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高三数学利用导数研究函数的单调性试题答案及解析

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高三数学利用导数研究函数的单调性试题答案及解析

1. 我们把形如y=f(x)φ(x)的函数称为幂指函数,幂指函数在求导时,可以利用对数法:在函数解析式两边求对数得ln y=φ(x)lnf(x),两边求导得f(x)φ(x)[φ′(x)·ln f(x)+φ(x)·【答案】(0,e)

【解析】由题意知y′=x (-=x·(1-ln x),x>0,

ln x+·)

=φ′(x)·ln f(x)+φ(x)·

,于是y′=

].运用此方法可以探求得y=x的单调递增区间是________.

>0,x>0,

令y′>0,则1-ln x>0,所以02. 已知函数f(x)=(ax+1)ex. (1)求函数f(x)的单调区间;

(2)当a>0时,求函数f(x)在区间[-2,0]上的最小值. 【答案】(1)见解析

(2)当a>1时,f(x)在区间[-2,0]上的最小值为-a·当00,

则f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞); ②当a>0时,由f′(x)>0,解得x>-由f′(x)<0,解得x<-

,+∞), );

, ,

.

则f(x)的单调递增区间为(-f(x)的单调递减区间为(-∞,-

③当a<0时,由f′(x)>0,解得x<-由f′(x)<0解得,x>-

则f(x)的单调递增区间为(-∞,-f(x)的单调递减区间为(-(2)①当在(-

时,

),

,+∞). )上是减函数,

,0)上是增函数,

)=-a·

则函数f(x)在区间[-2,0]上的最小值为f(-②当值为f(-2)=

时,即当0

综上,当a>1时,f(x)在区间[-2,0]上的最小值为-a·

当03. 函数f(x)=x(x-m)2在x=1处取得极小值,则m=________. 【答案】1

【解析】f′(1)=0可得m=1或m=3. 当m=3时,f′(x)=3(x-1)(x-3),

13,f′(x)>0,此时x=1处取得极大值,不合题意,所以m=1. 4. 设

(1)求的值; (2)若对于任意的(3)求证:

,曲线

在点

处的切线与直线恒成立,求的范围;

垂直.

【解析】(1)求得函数f(x)的导函数,利用曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与直线2x+y+1=0垂直,即可求a的值;

(2)先将原来的恒成立问题转化为lnx≤m(x−),设g(x)=lnx−m(x−),即∀x∈(1,+∞),g(x)≤0.利用导数研究g(x)在(0,+∞)上单调性,求出函数的最大值,即可求得实数m的取值范围.

(3)由(2)知,当x>1时,m=时,lnx< (x−)成立.不妨令x= [ln(2k+1)−ln(2k−1)]<(1)由题设,(2)设

6分 ①若②若方程当

,即

,时,,∴

. 4分

,

,即

,即.

,这与题设

的判别式.

矛盾. 7分

上单调递减,

,k∈N*,得出

,k∈N*,再分别令k=1,2,,n.得到n个不等式,最后累加可得.

2分

,即不等式成立. 8分 当

时,方程

综上所述,(3) 由(2)知,当不妨令所以

,

单调递增,

,与题设矛盾.

,设两根为

. 10分 时,

时,

成立.

11分

12分 累加可得 ∴∴

---------------14分

【考点】1.利用导数研究曲线上某点切线方程;2.导数在最大值、最小值问题中的应用.

5. 已知函数(1)当(2)当

时,证明:当时,证明:

. 时,

; .

【答案】(1)证明过程详见解析;(2)证明过程详见解析.

【解析】本题主要考查导数的运算、利用导数判断函数的单调性、利用导数求函数的最值等基础知识,考查学生的分析问题解决问题的能力、转化能力、计算能力.第一问,将当时,

转化为,对函数求导,利用单调递增,单调递减,

来判断函数的单调性来决定函数最值,并求出最值为0,即得证;第二问,先将

转化为

值,分别证明即可. (1)令,∴当(2) 令即∴令∴∴

∴由①②得

时,在

时,时,

,∴

, 在

上为增函数 3分

,利用导数分别判断函数的单调性求出函数最

,得证. 6分

时,

时,

上为减函数,在 ① ,

, ②

上为增函数 9分

时,即在上为减函数,在上为增函数

. 12分

【考点】导数的运算、利用导数判断函数的单调性、利用导数求函数的最值.

6. 已知函数. (1)当a=l时,求的单调区间; (2)若函数在上是减函数,求实数a的取值范围; (3)令,是否存在实数a,当

3,若存在,求出a的值;若不存在,说明理由. 【答案】(1)单调递减区间为

(e是自然对数的底数)时,函数g(x)最小值是

;(2)

;(3)存在实数

,单调递增区间为

.

【解析】(1)把

代入函数解析式得,且定义域为,分别解不等式

,利用导数法可求,

,注意

在,

出函数的单调区间,由函数定义域,从而可求出函数

上是减函数,则其导函数所以函数

,必有

的单调区间;(2)此问题利用导数法来解决,若函数

上恒成立,又因为

,从而解得实数的取值范围;(3)利用导数求极值的

,则

上进行分类讨论,可求得当

时,有

,令

,解得

,满

方法来解决此问题,由题意得

,通过对是否在区间

足条件,从而可求出实数的值. (1)当因为函数所以当所以函数(2)令

,有时,时,

的定义域为,当

, 时,

.

. 4分 . 2分

的单调递减区间为,单调递增区间为在

上恒成立.

, 6分

得,. 8分

有最小值3,

(3)假设存在实数,使. 9分 当时,,②当,解得③当,

上单调递减,

(舍去); 10分

时,时,

上单调递减,在上单调递减,

上单调递增.

,满足条件; 12分

(舍去). 13分

综上,存在实数,使得当时,有最小值3. 14分 【考点】1.导数性质;2.不等式求解;3.分类讨论.

7. 设函数f(x)=x-2msin x+(2m-1)sin xcos x(m为实数)在(0,π)上为增函数,则m的取值范围为( ) A.[0,]

B.(0,)

C.(0,]

D.[0,)

【答案】A

【解析】∵f(x)在区间(0,π)上是增函数,

∴f′(x)=1-2mcos x+2(m-)cos 2x

=2[(2m-1)cos2x-mcos x+1-m]

=2(cos x-1)[(2m-1)cos x+(m-1)]>0

在(0,π)上恒成立,令cos x=t,则-1<t<1,

即不等式(t-1)[(2m-1)t+(m-1)]>0在(-1,1)上恒成立, ①若m>,则t<则只需

在(-1,1)上恒成立,

≥1,即<m≤,

②当m=时,则0·t+-1<0, 在(-1,1)上显然成立; ③若m<,则t>则只需

在(-1,1)上恒成立,

≤-1,即0≤m<.

综上所述,所求实数m的取值范围是[0,].

8. 已知e为自然对数的底数,设函数f(x)=xex,则( ) A.1是f(x)的极小值点 B.﹣1是f(x)的极小值点 C.1是f(x)的极大值点 D.﹣1是f(x)的极大值点

【答案】B

【解析】f(x)=xex⇒f′(x)=ex(x+1), 令f′(x)>0⇒x>﹣1,

∴函数f(x)的单调递增区间是[﹣1,+∞); 令f′(x)<0⇒x<﹣1,

∴函数f(x)的单调递减区间是(﹣∞,﹣1), 故﹣1是f(x)的极小值点. 故选:B.

9. 若函数f(x)=x3-ax2+(a-1)x+1在区间(1,4)上是减函数,在区间(6,+∞)上是增函数,则实数a的取值范围是________. 【答案】[5,7]

【解析】f′(x)=x2-ax+(a-1),由题意,f′(x)≤0在(1,4)恒成立且f′(x)≥0在(6,+∞)恒成立,即a≥x+1在(1,4)上恒成立且a≤x+1在(6,+∞)上恒成立,所以5≤a≤7.

10. 已知函数f(x)=x2-mlnx+(m-1)x,当m≤0时,试讨论函数f(x)的单调性; 【答案】当-1

和(1,+∞),单调递减区间是

;当m≤-1时,

,单调递减区间是,f′(x)=x-

+(m-1)=

【解析】函数的定义域为

.

①当-10,得01, 令f′(x)<0,得-m

,单调递减区间是

.

11. 若函数f(x)=x2+ax+在【答案】a≥3

【解析】f′(x)=2x+a--2x,求导可得g(x)在

≥0在

上是增函数,则a的取值范围是________.

上恒成立,即a≥-2x在上恒成立.令g(x)=

上的最大值为3,所以a≥3.

12. 函数y=(3-x2)ex的单调递增区间是( ) A.(-∞,0) B.(0,+∞)

C.(-∞,-3)和(1,+∞) D.(-3,1)

【答案】D

【解析】y'=-2xex+(3-x2)ex=ex(-x2-2x+3)>0间是(-3,1).

x2+2x-3<0

-313. 若函数f(x)=x3-x2+ax+4恰在[-1,4]上单调递减,则实数a的值为________. 【答案】-4

【解析】∵f(x)=x3-x2+ax+4,

∴f′(x)=x2-3x+a.又函数f(x)恰在[-1,4]上单调递减,∴-1,4是f′(x)=0的两根,∴a=-1×4=-4.

