高考數(shù)學(xué)大二輪刷題首選卷理數(shù)文檔:第一部分 考點(diǎn)八 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 Word版含解析
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1、 考點(diǎn)八 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 一、選擇題 1.求曲線y=x2與直線y=x所圍成的封閉圖形的面積,其中正確的是( ) A.S=(x2-x)dx B.S=(x-x2)dx C.S=(y2-y)dy D.S=(y-)dy 答案 B 解析 依題意,在同一坐標(biāo)系下畫出曲線y=x2與直線y=x的圖象(圖略),注意到它們的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為(0,0)與(1,1),結(jié)合圖形及定積分的幾何意義可知,相應(yīng)的圖形的面積可用定積分表示為(x-x2)dx,選B. 2.已知函數(shù)y=f(x)的導(dǎo)函數(shù)y=f′(x) 的圖象如圖所示,則函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)的極小值點(diǎn)的個(gè)數(shù)為( ) A.
2、1 B.2 C.3 D.4 答案 A 解析 如圖,在區(qū)間(a,b)內(nèi),f′(c)=0,且在點(diǎn)x=c附近的左側(cè)f′(x)<0,右側(cè)f′(x)>0,所以函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)只有1個(gè)極小值點(diǎn),故選A. 3.(2019·天津南開區(qū)模擬)過函數(shù)f(x)=x3-x2圖象上一個(gè)動(dòng)點(diǎn)作圖象的切線,則切線傾斜角的范圍是( ) A. B.∪ C. D. 答案 B 解析 因?yàn)閒′(x)=x2-2x=(x-1)2-1≥-1,所以斜率k=tanα≥-1,解得傾斜角α∈∪. 4.函數(shù)f(x)=x3-3x2+2在區(qū)間[-1,1]上的最大值是( ) A.-2 B.0 C.2 D.4
3、 答案 C 解析 f′(x)=3x2-6x.令f′(x)=0,得x=0或x=2(舍去).因?yàn)閒(-1)=-2,f(0)=2,f(1)=0,所以f(x)max=f(0)=2.故選C. 5.已知偶函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,且當(dāng)x<0時(shí),f(x)=ln (-3x+1)+e-x,則曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線斜率為( ) A.+e B.+e C.+e D.+e 答案 C 解析 由題意得,偶函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于y軸對稱,∴f′(1)=-f′(-1),當(dāng)x<0時(shí),f′(x)=-e-x,∴f′(-1)=--e,則f′(1)=+e,故選C. 6.(2019·遼寧丹東質(zhì)量測試
4、二)若x=1是函數(shù)f(x)=x3+(a+1)x2-(a2+a-3)x的極值點(diǎn),則a的值為( ) A.-2 B.3 C.-2或3 D.-3或2 答案 B 解析 ∵f′(x)=x2+2(a+1)x-(a2+a-3),又f′(1)=0,∴1+2(a+1)-(a2+a-3)=0,即a=3或a=-2,當(dāng)a=3時(shí),f′(x)=x2+8x-9=(x+9)(x-1),顯然x=1是函數(shù)f(x)的極值點(diǎn);當(dāng)a=-2時(shí),f′(x)=x2-2x+1=(x-1)2≥0,∴函數(shù)是R上的單調(diào)遞增函數(shù),沒有極值,不符合題意,舍去,故選B. 7.已知函數(shù)f(x)=x3-ax在(-1,1)上單調(diào)遞減,則實(shí)數(shù)a的取值范
5、圍是( ) A.(1,+∞) B.[3,+∞) C.(-∞,1] D.(-∞,3] 答案 B 解析 ∵f(x)=x3-ax,∴f′(x)=3x2-a.又f(x)在(-1,1)上單調(diào)遞減,∴3x2-a≤0在(-1,1)上恒成立,∴a≥3,故選B. 8.(2019·黑龍江哈爾濱六中二模)牛頓迭代法亦稱切線法,它是求函數(shù)零點(diǎn)近似解的另一種方法,若定義xk(k∈N)是函數(shù)零點(diǎn)近似解的初始值,過點(diǎn)Pk(xk,f(xk))的切線為y=f′(xk)(x-xk)+f(xk),切線與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)xk+1,即為函數(shù)零點(diǎn)近似解的下一個(gè)初始值,以此類推,滿足精度的初始值即為函數(shù)零點(diǎn)的近似解,設(shè)函數(shù)f(
6、x)=x2-2,滿足x0=2應(yīng)用上述方法,則x3=( )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 因?yàn)閒′(x)=2x,x0=2,y0=2,切線斜率k0=4,切線方程y-2=4(x-2),令y=0,得x1=;x1=,y1=,切線斜率k1=3,切線方程為y-=3,令y=0,得x2=;x2=,y2=,切線斜率k2=,切線方程為y-=,令y=0,得x3=,故選D.
