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1、 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算 1. 幾種常見的函數(shù)導(dǎo)數(shù): 、c? (c為常數(shù)); 、n (x )? (R n? ); 、 )(sin?x= ;、)(cos?x = ; 、 x( a)? ? ; 、x (e)? ; 、 a(logx)? ; 、(lnx)? . 2. 求導(dǎo)數(shù)的四則運(yùn)算法則: ()uvuv?;vuvuuv?)(;2)(vvuvuvu? )0(2'''?vvuvvuvu 注: vu,必須是可導(dǎo)函數(shù). 3. 復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則: )()()(xufxfx? 或 ?xuxuyy 一、求曲線的切線(導(dǎo)數(shù)幾何意義) 導(dǎo)數(shù)幾何意義:0()fx?表示函數(shù)()yfx?在點(diǎn)(0
2、x,0()fx)處切線L的斜率; 函數(shù)()yfx?在點(diǎn)(0x,0()fx)處切線L方程為000()()()yfxfxxx? 1.曲線在點(diǎn)處的切線方程為( )。 A: B: C: D: 答案詳解B正確率: 69%, 易錯(cuò)項(xiàng): C 解析:本題主要考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義、導(dǎo)數(shù)的計(jì)算以及直線方程的求解。 對(duì)求導(dǎo)得,代入得即為切線的斜率,切點(diǎn)為,所以切線方程為即。故本題正確答案為B。 2. 變式一: 3.設(shè)函數(shù)2()()fxgxx?,曲線()ygx?在點(diǎn)(1,(1)g處的切線方程為21yx?,則曲線()yfx?在點(diǎn)(1,(1)f處切線的斜率為 ( ) A4 B1 4? C2 D12? 4.已知函數(shù)()fx在
3、R上滿足2()2(2)88fxfxxx?,則曲線()yfx?在點(diǎn)(1,(1)f處的切線方程是 ( ) A.21yx? B.yx? C.32yx? D.23yx? 變式二: 5.在平面直角坐標(biāo)系xoy中,點(diǎn)P在曲線3:103Cyxx?上,且在第二象限內(nèi),已知曲線C在點(diǎn)P處的切線的 斜率為2,則點(diǎn)P 的坐標(biāo)為 . 6.設(shè)曲線1 *()nyxnN?在點(diǎn)(1,1) 處的切線與x軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為nx , 令lgnnax?,則1 2 99aaa?L的值為 . 7.已知點(diǎn)P在曲線y=41xe?上,?為曲線在點(diǎn)P處的切線的傾斜角,則?的取值范圍是 A、0,4?) B、,)42? C、3(,24? D、3,)
4、4? 變式三: 8. 已知直線y =x1與曲線yln()xa?相切,則的值為( ) A.1 B. 2 C.1 D.2 9.若存在過點(diǎn)(1,0)的直線與曲線3yx?和2 1594yaxx? ?都相切,則a等于 ( ) A1?或25-64 B1?或214 C74?或25-64 D 74?或7 10.若曲線12yx?在點(diǎn)12,aa?處的切線與兩個(gè)坐標(biāo)圍成的三角形的面積為18,則a? A、64 B、32 C、16 D、8 11.(本小題滿分13分) 設(shè)1()(0)xxfxaebaae?.(I)求()fx在0,)?上的最小值; (II)設(shè)曲線()yfx?在點(diǎn)(2,(2)f的切線方程為32yx?;求,ab
5、的值. 12.若曲線?2fxaxInx?存在垂直于y軸的切線,則實(shí)數(shù)a 的取值范圍是 . 二、求單調(diào)性或單調(diào)區(qū)間 1、利用導(dǎo)數(shù)判定函數(shù)單調(diào)性的方法:設(shè)函數(shù))(xfy?在某個(gè)區(qū)間D內(nèi)可導(dǎo), 如果)(xf?0,則)(xfy?在區(qū)間D上為增函數(shù); 如果)(xf?0,則)(xfy?在區(qū)間D上為減函數(shù); 如果)(xf?=0恒成立,則)(xfy?在區(qū)間D上為常數(shù). 2、利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)單調(diào)區(qū)間的方法:不等式)(xf?0的解集與函數(shù))(xfy?定義域的交集,就是)(xfy?的增區(qū)間;不等式)(xf?0的解集與函數(shù))(xfy?定義域的交集,就是)(xfy?的減區(qū)間. 1、函數(shù)xexxf)3()(?的單調(diào)遞增區(qū)間
6、是 ( ) A. )2,(? B.(0,3) C.(1,4) D. ),2(? 2.函數(shù)32()15336fxxxx? 的單調(diào)減區(qū)間為 . 3.已知函數(shù), ,討論 的單調(diào)性。 答案詳解 由題意, 的定義域是, 所以有。 設(shè), 二次方程的的判別式 。 當(dāng) ,即時(shí), 對(duì)一切都有。此時(shí),在上是增函數(shù); 當(dāng) 時(shí), ,此時(shí) 在上也是增函數(shù); 當(dāng) , ,即 時(shí),方程 有兩個(gè)不同的實(shí)根, , ,。 此時(shí) 在 上單調(diào)遞增,在 上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增。 解析:本題主要考查導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的應(yīng)用。 本題的難點(diǎn)在于參數(shù)分類的討論,如何做到不重不漏。 首先在定義域的情況下,對(duì)函數(shù)求導(dǎo),在求極值的過程中,會(huì)涉及到二次