14. 函数f(x)=x2-ln x的单调递减区间为 ( ). A.(-1,1] C.[1,+∞)

B.(0,1] D.(0,+∞)

【答案】B

【解析】由题意知,函数的定义域为(0,+∞),又由f′(x)=x-≤0,解得015. 已知函数

(1)求函数的单调区间; (2)若方程有且只有一个解,求实数m的取值范围; (3)当且,时,若有,求证:【答案】(1)详见解析. 【解析】(1)对

求导可得

,令递增区间为

的递增区间为

,递减区间为

. ;(2)

;(3)

,递减区间为

,由导数与单调性的关系可知,所以(2)若方程

有解

有解,则原问题转化为求f(x)的值域,而m只要在f(x)

;

, 方程

有且只有一个

的值域内即可,由(1)知根,又

的值域为

(3)由(1)和(2)及当,则有即,即

.

,令,解得

,递减区间为

,又,同理

,又

时,有

, ,,即,或和

,不妨设,

,且在上单调递减,,

试题解析:(1)令

,即

,解得

的递增区间为(2)由(1)知方程

. 4分

, 6分

的值域为时,有

,由图象知,不妨设

有且只有一个根,又

8分

(3)由(1)和(2)及当,则有

,又

即, 11分 ,又,,且在上单调递减, ,即. 13分

【考点】1.导数在函数单调性上的应用;2. 导数与函数最值.

16. 某地区注重生态环境建设,每年用于改造生态环境总费用为亿元,其中用于风景区改造为亿元。该市决定建立生态环境改造投资方案,该方案要求同时具备下列三个条件:①每年用于风景区改造费用随每年改造生态环境总费用增加而增加;②每年改造生态环境总费用至少亿元,至多亿元;③每年用于风景区改造费用不得低于每年改造生态环境总费用的15%,但不得高于每年改造生态环境总费用的25%. 若

,请你分析能否采用函数模型y=

作为生态环境改造投资方案.

【答案】能采用函数模型作为生态环境改造投资方案.

【解析】本题主要考查利用导数研究简单实际问题,考查导数的运算,利用导数研究函数的单调性和最值问题,考查函数思想,考查综合分析和解决问题的能力和计算能力.对函数求导,判断导数恒大于0,所以得出函数是增函数满足条件①,构造新函数,通过求导判断函数的单调性,由②可知,所以判断上函数的单调性和最值,最值符合③的要求,所以综上可得可以采用此函数模型. 试题解析:∵∴函数设则

令,得. 当时,,在当时,,在又,即,在∴当时,有最小值为当时,, 当时,, ∴能采用函数模型

是增函数,满足条件①, ,

上是减函数,

上是增函数, 上是减函数,在,

上是增函数,

作为生态环境改造投资方案.

【考点】1.利用导数判断函数的单调性;2. 利用导数求函数的最值.

17. 某出版社新出版一本高考复习用书,该书的成本为5元/本,经销过程中每本书需付给代理商m元(1≤m≤3)的劳务费,经出版社研究决定,新书投放市场后定价为元/本(9≤≤11),预计一年的销售量为万本.

(1)求该出版社一年的利润(万元)与每本书的定价的函数关系式;

(2)当每本书的定价为多少元时,该出版社一年的利润最大,并求出的最大值. 【答案】(1)

出版社一年的利润最大,最大值

;(2)若

(万元);若

,则当每本书定价为

元时,

,则当每本书定价为11

元时,出版社一年的利润最大,最大值(万元).

【解析】本题是实际问题的考查,考查函数的最值,考查利用导数研究函数的单调性最值.第一问,利用每本书的销售利润销售量列出表示式,在这一问中,要注意注明函数的定义域;第二问,利用导数求函数最值,先求导数,令导数为0,解出方程的根,由于这是实际问题,应考虑根必须在定义域内,讨论根

是否在

内,分2种情况,分别判断单调性求出最值,最后综

合上述2种情况得出结论.

试题解析:(1)该出版社一年的利润(万元)与每本书定价的函数关系式为:

. 5分(定义域不写扣1分) (2). 6分 令, ①当在

即是增函数,在得

或x=20(不合题意,舍去). 7分.在

时,

两侧

是减函数.

②当 所以

上是增函数,的值由正变负.

答:若,则当每本书定价为(万元);若

元时,出版社一年的利润最大,最大值

,则当每本书定价为11元时,出版社一年的利润最大,

最大值(万元) 12分

【考点】1.利用导数判断函数的单调性;2.利用导数求函数的最值.

18. 已知不等式A.(-的解集

,则函数

C.( -3,1)

单调递增区间为( ) D.(

B.(-1,3)

【答案】C 【解析】不等式故

的解集

,故

,且

,可得

,令

,解得,所以函数单调递增区间为.

【考点】利用导数判断单调性,一元二次不等式的解.

19. 若关于x的不等式

的解集为

,且函数

在区间

上不是单调函数,则实数的取值范围为 ( )

A.B.

C.D.

【答案】A

【解析】由不等式

,所以由函数

有解,当在

有一解时有解得

,综上可得

的解集为

可得的两根为,故可求得

上不是单调函数,可知解得

,故选A

,当在

有两解时有

【考点】1.函数的单调性;2.函数的零点;3.一元二次不等式的解集

20. 已知函数. (I)求函数的单调区间; (Ⅱ)若,试解答下列两小题. (i)若不等式对任意的恒成立,求实数的取值范围; (ii)若是两个不相等的正数,且以,求证:. 【答案】(I)①当区间为

时,

递增区间是

;②当

时,

递增区间是

,递减

;(Ⅱ)(i)实数的取值范围为;(ii)详见试题解析.

下面分求函数

【解析】(I)首先求函数的定义域,再求的导数,令

和讨论求函数的单调区间;(Ⅱ)(i)先由已知条件,将问题转化为

设的导数:

先根据已知条件把构造函数得. 试题解析:(I)解:函数①当②当

时,时,由

可得,由此讨论可得

上为减函数,从而求得实数的取值范围;(ii)在

,只要证

上单调递减,在

递增区间是,∴

,递减区间为

递增区间是

设,

上单调递增,最终证

化简为利用导数可得的定义域为上恒成立,∴

. (6分)

(Ⅱ)(i)解:设∵

取值范围为(ii)证明:.设令

,则,得

实数的

在上恒成立,∴在上为减函数,∴. (10分)

上单调递减,在

上单调递增

. (15分)

【考点】1.导数与函数的单调性;2.利用导数求恒成立问题中的参数取值范围问题参数;3.利用导数证明不等式.

21. 已知是定义域为的奇函数,,的导函数的图象如图所示, 若两正数

满足,则的取值范围是( )

A.

B.

C.

D.

【答案】C 【解析】因为是定义域为的奇函数,在定义域上单调递增,由得,如图,

看作,

,所以

,又,由导函数的图象可知根据满足的条件画出可行域

,故

两点的直线斜率,而

选C.

【考点】函数的奇偶性、利用导数研究函数单调性、线性规划.

22. 已知函数, ⑴求证函数在上的单调递增; ⑵函数有三个零点,求的值; ⑶对恒成立,求a的取值范围。 【答案】 (1)详见解析;(2);(3).

【解析】(1)证明函数在某区间单调递增,判断其导函数在此区间上的符号即可;(2)判断函数零点的个数一般可从方程或图象两个角度考察,但当函数较为复杂,难以画出它的图象时,可以将其适当等价转化,变为判断两个函数图象交点个数;(3)恒成立问题则常用分离参数的方法,转化为求函数的最值问题,也可直接考察函数的性质进行解决,本题则可转化为

,而求则可利用导数去判断函数的单调性,还要注意分类讨论.

试题解析:⑴证明:,

函数在上单调递增. 3分 ⑵解:令,解得

. 7分 ⑶由⑵可知, 又设在, 所以,对于

,函数在区间

极小值1 有三个实根,

单调递增,

有三个零点,

单调递减,在区间

,则

上单调递增,

,即

. 12分

【考点】函数的单调性、函数的零点、不等式恒成立问题.

23. 已知函数(I)若

.

处取得极值,

,使得不等式

成立,求的最小值;

带入到导函数中,联立方程,进入通过求导求出

中分子是二次函数形式按

的极

①求、的值;②存在(II)当

时,若

上是单调函数,求的取值范围.(参考数据,②在

;(2)

处取得极值,求导将

,只需

【答案】(1)①【解析】(1)①根据组求出

的值;②存在性恒成立问题,

的未知时,要根据

值,最值.(2)当进行讨论.

试题解析:(1)①因为即

②由题意:存在由所以所以

在在在

,

定义域为.

处取和极值,故,解得

.

,使得不等式

,令

上单调递减,处取得极小值,

,

成立,则只需

,令在

上单调递增,上单调递减

而最大值需要比较的大小,

,, 比较 所以所以(2)当 ①当②当③当

. 时,时,时,∵ 时,设

,只需.

与4的大小,而

,所以

上单调递增;

,则,从而得

上单调递增; ,此时

上单调递减;

综上可得,

【考点】1.利用导数求函数的极值、最值;2.函数恒成立问题;3.利用单调性求参数范围.

24. 已知函数. (Ⅰ)当

时,求证:函数

上单调递增;

(Ⅱ)若函数

有三个零点,求的值.

