《【創(chuàng)新設計】高考數(shù)學 北師大版一輪訓練:第2篇 第11講 導數(shù)在研究函數(shù)中的應用》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《【創(chuàng)新設計】高考數(shù)學 北師大版一輪訓練:第2篇 第11講 導數(shù)在研究函數(shù)中的應用(9頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第11講 導數(shù)在研究函數(shù)中的應用
.
基礎鞏固題組
(建議用時:40分鐘)
一、選擇題
1.函數(shù)f(x)=(x-3)ex的單調(diào)遞增區(qū)間是( ).
A.(-∞,2) B.(0,3)
C.(1,4) D.(2,+∞)
解析 f′(x)=ex(x-2),
令f′(x)>0得x>2.
∴f(x)的單調(diào)增區(qū)間是(2,+∞).
答案 D
2. (20xx·浙江卷)已知函數(shù)y=f(x)的圖像是下列四個圖像之一,且其導函數(shù)y=f′(x)的圖像如右圖所示,則該函數(shù)的圖像是( ).
解析 由y=f′(x)的圖像知,y=f(x)的圖像為增函數(shù),且在區(qū)間(-1,0)
2、上增長速度越來越快,而在區(qū)間(0,1)上增長速度越來越慢.
答案 B
3.(20xx·寶雞模擬)函數(shù)y=xex的最小值是( ).
A.-1 B.-e
C.- D.不存在
解析 y′=ex+xex=(1+x)ex,令y′=0,則x=-1,因為x<-1時,y′<0,x>-1時,y′>0,所以x=-1時,ymin=-.
答案 C
4.設a∈R,若函數(shù)y=ex+ax,x∈R有大于零的極值點,則( ).
A.a(chǎn)<-1 B.a(chǎn)>-1
C.a(chǎn)>- D.a(chǎn)<-
解析 ∵y=ex+ax,∴y′=ex+a.
∵函數(shù)y=ex+ax有大于零的極值點,
則方程y′=ex+a=0有大
3、于零的解,
∵x>0時,-ex<-1,∴a=-ex<-1.
答案 A
5.(20xx·福建卷)設函數(shù)f(x)的定義域為R,x0(x0≠0)是f(x)的極大值點,以下結論一定正確的是( ).
A.任意x∈R,f(x)≤f(x0)
B.-x0是f(-x)的極小值點
C.-x0是-f(x)的極小值點
D.-x0是-f(-x)的極小值點
解析 A錯,因為極大值未必是最大值;B錯,因為函數(shù)y=f(x)與函數(shù)y=f(-x)的圖像關于y軸對稱,-x0應是f(-x)的極大值點;C錯,函數(shù)y=f(x)與函數(shù)y=-f(x)的圖像關于x軸對稱,x0應為-f(x)的極小值點;D正確,函數(shù)y=f(x)
4、與y=-f(-x)的圖像關于原點對稱,-x0應為y=-f(-x)的極小值點.
答案 D
二、填空題
6.(20xx·威海期末考試)函數(shù)y=ln x-x2的極值點為________.
解析 函數(shù)的定義域為(0,+∞),函數(shù)的導數(shù)為y′=-2x=,令y′==0,解得x=,當x>時,y′<0,當0<x<時,y′>0,所以當x=時,函數(shù)取得極大值,故函數(shù)的極值點為.
答案
7.已知函數(shù)f(x)=-x2+4x-3ln x在[t,t+1]上不單調(diào),則t的取值范圍是________.
解析 由題意知f′(x)=-x+4-=-,由f′(x)=0得函數(shù)f(x)的兩個極值點為1和3,則只要這兩個極
5、值點有一個在區(qū)間(t,t+1)內(nèi),函數(shù)f(x)在區(qū)間[t,t+1]上就不單調(diào),由t<1
6、l:3x-y+1=0,若x=時,y=f(x)有極值.
(1)求a,b,c的值;
(2)求y=f(x)在[-3,1]上的最大值和最小值.
解 (1)由f(x)=x3+ax2+bx+c,得f′(x)=3x2+2ax+b.
當x=1時,切線l的斜率為3,可得2a+b=0.①
當x=時,y=f(x)有極值,
則f′=0,可得4a+3b+4=0.②
由①②,解得a=2,b=-4.
由于切點的橫坐標為x=1,所以f(1)=4.
所以1+a+b+c=4,所以c=5.
(2)由(1),可得f(x)=x3+2x2-4x+5,
所以f′(x)=3x2+4x-4.
令f′(x)=0,解得x
7、=-2或.