7、方程的根個(gè)數(shù)問 題,要針對(duì)判別式進(jìn)行分類討論,在極值為兩個(gè)的情況下,討論其與定義域的關(guān)系,并根據(jù)導(dǎo)數(shù)與函數(shù)增減性的關(guān)系,列表求得函數(shù)增減性。 4. 已知函數(shù) 。()當(dāng) 時(shí),求曲線 在點(diǎn)處的切線的斜率; ()當(dāng) 時(shí),求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間與極值。 答案詳解() 當(dāng) 時(shí), , 故。 所以曲線 在點(diǎn) 處的切線的斜率為。 ()。 令, 解得 或, 由 知,。以下分兩種情況討論: (1 )若 ,則 。當(dāng) 變化時(shí),的變化情況如下表: 所以 在 內(nèi)是增函數(shù),在 內(nèi)是減函數(shù);函數(shù) 在處取得 極大值, 且 ;函數(shù) 在 處取得極小值 ,且。 (2 )若 ,則 。當(dāng) 變化時(shí),的變化情況如下表: 所以 在內(nèi)是增函數(shù), 在內(nèi)
8、是減函數(shù); 函數(shù) 在處取得 極大值, 且; 函數(shù) 在 處取得極小值, 且。 解析:本題主要考查利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)單調(diào)性。 ()求出這種情況下,函數(shù)在處的導(dǎo)數(shù),即為切線斜率。 ()首先求解出極值,然后對(duì)參數(shù)進(jìn)行分類討論,使用列表法,對(duì)函數(shù)和導(dǎo)數(shù)列表,列出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值。 三、求函數(shù)的極值與最值 1、極值的判別方法:當(dāng)函數(shù))(xf在點(diǎn)0x處連續(xù)時(shí), 如果在0x附近的左側(cè))(xf?0,右側(cè))(xf?0,那么)(0xf是極大值; 如果在0x附近的左側(cè))(xf?0,右側(cè))(xf?0,那么)(0xf是極小值. 也就是說0x是極值點(diǎn)的充分條件為0x點(diǎn)兩側(cè)導(dǎo)數(shù)異號(hào),而不是)(xf?=0. 2、最值的求法:
9、求f (x)在a,b 上的最大值與最小值的步驟如下: (1) 求 f (x) 在區(qū)間 (a,b) 內(nèi)的極值(極大值或極小值); (2) 將 y = f (x) 的各極值與端點(diǎn)處的函數(shù)值 f (a)、f (b) 比較,其中最大的一個(gè)為最大值,最小的一個(gè)最小值. 注:極值與最值的區(qū)別:極值是在局部對(duì)函數(shù)值進(jìn)行比較,最值是在整體區(qū)間上對(duì)函數(shù)值進(jìn)行比較. 1.設(shè)函數(shù)()xfxxe?,則( ) A. 1x?為()fx的極大值點(diǎn) B.1x?為()fx的極小值點(diǎn) C. 1x?為()fx的極大值點(diǎn) D. 1x?為()fx的極小值點(diǎn) 答案詳解D正確率: 53%, 易錯(cuò)項(xiàng): B解析:本題主要考查函數(shù)極值的計(jì)算。
10、令導(dǎo)函數(shù) 求得, 且 在上小于零, 在上大于零, 則 在 上單調(diào)遞減,在 上單調(diào)遞增,為的極小值點(diǎn)。 2.函數(shù)32()31fxxx?在x ? 處取得極小值 . 3.(本小題滿分13分,()小問6分,()小問7分.) 設(shè)13()ln1,22fxaxxx?其中aR?,曲線()yfx?在點(diǎn)(1,(1)f處的切線垂直于y軸. () 求a的值;()求函數(shù)()fx的極值. 4. (本小題滿分13分) 某商場(chǎng)銷售某種商品的經(jīng)驗(yàn)表明,該商品每日的銷售量y(單位:千克)與銷售價(jià)格x (單位:元/千克)滿足關(guān)系式210(6) 3a yxx?,其中3<x<6,a為常數(shù),已知銷售價(jià)格為5元/千克時(shí),每日可
11、售出該商品11千克. (I)求a的值. (II)若該商品的成本為3元/千克,試確定銷售價(jià)格x的值,使商場(chǎng)每日銷售該商品所獲得的利潤(rùn)最大. 5請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)包裝盒,如圖所示,ABCD是邊長(zhǎng)為60cm的正方形硬紙片,切去陰影部分所示的四個(gè)全等的等腰直角三角形,再沿虛線折起,使得A,B,C,D四個(gè)點(diǎn)重合與圖中的點(diǎn)P,正好形成一個(gè)正四棱柱形狀的包裝盒.E,F在AB上,是被切去的一個(gè)等腰直角三角形斜 邊的兩個(gè)端點(diǎn),設(shè) )( cmxFBAE?. (1)某廣告商要求包裝盒的側(cè)面積S)(2cm最大,試問x應(yīng)取何值? (2)某廠商要求包裝盒的容積V)(3cm最大,試問x應(yīng)取何值?并求出此時(shí)包裝盒的高與底面邊長(zhǎng)的比