【答案】(I)利用导数法求解单调区间即可证明;(II)t=2 【解析】(I)f’(x)=axlna+2x-lna=(ax-1) lna +2x 当a>1时,lna >0

当x∈(0,+∞)时,ax-1>0,2x>0 ∴f’(x)>0,∴f(x)在(0,+∞)↑

(II)当a>1时,x∈(-∞,0)时,ax-1<0,2x<0 f’(x)<0,∴f(x)在(-∞,0)↓

当0f’(x)>0,f(x)在(0,+∞)↑

x ∈(-∞,0)时, ax-1>0, lna <0 f’(x)<0, f(x)在(-∞,0)↓

∴当a>0且a≠1时,f(x) 在(-∞,0)↓,f(x)在(0,+∞)↑ ∴x=0是f(x)在k上唯一极小值点,也是唯一最小值点. f(x)min=f(0)=1

若y=[f(x)-t]-1有三个零点,即|f(x)-t|=1,f(x)=t±1有三个根,所以t+1>t-1 ∴t-1=\"f\" (x)min= 1,∴t=2

【考点】本题考查了导数的运用

点评:导数本身是个解决问题的工具,是高考必考内容之一,高考往往结合函数甚至是实际问题考查导数的应用,求单调、最值、完成证明等,请注意归纳常规方法和常见注意点.

25. 已知函数

,设曲线

在与轴交点处的切线为

的导函数,满足(1)求(2)设

【答案】(1)(2) 【解析】(1)函数直线即则故(2)

其图像如图所示.当

时,

的图像关于直线与轴的交点为,且

的单调区间.

. ,求函数

上的最大值; , . ,且,

,,解得

对称,则

,所以f(x)在R上单调递增. ……4分

根据图像得:

(ⅰ)当(ⅱ)当(ⅲ)当

时,

时,时,

最大值为

最大值为; 最大值为

. ……10分

【考点】本小题主要考查导数的应用.

点评:用导数可以解决函数中求最值,单调性,极值等问题,要注意函数的定义域.分类讨论时,要注意分类标准要不重不漏.

26. 本小题满分12分)设M是由满足下列条件的函数f (x)构成的集合:①方程f (x)一x=0有实根;②函数的导数满足0<<1. (1)若函数f(x)为集合M中的任意一个元素,证明:方程f(x)一x=0只有一个实根; (2)判断函数

是否是集合M中的元素,并说明理由;

(3)设函数f(x)为集合M中的任意一个元素,对于定义域中任意证明:【答案】(1)令所以,方程方程增,∴令∴∴

,即,即,则

,即,则有 ,则

有且只有一个实数根;(2)

, ,故,

是单调递减函数, ,故

是单调递减函数,

有实数根,所以,

,∵

,∴

单调递

至多有一解,又由题设①知方程

;(Ⅲ)不妨设

【解析】令所以,方程又由题设①知方程所以,方程(2)易知,令则又即方程综上可知,(Ⅲ)不妨设∴令∴∴

,∵,即,则

,即

在区间

,即

,则

有实数根,

,故

至多有一解,

是单调递减函数,

有且只有一个实数根…………………………………..4分

,满足条件②; ,

,…………………………………..7分

上连续,所以有实数根

,∴,

,故,

,则有

….……………..….12分 是单调递减函数,

在,故

上存在零点

满足条件①,

……………………………………8分

单调递增,

【考点】本题考查了导数的运用

点评:近几年新课标高考对于函数与导数这一综合问题的命制,一般以有理函数与半超越(指数、对数)函数的组合复合且含有参量的函数为背景载体,解题时要注意对数式对函数定义域的隐蔽,这类问题重点考查函数单调性、导数运算、不等式方程的求解等基本知识,注重数学思想(分类与整合、数与形的结合)方法(分析法、综合法、反证法)的运用.把数算的“力量”与数学思维的“技巧”完美结合.

27. 已知函数是定义在实数集R上的奇函数,且当时成立(其中

的导函数),若

则A.C.

的大小关系是( )

B.D.

【答案】A

【解析】由题意函数,而是偶函数,所以

所以

上的增函数, 而

是上的减

【考点】本小题主要考查函数的奇偶性和单调性的综合应用,考查利用导数研究单调性以及利用单调性比较函数值的大小,考查学生的逻辑推理能力和综合运用所学知识解决问题的能力. 点评:解决本小题的关键在于由已知条件得出的单调性,解决综合性问题时一定要灵活,要想方设法将待求解问题向熟悉的数学问题上转化.

28. (本小题14分)设函数. (Ⅰ)讨论的单调性; (Ⅱ)已知(Ⅲ)记

,若函数为函数,使得

的图象总在直线

的导函数.若

的下方,求的取值范围;

上是否存在(

)个正数

成立?请证明你的结论.

,试问:在区间

【答案】(1)当在(2)【解析】 (Ⅰ)①当②当当故

在时,时,令

时,

时,的递增区间是;当时,在上单调递增;

上单调递减

(3)存在,证明见解析

恒成立,故,则

;当

上单调递增;在

时,=,解得

. 为函数

……2分

; ……3分

的递增区间是.

时,

.

上单调递减; ……6分 的唯一极大值点,

(Ⅱ)由上述讨论,当所以

的最大值为

. ……8分

由题意有

所以的取值范围为(Ⅲ)当∵当即又所以又因为

,所以时,时,在

. ……10分 . 记,∴

在,其中

.

上为增函数,

上为增函数. ……12分

,所以,对任意的

,总有,

.

.

故在区间上不存在使得成立的()个正数

…. ……14分

【考点】本小题主要考查函数、导数等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查化归与转化思想、分类与整合思想及有限与无限思想.

点评:对于题目条件较复杂,设问较多的题目审题时,应该细致严谨,将题目条件条目化,一一分析,细心推敲.对于设问较多的题目,一般前面的问题较简单,问题难度阶梯式上升,先由条件将前面的问题正确解答,然后将前面问题的结论作为后面问题解答的条件,注意问题之间的相互联系,使问题化难为易,层层解决.

29. (本小题满分12分) 已知函数在上是增函数,在上是减函数. (1)求函数的解析式; (2)若

时,

恒成立,求实数的取值范围;

在区间

上恰有两个相异实数根,若存在,求

(3)是否存在实数,使得方程出的范围,若不存在说明理由. 【答案】(1) (2)

(3)

【解析】试题分析: ⑴依题意得从而⑵令因为所以⑶设即又

,得在

,所以,

. ……4分

, (舍去),

递增,且

递减,在

………8分

,. ,

,得

,减区间为

. .

令,得;令所以函数的增区间为

要使方程有两个相异实根,则有

, 解得. ……12分

【考点】本小题主要考查利用导数求函数的单调区间,利用导数判断函数的单调性,解决有关方程的综合问题.

点评:纵观历年高考试题,利用导数讨论函数单调区间是函数考查的主要形式,是高考热点,是解答题中的必考题目,在复习中必须加强研究,进行专题训练,熟练掌握利用导数判断函数单调区间的方法,总结函数单调性应用的题型、解法,并通过加大训练强度提高解题能力.

30. (本小题满分12分)已知函数,, (1)求函数

的最值;

.

(2)对于一切正数,恒有成立,求实数的取值组成的集合。 【答案】(1)函数在(0,1)递增,在递减。的最大值为(2)

【解析】本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用。

(1)求解导数,然后根据导数的符号与函数单调性的关系得到判定,求解极值和最值。 (2)要证明不等式恒成立,那么可以通过研究函数的最值来分析得到参数的范围。 解:(1)

所以可知函数在(0,1)递增,在所以的最大值为. (2)令函数 得当时,故x>1时当当所以

时,当

恒成立。所以在不满足题意。

恒成立,函数

恒成立,函数

;即

递增, 递增; 递减。

递减。

的最大值

令令函数

,则 ,

时,函数

递减;当

时成立。

时,函数

递增;

所以当所以函数从而就必须当综上

31. (本题满分15分 )已知函数. (1)求函数的最大值; (2)若,不等式恒成立,求实数的取值范围; (3)若【答案】(1)【解析】(1)先求出(2)本小题转化为

,求证:在

处取得最大值,且最大值为0.(2)

. (3)见解析。

,然后求导确定单调区间,极值,最值即可.

上恒成立,进一步转化为

,然后构造函数,从而可知a的取值范围.

,利用导数研究出h(x)的最大值,再利用基础不等式可知

(1)当当所以,

,则

.…………2分

时,,则在上单调递增; 时,,则在上单调递减, 在处取得最大值,且最大值为0. ………………………4分

上恒成立. ………………………6分 . ;当

时,

,所以,

(2)由条件得设当要使

,则时,

恒成立,必须

时,

. ………………………8分 ,要使

恒成立,必须

另一方面,当

所以,满足条件的的取值范围是(3)当

时,不等式

. ………………………10分

等价于

.……12

令,设,则,

在上单调递增,,

所以,原不等式成立. ………………15分

32. (本小题满分14分)设函数。 (1)若(2)若

处取得极值,求的值;

在定义域内为增函数,求的取值范围;

(3)设求证:① 求证:② 【答案】(1)

,当时,

在其定义域内恒成立;

。(2)

。经检验适合。(3)见解析。

【解析】本题以函数为载体.主要考查了了利用导数研究函数的极值,以及利用导数研究函数的单调性和不等式的证明,属于中档题

(1)先求函数的导函数,根据若x= 时,f(x)取得极值得f′( )=0,解之即可; (2)f(x)在其定义域内为增函数可转化成只需在(0,+∞)内有2x2+ax+1≥0恒成立,建立不等关系,解之即可; (3) ,当时,,, ∴

处取得极大值,也是最大值,

,∴

,∴

放缩法得到结论。

解:(1)∵(2)要∴而(3)①∴

处取得极值,∴在定义域为

,…………………………1分 ,即

。经检验适合。…………3分

上恒成立。

,…………………………4分

在定义域内为增函数,则

,………………………5分 ,∴

,当

。经检验适合。…………………………6分 时,

…………………………7分

在处取得极大值,也是最大值。 而,∴,在上恒成立, 因此,∴。………………………9分 ②∴

…………………………11分…………………………12分 ==

=

………………………14分

,则函数

B.D.

