资源描述
一、选择题
1.函数f(x)=x-ln x的单调递减区间是( )
A.(0,1) B.(-∞,1)
C.(0,e) D.(-∞,e)
解析:选A.函数定义域为(0,+∞),
且f′(x)=1-,
令1-<0,解得 0<x<1,
所以递减区间是(0,1).
2.若f(x)=x2-2x-4ln x,则f′(x)>0的解集为( )
A.(0,+∞) B.(-1,0)∪(2,+∞)
C.(2,+∞) D.(-1,0)
解析:选C.由题意知x>0,且f′(x)=2x-2-,
即f′(x)=>0,
∴x2-x-2>0,
解得x<-1或x>2.
又∵x>0,∴x>2.
3.函数f(x)的导函数为f′(x),若(x+1)·f′(x)>0,则下列结论中正确的是( )
A.x=-1一定是函数f(x)的极大值点
B.x=-1一定是函数f(x)的极小值点
C.x=-1不是函数f(x)的极值点
D.x=-1不一定是函数f(x)的极值点
解析:选D.由题意,得x>-1,f′(x)>0或x<-1,f′(x)<0,但函数f(x)在x=-1处未必连续,即x=-1不一定是函数f(x)的极值点,故选D.
4.曲线y=-在点M处的切线的斜率为( )
A.- B.
C.- D.
解析:选B.y′==,
故y′=,
∴曲线在点M处的切线的斜率为.
5.已知函数f(x)=x2(ax+b)(a,b∈R)在x=2时有极值,其图象在点(1,f(1))处的切线与直线3x+y=0平行,则函数f(x)的单调减区间为( )
A.(-∞,0) B.(0,2)
C.(2,+∞) D.(-∞,+∞)
解析:选B.∵f(x)=ax3+bx2,
f′(x)=3ax2+2bx,
∴解得
令f′(x)=3x2-6x<0,则0<x<2,故选B.
二、填空题
6.函数f(x)=x+2cos x在区间[0,]上的单调递减区间是________.
解析:f′(x)=1-2sin x,
令f′(x)≤0,即1-2sin x≤0,
所以sin x≥.
又∵x∈[0,],所以≤x≤,
即函数f(x)的单调递减区间是.
答案:
7.设a∈R,若函数y=ex+ax,x∈R有大于零的极值点,则a的取值范围是________.
解析:y′=ex+a,问题转化为“方程ex+a=0有大于零的实数根”,由方程解得x=ln(-a)(a<0),由题意得ln(-a)>0,即a<-1.
答案:a<-1
8.已知函数f(x)=xex,则f′(x)=________;函数f(x)图象在点(0,f(0))处的切线方程为________.
解析:依题意得f′(x)=1·ex+x·ex=(1+x)ex;f′(0)=(1+0)e0=1,f(0)=0·e0=0,因此函数f(x)的图象在点(0,f(0))处的切线方程是y-0=x-0,即y=x.
答案:(1+x)ex y=x
三、解答题
9.设a>0,函数f(x)=x2-(a+1)x+aln x.
(1)若曲线y=f(x)在(2,f(2))处切线的斜率为-1,求a的值;
(2)当0<a<1时,求函数f(x)的极值点.
解:(1)由已知得x>0,
f′(x)=x-(a+1)+.
因为曲线y=f(x)在(2,f(2))处切线的斜率为-1,
所以f′(2)=-1.
即2-(a+1)+=-1,所以a=4.
(2)f′(x)=x-(a+1)+
==,
因0<a<1,
当x∈(0,a)时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;
当x∈(a,1)时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;
当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,
函数f(x)单调递增.
此时x=a是f(x)的极大值点,x=1是f(x)的极小值点.
10.已知函数f(x)=x2+ax+bln x(x>0,实数a,b为常数).
(1)若a=1,b=-1,求函数f(x)的极值;
(2)若a+b=-2,且b<1,讨论函数f(x)的单调性.
解:(1)函数f(x)=x2+x-ln x,
则f′(x)=2x+1-,
令f′(x)=0,得x1=-1(舍去),x2=.
当0<x<时,f′(x)<0,函数单调递减;
当x>时,f′(x)>0,函数单调递增;
∴f(x)在x=处取得极小值+ln 2.
(2)由于a+b=-2,则a=-2-b,
从而f(x)=x2-(2+b)x+bln x,则
f′(x)=2x-(2+b)+=,
令f′(x)=0,得x1=,x2=1.
①当≤0,即b≤0时,函数f(x)的单调递减区间为(0,1),单调递增区间为(1,+∞);
②当0<<1,即0<b<2时,列表如下:
x
(1,+∞)
f′(x)
+
-
+
f(x)
所以,函数f(x)的单调递增区间为,(1,+∞),单调递减区间为.
11.已知二次函数h(x)=ax2+bx+c(c>0),其导函数y=h′(x)的图象如图所示,f(x)=ln x-h(x).
(1)求函数f(x)在x=1处的切线斜率;
(2)若函数f(x)在区间上是单调函数,求实数m的取值范围.
解:(1)由题知,h′(x)=2ax+b,其图象为直线,且过A(2,-1)、B(0,3)两点,
∴,解得.
∴h(x)=-x2+3x+c.
∴f(x)=ln x-(-x2+3x+c)=x2-3x-c+ln x.
∴f′(x)=2x-3+,
∴f′(1)=2-3+=0,
所以函数f(x)在x=1处的切线斜率为0.
(2)由题意可知,函数f(x)的定义域为(0,+∞),
由(1)知,f′(x)=2x-3+==.
令f′(x)=0,得x=或x=1.
当x变化时,f(x)、f′(x)随x的变化情况如下表:
x
1
(1,+∞)
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
极大值
极小值
∴f(x)的单调递增区间为,(1,+∞).
f(x)的单调递减区间为.
要使函数f(x)在区间上是单调函数,
则,解得<m≤.
故实数m的取值范围是.
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