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- 2021-06-11 发布
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第16讲 导数在函数中的应用——单调性
1.函数f(x)=(x-3)ex的单调递增区间是(D)
A.(-∞,2) B.(0,3)
C.(1,4) D.(2,+∞)
f′(x)=(x-3)′ex+(x-3)(ex)′=(x-2)ex,
令f′(x)>0,解得x>2.
2.若函数f(x)=x3-ax在区间[1,+∞)内单调递增,则a的最大值是(B)
A.4 B.3
C.2 D.1
依题意,f′(x)=3x2-a≥0对x∈[1,+∞)恒成立,
即a≤3x2对x∈[1,+∞)恒成立,所以a≤3.
3.已知对任意实数x,有f(-x)=-f(x),g(-x)=g(x),且x>0时,f′(x)>0,g′(x)>0,则x<0时(B)
A.f′(x)>0, g′(x)>0 B.f′(x)>0,g′(x)<0
C.f′(x)<0, g′(x)>0 D.f′(x)<0, g′(x)<0
f(x)为奇函数,g(x)为偶函数,由图象的对称性知,当x<0时,f′(x)>0,g′(x)<0,选B.
4.(2016·新课标卷Ⅰ)函数y=2x2-e|x|在[-2,2]上的图象大致为(D)
因为f(2)=8-e2∈(0,1),排除A,B.
又因为f(x)=2x2-e|x|,x∈[-2,2]是偶函数,
所以x>0时,f(x)=2x2-ex,f′(x)=4x-ex.
又f′(0)=-1<0,f′(2)=8-e2>0,
所以由零点存在定理知f′(x)=0在(0,2)至少存在一个实根x0,所以f(x)=2x2-e|x|在(0,2)内至少存在一个极值点x0,排除C.故选D.
5.函数y=xln x的单调递减区间为 (0,) ,单调递增区间为 (,+∞) .
因为y′=ln x +x·=ln x+1,
当ln x+1<0,即 00,即 x>时,函数单调递增.
6.若函数f(x)=-(x-2)2+bln x在(1,+∞)上是减函数,则b的取值范围为 (-∞,-1] .
由题意可知f′(x)=-(x-2)+≤0在x∈(1,+∞)恒成立.即b≤x(x-2)在x∈(1,+∞)上恒成立,
由于φ(x)=x(x-2)=x2-2x在(1,+∞)上的值域是(-1,+∞),所以只要b≤-1即可.
7.设函数f(x)=x3+ax2-9x-1(a<0).若曲线y=f(x)的斜率最小的切线与直线12x+y=6平行,求:
(1)a的值;
(2)函数f(x)的单调区间.
(1)因为f(x)=x3+ax2-9x-1,
所以f′(x)=3x2+2ax-9=3(x+)2-9-.
即当x=-时,f′(x)取得最小值-9-.
因为斜率最小的切线与12x+y=6平行,即该切线的斜率为-12,所以-9-=-12,即a2=9,解得a=±3,
由题设a<0,所以a=-3.
(2)由(1)知a=-3,因此f(x)=x3-3x2-9x-1,
f′(x)=3x2-6x-9=3(x-3)(x+1),
令f′(x)=0,解得x1=-1,x2=3.
当x∈(-∞,-1)时,f′(x)>0,故f(x)在(-∞,-1)上为增函数;
当x∈(-1,3)时,f′(x)<0,故f(x)在(-1,3)上为减函数;
当x∈(3,+∞)时,f′(x)>0,故f(x)在(3,+∞)上为增函数.
由此可见,函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-1)和(3,+∞);单调递减区间为(-1,3).
8.(2017·抚州七校联考)已知函数f(x)与f′(x)的图象如图所示,则函数g(x)=的递减区间为(D)
A.(0,4) B.(-∞,1),(,4)
C.(0,) D.(0,1),(4,+∞)
结合图象,x∈(0,1)和x∈(4,+∞)时,f′(x)-f(x)<0,
此时g′(x)=<0.
故g(x)在(0,1),(4,+∞)内递减.
9.(2016·广州市高考模拟)已知y=f(x)为R上的连续可导函数,且xf′(x)+f(x)>0,则函数g(x)=xf(x)+1(x>0)的零点个数为 0 .
因为g′(x)=f(x)+xf′(x)>0,
所以g(x)在(0,+∞)为增函数,
又g(0)=1>0,所以g(x)在(0,+∞)恒大于0,
所以g(x)在(0,+∞)上没有零点.
10.已知函数f(x)=ex-ax(a∈R,e为自然对数的底数).
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)若a=1,函数g(x)=(x-m)f(x)-ex+x2+x在(2,+∞)上为增函数,求实数m的取值范围.
(1)函数f(x)的定义域为R,f′(x)=ex-a.
当a≤0时,f′(x)>0,所以f(x)在R上为增函数,
当a>0时,由f′(x)=0,得x=ln a,
则当x∈(-∞,ln a)时,f′(x)<0,所以函数f(x)在(-∞,ln a)上为减函数,
当x∈(ln a,+∞)时,f′(x)>0,所以函数f(x)在(ln a,+∞)上为增函数.
(2)当a=1时,g(x)=(x-m)(ex-x)-ex+x2+x,
因为g(x)在(2,+∞)上为增函数,
所以g′(x)=xex-mex+m+1≥0在(2,+∞)上恒成立,
即m≤在(2,+∞)上恒成立,
令h(x)=,x∈(2,+∞),
h′(x)==.
L(x)=ex-x-2,
L′(x)=ex-1>0在(2,+∞)上恒成立,
即L(x)=ex-x-2在(2,+∞)上为增函数,
即L(x)>L(2)=e2-4>0,h′(x)>0.
即h(x)=在(2,+∞)上为增函数,
所以h(x)>h(2)=.所以m≤.
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