,,

,∴

,∴

………………………10分

33. 若函数的导函数是的单调递减区间是 A.C.

【答案】C 【解析】因为由复合函数单调性知

34. 设函数A.C.

可知f(x)的增区间为[-1,0],又因为

,所以函数g(x)的单调递减区间为

.

是减函数,根据

B.x=为f(x)的极小值点 D.x=2为 f(x)的极小值点

x=为f(x)的极大值点 x=2为 f(x)的极大值点

【答案】D 【解析】

,得x=\"2,\" 因为当

(0,2)时,

时,

所以

x=2为 f(x)的极小值点

35. 设函数在上可导,其导函数

,且函数在处取得极小值,

则函数的图象可能是( )

【答案】C

【解析】解:∵函数f(x)在x=-2处取得极小值,∴f′(-2)=0, 且函数f(x)在x=-2左侧附近为减函数,在x=-2右侧附近为增函数, 即当x<-2时,f′(x)<0,当x>-2时,f′(x)>0,

从而当x<-2时,y=xf′(x)>0,当-2<x<0时,y=xf′(x)<0, 对照选项可知只有C符合题意 故选 C

36. 已知函数f(x)=x3+

x2-ax-a,x∈R,其中a>0.

(1)求函数f(x)的单调区间;

(2)若函数f(x)在区间(-2,0)内恰有两个零点,求a的取值范围;

(3)当a=1时,设函数f(x)在区间[t,t+3]上的最大值为M(t),最小值为m(t),记g(t)=M(t)-m(t),求函数g(t)在区间[-3,-1]上的最小值.

【答案】(1)函数f(x)的单调递增区间是(-∞,-1),(a,+∞);单调递减区间是(-1,a) (2)

(3)

【解析】解:(1)f′(x)=x2+(1-a)x-a=(x+1)(x-a).由f′(x)=0,得x1=-1,x2=a>0. 当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:

x (-∞,-1) -1 (-1,a) a (a,+∞) f′(x) + 0 - 0 + f(x) ↗ 极大值 ↘ 极小值 ↗ 故函数f(x)的单调递增区间是(-∞,-1),(a,+∞);单调递减区间是(-1,a).

(2)由(1)知f(x)在区间(-2,-1)内单调递增,在区间(-1,0)内单调递减,从而函数f(x)在区间

(-2,0)内恰有两个零点当且仅当 解得0<a<. 所以,a的取值范围是

.

(3)a=1时,f(x)=x3-x-1.由(1)知f(x)在[-3,-1]上单调递增,在[-1,1]上单调递减,在[1,2]上单调递增.

①当t∈[-3,-2]时,t+3∈[0,1],-1∈[t,t+3],f(x)在[t,-1]上单调递增,在[-1,t+3]上单调递减.因此,f(x)在[t,t+3]上的最大值M(t)=f(-1)=-,而最小值m(t)为f(t)与f(t+3)中的较小者.由

f(t+3)-f(t)=3(t+1)(t+2)知,当t∈[-3,-2]时,f(t)≤f(t+3),故m(t)=f(t),所以g(t)=f(-1)-f(t).而f(t)在[-3,-2]上单调递增,因此f(t)≤f(-2)=-,所以g(t)在[-3,-2]上的最小值为g(-2)=--

=.

②当t∈[-2,-1]时,t+3∈[1,2], 且-1,1∈[t,t+3].

下面比较f(-1),f(1),f(t),f(t+3)的大小. 由f(x)在[-2,-1],[1,2]上单调递增,有 f(-2)≤f(t)≤f(-1).

f(1)≤f(t+3)≤f(2).

又由f(1)=f(-2)=-,f(-1)=f(2)=-, 从而M(t)=f(-1)=-,m(t)=f(1)=-, 所以g(t)=M(t)-m(t)=.

综上,函数g(t)在区间[-3,-1]上的最小值为.

37. 已知函数(1)求函数(2)若直线过点【答案】(1)【解析】(1)而在所以

>0

lnx+1>0

的极值点;

且与曲线是函数

相切,求直线的方程;

的极小值点,极大值点不存在.(2)>0 …………1分 >

<0

<0

0<<

所以

上单调递减,

上单调递增.………………3分 是函数

的极小值点,极大值点不存在.…………………4分

(2)设切点坐标为,则切线的斜率为 所以切线的方程为 …………6分 又切线过点,所以有 解得所以直线的方程为………8分 (3),则 <0<00<<>0>所以在上单调递减,在上单调递增.………………9分 当即时,在上单调递增,所以在上的最小值为……10分

当1<<e,即1<a<2时,在上单调递减,在上单调递增.在上的最小值为 ………12分 当即时,在上单调递减, 所以在上的最小值为……13分 综上,当时,的最小值为0;当1<a<2时,的最小值为; 当时,的最小值为………14分 38. 设

在(1,

(Ⅰ)判断函数的单调性;

(Ⅱ)是否存在实数、使得关于的不等式值范围,若不存在,试说明理由. 【答案】(1)函数

)上恒成立,若存在,求出的取

上为减函数. (2)

【解析】本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用。

(1)利用已知的函数,得到其导函数,然后再对导函数的分母分析,求导,得到原函数的单调性的判定问题。 (2)因为在上恒成立,即 在上恒成立, 那么构造函数的思想,得到函数的最大值小于零即可。分析证明 (1)∵∴∴∴函数(2)设若

在在

∴,∴,∴

上为减函数. …… 6分 上恒成立,,则

显然不满足条件, 若

,∴,则

时,

时,在

.

上恒成立,∴

,∴

上恒成立,

, 设

.

上为减函数. …… 4分

, …… 7分 时,

上恒成立,∴

,∴

恒成立,∴

上恒成在

上为在

上为减函数∴立, …… 10分 若

,则

增函数,当不能使

39. 已知函数

(1)求的单调区间; (2)当时,若方程有两个不同的实根和(ⅰ)求实数的取值范围; (ⅱ)求证:. 【答案】(1)减

时,

时,在

在递减; (ⅱ)

递增;

时,递增

在递增;递

(2 的取值范围是

【解析】本试题主要考查了导数在研究函数中的运用。借助于导数的符号与函数的单调性的关系

来确定单调区间,以及运用函数与方程的思想来分析方程根的问题的综合运用。

(1)首先先求解定义域,然后求解导数,令导数大于零或者导数小于零,得到单调区间。需要对于参数a分类讨论。 (2)当a=1,若方程有两个不同的实根,则可以分析函数y=f(x)的图像的变化情况,确定参数k的取值范围。同时借助于单调性证明不等式 (1)时,时,时,

在在在

递增; 又递增;递减;

递减

递增 5分 递增;

递减 ∴

6分

(2)(ⅰ)由(1)知又

,而

所以的取值范围是 8分

,则. 即证

.

(ⅱ)由(ⅰ)不妨设∵在递减,∴要证即证,即证令, 则∴

递增 ∴

,即,即, ∴

40. 函数 的图象大致是( )

【答案】C 【解析】函数

是奇函数,图像关于原点对称.且过点(1,0)(-1,0),

.故正确.

41. (本题满分14分) (理)(1)证明不等式:(2)已知函数(3)若关于x的不等式

在在

上单调递增,求实数的取值范围. 上恒成立,求实数的最大值.

(文)已知函数的导函数的图象关于直线x=2对称. (Ⅰ)求b的值; (Ⅱ)若在处取得极小值,记此极小值为,求的定义域和值域. 【答案】理:(1)见解析;(2)

;(3)

.

文:(1)(2)定义域为,值域为

【解析】(1)两边都有变量x在证明时,如果可看作两个函数,但不能做出其图像的情况下,一般

考虑构造成一个函数通过研究最值来解决,本小题显然可以构造数研究其最值即可证明. (2)本小题解决的思路是在

上恒成立问题解决.

上单调递增转化为

,然后利用导

(3)本小题可先把参数与变量分离,基本思路是由已知

当x>0时,易得然后再研究

的最小值即可.

恒成立.

上恒成立,∵

文:(1)由于f(x)的导函数是二次函数,所以x=2就是其导函数的对称轴,据此可求出b值. (II)由(Ⅰ)知,, .

然后再分别讨论当c 12和c<12的极值情况,从而确定其极小值,由于极小值g(t)是关于t的函数,然后再利用函数求定义域和值域的方法求解即可 解:(理)(1)令

则∴g(x)在

上单调递减,即g(x)成立

……………4分 (2)由

在上恒成立,∴

………………8分 (3)由已知当x>0时,易得令

,当x=0或,又f(x)在上恒成立,∵

时,

,由已知得

有意义,∴a≥0,综上:

恒成立,……10分

恒成立,由(2)知:令a=2得:(1+x)>; …………12分

,[来∴

由(1)得:当时,

;∴当时,不大于;∴;

当x=0时,b∈R,综上:解:(文)(Ⅰ)

………14分 .因为函数

的图象关于直线x=2对称,所以

,于

是 ………………2分 (Ⅱ)由(Ⅰ)知,,. ………4分 (ⅰ)当c 12时,,此时无极值. ………6分

(ii)当c<12时,有两个互异实根,.不妨设<,则<2<. 当x<时,,在区间内为增函数; 当<x<时,,在区间内为减函数; 当时,,在区间内为增函数. 所以在处取极大值,在处取极小值. ………10分 因此,当且仅当时,函数在处存在唯一极小值,所以. 于是的定义域为.由得. 于是 . ………12分 当时,所以函数在区间内是减函数,故

………14分

42. 已知函数).