二、填空題
9.函數(shù)f(x)=ln x-x2-x+5的單調(diào)遞增區(qū)間為________.
答案
解析 函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?0,+∞),再由f′(x)=-x-1>0可解得0 7、ax的圖象在點(diǎn)(0,f(0))處的切線與曲線y=-ln x相切,則a=________.
答案?。?
解析 因?yàn)閒′(x)=ex+a,所以f′(0)=1+a,又f(0)=1,所以切線方程為y=(1+a)x+1,又y=-ln x的導(dǎo)函數(shù)y′=-,令切點(diǎn)坐標(biāo)為(t,-ln t),則-=1+a=,解得t=1,a=-2.
11.設(shè)函數(shù)f(x)=ax2+b(a≠0),若f(x)dx=3f(x0),x0>0,則x0=________.
答案
解析 依題意得=3(ax+b),即3ax=9a(a≠0),x=3(x0>0),由此解得x0=.
12.若函數(shù)f(x)=x3+mx2+x+6在R上有極值, 8、則實(shí)數(shù)m的取值范圍是________.
答案 m>4或m<-1
解析 由題意可知,f′(x)=0有不等根,即方程3x2+2mx+m+=0有不等根,所以Δ>0,即4m2-12>0,解得m>4或m<-1.
三、解答題
13.已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1處有極值4.
(1)求實(shí)數(shù)a,b的值;
(2)當(dāng)a>0時(shí),求曲線y=f(x)在點(diǎn)(-2,f(-2))處的切線方程.
解 (1)∵f(x)=x3+ax2+bx+a2,
∴f′(x)=3x2+2ax+b.
∵f(1)=1+a+b+a2=4,f′(1)=3+2a+b=0,
∴或
經(jīng)檢驗(yàn)都符合題意.
(2)當(dāng)a> 9、0時(shí),由(1)得f(x)=x3+3x2-9x+9,
∴f′(x)=3x2+6x-9.
f(-2)=31,f′(-2)=-9.
∴所求的切線方程為y-31=-9(x+2),
即9x+y-13=0.
14.已知函數(shù)f(x)=ln x,g(x)=-(a為實(shí)常數(shù)).
(1)當(dāng)a=1時(shí),求函數(shù)φ(x)=f(x)-g(x)在x∈[4,+∞)上的最小值;
(2)若方程e2f(x)=g(x)(其中e=2.71828…)在區(qū)間上有解,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解 (1)當(dāng)a=1時(shí),函數(shù)φ(x)=f(x)-g(x)=ln x-+,∴φ′(x)=-=.
∵x∈[4,+∞),∴φ′(x)>0.
∴函數(shù) 10、φ(x)=f(x)-g(x)在x∈[4,+∞)上單調(diào)遞增,
∴當(dāng)x=4時(shí),φ(x)min=2ln 2-.
(2)方程e2f(x)=g(x)可化為x2=-.
∴a=x-x3.
設(shè)y=x-x3,則y′=-3x2.
∵x∈,
∴函數(shù)y=x-x3在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
∵x=時(shí),y=;x=時(shí),y=;x=1時(shí),y=,
∴y∈,∴a∈.
一、選擇題
1.已知函數(shù)f(x)=x·2x,則下列結(jié)論正確的是( )
A.當(dāng)x=時(shí),f(x)取最大值
B.當(dāng)x=時(shí),f(x)取最小值
C.當(dāng)x=-時(shí),f(x)取最大值
D.當(dāng)x=-時(shí),f(x)取最小值
答案 D
解析 由題意知, 11、f′(x)=2x+x·2xln 2,令f′(x)=0,得x=-,又當(dāng)x<-時(shí),f′(x)<0;當(dāng)x>-時(shí),f′(x)>0.∴當(dāng)x=-時(shí),f(x)取最小值.
2.已知f(x)=2x3-6x2+m(m為常數(shù))在[-2,2]上有最大值為3,那么此函數(shù)在[-2,2]上的最小值為( )
A.0 B.-5
C.-10 D.-37
答案 D
解析 由題意知,f′(x)=6x2-12x,由f′(x)=0得x=0或x=2,當(dāng)x<0或x>2時(shí),f′(x)>0,當(dāng)0 12、)=-37,∴最小值為-37.
3.(2019·晉冀魯豫中原名校第三次聯(lián)考)若函數(shù)f(x)=2x3-3ax2+1在區(qū)間(0,+∞)內(nèi)有兩個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍為( )
A.(-∞,1) B.(1,+∞)
C.(0,1) D.(1,2)
答案 B
解析 f′(x)=6x2-6ax=6x(x-a).①當(dāng)a≤0時(shí),若x∈(0,+∞),則f′(x)>0,此時(shí)函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞增,不可能有兩個(gè)零點(diǎn);②當(dāng)a>0時(shí),函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,a)上單調(diào)遞減,在區(qū)間(a,+∞)上單調(diào)遞增,因?yàn)閒(0)=1>0,若函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,+∞)內(nèi)有兩個(gè)零點(diǎn),有f(a)=2a3- 13、3a3+1=1-a3<0,得a>1,故選B.