12、值. 答案詳解(1),所以時(shí)側(cè)面積最大。 (2 ) ,所以 。當(dāng) 時(shí),遞 增,當(dāng) 時(shí), 遞減,所以,當(dāng) 時(shí),最大。此時(shí),包裝盒的高與底面邊長(zhǎng)的比 值為。 解析:本題主要考查函數(shù)和配方法求函數(shù)最值的方法。 (1) 由圖寫出側(cè)面積的函數(shù)表達(dá)式,再對(duì)表達(dá)式化簡(jiǎn)、配方, 即可求得 取最大值對(duì)應(yīng)的值。 (2 )由圖寫出容積 的函數(shù)表達(dá)式,再通過對(duì)函數(shù)求導(dǎo),判斷函數(shù)的單調(diào)性,從而求得取 最大值對(duì)應(yīng)的值,再求解高與底面邊長(zhǎng)的比值即可。 四、判斷函數(shù)的零點(diǎn) 1.函數(shù)f(x)=23xx?的零點(diǎn)所在的一個(gè)區(qū)間是 A.(2,1); B.(1,0); C.(0,1); D.(1,2) 答案詳解B正確率: 64%, 易
13、錯(cuò)項(xiàng): C解析:本題主要考查連續(xù)函數(shù)的性質(zhì)。 由于 是連續(xù)函數(shù),且在上單調(diào)遞增,根據(jù)零點(diǎn)附近函數(shù)值符號(hào)相反,可采用代入排除的方法求解。 A 項(xiàng),故A項(xiàng)錯(cuò)誤; B 項(xiàng), ,則零點(diǎn)定理知 有零點(diǎn)在區(qū)間上,故B項(xiàng)正確; C 項(xiàng),故C項(xiàng)錯(cuò)誤;D 項(xiàng),故D項(xiàng)錯(cuò)誤。綜上所述:符合題意的是B項(xiàng)。故本題正確答案為B。 2.設(shè)函數(shù)1()ln(0),3fxxxx?則()yfx? ( ) A.在區(qū)間1(,1),(1,)ee內(nèi)均有零點(diǎn); B. 在區(qū)間1(,1),(1,)ee內(nèi)均無零點(diǎn); C.在區(qū)間1(,1)e內(nèi)有零點(diǎn),在區(qū)間(1,)e內(nèi)無零點(diǎn);D.在區(qū)間1(,1)e內(nèi)無零點(diǎn),在區(qū)間(1,)e內(nèi)有零點(diǎn). 答案詳解D正確
14、率: 33%, 易錯(cuò)項(xiàng): C 解析:本題主要考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用。 定義域?yàn)?,先對(duì) 求導(dǎo), ,解得 在 單調(diào)遞減,單調(diào)遞增。 討論 上, 在其上單調(diào), , ,故 在 上無零點(diǎn);討論 上, 在其上單調(diào), , ,故 在上有零點(diǎn)。 故本題正確答案為D。 易錯(cuò)項(xiàng)分析:零點(diǎn)存在定理不熟悉導(dǎo)致易錯(cuò);零點(diǎn)存在定理適應(yīng)于連續(xù)函數(shù)在給定區(qū)間里的零點(diǎn)問題,局限于判斷在給定區(qū)間是否有零點(diǎn),而對(duì)于在給定的區(qū)間有多少個(gè)零點(diǎn)卻無法處理。 3.已知函數(shù)yx33xc的圖像與x軸恰有兩個(gè)公共點(diǎn),則c A.2或2 ; B.9或3 ; C.1或1; D.3或1 答案詳解A正確率: 53%, 易錯(cuò)項(xiàng): C解析:本題主要考查導(dǎo)數(shù)在函數(shù)中應(yīng)
15、用。 對(duì)函數(shù)求導(dǎo),得到函數(shù)的增減性和極值,作出函數(shù)圖象。由圖可知,當(dāng)函數(shù)取極大值和極小值時(shí),有兩個(gè)橫坐標(biāo)與之對(duì)應(yīng)。極大值為2,極小值為2 ??芍?,。 故本題正確答案為A。 4. 16分)若函數(shù))(xfy?在0xx?處取得極大值或極小值,則稱0x為函數(shù))(xfy? 的極值點(diǎn). 已知ab,是實(shí)數(shù),1和1?是函數(shù)32()fxxaxbx?的兩個(gè)極值點(diǎn) (1)求a和b的值;(2)設(shè)函數(shù)()gx的導(dǎo)函數(shù)()()2gxfx?,求()gx的極值點(diǎn); (3)設(shè)()()hxffxc?,其中22c?,求函數(shù)()yhx?的零點(diǎn)個(gè)數(shù) 答案詳解(1 )由題設(shè)知 ,且 , ,解得。 (2)由(1) 知, 因?yàn)椋?所以 的
16、根為 , 于是函數(shù) 的極值點(diǎn)只可能是 或。 當(dāng) 時(shí), 當(dāng) 時(shí), ,故 是的極值點(diǎn), 當(dāng) 或 時(shí), ,故 不是 的極值點(diǎn),所以 的極值點(diǎn)為。 (3)由(1 )知,其函數(shù)圖象如下圖所示, 先討論 ( )的零點(diǎn),即 與的交點(diǎn)的個(gè)數(shù): 時(shí),由圖象得 的零點(diǎn)為 和; 時(shí),由圖象得 的零點(diǎn)為 和; 時(shí),由圖象得 的零點(diǎn)為 , ,; 時(shí),由圖象得 的零點(diǎn)分別在 , ,三個(gè)區(qū)間內(nèi); 時(shí),由圖象得 的零點(diǎn)分別在 , ,三個(gè)區(qū)間內(nèi)。 令 ,現(xiàn)在考慮 ()的零點(diǎn): 當(dāng) 時(shí), 有兩個(gè)根 和, 而有三個(gè)不同的根, 分別在 , ,三 個(gè)區(qū)間內(nèi), 有兩個(gè)不同的根 和 ,故 有個(gè)零點(diǎn)。 當(dāng) 時(shí), 有兩個(gè)根 和 ,而 有三個(gè)不