(1)若对任意

的值域为

(其中为自然对数的底数,常数

恒成立,求正实数的取值范围;

在区间成立. (3)见解析

上的单调性;

(2)在(1)的条件下,当取最大值时,试讨论函数(3)求证:对任意的【答案】(1)

,不等式;(2)

在区间

【解析】本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用,求解函数最值问题和不等式的证明。主要是对于承参数问题的分类讨论思想要深刻体会。 解:(1)由令故得

..---------(1分) (2)由(1)知 故

在区间

在区间.即

对任意

.----------(3分)

上单调递减,在区间

即.

成立.--------------------- -------(2分)

上单调递增,

此时

,

在区间

对任意

恒成立,即

对任意

恒成立

上单调递增,在区间

上单调递减, ----------------(2分)

(3)由(2)知故当从而,

于是

43. (本小题14分)已知函数处的切线与直线

平行(1)求

的值;

处取得极值,其图象在点

(2)若对【答案】(1)又联立得(2)依题意得则解当 则又

都有恒成立,求的取值范围。 ,由题意

———①

———②

…………5分

…10分

,所以

;故只须

………12分 ,对

恒立设

解得 即的取值范围是 …………14分 【解析】略

44. 本题满分13分)已知函数. (I)当时,求函数的单调区间; (II)若函数的图象在点处的切线的倾斜角为任意的【答案】(I)当

时,,函数

在区间

,问:m在什么范围取值时,对于

上总存在极值?

……………………………………………………………1分

, ……………………………………2分

,所以在(0,1)上单调递增;………4分

,所以在(1,+∞)上单调递减.…………6分 的图象在点(2,)处的切线的倾斜角为45o, . ………………………………………………7分,,函数

在区间

上总存在极值,

令时,解得

令时,解得(II)因为函数所以. 所以

因为任意的所以只需解得

, ……………………………………………………9分

…………………………………………………………11分 . ……………………………………………………………13分

【解析】略

45. (14分).已知函数,在点处的切线方程 为. (Ⅰ)求函数的解析式; (Ⅱ)若对于区间上任意两个自变量的值,都有,求实数 的最小值; (III)若过点,可作曲线的三条切线,求实数的取值范围 【答案】解:(I) ……………… 2分 根据题意,得

解得 ………………4分

(II)令,解得 由,在,上为增函数,在为减函数,又 时, ……………6分 则对于区间[-2,2]上任意两个自变量的值,都有 所以所以的最小值为4。 ………………8分 (Ⅲ)设切点为 , 切线的斜率为 ……………9分 则

, ……………10分

因为过点,可作曲线的三条切线 所以方程有三个不同的实数解 即函数有三个不同的零点, ………………11分 则函数的极大值要大于零且极小值要小于零 令

所以 即

【解析】略

46. 已知函数

,∴

+ 0 (0,2) 2 0 - 0 (2,+∞) + 在 极大值 极小值

由上表可知函数,(2,+∞)上为增函数,在(0,2)上为减函数, ………………12分 ………………14分

的定义域为, ,,,其导函数的图像如图所示,

若正数满足,则 的取值范围是

A.

B.

C.

D.

【答案】B

【解析】解:由导函数图象,可知函数在(0,+∞)上为单调增函数 ∵f(6)=1,正数a,b满足f(2a+b)<1 ∴0<2a+b<6,a>0,b>0 满足约束条件的平面区域如图.

又因为

表示的是可行域中的点与(-2,-2)的连线的斜率. 所以当(-2,-2)与A(0,6)相连时斜率最大,为4, 当(-2,-2)与B(3,0)相连时斜率最小为,

故选C.

47. 已知函数(1)若

为上的增函数,求的取值范围。;

,若

恒成立

为上的增函数,则

(2)证明:

【答案】解:(1)由题设可知

,(2)设,设

在区间

,当

时,

在区间

恒成立,即(6分)

上单调递减;当

时,

上单调递增

。(12分) 【解析】略

48. 已知函数f(x)=ax-lnx(a为常数). (Ⅰ)当a=1时,求函数f(x)的最小值; (Ⅱ)求函数f(x)在[1,+∞)上的最值; (Ⅲ)试证明对任意的n∈N﹡都有【答案】解(1)当∵∵当∵当∴当(2)∵

,令时,时时,函数

上为减函数 ; --------4分

时,函数得

在在

上为减函数 上为增函数

--------3分 =

<1. ,

∴函数 ∴函数有最小值,

若,则对任意的都有,∴函数∴函数在上有最大值,没有最小值,若

,令

当当∴当当

时,时时,函数时,

,当

∴函数

,函数在上为减函数

上为增函数

------6分

有最小值,恒有

∴函数在函数在综上得:当当

上为增函数, 有最小值,时,函数在

有最小值,

. ---------7分

上有最大值,,没有最小值;

,没有最大值;

时,函数

当时,函数在有最小值,,没有最大值.---8分

(3)由(1)知函数=在上有最小值1 即对任意的都有,即, ---------10分 当且仅当时“=”成立 ∵∴

∴对任意的【解析】略

49. (本小题满分16分)设(1)当(2)若

时,求

的极值点;

,其中为正实数.

都有

. ……12分

为上的单调函数,求的取值范围.

时,

【答案】解:(Ⅰ)当

∴令

0 ∴(Ⅱ) ∵∴

的极大值点是;极小值点是

为上的单调函数,且为正实数

0 【解析】略

50. 已知函数(I)求(II)若(III)设

求m的取值范围。 【答案】(Ⅰ)由题意,所以,(Ⅱ) 所以范围是

(Ⅲ)构造函数当当在使得

时,由时,

上恒成立,故

,必须且只需

. …………………13分

另法:(Ⅲ)当当

时,由

时,

,得 ,所以

综上,要在

上存在一个,使得

在.

, 令上递减,

,必须且只需

,则

. .

在得,

在在

,,上恒成立,即

, ,所以在,因为

上单调递增,

,解得

上不存在一个,使得,所以

,,所以要在

,故的取值范围是

,所以上存在一个,

,∴当

上是增函数,故

,由于上恒成立,故

时,

;当

时,

上是减函数,在

. …………4分

内为单调增函数,

,所以的取值

的极小值;

上为单调增函数,求m的取值范围; (e是自然对数的底数)上至少存在一个

成立,

. …………8分

. …………………………………………10分

【解析】略

51. (14分)已知函数(Ⅰ)证明; (Ⅱ)证明

(Ⅲ)当(Ⅱ)中的【答案】证明(Ⅰ)令(Ⅱ)①令假设,即②令假设∴∴(Ⅲ)当

时,

成立。 ,∵,∴时,

,即成立。 时,,∵

在R上有定义,对任何实数和任何实数,都有

其中和均为常数; 时,设,则,∴

,则,,则成立。

,则

,而 ,而

,∵

,讨论,∴。

,∴

在。

内的单调性并求极值。

令当∴当∴,得; 时,, 是单调递减函数;

时,, 是单调递增函数;

时,函数

内取得极小值,极小值为

所以当

【解析】略

52. 已知函数,为实数. (Ⅰ)当时,求函数的单调增区间; (Ⅱ)若在闭区间上为减函数,求的取值范围. 【答案】16.解:(1)当时, ,由或 3分 故单调增区间为和 4分 (2)由 7分 记, 依题时,恒成立,结合的图象特征 得

【解析】略

53. 已知函数(I)求函数(Ⅱ)函数(Ⅲ)若任意的【答案】解:(Ⅰ) ,在区间故

, 和

上,

和的最大值. 上单调递增,在

上单调递减,

;在区间

. …………4分

的单调区间;

在区间[1,2]上是否有零点,若有,求出零点,若没有,请说明理由;

∈(1,2)且≠,证明:

.

. ……………2分

(注:

,的取值范围

. 12分

的单调递增区间是,单调递减区间是

(Ⅱ)先求在由(Ⅰ)可知, 当故由

可知时,

.………………6分 ,

所以,,, 故不存在符合条件的,使得. ………………8分 (Ⅲ)当只需证明

时,

在,

上单调递增,在

都成立,

上单调递减,

也可得证命题成立.………………10分

设在 设在

上是增函数,

上是减函数,

综上述命题成立. ………………12分 另解: 当在, ,

时,上单调递减,在

.………10分

,上单调递增,

由导数的几何意义有 对任意

.…………12分 【解析】略

54. 、(本小题满分14分)设函数(Ⅰ)求的单调区间; (Ⅱ)当

时,若方程

上有两个实数解,求实数t的取值范围;

(Ⅲ)证明:当m>n>0时,【答案】解:(Ⅰ)①时, ∴②当

时,

在(—1,+)上是增函数 ……………1分 上递增,在上单调递增,在

单调递减. …………4分 上单调递减

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,又∴∴当(Ⅲ)要证:只需证:设

时,方程

只需证 , 则

有两解 ………………8分

………………10分

由(Ⅰ)知在单调递减 ………………12分 ∴,即是减函数,而m>n ∴,故原不等式成立。 ………………14分

【解析】略

55. (本题满分13分) 已知函数

,为正实数).

