新編一輪創(chuàng)新思維文數(shù)人教版A版練習(xí)：第二章 第十一節(jié)　第一課時(shí)　函數(shù)的導(dǎo)數(shù)與單調(diào)性 Word版含解析

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1、 課時(shí)規(guī)范練 A組　基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練 1.函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)f′(x)的圖象是如圖所示的一條直線l，l與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(1,0)，則f(0)與f(3)的大小關(guān)系為(　　) A．f(0)f(3) C．f(0)＝f(3) D．無(wú)法確定 解析：由題意知f(x)的圖象是以x＝1為對(duì)稱軸，且開(kāi)口向下的拋物線，所以f(0)＝f(2)>f(3)．選B. 答案：B 2．已知函數(shù)y＝f(x)的圖象是下列四個(gè)圖象之一，且其導(dǎo)函數(shù)y＝f′(x)的圖象如圖所示，則該函數(shù)的圖象是(　　) 解析：在(－1,0)上f′(x)單調(diào)遞增，所以f(x)圖象的切線斜率呈遞增趨勢(shì)；在

2、(0,1)上f′(x)單調(diào)遞減，所以f(x)圖象的切線斜率呈遞減趨勢(shì)．故選B. 答案：B 3．若函數(shù)f(x)＝kx－ln x在區(qū)間(1，＋∞)單調(diào)遞增，則k的取值范圍是(　　) A．(－∞，－2]　　　　　 B．(－∞，－1] C．[2，＋∞) D．[1，＋∞) 解析：依題意得f′(x)＝k－≥0在(1，＋∞)上恒成立，即k≥在(1，＋∞)上恒成立，∵x>1，∴0<<1，∴k≥1，故選D. 答案：D 4．(20xx·遼寧大連高三雙基測(cè)試)已知函數(shù)f(x)＝ex－2x－1(其中e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù))，則y＝f(x)的圖象大致為(　　) 解析：依題意得f′(x)＝ex－2.當(dāng)x

3、＜ln 2時(shí)， f′(x)＜0，f(x)是減函數(shù)，f(x)＞f(ln 2)＝1－2ln 2；當(dāng)x＞ln 2時(shí)，f′(x)＞0，f(x)是增函數(shù)，因此對(duì)照各選項(xiàng)知選C. 答案：C 5．已知函數(shù)f(x)＝ex－(x＋1)2(e為2.718 28…)，則f(x)的大致圖象是(　　) 解析：對(duì)f(x)＝ex－(x＋1)2求導(dǎo)得f′(x)＝ex－2x－2，顯然x→＋∞時(shí)，導(dǎo)函數(shù)f′(x)>0，函數(shù)f(x)是增函數(shù)，排除A，D；x＝－1時(shí)，f′(－1)≠0，所以x＝－1不是函數(shù)的極值點(diǎn)，排除B，故選C. 答案：C 6．(20xx·江淮十校聯(lián)考)設(shè)函數(shù)f(x)＝x2－9ln x在區(qū)間[a－1

4、，a＋1]上單調(diào)遞減，則實(shí)數(shù)a的取值范圍是(　　) A．1f(e)>f(3) B．f(3)>f(e)>f(2) C．f(3)>f(2)>f(e) D．f(e)>f(3)>f(2) 解析：f(x)的定義域是(0，＋∞)， f′(x)＝，令f′(x)＝0，得x＝e.

5、∴當(dāng)x∈(0，e)時(shí)，f′(x)>0，f(x)單調(diào)遞增，當(dāng)x∈(e，＋∞)時(shí)，f′(x)<0，f(x)單調(diào)遞減，故x＝e時(shí)，f(x)max＝f(e)＝，而f(2)＝＝，f(3)＝＝，所以f(e)>f(3)>f(2)，故選D. 答案：D 8．(20xx·四川成都模擬)f(x)是定義域?yàn)镽的函數(shù)，對(duì)任意實(shí)數(shù)x都有f(x)＝f(2－x)成立．若當(dāng)x≠1時(shí)，不等式(x－1)·f′(x)＜0成立，若a＝f(0.5)，b＝f，c＝f(3)，則a，b，c的大小關(guān)系是(　　) A．b＞a＞c B．a(chǎn)＞b＞c C．c＞b＞a D．a(chǎn)＞c＞b 解析：因?yàn)閷?duì)任意實(shí)數(shù)x都有f(x)＝f(2－x)成立，所

