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- 2021-05-13 发布
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2009年全国各地高考数学试题及解答分类汇编大全
(04导数及其应用)
一、选择题:
1.(2009安徽文、理)设<b,函数的图像可能是( C )
高.考.资.源.网
1. [解析]:,由得,∴当时,取极大值0,当时取极小值且极小值为负。故选C。
或当时,当时,选C
2.(2009安徽理)已知函数在R上满足,则曲线在点处的切线方程是高.考.资.源.网
(A) (B) (C) (D)高.考.资.源.网
2. [解析]:由得,
即,∴∴,∴切线方程为
,即选A
3. (2009安徽文)设函数,其中,则导数的取值范围是
A. B. C. D.
3.【解析】
,选D。
4. (2009福建理)等于
A. B. 2 C. -2 D. +2
4. [解析]∵.故选D
5. (2009广东文)函数的单调递增区间是
A. B.(0,3) C. (1,4) D.
5.解:,令,解得x>2,故答D。
6.(2009广东理)已知甲、乙两车由同一起点同时出发,并沿同一路线〈假定为直线)行驶.甲车、乙车的速度曲线分别为(如图2所示).那么对于图中给定的,下列判断中一定正确的是
A.在时刻,甲车在乙车前面
B.时刻后,甲车在乙车后面
C.在时刻,两车的位置相同
D.时刻后,乙车在甲车前面
6. 解:因为速度函数是路程函数的导函数,即,所以,
根据定积分的定义,比较图中速度曲线分别与x轴及直线,
围成的图形的面积,即可看出,应选A。
7. (2009湖北理)设球的半径为时间t的函数。若球的体积以均匀速度c增长,则球的表面积的增长速度与球半径
A.成正比,比例系数为C B. 成正比,比例系数为2C
C.成反比,比例系数为C D. 成反比,比例系数为2C
7. 【解析】由题意可知球的体积为,则,由此可得,而球的表面积为,
所以,
即,故选D
8.(2009湖南文)若函数的导函数在区间上是增函数,
则函数a
b
a
b
a
o
x
o
x
y
b
a
o
x
y
o
x
y
b
在区间上的图象可能是【 A 】
y
A . B. C. D.
8. 解: 因为函数的导函数在区间上是增函数,即在区间上
各点处的斜率是递增的,由图易知选A. 注意C中为常数噢.
9. (2009湖南理) 设函数在(,+)内有定义。对于给定的正数K,定义函数
取函数=。若对任意的,恒有=,则w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A.K的最大值为2 B. K的最小值为2
C.K的最大值为1 D. K的最小值为1 【D】
9.【解析】由知,所以时,,当时,,所以即的值域是,而要使在上恒成立,结合条件分别取不同的值,可得D符合,此时。故选D项。
10.(2009江西文)若存在过点的直线与曲线和都相切,则等于
A.或 B.或 C.或 D.或
10. 【解析】设过的直线与相切于点,所以切线方程为
即,又在切线上,则或,
当时,由与相切可得,
当时,由与相切可得,所以选.
11.(2009江西理)设函数,曲线在点处的切线方程为,则曲线在点处切线的斜率为
A. B. C. D.
11.【解析】由已知,而,所以故选A
12. (2009辽宁理)曲线y= 在点(1,-1)处的切线方程为
(A)y=x-2 (B) y=-3x+2 (C)y=2x-3 (D)y=-2x+1
12.【解析】y’=,当x=1时切线斜率为k=-2 【答案】D
13. (2009全国Ⅰ理) 已知直线y=x+1与曲线相切,则α的值为( B ) w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(A)1 (B)2 (C) -1 (D)-2
13. 解:设切点,则,又
.故答案选B w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
14. (2009全国Ⅱ理)曲线在点处的切线方程为w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A. B. C. D.
14. 解:,
故切线方程为,即 故选B.
15.(2009陕西文)设曲线在点(1,1)处的切线与x轴的交点的横坐标为,则的值为
(A) (B) (C) (D) 1
15. 解析: 对,令得在点(1,1)处的切线的斜率,在点
(1,1)处的切线方程为,不妨设,则, 故选 B.
