ti《导数及其应用》一、选择题1.是函数在点处取极值的:()0f x'=()f xxA.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分又不必要条件2、设曲线在点处的切线的斜率为,则函数的部分图象可以为21y x=+))(,(xfx()g x()cosy g x x=A. B. C. D.3.在曲线y=x2上切线的倾斜角为的点是( )π4A.(0,0) B.(2,4) C. D.(14,116)(12,14)4.若曲线y=x2+ax+b在点(0,b)处的切线方程是x-y+1=0,则( )A.a=1,b=1 B.a=-1,b=1 C.a=1,b=-1 D.a=-1,b=-1 5.函数f(x)=x3+ax2+3x-9,已知f(x)在x=-3时取得极值,则a等于( )A.2 B.3 C.4 D.56. 已知三次函数f(x)=x3-(4m-1)x2+(15m2-2m-7)x+2在x∈(-∞,+∞)是增函数,则m的取值13范围是( )A.m<2或m>4 B.-4<m<-2 C.2<m<4 D.以上皆不正确7. 直线是曲线的一条切线,则实数的值为A. B. C. D.y x=lny a x=+a1-e ln21 8. 若函数上不是单调函数,则实数k的取值范围())1,1(12)(3+--=kkxxxf在区间A.B.3113≥≤≤--≤kkk或或3113<<-<<-kk或C. D.不存在这样的实数k22<<-k9. 10.函数的定义域为,导函数在内的图像如图所示,()f x(),a b()f x'(),a b则函数在内有极小值点()f x(),a bA.1个 B.2个 C.3个 D.4个10.已知二次函数的导数为,,对于任意实数都有,则2()f x ax bx c=++'()f x'(0)0f>x()0f x≥的最小值为A. B. C. D.(1)'(0)ff352232二、填空题11.函数的导数为_________________sin xy x=12、已知函数在x=1处有极值为10,则f (2)等于____________.223)(a bx ax x x f +++=13.函数在区间上的最大值是2cos y x x =+[0,]2π14.已知函数在R 上有两个极值点,则实数的取值范围是3()f x x ax =+a 15. 已知函数)(x f 是定义在R 上的奇函数,0)1(=f ,)()(2>-'x x f x f x )(0>x ,则不等式0)(2>x f x 的解集是三、解答题16. 设函数f (x )=sin x -cos x +x +1,0<x <2π,求函数f (x )的单调区间与极值.17. 已知函数.3()3f x x x =-(Ⅰ)求的值;(Ⅱ)求函数的单调区间.)2(f '()f x 18. 设函数.R x x x x f ∈+-=,56)(3(1)求的单调区间和极值;)(x f (2)若关于的方程有3个不同实根,求实数的取值范围.x a x f =)(a (3)已知当恒成立,求实数的取值范围.)1()(,),1(-≥+∞∈x k x f x 时k19. 已知是函数的一个极值点,其中1x =32()3(1)1f x mx m x nx =-+++,,0m n R m ∈< (1)求与的关系式;(2)求的单调区间;m n ()f x(3)当,函数的图象上任意一点的切线斜率恒大于,求的取值范围。
[1,1]x ∈-()y f x =3m m 20. 已知函数2()ln .f x x ax bx =--(I )当时,若函数在其定义域内是增函数,求b 的取值范围;1a =-()f x (II )若的图象与x 轴交于两点,且AB 的中点为,求证:()f x 1212(,0),(,0)()A x B x x x <0(,0)C x 0'()0.f x <21. 已知函数2(),()2ln (x f x g x a x e e==为自然对数的底数)(1)求()()()F x f x g x =-的单调区间,若()F x 有最值,请求出最值;(2)是否存在正常数a ,使()()f x g x 与的图象有且只有一个公共点,且在该公共点处有共同的切线?若存在,求出a 的值,以及公共点坐标和公切线方程;若不存在,请说明理由。
《导数及其应用》参考答案一、选择题: 题号12345678910答案B A D A D D D B AC二、填空题:11. ;12. 18 13.; 14.; 15.2cos sin 'x x x y x -=36+π}0|{<a a ),1()0,1(+∞- 三、解答题16. [解析] f ′(x )=cos x +sin x +1=sin(x +)+1 (0<x <2π)2π4令f ′(x )=0,即sin(x +)=-,π422解之得x =π或x =π.32x ,f ′(x )以及f (x )变化情况如下表:x (0,π)π(π,π)32π32(π,2π)32f ′(x )+0-0+f (x )递增π+2递减3π2递增∴f (x )的单调增区间为(0,π)和(π,2π)单调减区间为(π,π).3232f 极大(x )=f (π)=π+2,f 极小(x )=f (π)=.323π217. 解:(Ⅰ),所以.33(2-='x x f )9)2(='f (Ⅱ),2()33f x x '=-解,得或.()0f x '>1x >1x <-解,得.()0f x '<11x -<<所以,为函数的单调增区间,为函数的单调减区间.(,1)-∞-(1,)+∞()f x (1,1)-()f x 18. 解:(1) …………………1分2,2,0)(),2(3)(212=-=='-='x x x f x x f 得令∴当,…………………2分()0;,()0x x f x x f x ''<>><<<,当时∴的单调递增区间是,单调递减区间是……3分)(x f (,)-∞+∞和)2,2(-当;当.