6、以函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于直線x＝1對(duì)稱，又因?yàn)楫?dāng)x≠1時(shí)，不等式(x－1)·f′(x)＜0成立，所以函數(shù)f(x)在(1，＋∞)上單調(diào)遞減，所以f＞f(0.5)＝f＞f(3)，即b＞a＞c. 答案：A 9．(20xx·九江模擬)已知函數(shù)f(x)＝x2＋2ax－ln x，若f(x)在區(qū)間上是增函數(shù)，則實(shí)數(shù)a的取值范圍為_(kāi)_______． 解析：由題意知f′(x)＝x＋2a－≥0在上恒成立，即2a≥－x＋在上恒成立， ∵max＝，∴2a≥，即a≥. 答案： 10．設(shè)f′(x)是奇函數(shù)f(x)(x∈R)的導(dǎo)函數(shù)，f(－2)＝0，當(dāng)x＞0時(shí)，xf′(x)－f(x)＞0，則使得f(x)＞0成立

7、的x的取值范圍是________． 解析：令g(x)＝，則g′(x)＝， ∴當(dāng)x＞0時(shí)，g′(x)＞0，即g(x)在(0，＋∞)上單調(diào)遞增，∵f(x)為奇函數(shù)，f(－2)＝0，∴f(2)＝0，∴g(2)＝＝0，結(jié)合奇函數(shù)f(x)的圖象知，f(x)＞0的解集為(－2,0)∪(2，＋∞)，故填(－2,0)∪(2，＋∞)． 答案：(－2,0)∪(2，＋∞) 11．(20xx·荊州質(zhì)檢)設(shè)函數(shù)f(x)＝x3－x2＋bx＋c，曲線y＝f(x)在點(diǎn)(0，f(0))處的切線方程為y＝1. (1)求b，c的值； (2)若a＞0，求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間． 解析：(1)f′(x)＝x2－ax＋b，

8、 由題意得即 (2)由(1)得，f′(x)＝x2－ax＝x(x－a)(a＞0)， 當(dāng)x∈(－∞，0)時(shí)，f′(x)＞0； 當(dāng)x∈(0，a)時(shí)，f′(x)＜0； 當(dāng)x∈(a，＋∞)時(shí)，f′(x)＞0. 所以函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(－∞，0)，(a，＋∞)，單調(diào)遞減區(qū)間為(0，a)． 12．已知函數(shù)f(x)＝exln x－aex(a∈R)． (1)若f(x)在點(diǎn)(1，f(1))處的切線與直線y＝x＋1垂直，求a的值； (2)若f(x)在(0，＋∞)上是單調(diào)函數(shù)，求實(shí)數(shù)a的取值范圍． 解析：(1)f′(x)＝exln x＋ex·－aex＝ex， f′(1)＝(1－a)e，

9、由(1－a)e·＝－1， 得a＝2. (2)由(1)知f′(x)＝ex， 若f(x)為單調(diào)遞減函數(shù)，則f′(x)≤0在x>0時(shí)恒成立． 即－a＋ln x≤0在x>0時(shí)恒成立． 所以a≥＋ln x在x>0時(shí)恒成立． 令g(x)＝＋ln x(x>0)， 則g′(x)＝－＋＝(x>0)， 由g′(x)>0，得x>1； 由g′(x)<0，得0

