导 数 专题训练1.定积分ʃ10x (2-x )d x 的值为( )A.π4B.π2C .πD .2π 2.已知函数f (x )=(x 2-2x )e x -a ln x (a ∈R)在区间(0,+∞)上单调递增,则a 的最大值是( )A .-eB .eC .-e 22 D .4e 23.已知函数f (x )=f ′(1)e e x +f (0)2x 2-x ,若存在实数m 使得不等式f (m )≤2n 2-n 成立,则实数n 的取值范围为( )A.⎝⎛⎦⎤-∞,-12∪[1,+∞) B .(-∞,-1]∪⎣⎡⎭⎫12,+∞ C.(]-∞,0∪⎣⎡⎭⎫12,+∞ D.⎝⎛⎦⎤-∞,-12∪[0,+∞) 4.已知函数f (x )=x 2+(ln 3x )2-2a (x +3ln 3x )+10a 2,若存在x 0使得f (x 0)≤110成立,则实数a 的值为( )A.110B.25C.15D.1305.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ln (x +1),x >0,12x +1,x ≤0,若m <n ,且f (m )=f (n ),则n -m 的取值范围为( )A .[3-2ln 2,2)B .[3-2ln 2,2]C .[e -1,2)D .[e -1,2]6.已知函数f (x )=a ln(x +2)-x 2,在区间(0,1)内任取两个实数p ,q ,且p >q ,若不等式f (p +1)-f (q +1)p -q>2恒成立,则实数a 的取值范围是( )A.()12,+∞B.[)12,+∞C.()24,+∞D.[)24,+∞ 7.y =f (x )的导函数满足:当x ≠2时,(x -2)(f (x )+2f ′(x )-xf ′(x ))>0,则( ) A .f (4)>(25+4)f (5)>2f (3) B .f (4)>2f (3)>(25+4)f (5) C .(25+4)f (5)>2f (3)>f (4) D .2f (3)>f (4)>(25+4)f (5)8.若曲线C 1:y =ax 2(a >0)与曲线C 2:y =e x 存在公共切线,则a 的取值范围为( ) A.⎝⎛⎦⎤0,e 28 B.⎝⎛⎦⎤0,e 24 C.⎣⎡⎭⎫e 28,+∞ D.⎣⎡⎭⎫e24,+∞ 9.已知函数f (x )=e 2 018x +mx 3-m (m >0),当x 1+x 2=1时,对于任意的实数θ,都有不等式f (x 1)+f (sin 2θ)>f (x 2)+f (cos 2θ)成立,则实数x 1的取值范围是( )A .[1,+∞)B .[1,2] C.(]1,2 D .(1,+∞)10.已知函数f (x )=e x|x |,关于x 的方程f 2(x )-2af (x )+a -1=0(a ∈R)有3个相异的实数根,则a 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫e 2-12e -1,+∞B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,e 2-12e -1C.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,e 2-12e -1D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫e 2-12e -1 11.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-2x +1,-2≤x <0,e x ,x ≥0,若函数g (x )=f (x )-ax +a 存在零点,则实数a 的取值范围为( )A.⎣⎡⎦⎤-13,e 2B.⎝⎛⎦⎤-∞,-13∪[e 2,+∞) C.⎣⎡⎦⎤-13,1e D.⎝⎛⎦⎤-∞,-13∪[e ,+∞) 12. 已知函数f (x )=ln x +ax 2+(2+a )x (a ∈R),g (x )=xe x -2,对任意的x 0∈(0,2],关于x的方程f (x )=g (x 0)在(]0,e 上有两个不同的实数根,则实数a 的取值范围(其中e =2.718 28…为自然对数的底数)为( ) A.⎝⎛⎭⎪⎫-2e ,-3+2e e 2+e B.⎝⎛⎦⎤-2e ,-e e 2+2 C.