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1、
高考數(shù)學精品復習資料
2019.5
限時規(guī)范訓練六 導數(shù)的簡單應用
一、選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)
1.設函數(shù)f(x)=-aln x,若f′(2)=3,則實數(shù)a的值為( )
A.4 B.-4
C.2 D.-2
解析:選B.f′(x)=-,故f′(2)=-=3,因此a=-4.
2.曲線y=ex在點A處的切線與直線x-y+3=0平行,則點A的坐標為( )
A.(-1,e-1) B.(0,1)
C.(1,e) D.(0,2)
解析:選B.設A(x0,e),y′=ex,∴y′|=e.
2、由導數(shù)的幾何意義可知切線的斜率k=e.
由切線與直線x-y+3=0平行可得切線的斜率k=1.
∴e=1,∴x0=0,∴A(0,1).故選B.
3.若函數(shù)f(x)=x3-2cx2+x有極值點,則實數(shù)c的取值范圍為 ( )
A.
B.
C.∪
D.∪
解析:選D.若函數(shù)f(x)=x3-2cx2+x有極值點,則f′(x)=3x2-4cx+1=0有兩根,故Δ=(-4c)2-12>0,從而c>或c<-.
4.已知f(x)=aln x+x2(a>0),若對任意兩個不等的正實數(shù)x1,x2都有≥2恒成立,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A.[1,+∞) B.(1,+∞)
C.(0,1)
3、D.(0,1]
解析:選A.由條件可知在定義域上函數(shù)圖象的切線斜率大于等于2,所以函數(shù)的導數(shù)f′(x)=+x≥2.可得x=時,f′(x)有最小值2.∴a≥1.
5.若定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(0)=-1,其導函數(shù)f′(x)滿足f′(x)>k>1,則下列結(jié)論中一定錯誤的是( )
A.f< B.f>
C.f< D.f>
解析:選C.構(gòu)造函數(shù)g(x)=f(x)-kx+1,
則g′(x)=f′(x)-k>0,∴g(x)在R上為增函數(shù).
∵k>1,∴>0,則g>g(0).
而g(0)=f(0)+1=0,
∴g=f-+1>0,
即f>-1=,
所以選項C錯誤,故選C.
6.
4、由曲線y=x2,y=圍成的封閉圖形的面積為( )
A. B.
C. D.1
解析:選B.由題意可知所求面積(如圖中陰影部分的面積)為(-x2)dx==.所以選B.
二、填空題(本題共3小題,每小題5分,共15分)
7.(20xx·高考全國卷Ⅱ)若直線y=kx+b是曲線y=ln x+2的切線,也是曲線y=ln(x+1)的切線,則b=________.
解析:直線y=kx+b與曲線y=ln x+2,y=ln(x+1)均相切,設切點分別為A(x1,y1),B(x2,y2),由y=ln x+2得y′=,由y=ln(x+1)得y′=,∴k==,
∴x1=,x2=-1,∴y
5、1=-ln k+2,y2=-ln k.
即A,B,
∵A、B在直線y=kx+b上,
∴解得
答案:1-ln 2
8.已知函數(shù)f(x)=-x2-3x+4ln x在(t,t+1)上不單調(diào),則實數(shù)t的取值范圍是________.
解析:由題意得,f(x)的定義域為(0,+∞),∴t>0,
∴f′(x)=-x-3+=0在(t,t+1)上有解,
∴=0在(t,t+1)上有解,
∴x2+3x-4=0在(t,t+1)上有解,由x2+3x-4=0得x=1或x=-4(舍去),∴1∈(t,t+1),∴t∈(0,1),故實數(shù)t的取值范圍是(0,1).
答案:(0,1)
9.若f(x)=-x2+
6、bln(x+2)在(-1,+∞)上是減函數(shù),則實數(shù)b的最大值是________.
解析:函數(shù)的定義域是x+2>0,即x>-2,而f′(x)=-x+=.因為x+2>0,函數(shù)f(x)=-x2+bln(x+2)在(-1,+∞)上是減函數(shù),即-x2-2x+b≤0在x∈(-1,+∞)上恒成立,得b≤x2+2x在x∈(-1,+∞)上恒成立,令g(x)=x2+2x=(x+1)2-1,x∈(-1,+∞),g(x)>g(-1)=-1,所以b≤-1.所以b的最大值為-1.
答案:-1
三、解答題(本題共3小題,每小題12分,共36分)
10.已知f(x)=2x+3-.
(1)求證:當x=0時,f(x)取
7、得極小值;
(2)是否存在滿足n>m≥0的實數(shù)m,n,當x∈[m,n]時,f(x)的值域為[m,n]?若存在,求m,n的值;若不存在,請說明理由.
解:(1)證明:由已知得f(x)的定義域為.
當x>-時,f′(x)=2-
=.
設F(x)=8x2+8x+2ln(2x+1),則f′(x)=.
當x>-時,y=8x2+8x=82-2是單調(diào)遞增函數(shù),y=2ln(2x+1)也是單調(diào)遞增函數(shù).
