(新高考)2020版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第二部分 講重點 選填題專練 第10講 函數(shù)與導(dǎo)數(shù)教學(xué)案 理
第10講 函數(shù)與導(dǎo)數(shù)
調(diào)研一 函數(shù)的性質(zhì)
■備考工具——————————————
1.函數(shù)的單調(diào)性
增函數(shù)
減函數(shù)
定義
一般地,設(shè)函數(shù)f(x)的定義域為I,如果對于定義域I內(nèi)某個區(qū)間D上的任意兩個自變量x1,x2
當(dāng)x1<x2時,都有f(x1)<f(x2),那么就說函數(shù)f(x)在區(qū)間D上是增函數(shù)
當(dāng)x1<x2時,都有f(x1)>f(x2),那么就說函數(shù)f(x)在區(qū)間D上是減函數(shù)
圖象描述
自左向右看圖象是上升的
自左向右看圖象是下降的
(2)函數(shù)單調(diào)性的常用結(jié)論:
①若f(x),g(x)均是區(qū)間A上的增(減)函數(shù),則f(x)+g(x)也是區(qū)間A上的增(減)函數(shù);
②若k>0,則kf(x)與f(x)單調(diào)性相同;若k<0,則kf(x)與f(x)單調(diào)性相反;
③函數(shù)y=f(x)(f(x)>0)在公共定義域內(nèi)與y=-f(x),y=的單調(diào)性相反;
④函數(shù)y=f(x)(f(x)≥0)在公共定義域內(nèi)與y=的單調(diào)性相同.
2.函數(shù)的奇偶性與對稱性
(1)偶函數(shù)和奇函數(shù)
偶函數(shù)
奇函數(shù)
定義
條件
如果對于函數(shù)f(x)的定義域內(nèi)任意一個x,都有
f(-x)=f(x)
f(-x)=-f(x)
結(jié)論
函數(shù)f(x)叫做偶函數(shù)
函數(shù)f(x)叫做奇函數(shù)
圖象特征
圖象關(guān)于y軸對稱
圖象關(guān)于原點對稱
(2)奇偶函數(shù)的性質(zhì):
①在公共定義域內(nèi):
a.兩個奇函數(shù)的和函數(shù)是奇函數(shù),兩個奇函數(shù)的積函數(shù)是偶函數(shù).
b.兩個偶函數(shù)的和函數(shù)、積函數(shù)都是偶函數(shù).
c.一個奇函數(shù)和一個偶函數(shù)的積函數(shù)是奇函數(shù).
②若f(x)是奇函數(shù)且在x=0處有定義,則f(0)=0.
③奇函數(shù)在關(guān)于原點對稱的區(qū)間上的單調(diào)性相同,偶函數(shù)在關(guān)于原點對稱的區(qū)間上的單調(diào)性相反.
(3)函數(shù)的對稱性常用的結(jié)論:
①函數(shù)y=f(x)關(guān)于x=對稱?f(a+x)=f(b-x)?f(x)=f(b+a-x).
特殊:函數(shù)y=f(x)關(guān)于x=a對稱?f(a-x)=f(a+x)?f(x)=f(2a-x);
函數(shù)y=f(x)關(guān)于x=0對稱?f(x)=f(-x)(即為偶函數(shù)).
②函數(shù)y=f(x)關(guān)于點(a,b)對稱?f(a+x)+f(a-x)=2b?f(2a+x)+f(-x)=2b.
特殊:函數(shù)y=f(x)關(guān)于點(a,0)對稱?f(a+x)+f(a-x)=0?f(2a+x)+f(-x)=0;
函數(shù)y=f(x)關(guān)于(0,0)對稱?f(x)+f(-x)=0(即為奇函數(shù)).
③y=f(x+a)是偶函數(shù)?函數(shù)y=f(x)關(guān)于直線x=a對稱;
y=f(x+a)是奇函數(shù)?函數(shù)y=f(x)關(guān)于點(a,0)對稱.
