高中數學高考總複習利用導數研究函式的性質習題及詳解

2023-02-03 08:21:03 字數 4716 閱讀 1957

一、選擇題

1.(文)函式y=ax3-x在r上是減函式,則(  )

a.ab.a=1

c.a=2d.a≤0

[答案] d

[解析] y′=3ax2-1,

∵函式y=ax3-x在r上是減函式,

∴3ax2-1≤0在r上恆成立,∴a≤0.

(理)(2010·瑞安中學)若函式f(x)=x3+x2+mx+1是r上的單調遞增函式,則實數m的取值範圍是(  )

ab.cd.

[答案] c

[解析] f ′(x)=3x2+2x+m,由條件知,f ′(x)≥0恆成立,∴δ=4-12m≤0,∴m≥,故選c.

2.(文)(2010·柳州、貴港、欽州模擬)已知直線y=kx+1與曲線y=x3+ax+b切於點(1,3),則b的值為(  )

a.3    b.-3   c.5    d.-5

[答案] a

[解析] 由條件知(1,3)在直線y=kx+1上,∴k=2.

又(1,3)在曲線y=x3+ax+b上,∴a+b=2,

∵y′=3x2+a,∴3+a=2,∴a=-1,∴b=3.

(理)(2010·山東濱州)已知p點在曲線f:y=x3-x上,且曲線f在點p處的切線與直線x+2y=0垂直,則點p的座標為(  )

a.(1,1b.(-1,0)

c.(-1,0)或(1,0d.(1,0)或(1,1)

[答案] c

[解析] ∵y′=(x3-x)′=3x2-1,又過p點的切線與直線x+2y=0垂直,∴y′=3x2-1=2,∴x=±1,又p點在曲線f:y=x3-x上,∴當x=1時,y=0,當x=-1時,y=0,∴p點的座標為(-1,0)或(1,0),故選c.

3.(2010·山東文)已知某生產廠家的年利潤y(單位:萬元)與年產量x(單位:萬件)的函式關係式為y=-x3+81x-234,則使該生產廠家獲取最大的年利潤的年產量為(  )

a.13萬件b.11萬件

c.9萬件d.7萬件

[答案] c

[解析] 由條件知x>0,y′=-x2+81,令y′=0得x=9,當x∈(0,9)時,y′>0,函式單調遞增,當x∈(9,+∞)時,y′<0,函式單調遞減,∴x=9時,函式取得最大值,故選c.

[點評] 本題中函式只有乙個駐點x=9,故x=9就是最大值點.

4.(文)(2010·四川雙流縣質檢)已知函式f(x)的定義域為r,f ′(x)為其導函式,函式y=f ′(x)的圖象如圖所示,且f(-2)=1,f(3)=1,則不等式f(x2-6)>1的解集為(  )

a.(2,3)∪(-3,-2b.(-,)

c.(2,3d

[答案] a

[解析] 由f ′(x)圖象知,f(x)在(-∞,0]上單調遞增,在[0,+∞)上單調遞減,∴由條件可知f(x2-6)>1可化為0≤x2-6<3或0≥x2-6>-2,

∴2(理)(2010·哈三中)設f(x),g(x)分別為定義在r上的奇函式和偶函式,且g(x)≠0,當x<0時,f ′(x)g(x)+f(x)g′(x)>0,且f(-2)=0,則不等式f(x)g(x)<0的解集為(  )

a.(-2,0)∪(0,2)

b.(-2,0)∪(2,+∞)

c.(-∞,-2)∪(0,2)

d.(-2,-∞)∪(2,+∞)

[答案] c

[解析] 設φ(x)=f(x)g(x),

∵f(x)為奇函式,∴f(-x)=-f(x),

∵g(x)為偶函式,∴g(-x)=g(x),∴φ(-x)=f(-x)·g(-x)=-φ(x),故φ(x)為奇函式,

∵f(-2)=0,∴φ(-2)=f(-2)·g(-2)=0,

∴φ(2)=0,∵x<0時,φ′(x)=f ′(x)g(x)+f(x)g′(x)>0,∴φ(x)在(-∞,0)上為增函式,∴φ(x)在(0,+∞)上為增函式,故使f(x)g(x)<0成立的x取值範圍是x<-2或05.函式y=xsinx+cosx,x∈(-π,π)的單調增區間是(  )

a.(-π,-)和(0,)

b.(-,0)和(0,)

c.(-π,-)和(,π)

d.(-,0)和(,π)

[答案] a

[解析] y′=sinx+xcosx-sinx=xcosx,

當x∈(-π,-)時,y′=xcosx>0,∴y為增函式;

當x∈(-,0)時,y′=xcosx<0,∴y為減函式;

當x∈(0,)時,y′=xcosx>0,∴y為增函式;

當x∈(,π)時,y′=xcosx<0,∴y為減函式;

∴y=xsinx+cosx在(-π,-)和(0,)上為增函式,故應選a.