⎝⎛⎦⎥⎤-e ,-3+2e e 2+e D.⎝⎛⎭⎫-e ,-ee 2+213.若f (x )=3xf ′(1)-2x 2,则f ′(0)=________.14.若直线y =2x +b 是曲线y =e x -2的切线,则实数b =________.15.若存在两个正实数x ,y 使等式2x +m (y -2e x )(ln y -ln x )=0成立(其中e =2.718 28…),则实数m 的取值范围是_____________.16.已知函数f (x )=ln x +(e -a )x -b ,其中e 为自然对数的底数.若不等式f (x )≤0恒成立,则ba 的最小值为________. 所以b a 的最小值为-1e.导 数 专题训练答案1.定积分ʃ10x (2-x )d x 的值为( )A.π4B.π2 C .π D .2π 答案 A 解析 ∵y =x (2-x ),∴(x -1)2+y 2=1表示以(1,0)为圆心,以1为半径的圆,∴定积分ʃ10x (2-x )d x 等于该圆的面积的四分之一, ∴定积分ʃ1x (2-x )d x =π4.2.已知函数f (x )=(x 2-2x )e x -a ln x (a ∈R)在区间(0,+∞)上单调递增,则a 的最大值是( ) A .-e B .e C .-e 22 D .4e 2答案 A解析 因为函数f (x )=(x 2-2x )e x -a ln x (a ∈R), 所以f ′(x )=e x (x 2-2x )+e x (2x -2)-ax =e x (x 2-2)-ax(x >0).因为函数f (x )=(x 2-2x )e x -a ln x (a ∈R)在区间(0,+∞)上单调递增,所以f ′(x )=e x (x 2-2)-a x ≥0在区间(0,+∞)上恒成立,即ax ≤e x (x 2-2)在区间(0,+∞)上恒成立,亦即a ≤e x (x 3-2x )在区间(0,+∞)上恒成立, 令h (x )=e x (x 3-2x ),x >0,则 h ′(x )=e x (x 3-2x )+e x (3x 2-2)=e x (x 3-2x +3x 2-2)=e x (x -1)(x 2+4x +2),x >0, 因为x ∈(0,+∞),所以x 2+4x +2>0. 因为e x >0,令h ′(x )>0,可得x >1, 令h ′(x )<0,可得0<x <1.所以函数h (x )在区间(1,+∞)上单调递增,在区间(0,1)上单调递减. 所以h (x )min =h (1)=e 1(1-2)=-e. 所以a ≤-e.所以a 的最大值是-e. 3.已知函数f (x )=f ′(1)e e x +f (0)2x 2-x ,若存在实数m 使得不等式f (m )≤2n 2-n 成立,则实数n 的取值范围为( )A.⎝⎛⎦⎤-∞,-12∪[1,+∞) B .(-∞,-1]∪⎣⎡⎭⎫12,+∞ C.(]-∞,0∪⎣⎡⎭⎫12,+∞ D.⎝⎛⎦⎤-∞,-12∪[0,+∞) 答案 A解析 对函数求导可得, f ′(x )=f ′(1)e ·e x +f (0)2×2x -1,∴f ′(1)=f ′(1)+f (0)-1, ∴f (0)=f ′(1)e=1,∴f ′(1)=e ,f (x )=e x +12x 2-x ,f ′(x )=e x +x -1,设g (x )=f ′(x ),则g ′(x )=e x +1>0, ∴函数f ′(x )单调递增,而f ′(0)=0, ∴当x <0时,f ′(x )<0,f (x )单调递减; 当x >0时,f ′(x )>0,f (x )单调递增. 故f (x )min =f (0)=1,由存在性的条件可得关于实数n 的不等式2n 2-n ≥1, 解得n ∈⎝⎛⎦⎤-∞,-12∪[1,+∞). 4.已知函数f (x )=x 2+(ln 3x )2-2a (x +3ln 3x )+10a 2,若存在x 0使得f (x 0)≤110成立,则实数a 的值为( )A.110B.25C.15D.130 答案 D解析 f (x )=x 2+(ln 3x )2-2a (x +3ln 3x )+10a 2=(x -a )2+(ln 3x -3a )2表示点M (x ,ln 3x )与点N (a,3a )距离的平方,M 点的轨迹是函数g (x )=ln 3x 的图象,N 点的轨迹是直线y =3x ,则g ′(x )=1x .