16. (2009天津文)设函数f(x)在R上的导函数为f’(x),且2f(x)+xf’(x)>x,x下面的不等式在R内恒成立的是
A B C D
16.【答案】A
【解析】由已知,首先令 ,排除B,D。然后结合已知条件排除C,得到A
【考点定位】本试题考察了导数来解决函数单调性的运用。通过分析解析式的特点,考查了分析问题和解决问题的能力。
17. (2009天津理)设函数则
A在区间内均有零点。 B在区间内均无零点。
C在区间内有零点,在区间内无零点。
D在区间内无零点,在区间内有零点。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
17. 【考点定位】本小考查导数的应用,基础题。
解析:由题得,令得;令得;得,故知函数在区间上为减函数,在区间为增函数,在点处有极小值;又,故选择D。
二、填空题:
1.(2009北京理)_________.
1.【解析】本题主要考极限的基本运算,其中重点考查如何约去“零因子”. 属于基础知识、基本运算的考查.
,故应填.
2.(2009北京理)设是偶函数,若曲线在点处的切线的斜率为1,则该曲线在处的切线的斜率为_________.
2.【解析】本题主要考查导数与曲线在某一点处切线的斜率
的概念. 属于基础知识、基本运算的考查.
取,如图,采用数形结合法,
易得该曲线在处的切线的斜率为.
故应填.
3. (2009福建文)若曲线存在垂直于轴的切线,则实数的取值范围是 .
3. 解析 解析:由题意该函数的定义域,由。因为存在垂直于轴的切线,故此时斜率为,问题转化为范围内导函数存在零点。
解法1 (图像法)再将之转化为与存在交点。当不符合题意,当时,如图1,数形结合可得显然没有交点,当如图2,此时正好有一个交点,故有应填
或是。
解法2 (分离变量法)上述也可等价于方程在内有解,显然可得
4. (2009福建理)若曲线存在垂直于轴的切线,则实数取值范围是_____________.
4. 【答案】:
解析:由题意可知,又因为存在垂直于轴的切线,
所以。
5. (2009海南、宁夏文)曲线在点(0,1)处的切线方程为 。
5.【答案】
【解析】,斜率k==3,所以,y-1=3x,即
6. (2009江苏)函数的单调减区间为 ▲ . w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
6. 【解析】 考查利用导数判断函数的单调性。
,
由得单调减区间为。亦可填写闭区间或半开半闭区间。
7. (2009江苏)在平面直角坐标系中,点P在曲线上,且在第二象限内,已知曲线C在点P处的切线的斜率为2,则点P的坐标为 ▲ .
7. 【解析】 考查导数的几何意义和计算能力。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
,又点P在第二象限内,点P的坐标为(-2,15)
8. (2009辽宁文)若函数在处取极值,则
8.【解析】f’(x)=
f’(1)==0 Þ a=3
【答案】3
9.(2009陕西理)设曲线在点(1,1)处的切线与x轴的交点的横坐标为,令,则的值为 . w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
9. 答案:-2
三、解答题:
1.(2009安徽文)(本小题满分14分)
已知函数,a>0,
(Ⅰ)讨论的单调性;
(Ⅱ)设a=3,求在区间{1,}上值域。期中e=2.71828…是自然对数的底数。
1.【解析】(1)由于
令 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
①当,即时, 恒成立.
在(-∞,0)及(0,+∞)上都是增函数.
②当,即时
由得或 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
或或
又由得
综上①当时, 在上都是增函数.
②当时, 在上是减函数,
在上都是增函数.
(2)当时,由(1)知在上是减函数.
在上是增函数.
又
函数在上的值域为 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
2. (2009安徽理)(本小题满分12分)
已知函数,讨论的单调性.
本小题主要考查函数的定义域、利用导数等知识研究函数的单调性,考查分类讨论的思想方法和运算求解的能力。本小题满分12分。
2. 解:的定义域是(0,+),
设,二次方程的判别式.
① 当,即时,对一切都有,此时在上是增函数。
② 当,即时,仅对有,对其余的都有,此时在上也是增函数。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
③ 当,即时,
方程有两个不同的实根,,.
+
0
_
0
+
单调递增
极大
单调递减
极小
单调递增
此时在上单调递增, 在是上单调递减, 在上单调递增.
3.(2009北京文)(本小题共14分)
设函数。
(Ⅰ)若曲线在点处与直线相切,求的值;
(Ⅱ)求函数的单调区间与极值点。
3.【解析】本题主要考查利用导数研究函数的单调性和极值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力.
(Ⅰ),
∵曲线在点处与直线相切,
∴
(Ⅱ)∵,
当时,,函数在上单调递增,
此时函数没有极值点.
当时,由,
当时,,函数单调递增,
当时,,函数单调递减,
当时,,函数单调递增,
∴此时是的极大值点,是的极小值点.
