命題要點:(1)利用導數求函式的單調性(′11年6考,′10年5考);(2)利用導數求函式的極值與最值(′11年8考,′10年4考).
a級(時間:40分鐘滿分:60分)
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.(2011·廣州模擬)函式f(x)=ex+e-x(e為自然對數的底數)在(0,+∞)上
( ).
a.有極大值 b.有極小值
c.是增函式d.是減函式
解析依題意知,當x>0時,f′(x)=ex-e-x>e0-e0=0,因此f(x)在(0,+∞)上是增函式.
答案 c
2.若函式f(x)=ax3-x在區間(-∞,+∞)內是減函式,則( ).
a.a≤0 b.a<1 c.a=2 d.a=
解析 f′(x)=3ax2-1,由f′(x)=3ax2-1≤0,得a≤0.
答案 a
3.函式y=x3-x2-x+1在閉區間[-1,1]上的最大值是( )
. a.b.c.0 d.-
解析 f(x)=3x2-2x-1,由f(x)=0,得x=1或x=-,f(-1)=0,f(1)=0,f=.
答案 a
4.(2011·皖南八校第二次聯考)已知函式f(x)=x3+ax2+(a+6)x+1有極大值和極小值,則實數a的取值範圍是( ).
a.(-1,2) b.(-∞,-3)∪(6,+∞)
c.(-3,6) d.(-∞,-1)∪(2,+∞)
解析 f′(x)=3x2+2ax+(a+6),因為函式有極大值和極小值,所以f′(x)=0有兩個不相等的實數根,所以δ=4a2-4×3(a+6)>0,解得a<-3或a>6.
答案 b
5.(2011·浙江)設函式f(x)=ax2+bx+c(a,b,c∈r).若x=-1為函式f(x)ex的乙個極值點,則下列圖象不可能為y=f(x)的圖象是( ).
解析設h(x)=f(x)ex,則h′(x)=(2ax+b)ex+
(ax2+bx+c)ex=(ax2+2ax+bx+b+c)ex.由x=-1為函式f(x)ex的乙個極值點,得當x=-1時,ax2+2ax+bx+b+c=c-a=0,∴c=a.∴f(x)=ax2+bx+a.
若方程ax2+bx+a=0有兩根x1,x2,則x1x2==1,d中圖象一定不滿足該條件.答案 d
二、填空題(每小題4分,共12分)
6.(2011·廣東)函式f(x)=x3-3x2+1在x=________處取得極小值.
解析由題意知f′(x)=3x2-6x=3x(x-2),令f′(x)=0得x=0或x=2,由f′(x)>0,得x<0或x>2,由f′(x)<0得0<x<2,∴f(x)在x=2處取得極小值.
答案 2
7.函式f(x)=xln x的單調遞增區間是________.
解析函式f(x)的定義域為(0,+∞),∵f′
(x)=ln x+1,由f′(x)>0,得x>,
∴f(x)的單調遞增區間為.
答案 8.(2011·遼寧)已知函式f(x)=ex-2x+a有零點,則a的取值範圍是________.
解析 f′(x)=ex-2.
當x<ln 2時,f′(x)<0;
當x>ln 2時,f′(x)>0.
∴f(x)min=f(ln 2)=2-2ln 2+a,
則函式有零點,即f(x)min≤0.
∴2-2ln 2+a≤0,
∴a≤2ln 2-2.
答案 (-∞,2ln 2-2]
三、解答題(共23分)
9.(11分)已知函式f(x)=4x3+ax2+bx+5的圖象在x=1處的切線方程為y=-12x.
(1)求函式f(x)的解析式;
(2)求y=f(x)的單調遞增區間.
解 (1)f′(x)=12x2+2ax+b,
f′(1)=12+2a+b=-12,①
又x=1,y=-12在f(x)的圖象上,
∴4+a+b+5=-12,②由①②得a=-3,b=-18,
∴f(x)=4x3-3x2-18x+5.
(2)由f′(x)=12x2-6x-18=0,得x=-1,.
當x變化時,f(x)與f′(x)的變化如下表:
∴f(x)的單調遞增區間為(-∞,-1),.
10.(12分)(2011·安徽)設f(x)=,其中a為正實數.
(1)當a=時,求f(x)的極值點;
(2)若f
(x)為r上的單調函式,求a的取值範圍.解對f(x)求導得
f′(x)=ex. ①
(1)當a=時,令f′(x)=0,則4x2-8x+3=0,解得x1=,x2=.
結合①,可知
所以,x1=是極小值點,x2=是極大值點.
(2)若f(x)為r上的單調函式,則f′(x)在r上不變號,
結合①與條件a>0,知ax2-2ax+1≥0在r上恆成立,
因此δ=4a2-4
a=4a(a-1)≤0,由此並結合a>0,知0<a≤1.所以a的取值範圍為(0,1].b級
(時間:30分鐘滿分:40分)
一、選擇題(每小題5分,共10分)
1.(2011·福建)若a>0,b>0,且函式f(x)=4x3-ax2-2bx+2在x=1處有極值,則ab的最大值等於( ).