10、>0時(shí)恒成立， 即－a＋ln x≥0在x>0時(shí)恒成立， 所以a≤＋ln x在x>0時(shí)恒成立，由上述推理可知此時(shí)a≤1. 故實(shí)數(shù)a的取值范圍是(－∞，1]． B組　能力提升練 1．已知x∈(0,2)，若關(guān)于x的不等式＜恒成立，則實(shí)數(shù)k的取值范圍為(　　) A．[0，e＋1) B．[0,2e－1) C．[0，e) D．[0，e－1) 解析：依題意，知k＋2x－x2＞0，即k＞x2－2x對(duì)任意x∈(0,2)恒成立，從而k≥0，所以由＜可得k＜＋x2－2x.令f(x)＝＋x2－2x.則f′(x)＝＋2(x－1)＝(x－1). 令f′(x)＝0，得x＝1，當(dāng)x∈(1,2)時(shí)，f′(

11、x)＞0，函數(shù)f(x)在(1,2)上單調(diào)遞增，當(dāng)x∈(0,1)時(shí)，f′(x)＜0，函數(shù)f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減，所以k＜f(x)min＝f(1)＝e－1，故實(shí)數(shù)k的取值范圍是[0，e－1)． 答案：D 2．已知函數(shù)f(x)＝ax2＋bx－ln x(a＞0，b∈R)，若對(duì)任意x＞0，f (x)≥f(1)，則(　　) A．ln a＜－2b B．ln a≤－2b C．ln a＞－2b D．ln a≥－2b 解析：f′(x)＝2ax＋b－，由題意可知f′(1)＝0，即2a＋b＝1，由選項(xiàng)可知，只需比較ln a＋2b與0的大小，而b＝1－2a，所以只需判斷l(xiāng)n a＋2－4a的符號(hào)．構(gòu)

12、造一個(gè)新函數(shù)g(x)＝2－4x＋ln x，則g′(x)＝－4，令g′(x)＝0，得x＝，當(dāng)x＜時(shí)，g(x)為增函數(shù)，當(dāng)x＞時(shí)，g(x)為減函數(shù)，所以對(duì)任意x＞0有g(shù)(x)≤g＝1－ln 4＜0，所以有g(shù)(a)＝2－4a＋ln a＝2b＋ln a＜0?ln a＜－2b，故選A. 答案：A 3．已知f(x)＝x3－6x2＋9x－abc，a＜b＜c，且f(a)＝f(b)＝f(c)＝0.現(xiàn)給出如下結(jié)論：①f(0)f(1)＞0；②f(0)f(1)＜0；③f(0)f(3)＞0；④f(0)f(3)＜0. 其中正確結(jié)論的序號(hào)是(　　) A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 解析：∵f′(x)

13、＝3x2－12x＋9＝3(x－1)(x－3)．由f′(x)＜0，得1＜x＜3，由f′(x)＞0，得x＜1或x＞3， ∴f(x)在區(qū)間(1,3)上是減函數(shù)，在區(qū)間(－∞，1)，(3，＋∞)上是增函數(shù)． 又a＜b＜c，f(a)＝f(b)＝f(c)＝0， ∴y極大值＝f(1)＝4－abc＞0，y極小值＝f(3)＝－abc＜0，∴0＜abc＜4. ∴a，b，c均大于零，或者a＜0，b＜0，c＞0. 又x＝1，x＝3為函數(shù)f(x)的極值點(diǎn)，后一種情況不可能成立，如圖． ∴f(0)＜0，∴f(0)f(1)＜0，f(0)f(3)＞0，∴正確結(jié)論的序號(hào)是②③. 答案：C 4．已知函數(shù)f(x

14、)＝ax3－3x2＋1，若f(x)存在唯一的零點(diǎn)x0，且x0>0，則a的取值范圍是(　　) A．(2，＋∞) B．(－∞，－2) C．(1，＋∞) D．(－∞，－1) 解析：當(dāng)a＝0時(shí)，顯然f(x)有兩個(gè)零點(diǎn)，不符合題意． 當(dāng)a≠0時(shí)，f′(x)＝3ax2－6x，令f′(x)＝0，解得x1＝0，x2＝. 當(dāng)a＞0時(shí)，＞0，所以函數(shù)f(x)＝a x3－3x2＋1在(－∞，0)與上為增函數(shù)，在上為減函數(shù)，因?yàn)閒(x)存在唯一零點(diǎn)x0，且x0＞0，則f(0)＜0，即1＜0，不成立． 當(dāng)a＜0時(shí)，＜0，所以函數(shù)f(x)＝ax3－3x2＋1在和(0，＋∞)上為減函數(shù)，在上為增函數(shù)，因?yàn)閒