6.若函式f(x)=x3-12x在區間(k-1,k+1)上不是單調函式,則實數k的取值範圍是(  )

a.k≤-3或-1≤k≤1或k≥3

b.-3c.-2d.不存在這樣的實數

[答案] b

[解析] 因為y′=3x2-12,由y′>0得函式的增區間是(-∞,-2)和(2,+∞),由y′<0,得函式的減區間是(-2,2),由於函式在(k-1,k+1)上不是單調函式,所以有k-1<-2[點評] 已知函式f(x),由f ′(x)的符號可得到函式f(x)的單調區間,而f(x)在區間(k-1,k+1)上不單調,因此,k-1與k+1應分布在函式f(x)的兩個單調區間內.請再練習下題:

已知函式f(x)=x3-kx在區間(-3,-1)上不單調,則實數k的取值範圍是________.

[答案] 3[解析] f ′(x)=3x2-k.由3x2-k>0,得x2>,若k≤0,則f(x)顯然在(-3,-1)上單調遞增,

∴k>0,∴x>或x<-.

由3x2-k<0得-∴f(x)在上單調遞增,在(-,)上單調遞減,在上單調遞增,

由題設條件知-3<-<-1,∴37.函式y=e在點(4,e2)處的切線與座標軸所圍成三角形的面積為(  )

a. e2b.4e2

c.2e2d.e2

[答案] d

[解析] ∵y′=·e,∴切線的斜率k=y′|x=4=e2,

∴切線方程為y-e2=e2(x-4),

令x=0得y=-e2,令y=0得x=2,∴s=e2.

8.已知a,b是實數,且ea.ab>ba

b.abc.ab=ba

d.ab與ba的大小關係不確定

[答案] a

[解析] 令f(x)=,則f ′(x)=.當x>e時,f ′(x)<0,∴f(x)在(e,+∞)上單調遞減.

∵ef(b),即》,

∴blna>alnb,∴lnab>lnba,∴ab>ba.

9.(2010·安徽合肥質檢)已知r上可導函式f(x)的圖象如圖所示,則不等式(x2-2x-3)f ′(x)>0的解集為(  )

a.(-∞,-2)∪(1,+∞)

b.(-∞,-2)∪(1,2)

c.(-∞,-1)∪(-1,0)∪(2,+∞)

d.(-∞,-1)∪(-1,1)∪(3,+∞)

[答案] d

[解析] 不等式(x2-2x-3)f ′(x)>0化為

(1)或(2)

∵f(x)在(-∞,-1)和(1,+∞)上單調增,在(-1,1)上單調減,

∴f ′(x)>0的解集為(-∞,-1)∪(1,+∞),f ′(x)<0解集為(-1,1),

由x2-2x-3>0得,x<-1或x>3,

由x2-2x-3<0得,-1∴由(1)得,∴x<-1或x>3;

由(2)得,∴-1綜上可知,x∈(-∞,-1)∪(-1,1)∪(3,+∞).

10.(文)(2010·合肥市)已知函式f(x)=+ax2+2bx+c的兩個極值分別為f(x1),f(x2),若x1,x2分別在區間(0,1)與(1,2)內,則b-2a的取值範圍是(  )

a.(-4,-2b.(-∞,2)∪(7,+∞)

c.(2,7d.(-5,-2)

[答案] c

[解析] 由條件知,f ′(x)=x2+ax+2b=0的兩根x1,x2分別在(0,1)和(1,2)內,∴f ′(0)=2b>0,f ′(1)=1+a+2b<0,f ′(2)=4+2a+2b>0,作出可行域如圖中陰影部分,當直線z=b-2a經過可行域內點a(-1,0)時,z取最小值2,經過點b(-3,1)時,z取最大值7,

∴b-2a∈(2,7).

(理)(2010·延邊州質檢)定義在r上的函式f(x)滿足f(4)=1,f ′(x)為f(x)的導函式,已知函式y=f ′(x)的圖象如下圖所示,若兩正數a,b滿足,f(2a+b)<1,則的取值範圍是(  )

ab.∪(3,+∞)

cd.(-∞,-3)

[答案] a

[解析] ∵f(4)=1,∴f(2a+b)<1化為f(2a+b)∴a,b>0,∴2a+b>0,由圖知在(0,+∞)上,f ′(x)>0,∴f(x)在(0,+∞)上為增函式,∴2a+b<4,

如圖,可行域為△aob的內部(不含邊界),表示可行域內點與點p(-2,-2)連線的斜率,

∵kpa=,kpb=3,∴<<3.

[點評] 特別注意f ′(x)的圖象提供了f(x)的單調性,從而利用單調性將不等式f(2a+b)<1化去函式符號「f 」,轉化為通常的二元一次不等式,請再練習下題.

已知函式f(x)的定義域為[-2,+∞),部分對應值如下表,f ′(x)為f(x)的導函式,函式y=f ′(x)的圖象如右圖所示,若兩正數a,b滿足f(2a+b)<1,則的取值範圍是________.

答案:二、填空題

11.(2010·北京順義一中月考)已知f(x)=x3-ax在[1,+∞)上是單調增函式,則a的最大值是________.

[答案] 3

[解析] f ′(x)=3x2-a,∵f(x)在[1,+∞)上是單調增函式,∴f ′(x)≥0在[1,+∞)上恆成立,即a≤3x2在[1,+∞)上恆成立,∴a的最大值為3.

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