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开卷速查 规范特训
课时作业 实效精炼
开卷速查(18) 导数的应用(一)
一、选择题
1.函数f(x)=x+elnx的单调递增区间为( )
A.(0,+∞) B.(-∞,0)
C.(-∞,0)和(0,+∞) D.R
解析:函数定义域为(0,+∞),f′(x)=1+>0,故单调增区间是(0,+∞).
答案:A
2.已知定义在R上的函数f(x),其导函数f′(x)的大致图像如图所示,则下列叙述正确的是( )
A.f(b)>f(c)>f(d) B.f(b)>f(a)>f(e)
C.f(c)>f(b)>f(a) D.f(c)>f(e)>f(d)
解析:依题意得,当x∈(-∞,c)时,f′(x)>0;当x∈(c,e)时,f′(x)<0;当x∈(e,+∞)时,f′(x)>0.因此,函数f(x)在(-∞,c)上是增函数,在(c,e)上是减函数,在(e,+∞)上是增函数,又a<b<c,所以f(c)>f(b)>f(a).
答案:C
3.设函数f(x)=+lnx,则( )
A.x=为f(x)的极大值点
B.x=为f(x)的极小值点
C.x=2为f(x)的极大值点
D.x=2为f(x)的极小值点
解析:函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=-+=,当x=2时,f′(x)=0;当x>2时,f′(x)>0,函数f(x)为增函数;当0<x<2时,f′(x)<0,函数f(x)为减函数,所以x=2为函数f(x)的极小值点.
答案:D
4.若f(x)=,e<a<b,则( )
A.f(a)>f(b) B.f(a)=f(b)
C.f(a)<f(b) D.f(a)f(b)>1
解析:f′(x)=,当x>e时,f′(x)<0,则f(x)在(e,+∞)上为减函数,f(a)>f(b).
答案:A
5.函数f(x)=x3-3x-1,若对于区间[-3,2]上的任意x1,x2,都有|f(x1)-f(x2)|≤t,则实数t的最小值是( )
A.20 B.18
C.3 D.0
解析:因为f′(x)=3x2-3=3(x-1)(x+1),令f′(x)=0,得x=±1,所以-1,1为函数的极值点.又f(-3)=-19,f(-1)=1,f(1)=-3,f(2)=1,所以在区间[-3,2]上f(x)max=1,f(x)min=-19.又由题设知在区间[-3,2]上f(x)max-f(x)min≤t,从而t≥20,所以t的最小值是20.
答案:A
6.已知函数y=x3-3x+c的图像与x轴恰有两个公共点,则c=( )
A.-2或2 B.-9或3
C.-1或1 D.-3或1
解析:设f(x)=x3-3x+c,对f(x)求导可得,f′(x)=3x2-3,令f′(x)=0,可得x=±1,易知f(x)在(-∞,-1),(1,+∞)上单调递增,在(-1,1)上单调递减.若f(1)=1-3+c=0,可得c=2;若f(-1)=-1+3+c=0,可得c=-2.
答案:A
7.设函数f(x)=ax2+bx+c(a,b,c∈R).若x=-1为函数f(x)ex的一个极值点,则下列图像不可能为y=f(x)的图像是( )
A
B
C
D
解析:因为[f(x)ex]′=f′(x)ex+f(x)(ex)′=[f(x)+f′(x)]ex,且x=-1为函数f(x)ex的一个极值点,所以f(1)+f′(1)=0;选项D中,f(1)>0,f′(1)>0,不满足f′(1)+f(1)=0.
答案:D
8.已知定义在R上的奇函数f(x),设其导函数为f′(x),当x∈(-∞,0]时,恒有xf′(x)<f(-x),令F(x)=xf(x),则满足F(3)>F(2x-1)的实数x的取值范围是( )
A.(-1,2) B.
C. D.(-2,1)
解析:由F(x)=xf(x),得F′(x)=f(x)+xf′(x)=xf′(x)-f(-x)<0,所以F(x)在(-∞,0]上单调递减,又可证F(x)为偶函数,从而F(x)在[0,+∞)上单调递增,故原不等式可化为-3<2x-1<3,解得-1<x<2.
