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【创新设计】高考数学 第三篇 第2讲 导数的应用(一)限时训练 新人教A版

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第2讲导数的应用(一)A级 基础演练(时间:30分钟 满分:55分)一、选择题(每小题5分,共20分)1.(2022·石景山模拟)若函数h(x)=2x-+在(1,+∞)上是增函数,则实数k的取值范围是(  ).A.(-2,+∞)B.(2,+∞)C.(-∞,-2)D.(-∞,2)解析 由条件得h′(x)=2+=≥0在(1,+∞)上恒成立,即k≥-2x2在(1,+∞)上恒成立,所以k∈(-2,+∞).答案 A2.(2022·郑州检测)函数f(x)=(4-x)ex的单调递减区间是(  ).A.(-∞,4)B.(-∞,3)C.(4,+∞)D.(3,+∞)解析 f′(x)=ex+(4-x)·ex=ex(3-x),令f′(x)<0,由于ex>0,∴3-x<0,解得x>3.答案 D3.(2022·安庆模拟)下列函数中,在(0,+∞)内为增函数的是(  ).A.f(x)=sin2xB.f(x)=xexC.f(x)=x3-xD.f(x)=-x+lnx解析 sin2x=2sinxcosx,(sin2x)′=2(cos2x-sin2x),在(0,+∞)不恒大于零;(x3-x)′=3x2-1,在(0,+∞)不恒大于零;(-x+lnx)′=-1+在(0,+∞)不恒大于零;(xex)′=ex+xex,当x∈(0,+∞)时ex+xex>0,故选B.答案 B4.函数f(x)的定义域是R,f(0)=2,对任意x∈R,f(x)+f′(x)>1,则不等式ex·f(x)>ex+1的解集为(  ).A.{x|x>0}B.{x|x<0}C.{x|x<-1或x>1}D.{x|x<-1或0<x<1}解析 构造函数g(x)=ex·f(x)-ex,因为g′(x)=ex·f(x)+ex·f′(x)-ex=ex[f(x7\n)+f′(x)]-ex>ex-ex=0,所以g(x)=ex·f(x)-ex为R上的增函数,又因为g(0)=e0·f(0)-e0=1,所以原不等式转化为g(x)>g(0),解得x>0.答案 A二、填空题(每小题5分,共10分)5.函数y=x-2sinx在[0,π]上的递增区间是________.解析 y′=1-2cosx,令1-2cosx≥0,得cosx≤,解得2kπ+≤x≤2kπ+π,k∈R,又0≤x≤π,∴≤x≤π.答案 6.已知直线y=x+1与曲线y=ln(x+a)相切,则a的值为________.解析 设切点坐标为(x0,y0)又y′=,由已知条件解得a=2.答案 2三、解答题(共25分)7.(12分)设函数f(x)=ax3-3x2,(a∈R),且x=2是y=f(x)的极值点,求函数g(x)=ex·f(x)的单调区间.解 f′(x)=3ax2-6x=3x(ax-2).因为x=2是函数y=f(x)的极值点.所以f′(2)=0,即6(2a-2)=0,因此a=1,经验证,当a=1时,x=2是函数f(x)的极值点,所以g(x)=ex(x3-3x2),g′(x)=ex(x3-3x2+3x2-6x)=ex(x3-6x)=x(x+)(x-)ex.因为ex>0,所以y=g(x)的单调增区间是(-,0)和(,+∞);单调减区间是(-∞,-)和(0,).8.(13分)已知函数f(x)=x3+ax2-x+c,且a=f′.(1)求a的值;(2)求函数f(x)的单调区间;(3)设函数g(x)=(f(x)-x3)·ex,若函数g(x)在x∈[-3,2]上单调递增,求实数c的取值范围.解 (1)由f(x)=x3+ax2-x+c,得f′(x)=3x2+2ax-1.7\n当x=时,得a=f′=3×2+2a×-1,解之,得a=-1.(2)由(1)可知f(x)=x3-x2-x+c.则f′(x)=3x2-2x-1=3(x-1),列表如下:x-1(1,+∞)f′(x)+0-0+f(x)极大值·极小值所以f(x)的单调递增区间是(-∞,-)和(1,+∞);f(x)的单调递减区间是.(3)函数g(x)=(f(x)-x3)·ex=(-x2-x+c)·ex,有g′(x)=(-2x-1)ex+(-x2-x+c)ex=(-x2-3x+c-1)ex,因为函数g(x)在x∈[-3,2]上单调递增,所以h(x)=-x2-3x+c-1≥0在x∈[-3,2]上恒成立.只要h(2)≥0,解得c≥11,所以c的取值范围是[11,+∞).探究提高 利用导数研究函数单调性的一般步骤:(1)确定函数的定义域;(2)求导数f′(x);(3)①若求单调区间(或证明单调性),只需在函数f(x)的定义域内解(或证明)不等式f′(x)>0或f′(x)<0.②若已知f(x)的单调性,则转化为不等式f′(x)≥0或f′(x)≤0在单调区间上恒成立问题求解.B级 能力突破(时间:30分钟 满分:45分)一、选择题(每小题5分,共10分)1.