(Ⅰ)若,求曲线在点处的切线方程; (Ⅱ)求函数的单调区间; (Ⅲ)若函数的最小值为,求的取值范围. 【答案】解:(Ⅰ)当则所以(Ⅱ)

.又

时,

. ………………………………………………… 2分 ,因此所求的切线方程为

. ………… 4分

. ………………………… 5分

上单调递

(1)当,即时,因为,所以,所以函数在增. ………………………………………………………………… 6分 (2)当,即时,令,则(), 所以因此,当所以函数

.

时,

的单调递增区间为

,当

,函数

时,

.

的单调递减区间为

. ………………………………………………………………… 10分

(Ⅲ)当时,函数在上单调递增,则的最小值为意. ………………………………………………………………… 11分 当

时,由(Ⅱ)知函数,则

的最小值为

的单调递增区间为

,而

,不合题意.

,函数

,满足题

的单调递减区间为

所以的取值范围是. ………………………………………………… 13分

【解析】略

56. (本小题满分12分) 已知函数 (I)若在区间上是增函数,求实数a的取值范围; (II)若

的一个极值点,求

上的最大值;

的图象恰有3个交

(III)在(II)的条件下,是否存在实数b,使得函数

点,若存在,请求出实数b的取值范围;若不存在,试说明理由。 【答案】解:(I), 即则必有(II)依题意即

…………5分

…………4分

令得

当x变化时,

的变化情况如下表: 1 (1,3) 3 (3,4) 4 (III)函数即方程

是其中一个根,有两个非零不等实根,

…………12分 【解析】略

57. 函数在定义域R内可导,若

则( )

A.

-6 在[1,4]上的最大值是 - 0 + -18 …………8分 -12 的图象与函数f(x)的图象恰有3个交点, 恰有3个不等实根

,且当时,,设

B.

C.

D.

【答案】B 【解析】由

所以

故选B

知:所以函数在上是增函数;

58. (本题满分13分) 函数. (1)求证函数在区间上存在唯一的极值点,并用二分法求函数取得极值时相应的近似值(误差不超过);(参考数据,,) (2)当

时,若关于的不等式

. (4分)

恒成立,试求实数的取值范围.

【答案】解:⑴椭圆的方程为

⑵由题意,知直线MN存在斜率,设其方程为y=kx+m 由

消去y,得(2k2+1)x2+4kmx+2m2-2=0.设M(x1,y1),N(x2,y2),则,

由已知α+β=π,得

,即

整理得m=-2k.∴

化简,得2kx1x2+(m-k)(x1+x2)-2m=0 ∴

直线MN的方程为y=k(x-2),,,,因此直线MN过定点 (2,0)

【解析】略

59. 已知函数(I)求的表达式; (Ⅱ)若满足

(Ⅲ)当

在点处的切线方程为

恒成立,则称的一个“上界函数”,如果函数

R)的一个“上界函数”,求t的取值范围;

在区间(0,2)上极值点的个数.

的解的情况:

时,讨论

【答案】(1)a=\"1 \" b=\"0 \" (2)t(3当当

,令

时,有两个极值点; 当m=1无极值点; 有一个极大值。

【解析】略

60. 已知函数在上是增函数,在上是减函数,且方程个根,它们分别是.

(1)求的值; (2)求证: (3)求的取值范围. 【答案】解:′…………………………1分 (1)依题意知为函数的极大值点 ′(0)=\"0 \" …………4分 (2)证明:由(1)得′ 为的根学*科*网] ①式 又在[0,2]上为减函数′≤0 ②式 由知②≤-3 由①知 ,由≤-3知≥2…………9分 (3)解:∵的三个根为……10分

………12分 ………13分 ≤-3 ≥9,即【解析】略

61. (本小题满分12分)已知函数(1)若

,求x的取值范围;

.

≥9,

≥3

有三

(2)若对于∈[1,2]恒成立,求实数m的取值范围. 【答案】解:(1)当x<0时,f(x)=0; 当x≥0时,f(x)=2x-由条件可知2x-解得2x》2

∵2x>0,∴x》1. (2)当t∈[1,2]时,2t

+m

≥0,

.

》2,即22x-1.5·2x-1》0,

即m(22t-1)≥-(24t-1).

∵22t-1>0,∴m≥-(22t+1).

∵t∈[1,2],∴-(1+22t)∈[-17,-5],

故m的取值范围是[-5,+∞). 【解析】略

62. 函数在下面那个区间为增函数 A

B

C

D

【答案】C

【解析】分析:对给定函数求导后,把选项依次代入,看哪个y′恒大于0,就是哪个选项. 解答:解:y′=(xsinx+cosx)′=sinx+xcosx-sinx=xcosx, 当x∈

时,恒有xcosx>0.

故选C.

点评:考查利用导数研究函数的单调性问题.

63. (l2分)已知函数为自然对数的底数 (I) 当时,求函数的极值; (Ⅱ) 若函数在[-1,1]上单调递减,求的取值范围. 【答案】解:(I)当时,,

………………2分 当变化时,,的变化情况如下表:

所以,当时,函数的极小值为,极大值为.……………5分 (II) 令①若,则,在内,,即,函数

在区间上单调递减.………………7分②若,则,其图象是开口向上的抛物线,对称轴为当函数③若当且仅当函数

在区间,即在区间,则

,当且仅

时,在内,, 上单调递减.………………9分

,其图象是开口向下的抛物线, ,即

时,在

上单调递减.………………………11分 在区间

上单调递减时,的取值范围是

.…12分

综上所述,函数

【解析】略

. (本题满分12分) 已知函数(I)如果

(II)若函数在【答案】(I)4 (II)a>1 【解析】解:(I)∴切线方程为

∴切点坐标为

,

处的切线过(0,1)点,求的值;

为增函数,求实数的取值范围。

------------2分

---------5分

(II)∴

, ∵函数在为增函数, ----------7分

, 65. 函数

---12分

的单调递减区间是_________.

【答案】,【解析】略

66. (本题满分14分) 已知实数a满足0<a≤2,a≠1,设函数f (x)=x3-x2+ax.

(Ⅰ) 当a=2时,求f (x)的极小值;

(Ⅱ) 若函数g(x)=x3+bx2-(2b+4)x+ln x (b∈R)的极小值点与f (x)的极小值点相同.求证:g(x)的极大值小于等于. 求a,b及c的值.

【答案】(Ⅰ) f (x)极小值为f (2)=.

(Ⅱ) 略

【解析】 (Ⅰ) 解: 当a=2时,f ′(x)=x2-3x+2=(x-1)(x-2). 列表如下:

x (-,1) 1 (1,2) 2 (2,+) 0 - 0 + f ′(x) + f (x) 单调递增 极大值 单调递减 极小值 单调递增 所以,f (x)极小值为f (2)=. …………………………………5分 (Ⅱ) 解:f ′(x)=x2-(a+1)x+a=(x-1)(x-a). g ′(x)=3x2+2bx-(2b+4)+=

令p(x)=3x2+(2b+3)x-1, (1) 当 1<a≤2时,

f (x)的极小值点x=a,则g(x)的极小值点也为x=a, 所以p(a)=0,

即3a2+(2b+3)a-1=0, 即b=

此时g(x)极大值=g(1)=1+b-(2b+4)=-3-b =-3+由于1<a≤2, 故

2--=.………………………………10分 =

(2) 当0<a<1时,

f (x)的极小值点x=1,则g(x)的极小值点为x=1, 由于p(x)=0有一正一负两实根,不妨设x2<0<x1, 所以0<x1<1,

即p(1)=3+2b+3-1>0, 故b>-.

此时g(x)的极大值点x=x1,

有 g(x1)=x13+bx12-(2b+4)x1+lnx1 <1+bx12-(2b+4)x1

=(x12-2x1)b-4x1+1 (x12-2x1<0) <-(x12-2x1)-4x1+1 =-x12+x1+1 =-(x1-)2+1+≤

(0<x1<1)

<.

综上所述,g(x)的极大值小于等于. ……………………14分

67. (本小题满分14分) 已知函数. (Ⅰ)若,求函数的极值; (Ⅱ)当时,不等式恒成立,求实数的取值范围。 【答案】(Ⅰ) 当时, 取极大值3. (Ⅱ) 实数的取值范围是 【解析】解:(Ⅰ) 令,得又由定义域可知由此可知:

时,由题意得,

………………………… 1分

………………………… 2分

………………………… 3分

∴ 当(Ⅱ)∵∴当

时,

,∴在

时,

.即

时,

- ↘ 时, + 极小3 ↗ 取极大值3. ………………………… 6分

,

.……………… 8分 恒成立. ……………… 10分

.

上恒成立,当

时取等

又易证∴当

上恒成立,∴,∴由上知

号………………………… 12分

故实数的取值范围是.………………………… 14分

68. 若存在实数k,b,使得函数和对其定义域上的任意实数x同时满足:

,则称直线:为函数的“隔离直线”。已知(其中e为自然对数的底数)。试问:

(1)函数(2)函数理由。

的图象是否存在公共点,若存在,求出交点坐标,若不存在,说明理由; 是否存在“隔离直线”?若存在,求出此“隔离直线”的方程;若不存在,请说明

【答案】

【解析】略

69. 函数A.0

的零点是 ( )

B.0,1 C.0,1,—1

D.无穷多个

【答案】C

【解析】略

70. (本小题满分14分) 设函数

(Ⅰ)当时,求(Ⅱ)当时,求(Ⅲ)若对任意

成立,求的取值范围. 【答案】(Ⅰ)所以(Ⅱ)当当当(Ⅲ)

时,时,

的定义域为

.