∴當x>-時,F(xiàn)(x)=8x2+8x+2ln(2x+1)單調(diào)遞增.
∴當-<x<0時,F(xiàn)(x)<F(0)=0,當x>0時,F(xiàn)(x)>F(0)=0.
∴當-<x<0時,f′(x)<0,f(x)單
8、調(diào)遞減,當x>0時,f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增.
∴當x=0時,f(x)取得極小值.
(2)由(1)知f(x)在[0,+∞)上是單調(diào)遞增函數(shù),若存在滿足n>m≥0的實數(shù)m,n,當x∈[m,n]時,f(x)的值域為[m,n],則f(m)=m,f(n)=n,即f(x)=x在[0,+∞)上有兩個不等的實根m,n.
∴2x2+7x+3-ln(2x+1)=0在[0,+∞)上有兩個不等的實根m,n.
設H(x)=2x2+7x+3-ln(2x+1),則
H′(x)=.
當x>0時,2x+1>0,8x2+18x+5>0,
∴H′(x)=>0.
∴H(x)在[0,+∞)上是單調(diào)遞增函數(shù),即
9、當x≥0時,H(x)≥H(0)=3.
∴2x2+7x+3-ln(2x+1)=0在[0,+∞)上沒有實數(shù)根.
∴不存在滿足條件的實數(shù)m,n.
11.(20xx·河南鄭州質(zhì)量檢測)設函數(shù)f(x)=x2-mln x,g(x)=x2-(m+1)x.
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)當m≥0時,討論函數(shù)f(x)與g(x)圖象的交點個數(shù).
解:(1)函數(shù)f(x)的定義域為(0,+∞),f′(x)=,
當m≤0時,f′(x)>0,所以函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是(0,+∞),無單調(diào)遞減區(qū)間.
當m>0時,f′(x)=,當0<x<時,f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減;當x
10、>時,f′(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增.
綜上,當m≤0時,函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是(0,+∞),無單調(diào)遞減區(qū)間;當m>0時,函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是(,+∞),單調(diào)遞減區(qū)間是(0,).
(2)令F(x)=f(x)-g(x)=-x2+(m+1)x-mln x,x>0,問題等價于求函數(shù)F(x)的零點個數(shù),
當m=0時,F(xiàn)(x)=-x2+x,x>0,有唯一零點;當m≠0時,F(xiàn)′(x)=-,
當m=1時,F(xiàn)′(x)≤0,函數(shù)F(x)為減函數(shù),注意到F(1)=>0,F(xiàn)(4)=-ln 4<0,所以F(x)有唯一零點.
當m>1時,0<x<1或x>m時,F(xiàn)′(x)<0;1<x<m時,
11、F′(x)>0,所以函數(shù)F(x)在(0,1)和(m,+∞)上單調(diào)遞減,在(1,m)上單調(diào)遞增,注意到F(1)=m+>0,
F(2m+2)=-mln(2m+2)<0,所以F(x)有唯一零點.
當0<m<1時,0<x<m或x>1時,F(xiàn)′(x)<0;m<x<1時,F(xiàn)′(x)>0,
所以函數(shù)F(x)在(0,m)和(1,+∞)上單調(diào)遞減,在(m,1)上單調(diào)遞增,易得ln m<0,
所以F(m)=(m+2-2ln m)>0,而F(2m+2)=-mln(2m+2)<0,所以F(x)有唯一零點.
綜上,函數(shù)F(x)有唯一零點,即兩函數(shù)圖象有一個交點.
12.(20xx·河南洛陽模擬)已知
12、函數(shù)f(x)=ln x-,曲線y=f(x)在點處的切線平行于直線y=10x+1.
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)設直線l為函數(shù)g(x)=ln x的圖象上任意一點A(x0,y0)處的切線,在區(qū)間(1,+∞)上是否存在x0,使得直線l與曲線h(x)=ex也相切?若存在,滿足條件的x0有幾個?
解:(1)∵函數(shù)f(x)=ln x-,∴f′(x)=+,
∵曲線y=f(x)在點處的切線平行于直線y=10x+1,
∴f′=2+8a=10,∴a=1,∴f′(x)=.
∵x>0且x≠1,∴f′(x)>0,∴函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,1)和(1,+∞).
(2)存在且唯一,證明如
13、下:
∵g(x)=ln x,∴切線l的方程為y-ln x0=(x-x0),即y=x+ln x0-1 ①,
設直線l與曲線h(x)=ex相切于點(x1,ex1),
∵h′(x)=ex,∴ex1=,∴x1=-ln x0,
∴直線l的方程也可以寫成y-=(x+ln x0),
即y=x++ ②,
由①②得ln x0-1=+,∴l(xiāng)n x0=.
證明:在區(qū)間(1,+∞)上x0存在且唯一.
由(1)可知,f(x)=ln x-在區(qū)間(1,+∞)上單調(diào)遞增,
又f(e)=-<0,f(e2)=>0,
結(jié)合零點存在性定理,說明方程f(x)=0必在區(qū)間(e,e2)上有唯一的根,這個根就是所求的唯一x0.