4.(2009北京理)(本小题共13分)
设函数
(Ⅰ)求曲线在点处的切线方程;
(Ⅱ)求函数的单调区间;w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(Ⅲ)若函数在区间内单调递增,求的取值范围.
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
4.【解析】本题主要考查利用导数研究函数的单调性和极值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力.
(Ⅰ),
曲线在点处的切线方程为.
(Ⅱ)由,得,
若,则当时,,函数单调递减,
当时,,函数单调递增,w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
若,则当时,,函数单调递增,
当时,,函数单调递减,w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,若,则当且仅当,
即时,函数内单调递增,
若,则当且仅当,
即时,函数内单调递增,w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
综上可知,函数内单调递增时,的取值范围是.
5.(2009福建文)(本小题满分12分)
已知函数且
(I)试用含的代数式表示;
(Ⅱ)求的单调区间;w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(Ⅲ)令,设函数在处取得极值,记点,证明:线段与曲线存在异于、的公共点;
5. 解法一:
(I)依题意,得
由得
(Ⅱ)由(I)得(
故
令,则或
①当时,
当变化时,与的变化情况如下表:
+
—
+
单调递增
单调递减
单调递增
由此得,函数的单调增区间为和,单调减区间为
②由时,,此时,恒成立,且仅在处,故函数的单调区间为R
③当时,,同理可得函数的单调增区间为和,单调减区间为
综上:
当时,函数的单调增区间为和,单调减区间为;
当时,函数的单调增区间为R;
当时,函数的单调增区间为和,单调减区间为
(Ⅲ)当时,得
由,得
由(Ⅱ)得的单调增区间为和,单调减区间为
所以函数在处取得极值。
故
所以直线的方程为
由得 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
令
易得,而的图像在内是一条连续不断的曲线,
故在内存在零点,这表明线段与曲线有异于的公共点
解法二:
(I)同解法一
(Ⅱ)同解法一。
(Ⅲ)当时,得,由,得
由(Ⅱ)得的单调增区间为和,单调减区间为,所以函数在处取得极值,
故
所以直线的方程为 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
由得
解得
所以线段与曲线有异于的公共点 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
6、(2009福建理)(本小题满分14分)
已知函数,且 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(1) 试用含的代数式表示b,并求的单调区间;
(2)令,设函数在处取得极值,记点M (,),N(,
),P(), ,请仔细观察曲线在点P处的切线与线段MP的位置变化趋势,并解释以下问题:
(I)若对任意的m (, x),线段MP与曲线f(x)均有异于M,P的公共点,试确定t的最小值,并证明你的结论;
(II)若存在点Q(n ,f(n)), x n< m,使得线段PQ与曲线f(x)有异于P、Q的公共点,请直接写出m的取值范围(不必给出求解过程)w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
6.解法一:
(Ⅰ)依题意,得
由.
从而
令
①当a>1时,
当x变化时,与的变化情况如下表:
x
+
-
+
单调递增
单调递减
单调递增
由此得,函数的单调增区间为和,单调减区间为。
②当时,此时有恒成立,且仅在处,故函数的单调增区间为R
③当时,同理可得,函数的单调增区间为和,单调减区间为
综上:
当时,函数的单调增区间为和,单调减区间为;
当时,函数的单调增区间为R;
当时,函数的单调增区间为和,单调减区间为.
(Ⅱ)由得令得
由(1)得增区间为和,单调减区间为,所以函数在处取得极值,故M()N()。
观察的图象,有如下现象:
①当m从-1(不含-1)变化到3时,线段MP的斜率与曲线在点P处切线的斜率之差Kmp-的值由正连续变为负。
②线段MP与曲线是否有异于H,P的公共点与Kmp-的m正负有着密切的关联;
③Kmp-=0对应的位置可能是临界点,故推测:满足Kmp-的m就是所求的t最小值,下面给出证明并确定的t最小值.曲线在点处的切线斜率;
线段MP的斜率Kmp
当Kmp-=0时,解得
直线MP的方程为
令
当时,在上只有一个零点,可判断函数在上单调递增,在上单调递减,又,所以在上没有零点,即线段MP与曲线
没有异于M,P的公共点。
当时,.
所以存在使得
即当MP与曲线有异于M,P的公共点
综上,t的最小值为2.
(2)类似(1)于中的观察,可得m的取值范围为
解法二:
(1)同解法一.
(2)由得,令,得
由(1)得的单调增区间为和,单调减区间为,所以函数在处取得极值。故M().N()
(Ⅰ) 直线MP的方程为
由
得
线段MP与曲线有异于M,P的公共点等价于上述方程在(-1,m)上有根,即函数
上有零点.