15、(x)存在唯一零點(diǎn)x0，且x0＞0，則f＞0，即a·－3·＋1＞0，解得a＞2或a＜－2，又因?yàn)閍＜0，故a的取值范圍為(－∞，－2)．選B. 答案：B 5．已知函數(shù)f(x)＝ln x－ax2＋x有兩個(gè)不同零點(diǎn)，則實(shí)數(shù)a的取值范圍是(　　) A．(0,1) B．(－∞，1) C. D. 解析：令g(x)＝ln x，h(x)＝ax2－x， 將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)函數(shù)圖象交點(diǎn)的問(wèn)題． 當(dāng)a≤0時(shí)，g(x)和h(x)的圖象只有一個(gè)交點(diǎn)，不滿足題意； 當(dāng)a＞0時(shí)，由ln x－ax2＋x＝0，得a＝. 令r(x)＝，則r′(x)＝＝， 當(dāng)0＜x＜1時(shí)，r′(x)＞0，r(x)是單調(diào)增函

16、數(shù)， 當(dāng)x＞1時(shí)，r′(x)＜0，r(x)是單調(diào)減函數(shù)，且＞0，∴0＜a＜1. ∴a的取值范圍是(0,1)．故選A. 答案：A 6．已知函數(shù)f(x)＝－x2－3x＋4ln x在(t，t＋1)上不單調(diào)，則實(shí)數(shù)t的取值范圍是________． 解析：∵函數(shù)f(x)＝－x2－3x＋4ln x(x＞0)， ∴f′(x)＝－x－3＋， ∵函數(shù)f(x)＝－x2－3x＋4ln x在(t，t＋1)上不單調(diào)， ∴f′(x)＝－x－3＋＝0在(t，t＋1)上有解， ∴＝0在(t，t＋1)上有解， ∴x2＋3x－4＝0在(t，t＋1)上有解，由x2＋3x－4＝0得x＝1或x＝－4(舍去)， ∴

17、1∈(t，t＋1)，∴t∈(0,1)，故實(shí)數(shù)t的取值范圍是(0,1)． 答案：(0,1) 7．已知y＝f(x)為R上的連續(xù)可導(dǎo)函數(shù)，且xf′(x)＋f(x)＞0，則函數(shù)g(x)＝xf(x)＋1(x＞0)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為_(kāi)_______． 解析：因?yàn)間(x)＝xf(x)＋1(x＞0)，g′(x)＝xf′(x)＋f(x)＞0，所以g(x)在(0，＋∞)上單調(diào)遞增，又g(0)＝1，y＝f(x)為R上的連續(xù)可導(dǎo)函數(shù)，所以g(x)為(0，＋∞)上的連續(xù)可導(dǎo)函數(shù)，又g(x)＞g(0)＝1，所以g(x)在(0，＋∞)上無(wú)零點(diǎn)． 答案：0 8．已知函數(shù)g(x)滿足g(x)＝g′(1)ex－1－g(0)x