17、同的根,分別在 , , 三個(gè)區(qū)間內(nèi), 有兩個(gè)不同的根 和 ,故 有個(gè)零點(diǎn)。 當(dāng) 時(shí), 有三個(gè)不同的根 , , ,滿足 , , , ,而 ( , ,) 有三個(gè)不同的根,故 有個(gè)零點(diǎn)。 綜上可知,當(dāng) 時(shí),函數(shù) 有 個(gè)零點(diǎn);當(dāng) 時(shí),函數(shù) 有個(gè)零點(diǎn)。 解析:本題主要考查導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的應(yīng)用。 (1 )對(duì)函數(shù)求導(dǎo),代入極值點(diǎn)使該點(diǎn)處導(dǎo)數(shù)值為 ,得到關(guān)于 的方程組,解出的值。 (2)由(1 )問所得的 ,求出 的表達(dá)式,令其等于求極值點(diǎn)。驗(yàn)證極值點(diǎn)真假后列出結(jié)果。 (3 )先結(jié)合圖象分類討論 ( )的零點(diǎn),再令 ,分類討論 ()的零點(diǎn)。 五、導(dǎo)數(shù)與圖像 1函數(shù)?1nmfxaxx?在區(qū)間?0,1上的圖象如
18、圖所示,則,mn的值可能是 A1,1mn? B1,2mn? C2,1mn? D3,1mn? 2.若函數(shù)()yfx?的導(dǎo)函數(shù)在區(qū)間,ab上是增函數(shù),則函數(shù)()yfx?在區(qū)間,ab上的圖象可能是 ( ) A B C D a b a b a o xox ybaox yox yb y 3.【2010江西理數(shù)】如圖,一個(gè)正五角星薄片(其對(duì)稱軸與水面垂直)勻速地升出水面,記t時(shí)刻五角星露出水面部分的圖形面積為?00StS?,則導(dǎo)函數(shù)?'ySt?的圖像大致為 六、導(dǎo)數(shù)與不等式 利用導(dǎo)數(shù)求解(證明)不等式 主要方法是:將不等式()()txgx?左右兩邊的多項(xiàng)式移到一邊,構(gòu)造出一個(gè)新的函數(shù)()()()f
19、xtxgx?,通過對(duì)()fx求導(dǎo),根據(jù)()fx?的大小和導(dǎo)數(shù)的性質(zhì),結(jié)合已知條件進(jìn)行求解或證明. 1.若?224lnfxxxx?,則?fx?0的解集為 A?0,? B. ?1,02,? C. ?2,? D. ?1,0? 答案詳解C正確率: 50%, 易錯(cuò)項(xiàng): B解析:本題主要考查導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算和不等式的解法。 本題的易錯(cuò)點(diǎn)是容易忽視函數(shù)的定義域。 的定義域?yàn)?, , 即 ,結(jié)合 解得。 故本題正確答案為C。易錯(cuò)項(xiàng)分析:本題的易錯(cuò)點(diǎn)是容易忽視函數(shù)的定義域,忽視在對(duì)數(shù)函數(shù) 中真數(shù)要大于的隱含條件,從而在解不等式時(shí)出現(xiàn)負(fù)數(shù),使函數(shù)沒有意義,這是解對(duì)數(shù)不等式以及對(duì)數(shù)函數(shù)有關(guān)的問題時(shí)常見的錯(cuò)誤。 2.函數(shù)f
20、(x)的定義域?yàn)镽,f(1)=2,對(duì)任意xR,2)(?xf, 則f(x)2x4的解集為 A.(1,1) B.(1,?) C.(?,1) D.(?,?) 3.本小題滿分12 分)設(shè)函數(shù)()x efxx?(1) 求函數(shù)()fx的單調(diào)區(qū)間; (2) 若0k?,求不等式?f?()(1)()0xkxfx?的解集 4. 設(shè)函數(shù) 有兩個(gè)極值點(diǎn) 、 且 ,。 (1 )求 、 滿足的約束條件,并在下面的坐標(biāo)平面內(nèi),畫出滿足這些條件的點(diǎn)和區(qū)域; (2 )證明:。 答案(1 ) ,依題意知,方程 有兩個(gè)根 ,且等價(jià)于 , , , 。由此得滿足的約束條件為 滿足這些條件的點(diǎn)的區(qū)域?yàn)閳D中陰影部分。 (2)由題設(shè)知: ,
21、故 ,于是, 由于 ,而由()知 ,故, 又由(1 )知, 所以。 解析本題主要考查導(dǎo)數(shù)、線性規(guī)劃以及方程根的綜合運(yùn)用。 (1 )本題應(yīng)該根據(jù)先求出 的導(dǎo)函數(shù),然后再利用二分法得到關(guān)于三個(gè)參量的不等式, 進(jìn)而便可得出的取值范圍,進(jìn)而便可作出滿足這些約束條件的平面區(qū)域。 (2 )該題主要利用已知條件,將 表示為 與其他參量的等式,并利用 ,便可得到的大致范圍,再將其他參量的取值范圍代入該式,便可得到欲證結(jié)論。 5. (本題滿分12分) 設(shè)函數(shù)?21fxxaInx?有兩個(gè)極值點(diǎn)12xx、,且12xx? (I)求a的取值范圍,并討論?fx的單調(diào)性;(II)證明:? ?21224Infx? 解: (I
22、)? ?2222(1)11axxafxxxxx?,令2()22gxxxa?,其對(duì)稱軸為12x?. 由題意知12xx、是方程()0gx?的兩個(gè)均大于1?的不相等的實(shí)根,其充要條件為480(1)0aga?,得 102a? 當(dāng)1(1,)xx?時(shí),?0,()fxfx?在1(1,)x?內(nèi)為增函數(shù); 當(dāng)12(,)xxx?時(shí),?0,()fxfx?在12(,)xx內(nèi)為減函數(shù); 當(dāng)2,()xx?時(shí),?0,()fxfx?在2,()x?內(nèi)為增函數(shù); (II)由(I)21(0)0,02gax?,222(2)axx?+2 ?22222222221(2)1fxxalnxxxxlnx?+2 設(shè)?221(22)1()2hxx