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
2.(2011·金華十校模擬)已知函式f(x)=-x3+ax2-4在x=2處取得極值,若m,n∈[-1,1],則f(m)+f′(n)的最小值是( ).
a.-13 b.-15 c.10 d.15
解析求導得f′(
x)=-3x2+2ax,由f(x)在x=2處取得極值知f′(2)=0,即-3×4+2a×2=0,∴a=3.由此可得f(x)=-x3+3x2-4,f′(x)=-3x2+6x.由此可得f(x)在(-1,0)上單調遞減,在(0,1)上單調遞增,∴對m∈[-1,1]時,f(m)min=f(0)=-4.
又f′(x)=-3x2+6x的圖象開口向下,且對稱軸為x=1,∴對n∈[-1,1]時,f′(n)min=f′(-1)=-9.於是,f(m)+f′(n)的最小值為-13.
答案 a
二、填空題(每小題4分,共8分)
3.已知f(x)=2x3-6x2+m(m為常數)在[-2,2]上有最大值3,那麼此函式在[-2,2]上的最小值為________.
解析 ∵f′(x)=6x2-12x=6x(x-2),
∴f(x)在(-2,0)上為增函式,在(0,2)上為減函式,
∴當x=0時,f(x)=m最大.∴m=3,從而f(-2)=-37,
f(2)=-5,∴最小值為-37.
答案 -37
4.(2011·蘇北四市二調)已知函式f(x)=mx3+nx2在點(-1,2)處的切線恰好與直線3x+y=0平行,若f(x)在區間[t,t+1]上單調遞減,則實數t的取值範圍是________.
解析由題意可知,所以f(x)=x3+3x2.由f′(x)=3x2+6x≤0,解得-2≤x≤0,故f(x)在[-2,0]上單調遞減,故有[t,t+1][-2,0],即-2≤t<t+1≤0,解得t∈[-2,-1].
答案 [-2,-1]
三、解答題(共22分)
5.(10分)(2011·浙江五校聯考)已知函式f(x)=x3+ax2+bx+c(x∈[-1,2]),且函式f(x)在x=1和x=-處都取得極值.
(1)求a,b的值;
(2)求函式f(x)的單調遞增區間.
解 (1)∵f(x)=x3+ax2+bx+c,∴f′(x)=3x2+2ax+b.
由題易知,解得
(2)由(1)知,f′(x)=3x2-x-2=(3x+2)(
x-1),∵當x∈時,f′(x)>0;
當x∈時,f′(x)<0;
當x∈(1,2]時,f′(x)>0.
∴f(x)的單調遞增區間為和(1,2].
6.(★)(12分)(2011·湖南)設函式f(x)=x--aln x(a∈r).
(1)討論f(x)的單調性;
(2)若f(x)有兩個極值點x1和x2,記過點a(x1,f(x1)),b(x2,f(x2))的直線的斜率為k.問:是否存在a,使得k=2-a?
若存在,求出a的值;若不存在,請說明理由.
思路分析先求導,通分後發現f′(x)的符號與a有關,應對a進行分類,依據方程的判別式來分類.
解 (1)f(x)的定義域為(0,+∞).
f′(x)=1+-=.
令g(x)=x2-ax+1,其判別式δ=a2-4.
①當|a|≤2時,δ≤0,f′(x)≥0.故f(x)在(0,+∞)上單調遞增.
②當a<-2時,δ>0,g(x)=0的兩根都小於0.在(0,+∞)上,f′(x)>0.故f(x)在(0,+∞)上單調遞增.
③當a>2時,δ>0,g(x)=0的兩根為x1=,x2=.
當0<x<x1時,f′(x)>0,當x1<x<x2時,f′(x)<0;
當x>x2時,f′(x)>0.故f(x)分別在(0,x1),(x2,+∞)上單調遞增,在(x1,x2)上單調遞減.
(2)由(1)知,a>2.
因為f(x1)-f(x2)=(x1-x2)+-a(ln x1-ln x2),所以,k==1+-a·.
又由(1)知,x1x2=1,於是k=2-a·.
若存在a,使得k=2-a,則=1.
即ln x1-ln x2=x1-x2.
由x1x2=1得x2--2ln x2=0(x2>1).(*)
再由(1)知,函式h(t)=t--2ln t在(0,+∞)上單調遞增,而x2>1,所以x2--2ln x2>1--2 ln 1=0.這與(*)式矛盾.
故不存在a,使得k=2
-a.【點評】 本題充分體現了分類討論思想.近幾年新課標高考常考查含引數的導數問題,難度中等偏上,考生最容易失分的就是對引數的分類標準把握不准,導致分類不全等.
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