…………4分245)(,2+-=有极大值x f x 245)(,2-=有极小值x f x (2)由(1)可知图象的大致形状及走向(图略))(x f y =∴当的图象有3个不同交点,……6分)(,245245x f y a y a ==+<<-与直线时即当有三解. …………………………………7分55a -<<+α=)(x f(3))1()5)(1()1()(2-≥-+--≥x k x x x x k x f 即∵上恒成立. …………………………………………9分),1(5,12+∞-+≤∴>在x x k x 令,由二次函数的性质,上是增函数,5)(2-+=x x x g ),1()(+∞在x g ∴∴所求的取值范围是……………………………………12分,3)1()(-=>g x g k 3-≤k 19. 解:(1)因为是函数的一个极值点.所以2'()36(1).f x mx m x n =-++1x =()f x '(1)0f =即所以36(1)0,m m n -++=36n m =+ (2)由(1)知,22'()36(1)363(1)[(1)]f x mx m x m m x x m=-+++=--+当时,有,当为化时,与的变化如下表:0m <211m>+x ()f x '()f x x 2(,1)m -∞+21m+2(1,1)m +1(1,)+∞'()f x -0+0-()f x 单调递减极小值单调递增极大值单调递减故由上表知,当时,在单调递减,在单调递增,在上单调0m <()f x 2(,1)m -∞+2(1,1)m+(1,)+∞递减.(3)由已知得,即又,所以,即'()3f x m >22(1)20mx m x -++>0m <222(1)0x m x m m-++< 设,其函数图象开口向上,由题意知①式恒成立,所以222(1)0,[1,1]x m x x m m -++<∈-212()2(1g x x x m m=-++ 解之得所以即的取值范围为22(1)0120(1)010g m m g ⎧-<+++<⎧⎪⇒⎨⎨<⎩⎪-<⎩403m m -<<又403m -<<m 4(,0)3-20.(1)由题意:,在上递增,对bx x x x f -+=2ln )( )(x f ),0(+∞∴021)(≥-+='b x xx f 恒成立,即对恒成立,只需,),0(+∞∈x x x b 21+≤),0(+∞∈x ∴min )21(x xb +≤,,当且仅当时取“=”,,的取值范围为0>x ∴2221≥+x x22=x ∴22≤b ∴b )22,(-∞(2)由已知得,,两式相减,得:⎩⎨⎧=--==--=0ln )(0ln )(2222212111bx ax x x f bx ax x x f ⇒⎩⎨⎧-=-=22221211ln ln bx ax x bx ax x ,)())((ln21212121x x b x x x x a x x -+-+=⇒])()[(ln 212121b x x a x x x x++-=由及,得:b ax x x f -+='21)(2102x x x +=])([221)(2211000b x x a x x b ax x x f ++-+=--='2111ln 1222x x x x x x +-+=,令,]ln)(2[121111222xxxxxxxx-+--=ln)1()1(2[121212112xxxxxxxx-+--=)1,0(21∈=xxt且,,在上为减函数,tttt ln122)(-+-=ϕ)10(<<t 0)1()1()(22<+--='t tttϕ∴)(tϕ)1,0(,又,∴0)1()(=>ϕϕt21xx<∴0)(<'xf21. 解:(1)3222()()()()(0)x a x eaF x f x g x xe x ex-'''=-=-=>①当0,()0a F x'≤>时恒成立()(0,)F x+∞在上是增函数,()F x F只有一个单调递增区间(0,-∞),没有最值……3分②当0a>时,()0)F x x=>,若0x<<()0,()F x F x'<在上单调递减;若x>()0,())F x F x'>+∞在上单调递增,x∴=当时,()F x有极小值,也是最小值,即min()2lnF x F a a a a==-=-…………6分所以当0a>时,()F x的单调递减区间为单调递增区间为)+∞,最小值为lna a-,无最大值…………7分(2)方法一,若()f x与()g x的图象有且只有一个公共点,则方程()()0f xg x-=有且只有一解,所以函数()F x有且只有一个零点…………8分[来源:学_科_网]由(1)的结论可知min()ln01F x a a a=-==得…………10分此时,2()()()2ln0xF x f x g x xe=-=-≥min()0F x F==1,()()f g f x g x∴==∴与的图象的唯一公共点坐标为又f g''==()()f xg x∴与的图象在点处有共同的切线,其方程为1y x-=-,即1y x=-…………13分综上所述,存在a1=,使()()f xg x与的图象有且只有一个公共点,且在该点处的公切线方程为 1.y x=-…………14分方法二:设()f x与g(x)图象的公共点坐标为00(,)x y,根据题意得即22ln22xa xex ae x⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩⎩⎨⎧==)()()()(''xfxfxgxf由②得2xae=,代入①得021ln,2x x=∴=从而1a=…………10分此时由(1)可知min()0F x F==0x x∴>≠当且()0,()()F x f x g x>>即因此除x=外,再没有其它x,使00()()f xg x=…………13分故存在1a=,使()()f xg x与的图象有且只有一个公共点,且在该公共点处有共同的切线,易求得公共点坐标为,公切线方程为1y x=-…………14分。