23、xxlnxx?, 則?22(21)122(21)1hxxxlnxxxlnx? 當(dāng)1(,0)2x?時(shí),?0,()hxhx? ?在 1,0)2?單調(diào)遞增; 當(dāng)(0,)x?時(shí),?0hx?,()hx在(0, )?單調(diào)遞減. ?1112ln2(,0),()224xhxh ?當(dāng)時(shí),故?22122()4Infxhx? 6.(本小題滿分12分)已知函數(shù)f (x)=21x2ax(a1)lnx,1a ?. (1)討論函數(shù)()fx的單調(diào)性;(2)證明:若5a?,則對(duì)任意x1,x2?(0,)?,x1?x2, 有 1212()()1fxfxxx?. 解析: (1)()fx的定義域?yàn)?0,)?. ?fx?2'11
24、(1)(1)()axaxaxxafxxa xxx? 2分 (i)若11a?,即2a?,則?fx?2'(1)()xfxx?,故()fx在(0,)?單調(diào)增加. (ii) 若11a?,而1a?,故12a?,則當(dāng)(1,1)xa?時(shí),'()0fx?; 當(dāng)(0,1)xa?及(1,)x?時(shí),'()0fx? 故()fx在(1,1)a?單調(diào)減少,在(0,1),(1,)a?單調(diào)增加. (iii) 若11a? ?,即2a?,同理可得()fx在(1,1)a?單調(diào)減少,在(0,1),(1,)a?單調(diào)增加. (2) 考慮函數(shù) ()()gxfxx?21(1)ln2xaxaxx? 則211()(1)2
25、 (1) 1(1 1)aa gx xaxaa x x? ? ? ? ? ? ?g 由于 1<a<5 ,故 ( )0 gx?,即g(x)在(4, )單調(diào)增加, 從而當(dāng)120xx?時(shí)有12()()0gxgx?,即1212()()0fxfxxx?,故1212()()1fxfxxx?,當(dāng)120xx?時(shí),有12211221()()()()1fxfxfxfxxxxx? ·········12分 7.(本小題滿分12分)已知函數(shù)32()(3)xfxxxaxbe? (1)如3ab?,求()fx的單調(diào)區(qū)間; (
26、2)若()fx在(,),(2,)?單調(diào)增加,在(,2),(,)?單調(diào)減少,證明?6. (1)()(,3),(0,3)303fx?在單調(diào)增加,在(,),(,)單調(diào)減. (2)3223'()(3)(36)(6).xxxfxxxaxbexxaeexaxba? 由條件得:3'(2)0,22(6)0,4,fababa?即故 從而3'()(6)42.xfxexaxa?因?yàn)?#39;()'()0,ff? 3(6)42(2)()()xaxaxxx?2(2)().xxx? 將右邊展開,與左邊比較系數(shù)得,2,2.a?故2()4124.a? 又(2)(2)0,2()40.?即由此可得
27、6.a? 于是6.? 8. (本小題滿分100分)已知函數(shù)滿足。()求的解析式及單調(diào)區(qū)間;()若,求的最大值。 答案詳解(), 令得:。 , 得:, 在上單調(diào)遞增, , 得: 的解析式為 ,且單調(diào)遞增區(qū)間為 ,單調(diào)遞減區(qū)間為。 () 得。 當(dāng) 時(shí), 在上單調(diào)遞增, 時(shí), 與矛盾; 當(dāng) 時(shí), , 得:當(dāng) 時(shí), 。 令 ;則, , ,當(dāng) 時(shí),; 當(dāng) 時(shí), 的最大值為。 解析:本題主要考查函數(shù)的求導(dǎo)和函數(shù)的單調(diào)性,利用函數(shù)單調(diào)性求極值。 ()先對(duì)函數(shù)求導(dǎo)得 。當(dāng) 時(shí), 單調(diào)遞增,求得的的取值范圍即為單調(diào)增區(qū) 間;當(dāng) 時(shí), 單調(diào)遞減,求得的的取值范圍即為單調(diào)減區(qū)間。 () 構(gòu)造函數(shù), 求導(dǎo)得。 討論在
28、不同 取值的情況下函數(shù) 的單調(diào)性,通過求得函數(shù) 的極值,求得關(guān)于 表達(dá)式的取值范圍,再構(gòu)造函數(shù), 求導(dǎo)取極值,得出的最大值。 9 設(shè) 為常數(shù) ,曲線 與直線 在點(diǎn)相切。 (1 )求的值;(2 )證明:當(dāng) 時(shí),。 答案詳解(1 )由 的圖象過 點(diǎn),代入得。 由 在 處的切線斜率為 ,又 ,得。 (2 )由均值不等式,當(dāng) 時(shí), ,故 記,則 令 ,則當(dāng) 時(shí),。 因此 在 內(nèi)是減函數(shù),又由 ,得 ,所以, 因此 在 內(nèi)是減函數(shù),又由 ,得, 于是,當(dāng)時(shí), 。 解析:本題主要考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用及不等式的證明。 (1 )由 與直線 在點(diǎn) 相切得 過點(diǎn) ,且 ,解方程即可求出 ,。 (2 )令 ,注意到 ,可
