导数1.【2017课标II ,理11】若2x =-是函数21()(1)x f x x ax e-=+-的极值点,则()f x 的极小值为( )A.1-B.32e --C.35e -D.1 【答案】A【解析】()()2121e x f x x a x a -'⎡⎤=+++-⋅⎣⎦, 则()()324221e 01f a a a -'-=-++-⋅=⇒=-⎡⎤⎣⎦,则()()211e x f x x x -=--⋅,()()212e x f x x x -'=+-⋅, 令()0f x '=,得2x =-或1x =, 当2x <-或1x >时,()0f x '>, 当21x -<<时,()0f x '<, 则()f x 极小值为()11f =-. 【考点】 函数的极值;函数的单调性【名师点睛】(1)可导函数y =f (x )在点x 0处取得极值的充要条件是f ′(x 0)=0,且在x 0左侧与右侧f ′(x )的符号不同。
(2)若f (x )在(a ,b )内有极值,那么f (x )在(a ,b )内绝不是单调函数,即在某区间上单调增或减的函数没有极值。
2.【2017课标3,理11】已知函数211()2()x x f x x x a ee --+=-++有唯一零点,则a =A .12-B .13C .12D .1【答案】C【解析】由条件,211()2(e e )x x f x x x a --+=-++,得:221(2)1211211(2)(2)2(2)(e e )4442(e e )2(e e )x x x x x x f x x x a x x x a x x a ----+----+-=---++=-+-+++=-++∴(2)()f x f x -=,即1x =为()f x 的对称轴, 由题意,()f x 有唯一零点, ∴()f x 的零点只能为1x =, 即21111(1)121(e e )0f a --+=-⋅++=,解得12a =.【考点】 函数的零点;导函数研究函数的单调性,分类讨论的数学思想【名师点睛】函数零点的应用主要表现在利用零点求参数范围,若方程可解,通过解方程即可得出参数的范围,若方程不易解或不可解,则将问题转化为构造两个函数,利用两个函数图象的关系求解,这样会使得问题变得直观、简单,这也体现了数形结合思想的应用.3.【2017浙江,7】函数y=f (x )的导函数()y f x '=的图像如图所示,则函数y=f (x )的图像可能是【答案】D 【解析】试题分析:原函数先减再增,再减再增,且由增变减时,极值点大于0,因此选D . 【考点】 导函数的图象【名师点睛】本题主要考查导数图象与原函数图象的关系:若导函数图象与x 轴的交点为0x ,且图象在0x 两侧附近连续分布于x 轴上下方,则0x 为原函数单调性的拐点,运用导数知识来讨论函数单调性时,由导函数)('x f 的正负,得出原函数)(x f 的单调区间. 4.【2017课标1,理21】已知函数2()(2)xx f x ae a e x =+--.(1)讨论()f x 的单调性;(2)若()f x 有两个零点,求a 的取值范围. 【解析】试题分析:(1)讨论()f x 单调性,首先进行求导,发现式子特点后要及时进行因式分解,在对a 按0a ≤,0a >进行讨论,写出单调区间;(2)根据第(1)题,若0a ≤,()f x 至多有一个零点.若0a >,当ln x a =-时,()f x 取得最小值,求出最小值1(ln )1ln f a a a-=-+,根据1a =,(1,)a ∈+∞,(0,1)a ∈进行讨论,可知当(0,1)a ∈有2个零点,设正整数0n 满足03ln(1)n a>-,则00000000()e (e 2)e 20n n n n f n a a n n n =+-->->->.由于3ln(1)ln a a->-,因此()f x 在(ln ,)a -+∞有一个零点.所以a 的取值范围为(0,1).21.解:(1)由于()()2e 2e x x f x a a x =+-- 故()()()()22e 2e 1e 12e 1x x x x f x a a a '=+--=-+①当0a ≤时,e 10x a -<,2e 10x +>.从而()0f x '<恒成立.()f x 在R 上单调递减 ②当0a >时,令()0f x '=,从而e 10x a -=,得ln x a =-.综上,当0a ≤时,()f x 在R 上单调递减;当0a >时,()f x 在(,ln )a -∞-上单调递减,在(ln ,)a -+∞上单调递增 (2)由(1)知,当0a ≤时,()f x 在R 上单调减,故()f x 在R 上至多一个零点,不满足条件. 当0a >时,()min 1ln 1ln f f a a a=-=-+. 令()11ln g a a a=-+. 令()()11ln 0g a a a a =-+>,则()211'0g a a a=+>.从而()g a 在()0+∞,上单调增, 而()10g =.故当01a <<时,()0g a <.当1a =时()0g a =.当1a >时()0g a > 若1a >,则()min 11ln 0f a g a a=-+=>,故()0f x >恒成立, 从而()f x 无零点,不满足条件. 若1a =,则min 11ln 0f a a=-+=,故()0f x =仅有一个实根ln 0x a =-=,不满足条件. 若01a <<,则min 11ln 0f a a =-+<,注意到ln 0a ->.()22110e e ea a f -=++->. 故()f x 在()1ln a --,上有一个实根,而又31ln 1ln ln a a a ⎛⎫->=- ⎪⎝⎭. 