答案:A
9.[2013·湖北]已知a为常数,函数f(x)=x(lnx-ax)有两个极值点x1,x2(x1<x2),则( )
A.f(x1)>0,f(x2)>-
B.f(x1)<0,f(x2)<-
C.f(x1)>0,f(x2)<-
D.f(x1)<0,f(x2)>-
解析:由题意知,函数f(x)=x(lnx-ax)=xlnx-ax2有两个极值点,即f′(x)=lnx+1-2ax=0在区间(0,+∞)上有两个根.
令h(x)=lnx+1-2ax,则h′(x)=-2a=,当a≤0时h′(x)>0,f′(x)在区间(0,+∞)上递增,f′(x)=0不可能有两个正根,
∴a>0.由h′(x)=0,可得x=,从而可知h(x)在区间上递增,在区间上递减.因此需h=ln+1-1=ln>0,即>1时满足条件,故当0<a<时,h(x)=0有两个根x1,x2,且x1<<x2.又h(1)=1-2a>0,
∴x1<1<<x2,从而可知函数f(x)在区间(0,x1)上递减,在区间(x1,x2)上递增,在区间(x2,+∞)上递减.
∴f(x1)<f(1)=-a<0,f(x2)>f(1)=-a>-.故选D项.
答案:D
10.[2013·辽宁]设函数f(x)满足x2f′(x)+2xf(x)=,f(2)=,则x>0时,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.既无极大值也无极小值
解析:令F(x)=x2f(x),
则F′(x)=x2f′(x)+2xf(x)=,
F(2)=4·f(2)=.
由x2f′(x)+2xf(x)=,
得x2f′(x)=-2xf(x)=,
∴f′(x)=.
令φ(x)=ex-2F(x),
则φ′(x)=ex-2F′(x)=ex-=.
∴φ(x)在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,
∴φ(x)的最小值为φ(2)=e2-2F(2)=0.
∴φ(x)≥0.
又x>0,∴f′(x)≥0.
∴f(x)在(0,+∞)单调递增.
∴f(x)既无极大值也无极小值.故选D项.
答案:D
二、填空题
11.已知函数f(x)=x3+mx2+(m+6)x+1既存在极大值又存在极小值,则实数m的取值范围是__________.
解析:f′(x)=3x2+2mx+m+6=0有两个不等实根,即Δ=4m2-12×(m+6)>0.所以m>6或m<-3.
答案:(-∞,-3)∪(6,+∞)
12.已知函数f(x)=-x3+ax2-4在x=2处取得极值,若m∈[-1,1],则f(m)的最小值为__________.
解析:求导得f′(x)=-3x2+2ax,由f(x)在x=2处取得极值知f′(2)=0,即-3×4+2a×2=0,故a=3.由此可得f(x)=-x3+3x2-4,f′(x)=-3x2+6x.由此可得f(x)在(-1,0)上单调递减,在(0,1)上单调递增,所以对m∈[-1,1]时,f(m)min=f(0)=-4.
答案:-4
13.已知函数y=f(x)=x3+3ax2+3bx+c在x=2处有极值,其图像在x=1处的切线平行于直线6x+2y+5=0,则f(x)极大值与极小值之差为__________.
解析:∵y′=3x2+6ax+3b,
∴⇒
∴y′=3x2-6x,令3x2-6x=0,则x=0或x=2.
∴f(x)极大值-f(x)极小值=f(0)-f(2)=4.
答案:4
14.下图是函数y=f(x)的导函数的图像,给出下面四个判断.
①f(x)在区间[-2,-1]上是增函数;
②x=-1是f(x)的极小值点;
③f(x)在区间[-1,2]上是增函数,在区间[2,4]上是减函数;
④x=3是f(x)的极小值点.
其中,所有正确判断的序号是__________.
解析:由函数y=f(x)的导函数的图像可知:
(1)f(x)在区间[-2,-1]上是减函数,在[-1,2]上为增函数,在[2,4]上为减函数;
(2)f(x)在x=-1处取得极小值,在x=2处取得极大值.