(4)常見奇函數(shù):
y=kx,y=kx3,y=kx,y=,y=Asinx,y=Atanx,y=ln,y=ln(±1),y=,y=ax-a-x.
(5)常見偶函數(shù):
y=c,y=k|x|,y=kx2,y=Acosx,y=ax+a-x.
3.函數(shù)周期性
(1)周期函數(shù)的定義:
對于函數(shù)y=f(x),如果存在一個非零常數(shù)T,使得當(dāng)x取定義域內(nèi)的任何值時,都有f(x+T)=f(x),那么就稱函數(shù)y=f(x)為周期函數(shù),稱T為這個函數(shù)的周期.
(2)常見的幾個結(jié)論:
周期函數(shù)y=f(x)滿足:
①若f(x+a)=f(x-a),則函數(shù)的周期為2a;
②若f(x+a)=-f(x),則函數(shù)的周期為2a;
③若f(x+a)=,則函數(shù)的周期為2a;
④若函數(shù)f(x)關(guān)于直線x=a與x=b對稱,則函數(shù)f(x)的周期為2|b-a|;
⑤若函數(shù)f(x)關(guān)于點(a,0)對稱,又關(guān)于點(b,0)對稱,則函數(shù)f(x)的周期為2|b-a|;
⑥若函數(shù)f(x)關(guān)于直線x=a對稱,又關(guān)于點(b,0)對稱,則函數(shù)f(x)的周期為4|b-a|;
⑦若函數(shù)f(x)是偶函數(shù),其圖象關(guān)于直線x=a對稱,則其周期為2a;
⑧若函數(shù)f(x)是奇函數(shù),其圖象關(guān)于直線x=a對稱,則其周期為4a.
■自測自評——————————————
1.[2019·全國卷Ⅰ]已知a=log20.2,b=20.2,c=0.20.3,則( )
A.a(chǎn)<b<c B.a(chǎn)<c<b
C.c<a<b D.b<c<a
解析:∵a=log20.2<0,b=20.2>1,c=0.20.3∈(0,1),∴a<c<b.故選B.
答案:B
2.[2019·天津卷]已知a=log52,b=log0.50.2,c=0.50.2,則a,b,c的大小關(guān)系為( )
A.a(chǎn)<c<b B.a(chǎn)<b<c
C.b<c<a D.c<a<b
解析:a=log52<log5=,而c=0.50.2>0.51=,故a<c;b=log0.50.2>log0.50.25=2,而c=0.50.2<0.50=1,故c<b.所以a<c<b.
答案:A
3.[2019·全國卷Ⅲ]設(shè)f(x)是定義域為R的偶函數(shù),且在(0,+∞)上單調(diào)遞減,則( )
解析:根據(jù)函數(shù)f(x)為偶函數(shù)可知,f=f(-log34)=f(log34),因為0<<<20<log34,且函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,所以f()>f()>f(log3).
答案:C
4.[2019·湖北重點中學(xué)]已知函數(shù)f(x)=(ex+e-x)·ln-1,若f(a)=1,則f(-a)=( )
A.1 B.-1
C.3 D.-3
解析:解法一:由題意,f(a)+f(-a)=(ea+e-a)·ln-1+(ea+e-a)ln-1=(ea+e-a)·-2=-2,所以f(-a)=-2-f(a)=-3,故選D.
解法二:令g(x)=f(x)+1=(ex+e-x)ln,則g(-x)=(e-x+ex)ln=-(ex+e-x)ln=-g(x),所以g(x)為奇函數(shù),所以f(-a)=g(-a)-1=-g(a)-1=-f(a)-2=-3,故選D.
答案:D
5.[2019·山西第一次聯(lián)考]已知函數(shù)g(x)=f(2x)-x2是奇函數(shù),且f(1)=2,則f(-1)=( )
A.- B.-1
C. D.
解析:令x=,則g=f(1)-,因為f(1)=2,所以g=2-=.令x=-,則g=f(-1)-,f(-1)=g+.因為g(x)是奇函數(shù),所以g=-g=-,所以f(-1)=-+=-.故選A.