.

时,在

.

的极值; 的单调区间; 及,恒有的极小值为的递减区间为单调递减. 的递减区间为

;递增区间为

.

,无极大值

;递增区间为

.

【解析】解:(Ⅰ)依题意,知当令当又(Ⅱ)当

时,

时,,解得时,

.…………2分 ;当

时,的极小值为

.

,无极大值 .………4分 …………5分

,所以

令当令

,得时,得,得

或,令,令;当

,得,得时,

;…………6分 ,

.…………8分 ;递增区间为

.

综上所述,当当当

时,时,

时,在

的递减区间为单调递减.

的递减区间为

时,时,

;递增区间为在单调递减. 取最小值.

.…(9分)

(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,当当时,取最大值;当所以

.………………11分 因为所以又所以

上式也可以化为:

所以

, 又因为所以

恒成立,

,整理得

,得

.………14分

恒成立,利用一次函数求m的范围.

. ,

71. (本小题满分16分)

设定义在区间[x1,x2]上的函数y=f(x)的图象为C,M是C上的任意一点,O为坐标原点,设向量=,,=(x,y),当实数λ满足x=λ x1+(1-λ) x2时,记向量=λ+(1-λ)

.定义“函数y=f(x)在区间[x1,x2]上可在标准k下线性近似”是指“

k恒成立”,其中

k是一个确定的正数

(1)设函数 f(x)=x2在区间[0,1]上可在标准k下线性近似,求k的取值范围; (2)求证:函数

在区间

上可在标准k=下线性近似.

(参考数据:e=2.718,ln(e-1)=0.541)

【答案】【解】(1)由=λ+(1-λ)得到=λ, 所以B,N,A三点共线, ……………………2分

又由x=λ x1+(1-λ) x2与向量=λ+(1-λ),得N与M的横坐标相同……4分 对于 [0,1]上的函数y=x2,A(0,0),B(1,1), 则有

所以k的取值范围是(2)对于A(),B(则直线AB的方程令于是列表如下:

,其中

, ……………………13分

,故

. ……………………6分

上的函数,

), ……………………8分

, ……………………10分

x me mmm(e,e+1-e) mme+1-e mmm(e+1-e,e+1) me+1 + 0 - 则又

【解析】略

72. 曲线在

0 增 处取得最大值, 减 0 ,且在 0.123

,从而命题成立. ……………16分

在处的切线的方程为

【答案】 【解析】略

73. .设为曲线上一点,曲线在点处的切线的斜率的范围是,则点纵坐标的取值范围是________. 【答案】略 【解析】略

74. 、若函数的导函数在区间上是增函数,则函数在区间上的图象可能是 y

( )

A B C D 【答案】A 【解析】略

75. (本小题共12分)(注意:在试题卷上作答无效) 已知(1)求(2)设

的单调区间;

’若存在

使得

成的取值范围.

【答案】

【解析】略

76. (.(本小题满分14分) 设函数。 (1)求函数的单调区间; (2)当

时,不等式

恒成立,求实数的取值范围;

(3)若关于x的方程在上恰有两个相异实根,求实数a的取值范围。 成都外国语学校2011级高三(下)三月月考试题

【答案】

【解析】略

77. .(本小题满分12分) 已知函数(1)求函数(2)已知

在区间上的最大值、最小值; ,求证:在区间上,函数的图象在函数

的图象的下方.

【答案】解:(1)∵当∴(2)令则

所以,当连续,且

时,

.∴

时,

. ∴

在区间

………………………………………2分 上为增函数. …………4分

. …………………………………6分

. ………………………………………8分在区间

上为减函数.………10分又函数

.----------------------11分

所以在区间【解析】略

78. 若函数( )

,即

上,函数

,即的图象在函数

的图象的下方.………12分

的导函数在区间[a,b]上是增函数,则函数在区间[a,b]上的图像可能是

【答案】 A

【解析】略

79. 设函数,。 (1)求函数的单调区间和极值。 (2)若关于的方程=\"a\" 有三个不同实根,求实数a的取值范围。 (3)已知当时,恒成立,求实数的取值范围。 【答案】(1)在和单调递增在(单调递减。 其极大值为,极小值为 (2) (3) 【解析】(1)∵,∴ 令 得

+ 0 - 0 + 极大 极小 由此可知在和单调递增在(单调递减。 其极大值为,极小值为 (2)由(1)可知函数的图象大致如下, 有三个不等 实根等价于曲线 和有三个不同处点。 故 (3)由,∴,即曲线在(1,0)处的切线斜率等于-3的斜率为

易知当时,成立

80. 已知函数(1)讨论函数(2)已知数列① 证明对一切② 证明对一切【答案】(1)

满足且,

在定义域内的最值(4分);

,(4分);

(这里是自然对数的底数)(6分)。

在定义域内的最大值;

在其定义域内无最小值 (2)证明略 【解析】(1)当时,在其定义域当且时,故

时,

时,,

>0,在

,由在

内是增函数,无最值;………1分

内递增;

内递减,

在定义域内的最大值;

在其定义域内无最小值 …………………4分

(2)① 易用数学归纳法证明。 …………………8分 ② 当时,由第(1)小题知对恒成立, 由① 知 所以 所以 显然

;因为

。 ,所以

时,

所以 ,综合知对一切。 …………………14分

81. (本小题满分15分) 已知是函数的一个极值点,其中(Ⅰ)求与的关系表达式; (Ⅱ)求的单调区间; (Ⅲ)当时,函数的图象上任意一点的切线斜率恒大于【答案】解:(I), 是的一个极值点,所以,即, 。 ------ 4分 (II)解:由(1)知由于

时,故

,当变化时

的变化如下表:

1

,求实数的取值范围。

<0 0 >0 0 <0 单调递减 极小值 单调递增 极大值 单调递减 时,

单调递减,在

单调递增,在

单调递

由上表知:当

减。 ------ 9分

(III)由已知,得对恒成立, 即:对恒成立, 令,即

即:的取值范围是【解析】略

82. (本小题满分14分) 已知二次函数(I)求的解析式 (II)若函数【答案】解:(1)

【解析】略

83. .(本小题满分14分) 已知函数

在定义域上是奇函数; 恒成立,求实数的取值范围;

时,试比较

,解得

时,[来

在定义域上是奇函数。 ………4分 时,

恒成立,

, 与

的大小关系

,,得

得图象开口向下,

。 ------ 15分

为偶函数,函数的图象与直线y=x相切.[]

上是单调减函数,求k的取值范围; (2)

(Ⅰ)求函数的定义域,并证明(Ⅱ)若(Ⅲ)当

【答案】解:(Ⅰ)由∴ 函数的定义域为当 ∴ (Ⅱ)由∴

∴ 在成立 令,,由二次函数的性质可知时函数单调递增,时函数单调递减, 时, ∴ ………8分

(Ⅲ)证法一:设函数则所以则当

时,

,故时,

=

,

,即

在在

上递减, 成立, 成立. ………14分 ,

,∴

证法二:构造函数当

时,

单调递减,

………12分 当()时, …14分 【解析】略

84. (文)设函数在定义域内可导,则导函数的图象可能为

的图象如图,

【答案】D 【解析】略

85. (本小题满分14分) 已知函数(1)若(2)若(3)函数有,请说明理由. 【答案】解:(1) ……3分 (2)时,令(ⅰ)(ⅱ)则

时,时,时,

增函数,

,增函数,且

……5分

,不满足题意,舍去….6分

在上

恒成立

,曲线

和在,在

.

在原点处的切线重合,求实数的值. 上恒成立,求的取值范围. 上函数

图象与直线y=1是否有交点?若有,求出交点,若没

,不满足题意,舍去. …….8分

【解析】略

86. 已知

A.有三个零点

且,则在区间上( ) B.有两个零点 C.有一个零点 D.不能确定

【答案】C

【解析】本题考查导数的应用。 点拨:确定的单调性是解题的关键。 解答:由已知得

所以

在区间

上单调递减又

,即区间端点函数值异号,故在区间上有且仅有一个零点, 故选C。

87. (本小题满分12分)已知函数 (Ⅰ)当时,求函数的图像在点处的切线方程; (Ⅱ)若在R上单调,求的取值范围; (Ⅲ)当

时,求函数

的极小值.

【答案】(Ⅰ) (Ⅱ)a的取值范围是[-2,2] (Ⅲ)函数f(x)的极小值为

【解析】解 ①当a=0时, …………2分

∴函数f(x)的图像在点A(1,f(1))处的切线方程为y-3e=5e(x-1) 即 …………3分 (Ⅱ), 考虑到恒成立且系数为正 ∴f(x)在R上单调等价于

恒成立 …………6分

即a的取值范围是[-2,2]

(若得a的取值范围是(-2,2),可扣1分)…………8分

(Ⅲ)当

的变化情况如下表

X + 0 - 1 + 0 极大值 极小值 …………12分

。(1)求函数

所以,函数f(x)的极小值为

88. 已知函数

(2)设,函数

立,求实数的取值范围。 【答案】解:(1)由由

的增区间为而的值域为(2)由,则的值域为则

,得,得

,减区间为

,且

或 且,

的单调区间和值域;

总存在

,使得

,若对于任意

,又已知

在区间上连续

,得

在区间上是减函数

,根据题意,有,解之得

实数的取值范围为【解析】略

. 设函数

内有定义,对于给定的正数k,定义函数 取函

数,若对任意的,恒有【答案】1 【解析】略

90. 、(本题满分14分) 已知函数 (1)求函数的单调区间与极值; (2)设,若对于任意,【答案】(1) (2)

,则k的最小值为 。

恒成立,求实数的取值范围.