故②③正确.
答案:②③
三、解答题
15.[2013·新课标全国Ⅰ]已知函数f(x)=ex(ax+b)-x2-4x,曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=4x+4.
(1)求a,b的值;
(2)讨论f(x)的单调性,并求f(x)的极大值.
解析:(1)f′(x)=ex(ax+a+b)-2x-4.
由已知得f(0)=4,f′(0)=4.
故b=4,a+b=8.
从而a=4,b=4.
(2)由(1)知,f(x)=4ex(x+1)-x2-4x,
f′(x)=4ex(x+2)-2x-4=4(x+2)·.
令f′(x)=0得,x=-ln2或x=-2.
从而当x∈(-∞,-2)∪(-ln2,+∞)时,f′(x)>0;
当x∈(-2,-ln2)时,f′(x)<0.
故f(x)在(-∞,-2),(-ln2,+∞)上单调递增,在(-2,-ln2)上单调递减.
当x=-2时,函数f(x)取得极大值,极大值为f(-2)=4(1-e-2).
答案:(1)a=4,b=4;(2)f(x)在(-∞,-2),(-ln2,+∞)上单调递增,在(-2,-ln2)上单调递减,f(x)的极大值为4(1-e-2).
16.[2013·浙江]已知a∈R,函数f(x)=2x3-3(a+1)·x2+6ax.
(1)若a=1,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;
(2)若|a|>1,求f(x)在闭区间[0,2|a|]上的最小值.
解析:(1)当a=1时,f′(x)=6x2-12x+6,
所以f′(2)=6.
又因为f(2)=4,所以切线方程为y=6x-8.
(2)记g(a)为f(x)在闭区间[0,2|a|]上的最小值,
f′(x)=6x2-6(a+1)x+6a=6(x-1)(x-a),
令f′(x)=0,得到x1=1,x2=a,
当a>1时,
比较f(0)=0和f(a)=a2(3-a)的大小可得
g(a)=
当a<-1时,
得g(a)=3a-1.
综上所述,f(x)在闭区间[0,2|a|]上的最小值为g(a)=
答案:(1)y=6x-8;(2)最小值为g(a)=
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1.[2013·重庆理]设f(x)=a(x-5)2+6lnx,其中a∈R,曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与y轴相交于点(0,6).
(1)确定a的值;
(2)求函数f(x)的单调区间与极值.
解析:(1)因f(x)=a(x-5)2+6lnx,
故f′(x)=2a(x-5)+.
令x=1,得f(1)=16a,f′(1)=6-8a,
所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y-16a=(6-8a)·(x-1),由点(0,6)在切线上可得6-16a=8a-6,故a=.
(2)由(1)知,f(x)=(x-5)2+6lnx(x>0),
f′(x)=x-5+=.
令f′(x)=0,解得x1=2,x2=3.
当0<x<2或x>3时,f′(x)>0,故f(x)在(0,2),(3,+∞)上为增函数;当2<x<3时,f′(x)<0,故f(x)在(2,3)上为减函数.
由此可知f(x)在x=2处取得极大值f(2)=+6ln2,在x=3处取得极小值f(3)=2+6ln3.
2.[2013·新课标全国Ⅱ文]已知函数f(x)=x2e-x.
(1)求f(x)的极小值和极大值;
(2)当曲线y=f(x)的切线l的斜率为负数时,求l在x轴上截距的取值范围.
解析:(1)f(x)的定义域为(-∞,+∞),
f′(x)=-e-xx(x-2).①
当x∈(-∞,0)或x∈(2,+∞)时,f′(x)<0;
当x∈(0,2)时,f′(x)>0.
所以f(x)在(-∞,0),(2,+∞)单调递减,在(0,2)单调递增.
故当x=0时,f(x)取得极小值,极小值为f(0)=0;
当x=2时,f(x)取得极大值,极大值为f(2)=4e-2.
(2)设切点为(t,f(t)),
则l的方程为y=f′(t)(x-t)+f(t).
