時間120分鐘,滿分150分。
一、選擇題(本大題共12個小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.(2010·全國ⅱ文,7)若曲線y=x2+ax+b在點(0,b)處的切線方程是x-y+1=0,則( )
a.a=1,b=1
b.a=-1,b=1
c.a=1,b=-1
d.a=-1,b=-1
[答案] a
[解析] y′=2x+a,∴y′|x=0=(2x+a)|x=0=a=1,
將(0,b)代入切線方程得b=1.
2.一物體的運動方程為s=2tsint+t,則它的速度方程為( )
a.v=2sint+2tcost+1
b.v=2sint+2tcost
c.v=2sint
d.v=2sint+2cost+1
[答案] a
[解析] 因為變速運動在t0的瞬時速度就是路程函式y=s(t)在t0的導數,s′=2sint+2tcost+1,故選a.
3.曲線y=x2+3x在點a(2,10)處的切線的斜率是( )
a.4b.5c.6
d.7[答案] d
[解析] 由導數的幾何意義知,曲線y=x2+3x在點a(2,10)處的切線的斜率就是函式y=x2+3x在x=2時的導數,y′|x=2=7,故選d.
4.函式y=x|x(x-3)|+1( )
a.極大值為f(2)=5,極小值為f(0)=1
b.極大值為f(2)=5,極小值為f(3)=1
c.極大值為f(2)=5,極小值為f(0)=f(3)=1
d.極大值為f(2)=5,極小值為f(3)=1,f(-1)=-3
[答案] b
[解析] y=x|x(x-3)|+1
=∴y′=
x變化時,f′(x),f(x)變化情況如下表:
∴f(x)極大=f(2)=5,f(x)極小=f(3)=1
故應選b.
5.(2009·安徽理,9)已知函式f(x)在r上滿足f(x)=2f(2-x)-x2+8x-8,則曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線方程是( )
a.y=2x-1
b.y=x
c.y=3x-2
d.y=-2x+3
[答案] a
[解析] 本題考查函式解析式的求法、導數的幾何意義及直線方程的點斜式.
∵f(x)=2f(2-x)-x2+8x-8,
∴f(2-x)=2f(x)-x2-4x+4,
∴f(x)=x2,∴f′(x)=2x,
∴曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線斜率為2,切線方程為y-1=2(x-1),∴y=2x-1.
6.函式f(x)=x3+ax2+3x-9,已知f(x)在x=-3時取得極值,則a等於( )
a.2b.3c.4
d.5[答案] d
[解析] f′(x)=3x2+2ax+3,
∵f(x)在x=-3時取得極值,
∴x=-3是方程3x2+2ax+3=0的根,
∴a=5,故選d.
7.設f(x),g(x)分別是定義在r上的奇函式和偶函式.當x<0時,f′(x)g(x)+f(x)g′(x)>0,且g(-3)=0,則不等式f(x)g(x)<0的解集是( )
a.(-3,0)∪(3,+∞)
b.(-3,0)∪(0,3)
c.(-∞,-3)∪(3,+∞)
d.(-∞,-3)∪(0,3)
[答案] d
[解析] 令f(x)=f(x)·g(x),易知f(x)為奇函式,又當x<0時,f′(x)g(x)+f(x)g′(x)>0,即f′(x)>0,知f(x)在(-∞,0)內單調遞增,又f(x)為奇函式,所以f(x)在(0,+∞)內也單調遞增,且由奇函式知f(0)=0,∴f(0)=0.
又由g(-3)=0,知g(3)=0
∴f(-3)=0,進而f(3)=0
於是f(x)=f(x)g(x)的大致圖象如圖所示
∴f(x)=f(x)·g(x)<0的解集為(-∞,-3)∪(0,3),故應選d.
8.下面四圖都是同一座標系中某三次函式及其導函式的圖象,其中一定不正確的序號是( )
a.①②
b.③④
c.①③
d.①④
[答案] b
[解析] ③不正確;導函式過原點,但三次函式在x=0不存在極值;④不正確;三次函式先增後減再增,而導函式先負後正再負.故應選b.
9.(2010·湖南理,5) dx等於( )
a.-2ln2
b.2ln2
c.-ln2
d.ln2
[答案] d
[解析] 因為(lnx)′=,
所以dx=lnx|=ln4-ln2=ln2.
10.已知三次函式f(x)=x3-(4m-1)x2+(15m2-2m-7)x+2在x∈(-∞,+∞)是增函式,則m的取值範圍是( )
a.m<2或m>4
b.-4c.2d.以上皆不正確
[答案] d
[解析] f′(x)=x2-2(4m-1)x+15m2-2m-7,
由題意得x2-2(4m-1)x+15m2-2m-7≥0恆成立,∴δ=4(4m-1)2-4(15m2-2m-7)
=64m2-32m+4-60m2+8m+28
=4(m2-6m+8)≤0,
∴2≤m≤4,故選d.