【解析】

所以(Ⅱ)由已知因为即 因为所以

是的极大值,是的极小值. …………9分 ………………10分

,所以

恒成立,

恒成立,………………………11分

恒成立. ……………………………12分 ,所以

,(当且仅当

,得

时取“=”号), ,

………………14分[ ,

的最小值为2. 由

所以恒成立时,实数的取值范围是

91. (本小题满分15分)已知函数(1)讨论函数的单调区间; (2)设函数【答案】(1)递减。 (2) 【解析】(1)ks*5u 当时,即当即(2)若函数

在区间时,即在

内是减函数,则或

在区间在

内是减函数,求的取值范围.

上递增,在

ks*5u时,时,

,,

在上递增。

递减。

求得两根为上递增,在

解得

92. (

(本小题满分12分) 已知

在区间[0,1]上是增函数,在区间

≤x成立,求m的取值范围.

上是减函数,又

(Ⅰ)求的解析式; (Ⅱ)若在区间(m>0)上恒有【答案】(1) (2)

【解析】解:(Ⅰ)

,由已知,

即,(Ⅱ)令,又

解得

,,即.

上恒成立,

在区间.

93. (本小题满分14分) 已知函数在(Ⅰ)求实数的值; (Ⅱ)若关于的方程(Ⅲ)证明:【答案】(1) (2) (3)略

【解析】.解:(Ⅰ)(Ⅱ)由(Ⅰ)知. 设(则令

,得

上单调递增,在

在(

上单调递减.

上恰有三个不相等的实数根,求实数的取值范围; ).(参考数据:

,由题得,),

. 4分

,即,解得. 2分

当变化时,的变化情况如下表.

由方程

+ 0 - 1 0 + 2 ↗ 在

极大值 ↘ 极小值 ↗ 上恰有三个不相等的实数根,

∴(Ⅲ)设当

时,

. 8分

,(

),则

上是减函数,

, 10分

,即

,当

,函数

时,, 12分

原不等式成立. 14分(本小题也可用数学归纳法证明)

94. 设函数. (1)当时,求的单调区间; (2)若【答案】

上的最大值为,求的值.

,单调递减区间为,

,,

的单调递增区间为

的定义域为

【解析】解:函数, (1)当(2)当所以

在时,时,

,所以

的单调递增区间为,单调递减区间为,

上单调递增,故上的最大值为,因此.

95. (本小题满分14分)

(Ⅰ)已知函数f(x)=x3-x ,其图像记为曲线C. (i) 求函数f(x)的单调区间;

(ii) 证明:若对于任意非零实数x1 ,曲线C与其在点P1(x1,f(x1)))处的切线交于另一点P2(x2,f(x2)),曲线C与其在点P2处的切线交于另一点P3(x3,f(x3)),线段P1 P2, P2 P3与曲线C所围成封闭图形的面积分别记为S1,S2,则

为定值;

(Ⅱ)对于一般的三次函数g(x)=ax3+bx2+cx+d(a 0),请给出类似于(Ⅰ)(ii)的正确命题,并予以证明。

【答案】本小题主要考查函数、导数、定积分等基础知识,考查抽象概括能力、推理论证能力、运算求解能力,考查函数与方程思想、数形结合思想、化归与转化思想、特殊与一般思想。满分14分。 解法一:

(Ⅰ)(i)有f(x)=x3-x得f’(x)=3x2-1=3(x-当x(当x(

,,

)和(

)时,f’(x)>0;

)(x+

).

)时,f’(x)<0。

(ⅱ)曲线C在点P1处的切线方程为 y=(3x12-1)(x-x1)+x13-x1,

即y=(3x12-1)x-2 x13.

得x3-x=(3x12-1)x-2 x13 即(x-x1)2(x+2x1)=0, 解得 x=x1或x=-2x1, 故x2=-2x1. 进而有

用x2代替x1,重复上述计算过程,可得x3= -2x2和S2=又x2=-2x10,所以S2=

,因此有

(Ⅱ)记函数g(x)=ax3+bx2+cx+d(a0)的图像为曲线C’,类似于(Ⅰ)(ii)的正确命题为:若对于任意不等于

的实数x1,曲线C’与其在点P1(x1, g(x1))处的切线交于另一点P2(x2,

g(x2)),曲线C’与其在点P2处的切线交于另一点P3(x3, g(x3)),线段P1P2、P2P3 与曲线C’所围成封闭图形的面积分别记为S1,S2,则

为定值。

平移至

证明如下:

因为平移变换不改变面积的大小,故可将曲线y=g(x)的对称中心

解法二:

(Ⅰ)同解法一。

(Ⅱ)记函数g(x)=ax3+bx2+cx+d(a0)的图像为曲线C’,类似于(Ⅰ)(ii)的正确命题为:若对于任意不等于

的实数x1,曲线C’与其在点P1(x1, g(x1))处的切线交于另一点P2(x2,

g(x2)),曲线C’与其在点P2处的切线交于另一点P3(x3, g(x3)),线段P1P2、P2P3 与曲线C’所围成封闭图形的面积分别记为S1,S2,则

为定值。

证明如下:

用x2代替x1,重复上述计算过程,可得x3= 又x2=所以故

【解析】略

96. 已知函数(d为常数) (1)当对,求单调区间; (2)若函数在区间(0,1)上无零点,求a的最大值. 【答案】(1)的单调递减区间为,单调递增区间为;(2)2 【解析】(1)当时,先求导函数,解不等式并和定义域求交集得函数

的递

增区间,解不等式1)上无零点相当于对值.显然当

时,

并和定义域求交集得函数,恒成立或者恒成立,当

时,先求得

的递减区间;(2)若函数

恒成立,则可转化为求函数

,令

在区间(0,的最得,

,分别讨论与定义域(0,1)的位置关系,研究函数的大致形状,从而求其最值,若

最小值大于0则恒正,若最大值小于0则 恒负. 试题解析:(1)当

时,函数

5分

由得,由得 故的单调递减区间为,单调递增区间为(2)若函数在区间上无零点,则 对,恒成立或者恒成立. 由,得,, 故若,恒成立; 若

在区间

上无零点,只要对

所以,函数在区间上不可能恒成立,故要使函数

,恒成立. 8分

(后续步骤分为解法一和解法二) 解法一:, 当即此时构造所以当10分 当

,即

时,

时,由

,即对

,,由

,即在区间

时,由

,由

上单调递减,在区间上单调递增; , ,故

不恒成立,舍去; 得

即在区间上单调递减,故满足对,恒成立, 综上,,即的最大值为2. 12分 解法二: 由对令令即即

在区间

,,

,由

,从而

上单调递减,

恒成立可得对

, 得

恒成立.

在区间,

上单调递增,

由罗比达法则知若对

恒成立,可得

,即,

,即的最大值为2 12分

【考点】1、导数在单调性上的应用;2、利用导数求函数的极值、最值.

97. 已知函数____________. 【答案】 【解析】由已知可得

,若在[2,+是增函数,则实数的范围是

,则导函数在上恒成立,即.

上恒成立,而函数在上为单调递增,所以【考点】函数单调性在求最值的应用.

98. 已知函数 (Ⅰ)当时,判断函数的单调区间并给予证明; (Ⅱ)若

有两个极值点

,证明:

【答案】(Ⅰ)证明详见解析;(Ⅱ)证明详见解析. 【解析】(Ⅰ)时,于是可利用导数的符号解决函数的单调性问题;(Ⅱ)因为有两个极值点,所以其导函数有两个零点, 又因为的导数为,可结合的性质确定的取值范围,写出函数在处所取极值的表达式及定义域,同样利用导数研究的单调性从而证明不等式

.

试题解析:(Ⅰ)从而(Ⅱ)即,得,得又所以,得 令, 12分 另解:当当当故当

时,时,时,时,

由两个实根需要

由两个实根,所以所以所以

单调递减且单调递减且单调递增且,当

时.即

,不能满足条件. , ,当

,从而可以构造函数解决不等式的证明.

时②

,所以

时,

易知

为单调减函数. 4分 有两个极值点

有两个实根.

. 6分 ,

8分

10分

,所以

【考点】导数的运算以及应用导数研究函数的单调性、求函数的极值等问题.

99. 若定义在上的函数底数)的解集为( )

A.

满足B.

,则不等式C.

(为自然对数的

D.

【答案】A.

【解析】令,∴,∴

在上

单调递增,又∵

,∴

,即不等式的解是

【考点】导数的运用. 100. 设为函数

的导函数,已知

,则下列结论正确的是A.在单调递增 B.在单调递减 C.

在上有极大值

D.

上有极小值

【答案】 【解析】

所以,又

,得

,即

所以

,所以

单调递减

故答案选

【考点】1.导数的应用;2.构造函数.

) (

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