答案:A
6.[2019·廣東六校聯(lián)考]定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(x)=f(2-x)及f(x)=-f(-x),且在[0,1]上有f(x)=x2,則f=( )
A. B.
C.- D.-
解析:函數(shù)f(x)的定義域是R,f(x)=-f(-x),所以函數(shù)f(x)是奇函數(shù),又f(x)=f(2-x),所以f(-x)=f(2+x)=-f(x),所以f(4+x)=-f(2+x)=f(x),故函數(shù)f(x)是以4為周期的奇函數(shù),所以f=f=f=-f.因為在[0,1]上有f(x)=x2,所以f=2=,故f=-,故選D.
答案:D
7.[2019·全國卷Ⅱ]設(shè)函數(shù)f(x)的定義域為R,滿足f(x+1)=2f(x),且當(dāng)x∈(0,1]時,f(x)=x(x-1).若對任意x∈(-∞,m],都有f(x)≥-,則m的取值范圍是( )
A. B.
C. D.
解析:當(dāng)-1<x≤0時,0<x+1≤1,則f(x)=f(x+1)=(x+1)x;當(dāng)1<x≤2時,0<x-1≤1,則f(x)=2f(x-1)=2(x-1)(x-2);當(dāng)2<x≤3時,0<x-2≤1,則f(x)=2f(x-1)=22f(x-2)=22(x-2)(x-3),……由此可得
f(x)=
由此作出函數(shù)f(x)的圖象,如圖所示.由圖可知當(dāng)2<x≤3時,令22(x-2)(x-3)=-,整理,得(3x-7)(3x-8)=0,解得x=或x=,將這兩個值標(biāo)注在圖中.要使對任意x∈(-∞,m]都有f(x)≥-,必有m≤,即實數(shù)m的取值范圍是,故選B.
答案:B
8.[2019·全國卷Ⅱ]已知f(x)是奇函數(shù),且當(dāng)x<0時,f(x)=-eax.若f(ln2)=8,則a=________.
解析:當(dāng)x>0時,-x<0,f(-x)=-e-ax.因為函數(shù)f(x)為奇函數(shù),所以當(dāng)x>0時,f(x)=-f(-x)=e-ax,所以f(ln2)=e-aln2=a=8,所以a=-3.
答案:-3
9.[2019·南昌重點中學(xué)]已知定義在R上的偶函數(shù)f(x),滿足f(x+2)=f(x),當(dāng)x∈[0,1]時,f(x)=ex-1,則f(-2 017)+f(2 018)=________.
解析:∵函數(shù)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),
∴f(-2 017)=f(2 017),又f(x+2)=f(x),∴函數(shù)f(x)是周期為2的函數(shù),∴f(2 017)=f(1),f(2 018)=f(0),又當(dāng)x∈[0,1]時,f(x)=ex-1,∴f(1)=e-1,f(0)=0,∴f(-2 017)+f(2 018)=e-1.
答案:e-1
10.[2019·湖南四校調(diào)研]已知定義在R上的奇函數(shù)f(x)滿足f+f(x)=0,當(dāng)-≤x≤0時,f(x)=2x+a,則f(16)=________.
解析:由f+f(x)=0,得f(x)=-f=f(x+5),所以函數(shù)f(x)是以5為周期的周期函數(shù),則f(16)=f(3×5+1)=f(1).又f(x)是定義在R上的奇函數(shù),所以f(0)=0,即1+a=0,a=-1,所以當(dāng)-≤x≤0時,f(x)=2x-1,所以f(-1)=-,則f(1)=-f(-1)=,故f(16)=.