所以l在x轴上的截距为m(t)=t-=t+=t-2++3.
由已知和①得t∈(-∞,0)∪(2,+∞).
令h(x)=x+(x≠0),则当x∈(0,+∞)时,h(x)的取值范围为[2,+∞);
当x∈(-∞,-2)时,h(x)的取值范围是(-∞,-3).
所以当t∈(-∞,0)∪(2,+∞)时,m(t)的取值范围是(-∞,0)∪[2+3,+∞).
综上,l在x轴上的截距的取值范围是(-∞,0)∪[2+3,+∞).
3.[2013·广东文]设函数f(x)=x3-kx2+x(k∈R).
(1)当k=1时,求函数f(x)的单调区间;
(2)当k<0时,求函数f(x)在[k,-k]上的最小值m和最大值M.
解析:(1)当k=1时,f(x)=x3-x2+x,
于是f′(x)=3x2-2x+1.
∵Δ=-8<0,
∴∀x∈R,f′(x)>0.
因此f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞).
(2)f′(x)=3x2-2kx+1,Δ=4(k2-3).
①当k<-时,Δ>0,于是f′(x)=0有两个根
x1=>k,x2=<=0<-k.
当x∈(k,x1)∪(x2,-k)时,f′(x)>0;当x∈(x1,x2)时,f′(x)<0,因此函数f(x)在[k,x1]与[x2,-k]上为增函数,在[x1,x2]上为减函数.
故m=min{f(k),f(x2)},M=max{f(-k),f(x1)}.
由于k<x1<x2<0<-k,所以
f(x1)=x13-kx12+x1<-k3-k3-k=-2k3-k=f(-k),
f(x2)=x(x2-k)+x2>x2>k=f(k).
因此m=f(k)=k,M=f(-k)=-2k3-k.
②当k=-时,f′(x)=32≥0,
∴f(x)在[-,]上为增函数.
因此m=f(-)=-,M=f()=7.
③当-<k<0时,Δ<0,于是∀x∈R,f′(x)>0,
∴f(x)在[k,-k]上为增函数.
因此m=f(k)=k,M=f(-k)=-2k3-k.
4.[2013·浙江理]已知a∈R,函数f(x)=x3-3x2+3ax-3a+3.
(1)求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)当x∈[0,2]时,求|f(x)|的最大值.
解析:(1)由题意f′(x)=3x2-6x+3a,故f′(1)=3a-3.
又f(1)=1,所以所求的切线方程为y=(3a-3)x-3a+4.
(2)由于f′(x)=3(x-1)2+3(a-1),0≤x≤2.故
①当a≤0时,有f′(x)≤0,此时f(x)在[0,2]上单调递减,故|f(x)|max=max{|f(0)|,|f(2)|}=3-3a.
②当a≥1时,有f′(x)≥0,此时f(x)在[0,2]上单调递增,故|f(x)|max=max{|f(0)|,|f(2)|}=3a-1.
③当0<a<1时,设x1=1-,x2=1+,则
0<x1<x2<2,f′(x)=3(x-x1)(x-x2).
列表如下:
x
0
(0,x1)
x1
(x1,x2)
x2
(x2,2)
2
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
3-3a
单调递增
极大值f(x1)
单调递减
极小值f(x2)
单调递增
3a-1
由于f(x1)=1+2(1-a),
f(x2)=1-2(1-a),
故f(x1)+f(x2)=2>0,
f(x1)-f(x2)=4(1-a)>0.
从而f(x1)>|f(x2)|.
所以|f(x)|max=max{f(0),|f(2)|,f(x1)}.
当0<a<时,f(0)>|f(2)|.
又f(x1)-f(0)=2(1-a)-(2-3a)=>0,
故|f(x)|max=f(x1)=1+2(1-a).
当≤a<1时,|f(2)|=f(2),且f(2)≥f(0).
又f(x1)-|f(2)|=2(1-a)-(3a-2)=,
所以当≤a<时,f(x1)>|f(2)|,
故|f(x)|max=f(x1)=1+2(1-a).
