导数练习题1.已知函数f (x )=ax 3+bx 2+cx 在x =±1处取得极值,在x =0处的切线与直线3x +y =0平行.(1)求f (x )的解析式;(2)已知点A (2,m ),求过点A 的曲线y =f (x )的切线条数. 解 (1)f ′(x )=3ax 2+2bx +c ,由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧f ′(1)=3a +2b +c =0,f ′(-1)=3a -2b +c =0,f ′(0)=c =-3,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =0,c =-3.所以f (x )=x 3-3x .(2)设切点为(t ,t 3-3t ),由(1)知f ′(x )=3x 2-3,所以切线斜率k =3t 2-3, 切线方程为y -(t 3-3t )=(3t 2-3)(x -t ).又切线过点A (2,m ),代入得m -(t 3-3t )=(3t 2-3)(2-t ),解得m =-2t 3+6t 2-6. 设g (t )=-2t 3+6t 2-6,令g ′(t )=0, 即-6t 2+12t =0,解得t =0或t =2.当t 变化时,g ′(t )与g (t )的变化情况如下表:作出函数草图(图略),由图可知:①当m >2或m <-6时,方程m =-2t 3+6t 2-6只有一解,即过点A 只有一条切线; ②当m =2或m =-6时,方程m =-2t 3+6t 2-6恰有两解,即过点A 有两条切线; ③当-6<m <2时,方程m =-2t 3+6t 2-6有三解,即过点A 有三条切线. 2.已知函数f (x )=a ln x -bx 2.(1)当a =2,b =12时,求函数f (x )在[1e,e]上的最大值;(2)当b =0时,若不等式f (x )≥m +x 对所有的a ∈[0,32],x ∈(1,e 2]都成立,求实数m 的取值范围.解 (1)由题意知,f (x )=2ln x -12x 2,f ′(x )=2x -x =2-x2x ,当1e ≤x ≤e 时,令f ′(x )>0得1e≤x <2;令f ′(x )<0,得2<x ≤e,∴f (x )在[1e ,2)上单调递增,在(2,e]上单调递减,∴f (x )max =f (2)=ln 2-1.(2)当b =0时,f (x )=a ln x ,若不等式f (x )≥m +x 对所有的a ∈[0,32],x ∈(1,e 2]都成立,则a ln x ≥m +x 对所有的a ∈[0,32],x ∈(1,e 2]都成立,即m ≤a ln x -x ,对所有的a ∈[0,32],x ∈(1,e 2]都成立,令h (a )=a ln x -x ,则h (a )为一次函数,m ≤h (a )min .∵x ∈(1,e 2],∴ln x >0,∴h (a )在[0,32]上单调递增,∴h (a )min =h (0)=-x ,∴m ≤-x 对所有的x ∈(1,e 2]都成立.∵1<x ≤e 2,∴-e 2≤-x <-1,∴m ≤(-x )min =-e 2.即实数m 的取值范围为(-∞,-e 2]. 3.设函数f (x )=ln(1+x ),g (x )=xf ′(x ),x ≥0,其中f ′(x )是f (x )的导函数. (1)令g 1(x )=g (x ),g n +1(x )=g (g n (x )),n ∈N *,求g n (x )的表达式; (2)若f (x )≥ag (x )恒成立,求实数a 的取值范围;(3)设n ∈N *,比较g (1)+g (2)+…+g (n )与n -f (n )的大小,并加以证明. 解 由题设得,g (x )=x1+x(x ≥0).(1)由已知,g 1(x )=x 1+x ,g 2(x )=g (g 1(x ))=x1+x 1+x 1+x=x 1+2x ,g 3(x )=x1+3x,…,可得g n (x )=x1+nx. 下面用数学归纳法证明.①当n =1时,g 1(x )=x1+x,结论成立.②假设n =k 时结论成立,即g k (x )=x1+kx.那么,当n =k +1时,g k +1(x )=g (g k (x ))=g k (x )1+g k (x )=x1+kx 1+x 1+kx=x 1+(k +1)x,即结论成立.由①②可知,结论对n ∈N *成立.(2)已知f (x )≥ag (x )恒成立,即ln(1+x )≥ax 1+x 恒成立.设φ(x )=ln(1+x )-ax1+x (x ≥0),则φ′(x )=11+x -a (1+x )2=x +1-a(1+x )2,当a ≤1时,φ′(x )≥0(当且仅当x =0,a =1时等号成立),∴φ(x )在[0,+∞)上单调递增.又φ(0)=0,∴φ(x )≥0在[0,+∞)上恒成立, ∴a ≤1时,ln(1+x )≥ax1+x恒成立(当且仅当x =0,a =1时等号成立). 当a >1时,对x ∈(0,a -1]有φ′(x )≤0,∴φ(x )在(0,a -1)上单调递减∴φ(a -1)<φ(0)=0.即a >1时,存在x >0,使φ(x )<0,故知ln(1+x )≥ax1+x不恒成立,综上可知,a 的取值范围是(-∞,1].