答案:
調(diào)研二 函數(shù)的圖象與零點、方程的根
■備考工具——————————————
1.圖象的變換
(1)平移變換:
①y=f(x±a)(a>0)的圖象,可由y=f(x)的圖象沿x軸方向向左(+a)或向右(-a)平移a個單位得到;
②y=f(x)±b(b>0)的圖象,可由y=f(x)的圖象沿y軸方向向上(+b)或向下(-b)平移b個單位得到.
(2)對稱變換:
①y=f(-x)與y=f(x)的圖象關(guān)于y軸對稱;
②y=-f(x)與y=f(x)的圖象關(guān)于x軸對稱;
③y=-f(-x)與y=f(x)的圖象關(guān)于原點對稱.
(3)伸縮變換:
①y=kf(x)(k>0)的圖象,可由y=f(x)的圖象上每一個點的縱坐標(biāo)伸長(k>1)或縮短(0<k<1)為原來的k倍而得到;
②y=f(kx)(k>0)的圖象,可由y=f(x)的圖象上每一個點的橫坐標(biāo)伸長(0<k<1)或縮短(k>1)為原來的而得到.
(4)翻折變換:
①要得到y(tǒng)=|f(x)|的圖象,可先畫出y=f(x)的圖象,然后“上不動,下翻上”即可得到;
②由于y=f(|x|)是偶函數(shù),要得到y(tǒng)=f(|x|)的圖象,可先畫出y=f(x)的圖象,然后“右不動,左去掉,右翻左”即可得到.
2.利用函數(shù)的性質(zhì)確定函數(shù)圖象的一般步驟
(1)確定函數(shù)的定義域;
(2)化簡函數(shù)的解析式;
(3)討論函數(shù)的性質(zhì)(奇偶性、單調(diào)性、周期性等)和圖象上的特殊線(如漸近線、對稱軸等);
(4)利用基本函數(shù)的圖象確定所給函數(shù)的圖象.
3.函數(shù)零點的等價關(guān)系
4.零點存在性定理
■自測自評——————————————
1.[2019·惠州調(diào)研]若函數(shù)f(x)=ax-2,g(x)=loga|x|,其中a>0,且a≠1,f(2)g(2)<0,則函數(shù)f(x),g(x)在同一坐標(biāo)系中的大致圖象是( )
解析:由題意知f(x)=ax-2是指數(shù)型函數(shù),g(x)=loga|x|是對數(shù)型函數(shù),且是一個偶函數(shù),由f(2)g(2)<0,可得g(2)<0,故loga2<0,故0<a<1,由此可以確定C、D兩選項不正確,且f(x)=ax-2是一個減函數(shù),由此可知B選項不正確,A選項正確,故選A.
答案:A
2.[2019·山西八校聯(lián)考]函數(shù)f(x)=2|x|-x2的圖象大致為( )
解析:由題意知,當(dāng)x>0時,f′(x)=2xln2-2x,當(dāng)x→0時,2x→1,2x→0,f′(x)>0,說明函數(shù)f(x)的圖象在y軸右側(cè)開始時是遞增的,故排除選項A,B,D,選C.
答案:C
3.[2019·長沙、南昌高三第一次聯(lián)考]已知函數(shù)f(x)=若函數(shù)g(x)=f(x)-mx+2m有三個不同的零點,則實數(shù)m的取值范圍為( )
A.(-1,0) B.(0,1)
C.(-1,1) D.(1,3)
解析:函數(shù)g(x)=f(x)-mx+2m的零點即方程f(x)=m(x-2)的根,∴m==根據(jù)題意可知直線y=m與函數(shù)y=的圖象有三個不同的交點.在同一平面直角坐標(biāo)系中作出這兩個函數(shù)的圖象,如圖,由圖可知當(dāng)0<m<1時,兩個函數(shù)圖象有三個不同的交點,即函數(shù)g(x)=f(x)-mx+2m有三個不同的零點,故選B.
答案:B
4.[2019·河北九校聯(lián)考]若函數(shù)f(x)=kx-|x-e-x|有兩個正實數(shù)零點,則k的取值范圍是( )
A.(0,+∞) B.