定义在R上的函数y=f(x)满足f(4-x)=f(x),(x-2)·f′(x)<0,若x1<x2且x1+x2>4,则(  ).A.f(x1)<f(x2)B.f(x1)>f(x2)C.f(x1)=f(x2)D.f(x1)与f(x2)的大小不确定7\n解析 ∵f(4-x)=f(x),∴函数f(x)的图象关于直线x=2对称,由(x-2)f′(x)<0可得函数f(x)在(-∞,2)上单调递增,在(2,+∞)上单调递减,∴当x2>x1>2时,f(x1)>f(x2);当x2>2>x1时,∵x1+x2>4,∴x2>4-x1>2,∴f(4-x1)=f(x1)>f(x2),综上,f(x1)>f(x2),故选B.答案 B2.已知函数f(x)的定义域为[-1,5],部分对应值如下表.f(x)的导函数y=f′(x)的图象如图所示.下列关于函数f(x)的命题:①函数y=f(x)是周期函数;②函数f(x)在[0,2]上是减函数;③如果当x∈[-1,t]时,f(x)的最大值是2,那么t的最大值为4;④当1<a<2时,函数y=f(x)-a有4个零点.其中真命题的个数有(  ).A.4B.3C.2D.1解析 依题意得,函数f(x)不可能是周期函数,因此①不正确;当x∈(0,2)时,f′(x)<0,因此函数f(x)在[0,2]上是减函数,②正确;当x∈[-1,t]时,f(x)的最大值是2,依题意,结合函数f(x)的可能图象形状分析可知,此时t的最大值是5,因此③不正确;注意到f(2)的值不明确,结合图形分析可知,将函数f(x)的图象向下平移a(1<a<2)个单位后相应曲线与x轴的交点个数不确定,因此④不正确.综上所述,选D.答案 D二、填空题(每小题5分,共10分)3.函数f(x)=x(a>0)的单调递减区间是________.解析 由ax-x2≥0(a>0),解得0≤x≤a,即函数f(x)的定义域为[0,a],f′(x)==,由f′(x)<0解得x≥,因此f(x)的单调递减区间是.答案 4.已知函数y=-x3+bx2-(2b+3)x+2-b在R上不是单调减函数,则b的取值范围是________.解析 y′=-x2+2bx-(2b+3),要使原函数在R上单调递减,应有y′≤0恒成立,∴7\nΔ=4b2-4(2b+3)=4(b2-2b-3)≤0,∴-1≤b≤3,故使该函数在R上不是单调减函数的b的取值范围是b<-1或b>3.答案 (-∞,-1)∪(3,+∞)三、解答题(共25分)5.(12分)已知函数g(x)=+lnx在[1,+∞)上为增函数,且θ∈(0,π),f(x)=mx--lnx,m∈R.(1)求θ的值;(2)若f(x)-g(x)在[1,+∞)上为单调函数,求m的取值范围.解 (1)由题意得,g′(x)=-+≥0在[1,+∞)上恒成立,即≥0.∵θ∈(0,π),∴sinθ>0,故sinθ·x-1≥0在[1,+∞)上恒成立,只需sinθ·1-1≥0,即sinθ≥1,只有sinθ=1.结合θ∈(0,π),得θ=.(2)由(1),得f(x)-g(x)=mx--2lnx,∴′=.∵f(x)-g(x)在其定义域内为单调函数,∴mx2-2x+m≥0或者mx2-2x+m≤0在[1,+∞)恒成立.mx2-2x+m≥0等价于m(1+x2)≥2x,即m≥,而=≤1,∴m≥1.mx2-2x+m≤0等价于m(1+x2)≤2x,即m≤在[1,+∞)上恒成立.而∈(0,1],∴m≤0.综上,m的取值范围是(-∞,0]∪[1,+∞).6.(13分)设函数f(x)=lnx+在内有极值.7\n(1)求实数a的取值范围;(2)若x1∈(0,1),x2∈(1,+∞).求证:f(x2)-f(x1)>e+2-.注:e是自然对数的底数.(1)解 易知函数f(x)的定义域为(0,1)∪(1,+∞),f′(x)=-==.由函数f(x)在内有极值,可知方程f′(x)=0在内有解,令g(x)=x2-(a+2)x+1=(x-α)(x-β).不妨设0<α<,则β>e,又g(0)=1>0,所以g=-+1<0,解得a>e+-2.(2)证明 由(1)知f′(x)>0⇔0<x<α或x>β,f′(x)<0⇔α<x<1或1<x<β,所以函数f(x)在(0,α),(β,+∞)上单调递增,在(α,1),(1,β)上单调递减.由x1∈(0,1)得f(x1)≤f(α)=lnα+,由x2∈(1,+∞)得f(x2)≥f(β)=lnβ+,所以f(x2)-f(x1)≥f(β)-f(α).由(1)易知α·β=1,α+β=a+2,所以f(β)-f(α)=lnβ-ln+a=2lnβ+a·=2lnβ+a·=2lnβ+β-.记h(β)=2lnβ+β-(β>e),则h′(β)=+1+=2>0,所以函数h(β)在(e,+∞)上单调递增,所以f(x2)-f(x1)≥h(β)>h(e)=2+e-.特别提醒:教师配赠习题、课件、视频、图片、文档等各种电子资源见《创新设计·高考总复习》光盘中内容.7\n7

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发布时间:2022-08-26 00:36:24 页数:7
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文章作者:U-336598

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