4.(2019·江西吉安一模)過點(diǎn)P(1,1)且與曲線y=x3相切的直線的條數(shù)為( )
A.0 B.1
C.2 D.3
答案 C
解析 若直線與曲線切于點(diǎn)(x0,y0)(x0≠0),則k===x+x0+1,又∵y′=3x2,∴k=3x,∴2x-x0-1=0,解得x0=1或x0=-,∴過點(diǎn)P(1,1)與曲線C:y=x3相切的直線方程為3x-y-2=0或3x-4y+1=0,故選C.
5.設(shè)f(x)=(e為自然對數(shù)的底數(shù)),則f(x)dx=( )
A.- B.-
C. D.
答案 D
解析 依題意得,f(x)dx=x2dx+dx= 14、x3+ln x=+1=.
6.曲線y=ln (2x-1)上的點(diǎn)到直線2x-y+8=0的最短距離是( )
A.2 B.2
C.2 D.
答案 A
解析 當(dāng)y′==2時(shí),x=1,則點(diǎn)(1,0)到直線2x-y+8=0的距離是曲線y=ln (2x-1)上的點(diǎn)到直線2x-y+8=0的最短距離,即最短距離為=2,故選A.
7.(2019·廣東揭陽二模)以下四個(gè)數(shù)中,最大的是( )
A.ln B.
C. D.
答案 B
解析 由題意,令f(x)=,則f′(x)=,∴x>e時(shí),f′(x)<0,∴f(x)在(e,+∞)上單調(diào)遞減,又由e<3<π<,∴f(e)>f(3)>f(π)>f() 15、,則ln e>ln 3>ln π>ln (),
∴>ln >>ln 15,故選B.
8.(2019·江西景德鎮(zhèn)二檢)定義在R上的函數(shù)f(x)滿足對任意x∈(0,+∞),都有f′(x) 16、(x),所以g(x)為偶函數(shù),因?yàn)閒(a)-f(b)>f(-b)-f(-a)?f(a)+f(-a)>f(b)+f(-b)?g(a)>g(b),所以|a|<|b|,即a2 17、1對x∈R恒成立,則曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線方程為________.
答案 10x+4y-5=0
解析 ∵f(x)+3f(-x)=x3+2x+1,?、?
∴f(-x)+3f(x)=-x3-2x+1, ②
聯(lián)立①②,得f(x)=-x3-x+,則
f′(x)=-x2-1,∴f′(1)=--1=-,
又f(1)=--1+=-,
∴切線方程為y+=-(x-1),即10x+4y-5=0.
11.要做一個(gè)圓錐形的漏斗,其母線長為20 cm.要使體積最大,則高為________ cm.
答案
解析 設(shè)高為h cm,則底面半徑r=(cm),所以體積V=r2h=h(400 18、-h(huán)2),則V′=(400-3h2).令V′=(400-3h2)=0,解得h=.即當(dāng)高為 cm時(shí),圓錐的體積最大.
12.若函數(shù)f(x)=x3-3x-2ln x在[t,t+1]上不單調(diào),則實(shí)數(shù)t的取值范圍是________.
答案 1 19、
設(shè)g(x)=,則g′(x)=(x>0),
所以當(dāng)0 20、;
t>1時(shí),h′(t)<0,h(t)單調(diào)遞減,
所以當(dāng)且僅當(dāng)t=1時(shí),h(t)=0,故a=1.
14.(2019·山西考前適應(yīng)性考試)已知函數(shù)f(x)=(kx-1)ex-k(x-1).
(1)若f(x)在x=x0處的切線斜率與k無關(guān),求x0;
(2)若?x∈R,使得f(x)<0成立,求整數(shù)k的最大值.
解 (1)f′(x)=(kx+k-1)ex-k,
即f′(x)=k[(x+1)ex-1]-ex,
由已知得(x0+1)ex0-1=0.
令φ(x)=(x+1)ex-1,則φ′(x)=(x+2)ex,
當(dāng)x∈(-∞,-2)時(shí),φ′(x)<0,φ(x)單調(diào)遞減,
∵x<-2, 21、∴x+1<-1,∴(x+1)ex<0,
∴(x+1)ex-1<0,因此φ(x)<0;
當(dāng)x∈(-2,+∞)時(shí),φ′(x)>0,φ(x)單調(diào)遞增.
又φ(0)=0,所以φ(x)只有唯一零點(diǎn),故x0=0.
(2)f(x)<0,即k(xex-x+1)
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