29、考慮證明 單調(diào)遞減。對(duì) 求導(dǎo)數(shù),通過判斷 的正負(fù)研究的單調(diào)性。 解讀第二問欲證的不等式為: ,一般來說,我們的思路是證明(記 ) 且,然而對(duì)本題來說可能比較困難,函數(shù)式摻雜了對(duì)數(shù)和根式,求導(dǎo)計(jì)算會(huì)比較麻煩,于是我們想到放縮。那么如何放縮呢?對(duì)數(shù)求導(dǎo)顯然比根式求導(dǎo)后的式子簡(jiǎn)單,于是我們考慮放縮根式,且放縮到求導(dǎo)后形式簡(jiǎn)潔的式子,一次函數(shù)是個(gè)理想的函數(shù),這時(shí),想到切線正好是一次的,且不會(huì)放縮的過大,于是我們?nèi)「?式在 處的切線方程(切線方程是個(gè)有力的放縮武器),接下來的證明就十分自然 了。如果不用放縮法,也可以化簡(jiǎn)該不等式,用換元法。我們?nèi)?,則,不 等式化為 ,即 ,求導(dǎo)得,注 意到 時(shí)該式子為
30、零,故有 這個(gè)因式,通分后對(duì)分子因式分解得 ,有,可得導(dǎo)數(shù)小于零,從而不等式獲證。 10. (本題滿分100 分)已知函數(shù) ( 為常數(shù), 是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)),曲線 在點(diǎn) 處的切線與 軸平行。()求 的值;()求的單調(diào)區(qū)間; () ,其中 為 的導(dǎo)函數(shù),證明:對(duì)任意 ,。 答案詳解() 由, 得 , 由于曲線 在處 的切線與 軸平行,所以 ,因此。 ()由()得 , 令 , ,當(dāng) 時(shí),; 當(dāng) 時(shí), ,又 ,所以 時(shí), ; 時(shí),; 因此 的單調(diào)遞增區(qū)間為 ,單調(diào)遞減區(qū)間為。 ()因?yàn)?,所以 ,。 因此對(duì)任意 , 等價(jià)于, 由() , ,所以 ,。 因此,當(dāng) 時(shí), , 單調(diào)遞增;當(dāng) 時(shí), ,單調(diào)遞
31、減。 所以 的最大值為 ,故。 設(shè) ,因?yàn)?,所以 時(shí), ,單調(diào)遞增。 ,故 時(shí), ,即, 所以 ,因此對(duì)任意 ,。 解析:本題主要考查函數(shù)的求導(dǎo)和求解函數(shù)單調(diào)區(qū)間。 ()先對(duì)函數(shù)求導(dǎo),得導(dǎo)函數(shù) ,代入切點(diǎn)的橫坐標(biāo)值,即 ,可求得。 ()由 , ,這時(shí)不能直接判斷 的正負(fù)性,先令 , ,通過求導(dǎo)判斷該函數(shù)的單調(diào)性,然后可判斷得當(dāng) 時(shí), ;當(dāng) 時(shí), 從而判斷出的正負(fù)性,即 的單調(diào)遞增區(qū)間為, 單調(diào)遞減區(qū)間為。 ()由題 , ,可先將所證等價(jià)轉(zhuǎn)化為證明 ,分析函數(shù) , ,求導(dǎo)判斷其單調(diào)性求得 ,而 ,則 ,故得證對(duì)任意 ,。 七、求參數(shù)范圍 1.(本小題共13分)設(shè)函數(shù)()(0)kxfxxek?(
32、)求曲線()yfx?在點(diǎn)(0,(0)f處的切線方程;()求函數(shù)()fx的單調(diào)區(qū)間;()若函數(shù)()fx在區(qū)間(1,1)?內(nèi)單調(diào)遞增,求k的取值范圍. ()yx?;()由()fx?'10kxfxkxe? ,得?10xkk?, 若0k? ,則當(dāng)1,xk?時(shí),?'0fx?,函數(shù)?fx單調(diào)遞減, 當(dāng)1,xk?時(shí),?'0fx?,函數(shù)?fx單調(diào)遞增, 若0k? ,則當(dāng)1,xk?時(shí),?'0fx?,函數(shù)?fx單調(diào)遞增, 當(dāng)1,xk?時(shí),?'0fx?,函數(shù)?fx單調(diào)遞減, ()由()知,若0k?,則當(dāng)且僅當(dāng)11k?,即1k?時(shí),函數(shù)?fx?1,1?內(nèi)單調(diào)遞增,若0k?,則當(dāng)
33、 且僅當(dāng)11k?,即1k?時(shí),函數(shù)?fx?1,1?內(nèi)單調(diào)遞增, 綜上可知,函數(shù)?fx?1,1?內(nèi)單調(diào)遞增時(shí),k的取值范圍是?1,00,1?U. 2 ()設(shè)2()1xefxax?,其中a為正實(shí)數(shù)()當(dāng)a43?時(shí),求()fx的極值點(diǎn); ()若()fx為R上的單調(diào)函數(shù),求a的取值范圍. ()當(dāng)時(shí),34?a令0)(?xf,則03842?xx. 解得21,2321?xx, 列表得 x )21,(? 21 )23,21( 23 ?,23 )(xf? 0 0 )( xf 極大值 極小值 23 1? x 是極小值點(diǎn),2 12 ?x 是極大值點(diǎn). ()若 )(x f為 R上的單調(diào)函數(shù),則 )( xf ?在R上不