18、＋x2，且存在實(shí)數(shù)x0使得不等式2m－1≥g(x0)成立，則m的取值范圍為_(kāi)_________． 解析：g′(x)＝g′(1)ex－1－g(0)＋x，當(dāng)x＝1時(shí)，g(0)＝1，由g(0)＝g′(1)e0－1，解得g′(1)＝e，所以g(x)＝ex－x＋x2，則g′(x)＝ex－1＋x，當(dāng)x<0時(shí)，g′(x)<0，當(dāng)x>0時(shí)，g′(x)>0，所以當(dāng)x＝0時(shí)，函數(shù)g(x)取得最小值g(0)＝1，根據(jù)題意將不等式轉(zhuǎn)化為2m－1≥g(x)min＝1，所以m≥1. 答案：[1，＋∞) 9．已知函數(shù)f(x)＝x2－(2t＋1)x＋tln x(t∈R)． (1)若t＝1，求曲線y＝f(x)在點(diǎn)(1，

19、f(1))處的切線方程以及f(x)的極值； (2)設(shè)函數(shù)g(x)＝(1－t)x，若存在x0∈[1，e]，使得f(x0)≥g(x0)成立，求實(shí)數(shù)t的最大值． 解析：(1)依題意，函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?0，＋∞)， 當(dāng)t＝1時(shí)，f(x)＝x2－3x＋ln x，f′(x)＝2x－3＋＝. 由f′(1)＝0，f(1)＝－2，得曲線y＝f(x)在點(diǎn)(1，f(1))處的切線方程為y＝－2. 令f′(x)＝0，解得x＝或x＝1，f′(x)，f(x)隨x的變化情況如下： x 1 (1，＋∞) f′(x) ＋ 0 － 0 ＋ f(x)  極大值  極小值

20、  由表格知，f(x)極大值＝f＝－＋ln，f(x)極小值＝f(1)＝－2. (2)由題意知，不等式f(x)≥g(x)在區(qū)間[1，e]上有解， 即x2－2x＋t(ln x－x)≥0在區(qū)間[1，e]上有解． ∵當(dāng)x∈[1，e]時(shí)，ln x≤1≤x(不同時(shí)取等號(hào))，∴l(xiāng)n x－x<0，∴t≤在區(qū)間[1，e]上有解． 令h(x)＝，則h′(x)＝. ∵x∈[1，e]，∴x＋2>2≥2ln x，∴h′(x)≥0，h(x)單調(diào)遞增，∴x∈[1，e]時(shí)，h(x)max＝h(e)＝. ∴t≤，∴實(shí)數(shù)t的最大值是. 10．已知函數(shù)f(x)＝x2＋(1－a)x－aln x. (1)討論f(x

21、)的單調(diào)性； (2)設(shè)a<0，若對(duì)?x1，x2∈(0，＋∞)，|f(x1)－f(x2)|≥4|x1－x2|，求a的取值范圍． 解析：(1)f(x)的定義域?yàn)?0，＋∞)． 求導(dǎo)，得f′(x)＝x＋1－a－＝＝. 若a≤0，則f′(x)>0，此時(shí)f(x)在(0，＋∞)上單調(diào)遞增． 若a>0，則由f′(x)＝0，得x＝a.當(dāng)0a時(shí)，f′(x)>0. 此時(shí)f(x)在(0，a)上單調(diào)遞減，在(a，＋∞)上單調(diào)遞增． (2)不妨設(shè)x1≤x2，而a<0，由(1)知，f(x)在(0，＋∞)上單調(diào)遞增，∴f(x1)≤f(x2)．從而對(duì)?x1，x2∈(0，＋∞)， |f(x1)－f(x2)|≥4|x1－x2|等價(jià)于 對(duì)?x1，x2∈(0，＋∞)，4x1－f(x1)≥4x2－f(x2)．① 令g(x)＝4x－f(x)，則g′(x)＝4－f′(x)＝4－＝－x＋3＋a. ①等價(jià)于g(x)在(0，＋∞)上單調(diào)遞減， ∴g′(x)＝－x＋3＋a≤0對(duì)?x∈(0，＋∞)恒成立， ∴a≤對(duì)?x∈(0，＋∞)恒成立，∴a≤min. 又＝x＋1＋－5≥2－5＝－1，當(dāng)且僅當(dāng)x＋1＝，即x＝1時(shí)，等號(hào)成立． ∴a≤－1. 故a的取值范圍為(－∞，－1]．