11.已知f(x)=x3+bx2+cx+d在區間[-1,2]上是減函式,那麼b+c( )
a.有最大值
b.有最大值-
c.有最小值
d.有最小值-
[答案] b
[解析] 由題意f′(x)=3x2+2bx+c在[-1,2]上,f′(x)≤0恆成立.所以即
令b+c=z,b=-c+z,如圖
過a得z最大,
最大值為b+c=-6-=-.故應選b.
12.設f(x)、g(x)是定義域為r的恆大於0的可導函式,且f′(x)g(x)-f(x)g′(x)<0,則當aa.f(x)g(x)>f(b)g(b)
b.f(x)g(a)>f(a)g(x)
c.f(x)g(b)>f(b)g(x)
d.f(x)g(x)>f(a)g(x)
[答案] c
[解析] 令f(x)=
則f′(x)=<0
f(x)、g(x)是定義域為r恆大於零的實數
∴f(x)在r上為遞減函式,
當x∈(a,b)時, >
∴f(x)g(b)>f(b)g(x).故應選c.
二、填空題(本大題共4個小題,每小題4分,共16分.將正確答案填在題中橫線上)
13[答案]
[解析] 取f(x)=-,
從而f′(x)=
則=f(-1)-f(-2)
=-+=-=.
14.若函式f(x)=的單調增區間為(0,+∞),則實數a的取值範圍是________.
[答案] a≥0
[解析] f′(x)=′=a+,
由題意得,a+≥0,對x∈(0,+∞)恆成立,
∴a≥-,x∈(0,+∞)恆成立,∴a≥0.
15.(2009·陝西理,16)設曲線y=xn+1(n∈n*)在點(1,1)處的切線與x軸的交點的橫座標為xn,令an=lgxn,則a1+a2+…+a99的值為________.
[答案] -2
[解析] 本小題主要考查導數的幾何意義和對數函式的有關性質.
k=y′|x=1=n+1,
∴切線l:y-1=(n+1)(x-1),
令y=0,x=,∴an=lg,
∴原式=lg+lg+…+lg
=lg××…×=lg=-2.
16.如圖陰影部分是由曲線y=,y2=x與直線x=2,y=0圍成,則其面積為________.
[答案] +ln2
[解析] 由,得交點a(1,1)
由得交點b.
故所求面積s=dx+dx
=x+lnx=+ln2.
三、解答題(本大題共6個小題,共74分.解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟)
17.(本題滿分12分)(2010·江西理,19)設函式f(x)=lnx+ln(2-x)+ax(a>0).
(1)當a=1時,求f(x)的單調區間;
(2)若f(x)在(0,1]上的最大值為,求a的值.
[解析] 函式f(x)的定義域為(0,2),
f ′(x)=-+a,
(1)當a=1時,f ′(x)=,所以f(x)的單調遞增區間為(0,),單調遞減區間為(,2);
(2)當x∈(0,1]時,f ′(x)=+a>0,
即f(x)在(0,1]上單調遞增,故f(x)在(0,1]上的最大值為f(1)=a,因此a=.
18.(本題滿分12分)求曲線y=2x-x2,y=2x2-4x所圍成圖形的面積.
[解析] 由得x1=0,x2=2.
由圖可知,所求圖形的面積為s=(2x-x2)dx+| (2x2-4x)dx|=(2x-x2)dx-(2x2-4x)dx.
因為′=2x-x2,
′=2x2-4x,
所以s=-=4.
19.(本題滿分12分)設函式f(x)=x3-3ax+b(a≠0).
(1)若曲線y=f(x)在點(2,f(2))處與直線y=8相切,求a,b的值;
(2)求函式f(x)的單調區間與極值點.
[分析] 考查利用導數研究函式的單調性,極值點的性質,以及分類討論思想.
[解析] (1)f′(x)=3x2-3a.
因為曲線y=f(x)在點(2,f(2))處與直線y=8相切,
所以即解得a=4,b=24.
(2)f′(x)=3(x2-a)(a≠0).
當a<0時,f′(x)>0,函式f(x)在(-∞,+∞)上單調遞增,此時函式f(x)沒有極值點.
當a>0時,由f′(x)=0得x=±.
當x∈(-∞,-)時,f′(x)>0,函式f(x)單調遞增;
當x∈(-,)時,f′(x)<0,函式f(x)單調遞減;
當x∈(,+∞)時,f′(x)>0,函式f(x)單調遞增.
此時x=-是f(x)的極大值點,x=是f(x)的極小值點.
20.(本題滿分12分)已知函式f(x)=x2+lnx.
(1)求函式f(x)的單調區間;
(2)求證:當x>1時, x2+lnx[解析] (1)依題意知函式的定義域為,
∵f′(x)=x+,故f′(x)>0,
∴f(x)的單調增區間為(0,+∞).
(2)設g(x)=x3-x2-lnx,
∴g′(x)=2x2-x-,
∵當x>1時,g′(x)=>0,
∴g(x)在(1,+∞)上為增函式,
∴g(x)>g(1)=>0,
∴當x>1時, x2+lnx21.(本題滿分12分)設函式f(x)=x3-x2+6x-a.
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