34、變號(hào),結(jié)合2 22 )1 (2 1) (ax axax ex fx ?與條件a >0, 知01 22? ? axax在 R上恒成立,因此.0 )1( 44 42? aa aa 由此并結(jié)合a>0 ,知10 ?a. 3. 已知函數(shù),曲線在點(diǎn)處的切線方程為。 ()求、的值;()如果當(dāng),且時(shí),求的取值范圍。 ),由于直線的斜率為,且過點(diǎn),故,即,解得,。 ()由()知,所以 。 考慮函數(shù),則。 (i)設(shè),由知,當(dāng)時(shí),。而,故當(dāng)時(shí),可得;當(dāng)時(shí),可得, ;從而當(dāng),且時(shí),即。 (ii)設(shè)。由于當(dāng)時(shí),故,而,故當(dāng)時(shí),可得,與題設(shè)矛盾。 (iii)設(shè)。此時(shí),而,故當(dāng)時(shí),可得,而 ,與題設(shè)矛盾。綜合得
35、,的取值范圍為。 解析:本題主要考查函數(shù)求導(dǎo)和函數(shù)的單調(diào)性,以及分類討論思想。 ()先對(duì)函數(shù)求導(dǎo),將點(diǎn)代入到導(dǎo)函數(shù),得出斜率,又在直線上,從而得到兩個(gè)方程,聯(lián)立解得的值。 ()本問為不等式與函數(shù)的問題,要進(jìn)行分類討論,討論時(shí)應(yīng)注意不要漏情況。首先將不等式轉(zhuǎn)化為求函數(shù)極值。即將不等式右邊式子左移,得 討論函數(shù),這里應(yīng) 注意 的取值范圍。通過分類討論可得 取值范圍為。 解讀 本題(2)中,若直接對(duì)作差后所得的函數(shù)求導(dǎo),形式繁雜,且不易得出導(dǎo)數(shù)零點(diǎn)。由于只是 判斷函數(shù)的正負(fù)號(hào),可以提出 ,這樣,余下的部分的求導(dǎo)變得簡(jiǎn)單可行,且的正負(fù)容易判斷。 4本小題滿分100 分)已知函數(shù)。(1 )求的單調(diào)區(qū)間;
36、 (2 )若對(duì)于任意的 ,都有 ,求的取值范圍。 答案詳解 (1 ) 。令 ,得 。當(dāng) 時(shí), 與的情況如下: 所以, 的單調(diào)遞增區(qū)間是 和 ;單調(diào)遞減區(qū)間是。 當(dāng) 時(shí), 與 的情況如下: 所以, 的單調(diào)遞減區(qū)間是 和 ;單調(diào)遞增區(qū)間是。 (2 )當(dāng) 時(shí),因?yàn)?,所以不會(huì)有 , 。當(dāng)時(shí),由(1) 知 在 上的最大值是 ,所以 等價(jià)于,解 得。 解析:本題主要考查函數(shù)的求導(dǎo)和函數(shù)的單調(diào)性問題。 (1) 先對(duì)函數(shù)求導(dǎo)得。 當(dāng) 時(shí),單調(diào)遞增, 求得的的取值范圍即為單調(diào)增區(qū)間; 當(dāng) 時(shí), 單調(diào)遞減,求得的的取值范圍即為單調(diào)減區(qū)間。 (2 )利用函數(shù)的單調(diào)性,求得 的最大值,代入不等式,即可求得的取值范圍
37、。 5. 本小題滿分12 分)已知函數(shù) , ,其中, (1 )若 在 處取得極值,求的值;(2 )求的單調(diào)區(qū)間; (3 )若 的最小值為 ,求的取值范圍。 答案詳解(1 )因?yàn)?,所以 ,又 在 處取得極值,所以。 (2 )令, 當(dāng) ,即 時(shí), 在定義域內(nèi)恒成立,所以函數(shù)在內(nèi)單調(diào)遞增; 當(dāng), 即時(shí), 在區(qū)間 內(nèi),函數(shù)遞減; 在區(qū)間 內(nèi),函數(shù)遞增。 綜上所述,當(dāng) 時(shí),函數(shù)在區(qū)間 內(nèi)單調(diào)遞增;當(dāng) 時(shí),函數(shù)在區(qū)間內(nèi) 單調(diào)遞減,在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增。 (3 )當(dāng) 時(shí),函數(shù)在區(qū)間 內(nèi)單調(diào)遞增,此時(shí) ,所以滿足條件; 當(dāng) 時(shí),函數(shù)在區(qū)間 內(nèi)單調(diào)遞減,在區(qū)間 內(nèi)單調(diào)遞增,此時(shí) ,所以 不滿足題意,所以 的取值范
38、圍為。 解析:本題主要考查函數(shù)與導(dǎo)數(shù)的單調(diào)性、函數(shù)的極值。 (1)對(duì)函數(shù)求導(dǎo),在函數(shù)極值點(diǎn)處導(dǎo)數(shù)有意義時(shí)導(dǎo)數(shù)為零,然后計(jì)算求解; (2)導(dǎo)數(shù)大于零時(shí)函數(shù)遞增,導(dǎo)數(shù)小于零時(shí)函數(shù)遞減,然后分類討論的取值范圍進(jìn)行求解; (3 )分兩種情況討論函數(shù)的最小值,滿足函數(shù)最小值為 的的取值范圍即為解。 6. 設(shè)函數(shù)。(1 )若 為 的極值點(diǎn),求實(shí)數(shù); (2 )求實(shí)數(shù) 的取值范圍,使得對(duì)任意的 ,恒有成立。 注:為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)。 答案詳解(1 )求導(dǎo)得。 因?yàn)?是 的極值點(diǎn),所以, 解得 或 ,經(jīng)檢驗(yàn),符合題意,所以 或。 (2 )當(dāng) 時(shí),對(duì)于任意的實(shí)數(shù) ,恒有成立。 當(dāng) 時(shí),由題意,首先有 ,解得, 由(