且33ln 1ln 133ln(1)e e 2ln 1a a f a a a a ⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=⋅+--- ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭()3333132ln 11ln 10a a a a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⋅-+---=---> ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 故()f x 在3ln ln 1a a ⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,上有一个实根.又()f x 在()ln a -∞-,上单调减,在()ln a -+∞,单调增,故()f x 在R 上至多两个实根.又()f x 在()1ln a --,及3ln ln 1a a ⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,上均至少有一个实数根,故()f x 在R 上恰有两个实根.综上,01a <<.【考点】含参函数的单调性,利用函数零点求参数取值范围.【名师点睛】研究函数零点问题常常与研究对应方程的实根问题相互转化.已知函数()f x 有2个零点求参数取值范围,第一种方法是分离参数,构造不含参数的函数,研究其单调性、极值、最值,判断y a =与其交点的个数,从而求出a 的范围;第二种方法是直接对含参函数进行研究,研究其单调性、极值、最值,注意点是若()f x 有2个零点,且函数先减后增,则只需其最小值小于0,且后面还需验证有最小值两边存在大于0的点.5.【2017课标II ,理】已知函数()2ln f x ax ax x x =--,且()0f x ≥。
(1)求a ;(2)证明:()f x 存在唯一的极大值点0x ,且()2202ef x --<<。
【解析】21.解:⑴ 因为()()ln 0f x x ax a x =--≥,0x >,所以ln 0ax a x --≥. 令()ln g x ax a x =--,则()10g =,()11ax g x a x x-'=-=, 当0a ≤时,()0g x '<,()g x 单调递减,但()10g =,1x >时,()0g x <; 当0a >时,令()0g x '=,得1x a=. 当10x a <<时,()0g x '<,()g x 单调减;当1x a>时,()0g x '>,()g x 单调增. 若01a <<,则()g x 在11a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,上单调减,()110g g a ⎛⎫<= ⎪⎝⎭;若1a >,则()g x 在11a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,上单调增,()110g g a ⎛⎫<= ⎪⎝⎭;若1a =,则()()min 110g x g g a ⎛⎫=== ⎪⎝⎭,()0g x ≥.综上,1a =.⑵ ()2ln f x x x x x =--,()22ln f x x x '=--,0x >.令()22ln h x x x =--,则()1212x h x x x-'=-=,0x >. 令()0h x '=得12x =, 当102x <<时,()0h x '<,()h x 单调递减;当12x >时,()0h x '>,()h x 单调递增. 所以,()min 112ln 202h x h ⎛⎫==-+< ⎪⎝⎭.因为()22e 2e 0h --=>,()22ln 20h =->,21e 02-⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,,122⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭,,所以在102⎛⎫ ⎪⎝⎭,和12⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,上,()h x 即()f x '各有一个零点.设()f x '在102⎛⎫ ⎪⎝⎭,和12⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,上的零点分别为02x x ,,因为()f x '在102⎛⎫ ⎪⎝⎭,上单调减,所以当00x x <<时,()0f x '>,()f x 单调增;当012x x <<时,()0f x '<,()f x 单调减.因此,0x 是()f x 的极大值点.因为,()f x '在12⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,上单调增,所以当212x x <<时,()0f x '<,()f x 单调减,2x x >时,()f x 单调增,因此2x 是()f x 的极小值点. 所以,()f x 有唯一的极大值点0x .由前面的证明可知,201e 2x -⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,,则()()24220e e e e f x f ---->=+>.因为()00022ln 0f x x x '=--=,所以00ln 22x x =-,则 又()()22000000022f x x x x x x x =---=-,因为0102x <<,所以()014f x <. 因此,()201e 4f x -<<. 【考点】 利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值【名师点睛】导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,而函数是高中数学中重要的知识点,所以在历届高考中,对导数的应用的考查都非常突出 ,本专题在高考中的命题方向及命题角度 从高考来看,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行: (1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系。