导数大题 1.某堆雪在融化过程中,其体积V (单位:3m )与融化时间t (单位:h )近似满足函数关系:31()(10)10V t H t =-(H 为常数),其图象如图所示. 记此堆雪从融化开始到结束的平均融化速度为3(m /h)v . 那么瞬时融化速度等于3(m /h)v 的时刻是图中的( )(A )1t(B )2t(C )3t (D )4t2.函数3()e xf x x =的极值点0x = ,曲线()y f x =在点00(,())x f x 处的切线方程是 .3.已知函数2()ln f x a x bx =-,a ,b ∈R .(Ⅰ)若()f x 在1x =处与直线12y =-相切,求a ,b 的值;(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求()f x 在1[,e]e上的最大值;(Ⅲ)若不等式()f x x ≥对所有的(,0]b ∈-∞,2(e,e ]x ∈都成立,求a 的取值范围.解:(Ⅰ)()2af x bx x'=-. 由函数()f x 在1x =处与直线12y =-相切,得(1)0,1(1).2f f '=⎧⎪⎨=-⎪⎩即20,1.2a b b -=⎧⎪⎨-=-⎪⎩解得a b ⎧⎪⎨⎪⎩ (2),定义域为此时()f x x x '=-2=xx.令()0f x '>,解得01x <<,令()0f x '<,得1x >.所以()f x 在(1e,1)上单调递增,在(1,e )上单调递减,所以()f x 在1[,e]e上的最大值为1(1)2f =-. ………………………………8分(Ⅲ)若不等式()f x x ≥对所有的(,0]b ∈-∞,2(e,e ]x ∈都成立,即2ln a x bx x-≥对所有的(,0]b ∈-∞,2(e,e ]x ∈都成立,即2ln a x x bx -≥对所有的(,0]b ∈-∞,2(e,e ]x ∈都成立,即ln 0a x x -≥对2(e,e ]x ∈恒成立. …………………11分即ln xa x≥对2(e,e ]x ∈恒成立, 即a 大于或等于ln xx在区间2(e,e ]上的最大值.令()ln x h x x =,则2ln 1(=(ln )x h x x -'),当2(e,e ]x ∈时,()0h x '>,()h x 单调递增,所以()ln x h x x=,2(e,e ]x ∈的最大值为22e (e )2h =.即2e 2a ≥.所以a的取值范围是2e [,)2+∞. ………………………………14分4.已知函数2()e xf x x =. (Ⅰ)求()f x 的单调区间;(Ⅱ)证明:1x ∀,2(,0]x ∈-∞,1224()()e f x f x -≤; (Ⅲ)写出集合{()0}x f x b ∈-=R (b 为常数且b ∈R )中元素的个数(只需写出结论).解:(Ⅰ)()(2)xf x x x e '=+.令()(2)0xf x x x e '=+=,则12x =-,20x =.)所以函数()f x 的单调递减区间为(2,0)-,单调递增区间为 (,2)-∞-,(0,)+∞.…………………4分(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知()f x 的单调递增区间为(,2)-∞-,单调递减区间为(2,0)-, 所以当(,0]x ∈-∞时,()=f x 最大值24(2)f e -=.因为当(,2]x ∈-∞-时,()0f x >,(0)0f =,所以当(,0]x ∈-∞时,()=f x 最小值(0)0f =.所以()f x 最大值-()=f x 最小值24e. 所以对1x ∀,2(,0]x ∈-∞,都有12()()f x f x -≤()f x 最大值-()=f x 最小值24e . ……………………10分(Ⅲ)当0b <时,集合{()0}x f x b ∈-=R 的元素个数为0;当0b =或24b e >时,集合{()0}x f x b ∈-=R 的元素个数为1;当24b e =时,集合{()0}x f x b ∈-=R 的元素个数为2;当240b e <<时,{()0}x f x b ∈-=R 的元素3. …………13分5.已知函数1()ln ()f x a x a R x=+∈. (Ⅰ)当2a =时,求曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程;(Ⅱ)如果函数()()2g x f x x =-在(0,)+∞上单调递减,求a 的取值范围;(Ⅲ)当0a >时,讨论函数()y f x =零点的个数.解:(Ⅰ)当2a =时,1()2ln f x x x=+,(1)1f =,所以221()f x x x'=-,(1)1f '=.所以切线方程为y x=. ……………………3分(Ⅱ)因为()()2g x f x x =-在(0,)+∞上单调递减,等价于21()20a g x x x'=--≤在(0,)+∞恒成立,变形得12a x x≤+ (0)x >恒成立, 而12x x +≥=(当且仅当12x x=,即2x =时,等号成立).所以a ≤.……………………8分(Ⅲ)21()ax f x x-'=. 令()0f x '=,得1x =. 所以min 1()=()f x f a=1ln (1ln )a a a a a +=-.(ⅰ)当0a e <<时,min ()0f x >,所以()f x 在定义域内无零点;(ⅱ)当a e =时,min ()0f x =,所以()f x 在定义域内有唯一的零点;(ⅲ)当a e >时,min ()0f x <, ① 因为(1)10f =>,所以()f x 在增区间1(,)a+∞内有唯一零点;② 21()(2ln )f a a a a=-,设()2ln h a a a =-,则2()1h a a'=-, 因为a e >,所以()0h a '>,即()h a 在(,)e +∞上单调递增,所以()()0h a h e >>,即21()0f a >,所以()f x 在减区间1(0,)a内有唯一的零点.所以a e >时()f x 在定义域内有两个零点.综上所述:当0a e <<时,()f x 在定义域内无零点; 当a e =时,()f x 在定义域内有唯一的零点;当a e >时,()f x 在定义域内有两个零点. ……………………13分 6.已知函数325()2f x x x ax b =+++ ,327()ln 2g x x x x b =+++,(a ,b 为常数). (Ⅰ)若()g x 在1x =处的切线过点(0,5)-,求b 的值;(Ⅱ)设函数()f x 的导函数为()f x ',若关于x 的方程()()f x x xf x '-=有唯一解,求实数b 的取值范围;(Ⅲ)令()()()F x f x g x =-,若函数()F x 存在极值,且所有极值之和大于5ln 2+,求实数a 的取值范围.解:(Ⅰ)设()g x 在1x =处的切线方程为5y kx =-,因为21()37,(1)11g x x x g x''=++=, 所以11k =,故切线方程为115y x =-.当1x =时,6y =,将(1,6) 代入327()ln 2g x x x x b =+++, 得32b =. …………………………3分 (Ⅱ)()2'35f x x x a =++,由题意得方程32325352x x ax b x x ax x +++=+++有唯一解,1)(,)8-+∞………………………(Ⅲ)2()ln ,F x ax x x =-- 所以221'()x ax F x x-+=-.因为()F x 存在极值,所以221'()0x ax F x x-+=-=在),0(+∞上有根,即方程0122=+-ax x在),0(+∞上有根,则有2=80a ∆-≥.显然当=0∆时,()F x 无极值,不合题意; 所以方程必有两个不等正根. 记方程0122=+-ax x的两根为21,x x ,则12121022x x a x x ⎧=>⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,,2212121212()()()()(ln ln )F x F x a x x x x x x +=+-+-+21ln 14222-+-=a a >15ln 2- ,解得162>a ,满足0∆>. 又1202ax x +=>,即0a >, 故所求a 的取值范围是),4(+∞. …………………………14分。