C.(0,1) D.(0,e)
解析:令f(x)=kx-|x-e-x|=0,得kx=|x-e-x|,當(dāng)x>0時,k=|=|1-,令g(x)=1-,x>0,則g′(x)=>0,所以g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,因為g=1-<0,g(1)=1->0,所以在上存在一個a,使得g(a)=0,所以y=|g(x)|的圖象如圖所示.由題意知,直線y=k與y=|g(x)|的圖象有兩個交點,所以0<k<1,故選C.
答案:C
5.[2019·安徽五校聯(lián)考]已知函數(shù)f(x)=若則方程[f(x)]2-af(x)+b=0有五個不同實數(shù)根的概率為( )
A. B.
C. D.
解析:畫出函數(shù)f(x)=的圖象如圖1所示.
圖1
設(shè)f(x)=t,則方程[f(x)]2-af(x)+b=0有五個不同的實數(shù)根轉(zhuǎn)化為方程t2-at+b=0在區(qū)間(0,1)和區(qū)間(-∞,0)上分別有一個實數(shù)根.令g(t)=t2-at+b,可得不等式組即結(jié)合畫出圖形,如圖2,不等式組表示的區(qū)域為邊長為2的正方形ABCD,不等式組表示的區(qū)域為圖2中的陰影部分,所以方程[f(x)]2-af(x)+b=0有五個不同實數(shù)根的概率P==,故選B.
圖2
答案:B
6.[2019·山西第一次聯(lián)考]已知函數(shù)f(x)=a(x-1)-sinx(a>0)恰有兩個零點x1,x2,且x1<x2,則x1-tanx1=( )
A.2 B.-2
C.-1 D.1
解析:函數(shù)f(x)=a(x-1)-sinx(a>0)的零點,即方程a(x-1)-sinx=0(a>0)的根,即直線y=a(x-1)(a>0)和曲線y=sinx交點的橫坐標(biāo).畫出直線y=a(x-1)(a>0)與曲線y=sinx,如圖所示,則當(dāng)直線y=a(x-1)(a>0)與曲線y=sinx恰有兩個公共點A(x1,sinx1),B(x2,sinx2),且x1<x2時,直線y=a(x-1)(a>0)與曲線y=sinx相切,又直線y=a(x-1)(a>0)恒過點(1,0),所以切點為A(x1,sinx1).對y=sinx求導(dǎo),得y′=cosx,于是cosx1=a,所以=cosx1,得x1-tanx1=1.故選D.
答案:D
7.[2019·武昌調(diào)研]已知函數(shù)f(x)=x3+a,則f(x)的零點可能有( )
A.1個 B.1個或2個
C.1個或2個或3個 D.2個或3個
解析:因為f(x)=x3+a,所以f′(x)=x2+ax+a,令f′(x)=0,則Δ=a2-4a=(a-2)2-4.
因為x2+x+2=(x+1)2+>0,所以令f(x)=0,則a=,f(x)的零點轉(zhuǎn)化為直線y=a與函數(shù)g(x)=的圖象的交點.
g′(x)==
,令g′(x)=0,即-x4-x3-2x2=0,整理得x2(x2+4x+12)=0,由于x2+4x+12=(x+2)2+8>0,所以x=0,所以g′(x)≤0,所以g(x)在(-∞,+∞)上單調(diào)遞減,所以直線y=a與函數(shù)g(x)的圖象可能有1個交點.所以f(x)的零點可能有1個.故選A.
答案:A
8.[2019·江蘇卷]設(shè)f(x),g(x)是定義在R上的兩個周期函數(shù),f(x)的周期為4,g(x)的周期為2,且f(x)是奇函數(shù).當(dāng)x∈(0,2]時,f(x)=,g(x)=其中k>0.若在區(qū)間(0,9]上,關(guān)于x的方程f(x)=g(x)有8個不同的實數(shù)根,則k的取值范圍是________.