因为函数为三次函数,所以至多有三个零点,两个极值点.
又.因此, 在上有零点等价于在内恰有一个极大值点和一个极小值点,即内有两不相等的实数根.
等价于 即
又因为,所以m 的取值范围为(2,3)
从而满足题设条件的r的最小值为2.
7.(2009广东文、理)(本小题满分14分)
已知二次函数的导函数的图像与直线平行,且在处取得极小值。设函数
(1) 若曲线上的点P到点的距离的最小值为,求的值;
(2) 如何取值时,函数存在零点,并求出零点。
7.解:设二次函数的解析式为
则它的导函数为,
∵ 函数的图像与直线平行,
∴ 2a=2,解得a=1,
所以 ,
∵在处取得极小值
∴,即,解得。
所以 ,=()
(1)设点点P(,)为曲线上的任意一点
则点P到点的距离为
由基本不等式定理可知,
当且仅当时,等号“=”成立,此时=
又已知点P到点的距离的最小值为,所以令
两边平方整理, 得
当时,,解得
当时,,解得
所以,的值为或者;
(2)函数令=()
令,即(),
整理,得(),①
函数存在零点,等价于方程①有非零实数根,
由可知,方程①不可能有零根,
当k=1 时,方程①变为,解得,方程①有唯一实数根,
此时, 函数存在唯一的零点;
当k≠1 时,方程①根的判别式为,
令=0,解得,
方程①有两个相等的实数根,
此时, 函数存在唯一的零点;
令>0,得m(1-k)<1 ,
当m>0时,解得,
当m<0时,解得,
以上两种情况下,方程①都有两个不相等的实数根
,
此时, 函数存在两个零点
,
综上所述,函数存在零点的情况可概括为
当k=1 时,函数存在唯一的零点;
当时,函数存在唯一的零点;
当 m>0且,或者m<0且时,函数存在两个零点
,。
8. (2009海南、宁夏文)(本小题满分12分)
已知函数.
(1) 设,求函数的极值;
(2) 若,且当时,12a恒成立,试确定的取值范围.
请考生在第(22)、(23)、(24)三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分。作答时用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应的题号涂黑。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
8. 解:
(Ⅰ)当a=1时,对函数求导数,得
令 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
列表讨论的变化情况:
(-1,3)
3
+
0
—
0
+
极大值6
极小值-26
所以,的极大值是,极小值是
(Ⅱ)的图像是一条开口向上的抛物线,关于x=a对称.
若上是增函数,从而w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
上的最小值是最大值是
由于是有w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
由
所以 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
若a>1,则不恒成立.
所以使恒成立的a的取值范围是 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
9. (2009海南、宁夏理)(本小题满分12分)
已知函数
(I) 如,求的单调区间;
(II) 若在单调增加,在单调减少,证明
<6. w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
9. 解:
(Ⅰ)当时,,故w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
当
当
从而单调减少.
(Ⅱ)
由条件得:从而
因为所以
将右边展开,与左边比较系数得,故
又由此可得
于是 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
请考生在第(22)、(23)、(24)三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分。作答时用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应的题号涂黑。
10. (2009湖北文)(本小题满分14分)w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
已知关于x的函数f(x)=+bx2+cx+bc,其导函数为f+(x).令g(x)=∣f+(x) ∣,记函数g(x)在区间[-1、1]上的最大值为M.
(Ⅰ)如果函数f(x)在x=1处有极值-,试确定b、c的值:
(Ⅱ)若∣b∣>1,证明对任意的c,都有M>2: w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(Ⅲ)若M≧K对任意的b、c恒成立,试求k的最大值。
10.本小题主要考察函数、函数的导数和不等式等基础知识,考察综合运用数学知识进行推理论证的能力和份额类讨论的思想(满分14分)
(I)解:,由在处有极值
可得
解得或
若,则,此时没有极值;
若,则
当变化时,,的变化情况如下表:
1
0
+
0
极小值
极大值
当时,有极大值,故,即为所求。
(Ⅱ)证法1:
当时,函数的对称轴位于区间之外。
在上的最值在两端点处取得
故应是和中较大的一个
即
证法2(反证法):因为,所以函数的对称轴位于区间之外,
在上的最值在两端点处取得。
故应是和中较大的一个
假设,则
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
将上述两式相加得:
,导致矛盾,
(Ⅲ)解法1:
(1)当时,由(Ⅱ)可知;
(2)当时,函数)的对称轴位于区间内,w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
此时
由有
①若则,
于是
②若,则
于是
综上,对任意的、都有
而当时,在区间上的最大值
故对任意的、恒成立的的最大值为。
解法2:
(1)当时,由(Ⅱ)可知;w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(2)当时,函数的对称轴位于区间内,
此时
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
,即
下同解法1
11. (2009湖北理) (本小题满分14分) (注意:在试题卷上作答无效)
在R上定义运算(b、c为实常数)。记,,.令.