(3)由题设知g (1)+g (2)+…+g (n )=12+23+…+n n +1,n -f (n )=n -ln(n +1),比较结果为g (1)+g (2)+…+g (n )>n -ln(n +1). 证明如下:方法一:上述不等式等价于12+13+…+1n +1<ln(n +1),在(2)中取a =1,可得ln(1+x )>x 1+x ,x >0.令x =1n ,n ∈N *,则1n +1<ln n +1n.下面用数学归纳法证明.①当n =1时,12<ln 2,结论成立.②假设当n =k 时结论成立,即12+13+…+1k +1<ln(k +1).那么,当n =k +1时,12+13+…+1k +1+1k +2<ln(k +1)+1k +2<ln(k +1)+ln k +2k +1=ln(k +2),即结论成立.由①②可知,结论对n ∈N *成立.方法二:上述不等式等价于12+13+…+1n +1<ln(n +1),在(2)中取a =1,可得ln(1+x )>x 1+x ,x >0.令x =1n ,n ∈N *,则ln n +1n >1n +1.故有ln 2-ln 1>12,ln 3-ln 2>13,…,ln(n +1)-ln n >1n +1,上述各式相加可得ln(n +1)>12+13+…+1n +1,结论得证.D1、已知函数()2f x m x =+与函数()11ln 3,22g x x x x ⎛⎫⎡⎤=--∈ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭的图像上至少存在一对关于x 轴对称的点,则实数m 的取值范围是( )。
A 、5ln 2,24⎡⎤+⎢⎥⎣⎦B 、52ln 2,ln 24⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦C 、5ln 2,2ln 24⎡⎤+-⎢⎥⎣⎦D 、[]2ln 2,2-B2、已知函数()3231f x a x x =-+,若()f x 存在唯一的零点0x ,且00x >,则a 的取值范围,为( )。
A 、(2,+∞)B 、(,2-∞-)C 、(,1-∞-)D 、(1,+∞) A3、定义在R 上的函数()f x 满足:()()()()1,00,f x f x f f x ''>-=是()f x 的导函数,则不等式()1x x e f x e >-(其中e 为自然对数的底数)的解集为( )。
A 、()0,+∞ B 、()(),10,-∞-⋃+∞ C 、()(),01,-∞⋃+∞ D 、()1,-+∞ 4、已知函数()2143ln 2f x x x x =-+-在[],1t t +上不单调,那么实数t 的取值范围是 。
(0,1)(2,3)C5、若函数32()132x a f x x x =-++在区间1,32⎛⎫⎪⎝⎭内有极值点,则实数a 的取值范围是( )。
A 、52,2⎛⎫ ⎪⎝⎭B 、52,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭C 、102,3⎛⎫ ⎪⎝⎭D 、102,3⎡⎫⎪⎢⎣⎭B6、已知函数3214()33f x x x x =+++,若函数()y f x a b =++为奇函数,则a b +的值为( )。
A 、-5B 、-2C 、0D 、2D7、已知函数2()(32),x f x e x a x =+++在区间(1,0)-有最小值,则实数a 的取值范围是( )。
A 、11,e ⎛⎫-- ⎪⎝⎭B 、1,3e ⎛⎫-- ⎪⎝⎭C 、3,1e ⎛⎫-- ⎪⎝⎭D 11,3e ⎛⎫-- ⎪⎝⎭A8、设函数()f x 在R 上的导函数为2(),2()()f x f x xf x x ''+>且,下面的不等式在R 上恒成立的是( )。
A 、()0f x >B 、()0f x <C 、()f x x >D 、()f x x <A9、已知函数()(2)x f x x e ax a =---,若不等式()0f x >恰有两个正整数解,则a 的取值范围是( )。
A 、31,04e ⎡⎫-⎪⎢⎣⎭B 、,02e ⎡⎫-⎪⎢⎣⎭C 、31,42e e ⎡⎫-⎪⎢⎣⎭D 、31,24e ⎡⎫-⎪⎢⎣⎭D10、若函数2()ln ()(0)f x x g x ax a ==>与函数有两条公切线,则实数a 的取值范围是( )。
A 、1(0,)e B 、1(0,)2e C 、1(,)e +∞ D 、1(,)2e+∞11、已知函数()g x 满足121()(1)(0)2x g x g e g x x -'=-+,且存在实数0x 使得不等式021()m g x -≥成立,则m 的取值范围是 。
【1,+无穷】12、已知1,3x x ==是函数()sin()(0,)f x x ωϕωϕπ=+><相邻的两个极值点,且()f x 在32x =处的导数302f ⎛⎫'< ⎪⎝⎭,则13f ⎛⎫= ⎪⎝⎭。
(二分之一) 13、已知函数21(),()241f x xg x x ax x =-=-++,若任意[][]120,1,1,2x x ∈∈存在,使12()()f x g x ≥,则实数a 的取值范围是 。
【四分之九到正无穷】 B14、已知M 为曲线x y e =上一动点,N 为曲线ln y x =上一动点,则MN 的最小值为( )。