存在最小值,则满足条件的一个a的值为________.
解析:当a=1时,因为x>0,所以f(x)=x+≥2=2,当且仅当x=1时,f(x)取得最小值2.若f(x)在区间(2,+∞)上存在最小值,由f(x)的导数为f′(x)=1-=
7
,当x>时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当02,可得a>4.可取a=5(答案不唯一).
答案:2 5
7
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