39、1 )知, 令 ,則, 且 又 在 內(nèi)單調(diào)遞增,所以函數(shù) 在 內(nèi)有唯一零點(diǎn), 則 , ,從而,當(dāng) 時(shí),; 當(dāng) 時(shí), ;當(dāng) 時(shí),。 即 在 內(nèi)單調(diào)遞增,在 內(nèi)單調(diào)遞減,在內(nèi)單調(diào)遞增。 所以要是 對(duì)恒成立,只要成立。 由 ,知 將代入得 。又 ,注意到函數(shù) 在 內(nèi)單調(diào)遞增,故。 再由以及函數(shù) 在 內(nèi)單調(diào)遞增,可得。 又解得, 。所以。 綜上, 的取值范圍為。 解析:本題主要考查導(dǎo)數(shù)以及不等式的綜合運(yùn)用。(1) 本題應(yīng)該先對(duì)函數(shù)求導(dǎo), 又因?yàn)?為 的極值點(diǎn),所以 ,據(jù)此便可解的實(shí)數(shù)的取值范圍。 (2 )由于當(dāng) 時(shí), 所以此時(shí)恒成立, 所以只需討論當(dāng)時(shí)的情況即可。 本題應(yīng)該先判斷出 的零點(diǎn)即的極值點(diǎn),
40、 從而可判斷出的單調(diào)性。最后判斷 得 在 內(nèi)單調(diào)遞增,在 中單調(diào)遞減,在 中單調(diào)遞增。所以應(yīng)該使得在該 區(qū)間內(nèi)的極大值點(diǎn) 或者在端點(diǎn) 處滿足 ,這樣便可解得的取值范圍。 7. 已知 , ,函數(shù)。(1 )證明:當(dāng)時(shí), (i )函數(shù) 的最大值為;(ii) ; (2 )若 對(duì) 恒成立,求的取值范圍。 答案詳解(1)(i )。 當(dāng) 時(shí),有 ,此時(shí) 在上單調(diào)遞增。 當(dāng) 時(shí), 。此時(shí) 在 上單調(diào)遞減,在上單調(diào) 遞增。所以當(dāng)時(shí), (ii )由于 ,故當(dāng)時(shí), 當(dāng)時(shí), 設(shè) ,則。 所以, 。所以當(dāng) 時(shí), 。故。 (2)由(i)知, 當(dāng) 時(shí), 所以。 若,則由(ii )知, 。所以 對(duì)任意 恒成立的充要條件是 ,
41、即 ,或 ,在直角坐標(biāo)系 中,所表示的平面區(qū)域?yàn)槿鐖D所示的陰影部分, 其中不包括線段, 做一組平行直線, 得, 所以 的取值范圍是。 解析:本題主要考查利用導(dǎo)函數(shù)判斷函數(shù)單調(diào)性和利用線性規(guī)劃求解極值。 (1)(i )先對(duì)函數(shù) 求導(dǎo),得導(dǎo)函數(shù) ,討論 和兩種情況下函數(shù)的單調(diào)性,求 得。 (ii) 分別討論 和 兩種情況下,對(duì) 進(jìn)行放縮。再令 ,對(duì)其求導(dǎo),分析其單調(diào)性,求得。故可 得。 (2 )列出 對(duì)任意恒成立的充要條件,畫出不等式組的平面區(qū)域圖,設(shè)目 標(biāo)函數(shù)為 ,可求得 的取值范圍為。 8.(本小題滿分13分)已知函數(shù)()fx=axex?,其中a0.(1) 若對(duì)一切xR,()fx1恒成立,求a
42、的取值 集合.(2) 在函數(shù)()fx的圖像上取定兩點(diǎn)11(,()Axfx,22(,()Bxfx12()xx?,記直線AB的斜率為K, 問:是否存在x0(x1,x2),使0()fxk?成立?若存在,求0x的取值范圍;若不存在,請(qǐng)說明理由. 解:()若0a?,則對(duì)一切0x?,()fx1axex?,這與題設(shè)矛盾,又0a?,故0a?. 而()1,axfxae? 令11()0,ln.fxxaa?得 當(dāng)11lnxaa?時(shí),()0,()fxfx?單調(diào)遞減; 當(dāng)11lnxaa?時(shí),()0,()fxfx?單調(diào)遞增, 故當(dāng)11lnxaa?時(shí),()fx 取最小值11111(ln)ln.faaaaa? 于是對(duì)一切,(
43、)1xRfx?恒成立,當(dāng)且僅當(dāng) 111ln1aaa?. 令()ln,gtttt?則()ln.gtt? 當(dāng)01t?時(shí),()0,()gtgt?單調(diào)遞增;當(dāng)1t?時(shí),()0,()gtgt?單調(diào)遞減. 故當(dāng)1t?時(shí),()gt取最大值(1)1g?.因此, 當(dāng)且僅當(dāng)11a?即1a?時(shí),式成立.綜上所述,a的取值集合為?1. ()由題意知,21212121()()1.axaxfxfxeekxxxx? 令2121()(),axaxaxeexfxkaexx? 則121()12121()()1,axaxxexeaxxxx? 212()21221()()1.axaxxexeaxxxx? 令()1tFtet?,則()1tFte?. 當(dāng)0t?時(shí),()0,()FtFt?單調(diào)遞減;當(dāng)0t?時(shí),()0,()FtFt?單調(diào)遞增. 故當(dāng)0t?,()(0)0,FtF?即10.tet? 從而21()21()10axxeaxx?,12()12()10,axxeaxx? 又1210,axexx? ?2210,axexx? 1()0,x?2()0.x? 因?yàn)楹瘮?shù)()yx?在區(qū)間?12,xx上的圖像是連續(xù)不斷的一條曲線,存在012(,)xxx?使0()0,x?2()0,()axxaex?單調(diào)遞增,故這樣的c 是唯一的,且21211ln()axaxeecaaxx?. 故當(dāng)且僅當(dāng)212211(ln,)()axaxee
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