如果函数在处有极什,试确定b、c的值;
求曲线上斜率为c的切线与该曲线的公共点;
记的最大值为.若对任意的b、c恒成立,试示的最大值。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
11. 当解: 得对称轴x=b位于区间之外
此时
由 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
① 若
于是
② 若,则,
于是
综上,对任意的b、c都有
而当,时,在区间上的最大值
故对任意的b,c恒成立的k的最大值为 w.w.w.k.s.5
12.(2009湖南文)(本小题满分13分)
已知函数的导函数的图象关于直线x=2对称.
(Ⅰ)求b的值;
(Ⅱ)若在处取得最小值,记此极小值为,求的定义域和值域。
12. 解: (Ⅰ).因为函数的图象关于直线x=2对称,
所以,于是
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,.
(ⅰ)当c 12时,,此时无极值。
(ii)当c<12时,有两个互异实根,.不妨设<,则<2<.
当x<时,, 在区间内为增函数;
当<x<时,,在区间内为减函数;
当时,,在区间内为增函数.
所以在处取极大值,在处取极小值.
因此,当且仅当时,函数在处存在唯一极小值,所以.
于是的定义域为.由 得.
于是 .
当时,所以函数
在区间内是减函数,故的值域为 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
13. (2009湖南理)(本小题满分13分)
某地建一座桥,两端的桥墩已建好,这两墩相距米,余下工程只需要建两端桥墩之间的桥面和桥墩,经预测,一个桥墩的工程费用为256万元,距离为米的相邻两墩之间的桥面工程费用为万元。假设桥墩等距离分布,所有桥墩都视为点,且不考虑其他因素,记余下工程的费用为万元。
(Ⅰ)试写出关于的函数关系式;
(Ⅱ)当=640米时,需新建多少个桥墩才能使最小?
13. 解 :(Ⅰ)设需要新建个桥墩,
所以
(Ⅱ) 由(Ⅰ)知,
令,得,所以=64
当0<<64时<0, 在区间(0,64)内为减函数;w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
当时,>0. 在区间(64,640)内为增函数,
所以在=64处取得最小值,此时,
故需新建9个桥墩才能使最小。
14.(2009江西文)(本小题满分12分)
设函数.
(1)对于任意实数,恒成立,求的最大值;
(2)若方程有且仅有一个实根,求的取值范围.
14. 解:(1) ,
因为,, 即 恒成立,
所以 , 得,即的最大值为
(2) 因为 当时, ;当时, ;当时, ;
所以 当时,取极大值 ;
当时,取极小值 ;
故当 或时, 方程仅有一个实根. 解得 或.
15.(2009江西理)(本小题满分12分)
设函数
(1) 求函数的单调区间;w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(2) 若,求不等式的解集.
15. 解: (1) , 由,得 .
因为 当时,; 当时,; 当时,;
所以的单调增区间是:; 单调减区间是: .
(2) 由 ,
得:.
故:当 时, 解集是:;
当 时,解集是: ;
当 时, 解集是:. w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
16. (2009辽宁理)(本小题满分12分)
已知函数f(x)=x-ax+(a-1),。
(1)讨论函数的单调性;w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(2)证明:若,则对任意x,x,xx,有。
16. 解:(1)的定义域为。
2分
(i)若即,则
故在单调增加。
(ii)若,而,故,则当时,;
当及时,
故在单调减少,在单调增加。
(iii)若,即,同理可得在单调减少,在单调增加.
(II)考虑函数
则
由于11
(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)若当x≥0时,f(x)>0恒成立,求a的取值范围。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
20.
解析:本题考查导数与函数的综合运用能力,涉及利用导数讨论函数的单调性,第一问关键是通过分析导函数,从而确定函数的单调性,第二问是利用导数及函数的最值,由恒成立条件得出不等式条件从而求出的范围。
解: (I) w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
由知,当时,,故在区间是增函数;
当时,,故在区间是减函数;
当时,,故在区间是增函数。
综上,当时,在区间和是增函数,在区间是减函数。
(II)由(I)知,当时,在或处取得最小值。
由假设知w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
即 解得 10,因为n是正整数,故0