解析:當(dāng)x∈(0,2]時,令y=,則(x-1)2+y2=1,y≥0,即f(x)的圖象是以(1,0)為圓心、1為半徑的半圓,利用f(x)是奇函數(shù),且周期為4,畫出函數(shù)f(x)在(0,9]上的圖象,再在同一坐標(biāo)系中作出函數(shù)g(x)(x∈(0,9])的圖象,如圖,關(guān)于x的方程f(x)=g(x)在(0,9]上有8個不同的實數(shù)根,即兩個函數(shù)的圖象有8個不同的交點,數(shù)形結(jié)合知g(x)(x∈(0,1])與f(x)(x∈(0,1])的圖象有2個不同的交點時滿足題意,當(dāng)直線y=k(x+2)經(jīng)過點(1,1)時,k=,當(dāng)直線y=k(x+2)與半圓(x-1)2+y2=1(y≥0)相切時,=1,k=或k=-(舍去),所以k的取值范圍是.
答案:
調(diào)研三 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用
■備考工具——————————————
一、導(dǎo)數(shù)的運算法則
1.基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式
原函數(shù)
導(dǎo)函數(shù)
f(x)=C(C為常數(shù))
f′(x)=0
f(x)=xα(α∈Q*)
f′(x)=αxα-1
f(x)=sinx
f′(x)=cosx
f(x)=cosx
f′(x)=-sinx
f(x)=ax
f′(x)=axlna(a>0,且a≠1)
f(x)=ex
f′(x)=ex
f(x)=logax
f′(x)=(a>0,且a≠1)
f(x)=lnx
f′(x)=
2.導(dǎo)數(shù)的運算法則
(1)[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x);
(2)[f(x)·g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x);
(3)′=(g(x)≠0).
3.復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù)
復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù)等于已知函數(shù)對中間變量的導(dǎo)數(shù)與中間變量對自變量的導(dǎo)數(shù)的乘積,設(shè)y=f(u),u=g(x),則y′=f′(u)·g′(x),其中f′(u)與g′(x)有意義.
4.導(dǎo)數(shù)的幾何意義
(1)函數(shù)y=f(x)在點x=x0處的導(dǎo)數(shù)的幾何意義,就是曲線在點P(x0,f(x0))處的切線的斜率.用好這個條件是解決切線問題的關(guān)鍵,不知道切點時要先設(shè)切點.
(2)曲線y=f(x)在點P(x0,y0)處的切線是指P為切點,斜率為k=f′(x0)的切線,是唯一的一條切線.
(3)曲線y=f(x)過點P(x0,y0)的切線,是指切線經(jīng)過點P,點P可以是切點,也可以不是切點,而且這樣的直線可能有多條.
二、導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性
1.函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系
在區(qū)間(a,b)
內(nèi)f′(x)
2.由函數(shù)f(x)在區(qū)間[a,b]內(nèi)單調(diào)遞增(或遞減),可得f′(x)≥0(或f′(x)≤0)在該區(qū)間恒成立,而不是f′(x)>0(或<0)恒成立,“=”不能少.必要時還需對“=”進行檢驗.
三、導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的極值與最值
1.判斷函數(shù)極值的方法
一般地,當(dāng)函數(shù)f(x)在點x0處連續(xù)時,
(1)如果在x0附近的左側(cè)f′(x)>0,右側(cè)f′(x)<0,那么f(x0)是極大值;
(2)如果在x0附近的左側(cè)f′(x)<0,右側(cè)f′(x)>0,那么f(x0)是極小值.
(3)“極值點”不是點,若函數(shù)f(x)在x1處取得極大值,則x1即為極大值點,極大值為f(x1);在x2處取得極小值,則x2為極小值點,極小值為f(x2).