當x變化時,f′(x),f(x)的變化情況如下表所示:
x
-3
(-3,-2)
-2
1
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
8
13
4
所以y=f(x)在[-3,1]上的最大值為13,最小值為.
10.(20xx·宜川模擬)已知函數(shù)f(x)=(ax2+x-1)ex,其中e是自然對數(shù)的底數(shù),a∈R.
(1)若a=1,求曲線f(x)在點(1,f(1))處的切線方程;
(2)若a<0,求f(x)的單調(diào)區(qū)間.
解 (1)當a=1時,f(x)=(x2+x-1)ex,
所以f′(x)=(2x+1)
8、ex+(x2+x-1)ex=(x2+3x)ex,
所以曲線f(x)在點(1,f(1))處的切線斜率為k=f′(1)=4e,又因為f(1)=e,所以所求切線方程為y-e=4e(x-1),即4ex-y-3e=0.
(2)f′(x)=(2ax+1)ex+(ax2+x-1)ex
=[ax2+(2a+1)x]ex,
①若-<a<0,當x<0或x>-時,f′(x)<0;
當0<x<-時,f′(x)>0.
所以f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(-∞,0],;單調(diào)遞增區(qū)間為.
②若a=-,f′(x)=-x2ex≤0,所以f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(-∞,+∞).
③若a<-,當x<-或x>0時,f′(x
9、)<0;
當-<x<0時,f′(x)>0.
所以f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為,[0,+∞);
單調(diào)遞增區(qū)間為.
能力提升題組
(建議用時:25分鐘)
一、選擇題
1.函數(shù)f(x)=x2-2ax+a在區(qū)間(-∞,1)上有最小值,則函數(shù)g(x)=在區(qū)間(1,+∞)上一定( ).
A.有最小值 B.有最大值
C.是減函數(shù) D.是增函數(shù)
解析 由函數(shù)f(x)=x2-2ax+a在區(qū)間(-∞,1)上有最小值,可得a<1,又g(x)==x+-2a,則g′(x)=1-,易知在x∈(1,+∞)上g′(x)>0,所以g(x)在(1,+∞)上為增函數(shù).
答案 D
2.(20xx·臨沂模
10、擬)若a>0,b>0,且函數(shù)f(x)=4x3-ax2-2bx+2在x=1處有極值,則ab的最大值等于( ).
A.2 B.3
C.6 D.9
解析 ∵f′(x)=12x2-2ax-2b,
Δ=4a2+96b>0,又x=1是極值點,
∴f′(1)=12-2a-2b=0,即a+b=6,
∴ab≤=9,當且僅當a=b時“=”成立,所以ab的最大值為9.
答案 D
二、填空題
3.(20xx·寧波調(diào)研)設函數(shù)f(x)=ln x-ax2-bx,若x=1是f(x)的極大值點,則a的取值范圍為________.
解析 f(x)的定義域為(0,+∞),
f′(x)=-ax-b,由
11、f′(1)=0,得b=1-a.
∴f′(x)=-ax+a-1=.
①若a≥0,當00,此時f(x)單調(diào)遞增;
當x>1時,f′(x)<0,此時f(x)單調(diào)遞減;
所以x=1是f(x)的極大值點.
②若a<0,由f′(x)=0,得x=1或-.
因為x=1是f(x)的極大值點,所以->1,
解得-1-1.
答案 (-1,+∞)
三、解答題
4.(20xx·黃岡模擬)已知函數(shù)f(x)=x3-ax+1.
(1)當x=1時,f(x)取得極值,求a 的值;
(2)求f(x)在[0,1]上的最小值.
解 因為f′(x)=
12、x2-a,
(1)當x=1時,f(x)取得極值,所以f′(1)=1-a=0,a=1,
又當x∈(-1,1)時,f′(x)<0;x∈(1,+∞)時,f′(x)>0,
所以f(x)在x=1處取得極小值,即a=1時符合題意.
(2)①當a≤0時,f′(x)>0對x∈(0,1)恒成立,
所以f(x)在(0,1)上單調(diào)遞增,f(x)在x=0處取得最小值f(0)=1.
②當a>0時,令f′(x)=x2-a=0,解得x=-或.
ⅰ.當0<a<1時,<1,
當x∈(0,)時,f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減;
當x∈(,1)時,f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增,
所以f(x)在x=處取得最小值f()=1-.
ⅱ.當a≥1時,≥1.
x∈(0,1)時,f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減,
所以f(x)在x=1處取得最小值f(1)=-a.
綜上所述,當a≤0時,f(x)在x=0處取得最小值f(0)=1,
當0<a<1時,f(x)在x=處取得最小值f()=1-,當a≥1時,f(x)在x=1處取得最小值f(1)=-a.