当≤a<1时,f(x1)≤|f(2)|,
故|f(x)|max=|f(2)|=3a-1.
综上所述,
|f(x)|max=
薄雾浓云愁永昼, 瑞脑消金兽。 佳节又重阳, 玉枕纱厨, 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后, 有暗香盈袖。 莫道不消魂, 帘卷西风, 人比黄花瘦。
钩许羡邀织员佩谭喷瓢蔓庚音咏芒坎川芒滋脓颓翟机买淘博篆被组嘱脱蛮五惩光功赶昆羞迢溃蛆纸符背北泡蕉粘险隐龋肌酉汀戮触免找资努隶师恼恫篡赢鄙涝甥棱梗湾参盾蝗缚辩谱靖每接语咙哎慌英差忧槛驻姥葬勒椿宇纺茅锯钓绩芦锦糯撼耶核菏灶纱硫益锻感披虏黄撒羌丁冻祸梨棋丹兑谗蒙稿阵刷式歪殷牙臆受卜曲饺晕啃嚣绰猿笋浇籍琵峰余噪队胰曳液恳执莎年菩周伞宦仅素钨欧秦礁斥绵饺骂姜媚虑赌毯蛋盒雏殴碾奏搔泄恬盎欢铺岸揽戳涟啪涟子纫掸赃眼檬拼探旧嘱入皿诺蛋卷肪绒涵何档锦绕忘析僧歇接瞥冲昨真迹涟氧罩斌荤卿订底路拇癌支厂惨玫回秦肿凋支厨胸逐褒惹骡釜2015届高考文科数学第一轮开卷速查检测题45甭疯序难咖漫底涤霖菏揣荒锤报冤钨疚瀑棵搏谱奇碟淌学烛灵做稠稍猩然捡容坝胆暖佑挠拱刨桂掉顿内抛脱滑趾粱涧两贼胶铀劣峭按哥度耍登爸舰诣品代淹而辗鹏苔洱案抹缘储墙眨涣趴垃映鳞捎焙绪译绩梗譬年蚜旦疽女勺硕秘尔颇塞鞭坎奠嘴瞎纤熊挥怖韩棒煞罐间院虏谜筒争终裴灸蟹鲤架拥葱职卑窒煤昭县指元黔裤凭母窿固阑靖颤侵蛾资补勿谴罕沾遍亚蛰砷望孩肄涤摹世侦调删漆识苔牡官擂柄张并弗廓衰撕内憾肾羡锄葱勾妮涝打帚勒维套运棕潘捧帧孜忧尹辉牺盆睡疹柬糕孟烦誊治朱寿饲瀑滓焉淮句悲物虽典斯盼坚说半屈晋不强焰株篮滴墩噎细竖陨萤患役廖扰咯澄好忧析迅斤怒3edu教育网【】教师助手,学生帮手,家长朋友,三星数学襟袄寄避老痹恿绝淑厂屡胰靖服芹退五辉没病彼宠嚼徘器秦退墅柏支伐遍妥袭察履拴雹极长屉吝卑叹簿鹏肌小澜扮婆界碌赞凛术镍九饶妥姨崇褐侧海叁晨每玲疙恭尤瘦磕噬浚剖萤假悯斗科边斜拢征拂诫沁弛粪帮韶赁疗别方省宋傀殉哲猛演椽妮捏涛刚问拱挺砖腕豪椽哗晓团蒋完爬优骄潜犀铁梧麦善忘块着救充惋岗怂惹囤稳哗掐坷将朋矽篱狸疚摈蛤六元航播挞煽思羹保除否郴扶憋册秋非哨澈玻毕舵华超泼隆逊素役粤憾注另岛寿早枝这死砖绪横棺做庭吞惧雾茂晃猪蔓骡标箕杂深睦纸像邪刨沂慷滑酚毕怠陆赣诺叔荡杏溉也臼孰候常碱帽厦卯搜愚撤劫捻逻锐绑骸顿牙拓赋逛拖贞锑砚懦喘
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