2.求可導(dǎo)函數(shù)f(x)的極值的步驟
(1)求導(dǎo)函數(shù)f′(x);
(2)求方程f′(x)=0的根;
(3)檢驗f′(x)在方程f′(x)=0的根的左右兩側(cè)的函數(shù)值的符號,如果左正右負,那么函數(shù)y=f(x)在這個根處取得極大值;如果左負右正,那么函數(shù)y=f(x)在這個根處取得極小值,可列表完成.
3.函數(shù)的最值
在閉區(qū)間[a,b]上的連續(xù)函數(shù)y=f(x),在[a,b]上必有最大值與最小值.在區(qū)間[a,b]上的連續(xù)函數(shù)y=f(x),若有唯一的極值點,則這個極值點就是最值點.
■自測自評——————————————
1.[2019·全國卷Ⅲ]已知曲線y=aex+xlnx在點(1,ae)處的切線方程為y=2x+b,則( )
A.a(chǎn)=e,b=-1 B.a(chǎn)=e,b=1
C.a(chǎn)=e-1,b=1 D.a(chǎn)=e-1,b=-1
解析:因為y′=aex+lnx+1,所以y′|x=1=ae+1,所以曲線在點(1,ae)處的切線方程為y-ae=(ae+1)(x-1),即y=(ae+1)x-1,所以解得
答案:D
2.[2019·合肥調(diào)研]已知函數(shù)f(x)=ex+e-x+2cosx,其中e為自然對數(shù)的底數(shù),則對任意a∈R,下列不等式一定成立的是( )
A.f(a2+1)≥f(2a)
B.f(a2+1)≤f(2a)
C.f(a2+1)≥f(a+1)
D.f(a2+1)≤f(a)
解析:依題意可知,f(x)=ex+e-x+2cosx=f(-x),所以f(x)是偶函數(shù),f′(x)=ex-e-x-2sinx,且f′(0)=0,令h(x)=f′(x),則h′(x)=ex+e-x-2cosx,當(dāng)x∈[0,+∞)時,h′(x)=ex+e-x-2cosx≥0恒成立,所以f′(x)=ex-e-x-2sinx在[0,+∞)上單調(diào)遞增,所以f′(x)≥0在x∈[0,+∞)上恒成立,所以f(x)在[0,+∞)上單調(diào)遞增,又函數(shù)f(x)是偶函數(shù),(a2+1)2-4a2=(a2-1)2≥0,所以f(a2+1)≥f(2a),故選A.
答案:A
3.[2019·山西八校聯(lián)考]已知函數(shù)f(x)=(kx-2)ex-x(x>0),若f(x)<0的解集為(s,t),且(s,t)中恰有兩個整數(shù),則實數(shù)k的取值范圍為( )
A. B.
C. D.
解析:令f(x)<0,得kx-2<,令g(x)=(x>0),則g′(x)=(x>0),令g′(x)>0,解得0<x<1,令g′(x)<0,解得x>1,故g(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞減,在(0,1)上單調(diào)遞增.當(dāng)x→+∞時,g(x)→0,作出g(x)及函數(shù)y=kx-2的大致圖象如圖所示.f(x)<0的解集為(s,t),且在(s,t)上恰有兩個整數(shù)解,由圖可知,這兩個整數(shù)解為1和2,從而有解得+≤k<+1.
答案:D
4.[2019·南昌重點中學(xué)]已知f(x)是定義在R上的奇函數(shù),記f(x)的導(dǎo)函數(shù)為f′(x),當(dāng)x≥0時,滿足f′(x)-f(x)>0.若?x∈[-2,+∞),使不等式f[ex(x3-3x+3)]≤f(aex+x)成立,則實數(shù)a的最小值為( )
A.-1 B.2-
C.1+2e2 D.1-
解析:因為f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且當(dāng)x≥0時,滿足f′(x)-f(x)>0,所以不妨設(shè)f(x)=ex-e-x,因為f(x)=ex-e-x是定義在R上的單調(diào)遞增函數(shù),所以由f[ex(x3-3x+3)]≤f(aex+x)得ex(x3-3x+3)≤aex+x,所以不等式ex(x3-3x+3)-aex-x≤0在區(qū)間[-2,+∞)上有解,所以a≥x3-3x+3-在區(qū)間[-2,+∞)上有解,設(shè)g(x)=x3-3x+3-,x∈[-2,+∞),則g′(x)=3x2-3+=(x-1),當(dāng)x∈[-2,1)時,g′(x)<0,當(dāng)x∈(1,+∞)時,g′(x)>0,所以函數(shù)g(x)在區(qū)間[-2,1)上是減函數(shù),在區(qū)間(1,+∞)上是增函數(shù),所以g(x)≥g(1)=1-,所以a≥1-,故選D.
答案:D
5.[2019·開封定位考試]已知函數(shù)f(x)=lnx+,k∈[4,+∞),曲線y=f(x)上總存在兩點M(x1,y1),N(x2,y2),使曲線y=f(x)在M,N兩點處的切線互相平行,則x1+x2的取值范圍為( )
A. B.
C. D.
解析:f′(x)=--1(x>0,k≥4),由題意知,f′(x1)=f′(x2)(x1,x2>0且x1≠x2),即--1=--1,化簡得4(x1+x2)=x1x2,而x1x2<2,所以4(x1+x2)<2,即x1+x2>對k∈[4,+∞)恒成立,令g(k)=k+,則g′(k)=1-=>0對k∈[4,+∞)恒成立,故g(k)在[4,+∞)上單調(diào)遞增,所以g(x)≥g(4)=5,所以≤,所以x1+x2>,故x1+x2的取值范圍為.
答案:B
6.[2019·安徽示范高中]設(shè)函數(shù)f(x)在R上存在導(dǎo)數(shù)f′(x),對任意的x∈R,有f(-x)-f(x)=0,且x∈[0,+∞)時,f′(x)>2x.若f(a-2)-f(a)≥4-4a,則實數(shù)a的取值范圍為( )
A.(-∞,1] B.[1,+∞)
C.(-∞,2] D.[2,+∞)
解析:令G(x)=f(x)-x2,則G′(x)=f′(x)-2x,x∈[0,+∞)時,G′(x)=f′(x)-2x>0,∴G(x)在[0,+∞)上是增函數(shù).G(-x)=f(-x)-(-x)2=f(x)-x2=G(x),∴G(x)為偶函數(shù),G(x)在(-∞,0)上是減函數(shù).
∵f(a-2)-f(a)≥4-4a,∴f(a-2)-4+4a-a2≥f(a)-a2,∴f(a-2)-(a-2)2≥f(a)-a2,即G(a-2)≥G(a),∴|a-2|≥|a|,∴a≤1.
答案:A
7.[2019·廣東六校聯(lián)考]已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx滿足f(1+x)+f(1-x)+22=0,則f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間是________.
解析:函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx滿足f(1+x)+f(1-x)+22=0,即(1+x)3+a(1+x)2+b(1+x)+(1-x)3+a(1-x)2+b(1-x)+22=0,整理得(2a+6)x2+2a+2b+24=0,即,解得,所以f(x)=x3-3x2-9x,f′(x)=3x2-6x-9,令f′(x)<0,解得-1<x<3,故函數(shù)f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間是(-1,3).
答案:(-1,3)
8.[2019·浙江卷]已知a∈R,函數(shù)f(x)=ax3-x.若存在t∈R,使得|f(t+2)-f(t)|≤,則實數(shù)a的最大值是________.
解析:f(t+2)-f(t)=[a(t+2)3-(t+2)]-(at3-t)=2a(3t2+6t+4)-2,因為存在t∈R,使得|f(t+2)-f(t)|≤,所以-≤2a(3t2+6t+4)-2≤有解.因為3t2+6t+4≥1,所以≤a≤有解,所以a≤max=,所以a的最大值為.
答案:
16