作g (x )的平行于直线y =3x 的切线,切点为(x 1,y 1),则1x 1=3,所以x 1=13,切点为P ⎝⎛⎭⎫13,0,所以曲线上点P ⎝⎛⎭⎫13,0到直线y =3x 的距离最小,最小距离d =110,所以f (x )≥110,根据题意,要使f (x 0)≤110,则f (x 0)=110,此时N 为垂足,点M 与点P 重合,k MN =3a -0a -13=-13,得a =130. 5.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ln (x +1),x >0,12x +1,x ≤0,若m <n ,且f (m )=f (n ),则n -m 的取值范围为( )A .[3-2ln 2,2)B .[3-2ln 2,2]C .[e -1,2)D .[e -1,2] 答案 A解析 作出函数f (x )的图象,如图所示,若m <n ,且f (m )=f (n ),则当ln(x +1)=1时,得x +1=e ,即x =e -1, 则满足0<n ≤e -1,-2<m ≤0,则ln(n +1)=12m +1,即m =2ln(n +1)-2,则n -m =n +2-2ln(n +1),设h (n )=n +2-2ln(n +1),0<n ≤e -1, 则h ′(n )=1-2n +1=n -1n +1,0<n ≤e -1,由h ′(n )>0,解得1<n ≤e -1, 由h ′(n )<0,解得0<n <1, 当n =1时,函数h (n )取得最小值 h (1)=1+2-2ln(1+1)=3-2ln 2, 当n =0时,h (0)=2-2ln 1=2; 当n =e -1时,h ()e -1=e -1+2-2ln(e -1+1)=e -1<2, 所以3-2ln 2≤h (n )<2,即n -m 的取值范围是[3-2ln 2,2).6.已知函数f (x )=a ln(x +2)-x 2,在区间(0,1)内任取两个实数p ,q ,且p >q ,若不等式f (p +1)-f (q +1)p -q>2恒成立,则实数a 的取值范围是( )A.()12,+∞B.[)12,+∞C.()24,+∞D.[)24,+∞ 答案 D解析 由已知p >q ,可得f (p +1)-f (q +1)>2(p -q ), f (p +1)>f (q +1)+2p -2q , f (p +1)-2p >f (q +1)-2q , f (p +1)-2p -2>f (q +1)-2q -2, f (p +1)-2(p +1)>f (q +1)-2(q +1). 令g (x )=f (x )-2x ,则有g (p +1)>g (q +1). 因为p ,q ∈(0,1),所以p +1∈(1,2),q +1∈(1,2),又因为p >q ,所以g (x )=f (x )-2x 在(1,2)上为单调递增函数,则g ′(x )=f ′(x )-2=ax +2-2x -2≥0在(1,2)上恒成立,即a ≥(x +2)(2x +2)在x ∈(1,2)时恒成立, 令h (x )=(x +2)(2x +2)=2⎝⎛⎭⎫x +322-12, h (x )在(1,2)上为增函数, 所以a ≥h (2)=24.即a 的取值范围为[)24,+∞.7.y =f (x )的导函数满足:当x ≠2时,(x -2)(f (x )+2f ′(x )-xf ′(x ))>0,则( ) A .f (4)>(25+4)f (5)>2f (3) B .f (4)>2f (3)>(25+4)f (5) C .(25+4)f (5)>2f (3)>f (4) D .2f (3)>f (4)>(25+4)f (5) 答案 C解析 令g (x )=f (x )x -2,则g ′(x )=(x -2)f ′(x )-f (x )(x -2)2,因为当x ≠2时,(x -2)[f (x )+(2-x )f ′(x )]>0, 所以当x >2时,g ′(x )<0,即函数g (x )在(2,+∞)上单调递减, 则g (5)>g (3)>g (4), 即f (5)5-2>f (3)3-2>f (4)4-2, 即(25+4)f (5)>2f (3)>f (4).8.若曲线C 1:y =ax 2(a >0)与曲线C 2:y =e x 存在公共切线,则a 的取值范围为( ) A.⎝⎛⎦⎤0,e 28 B.⎝⎛⎦⎤0,e 24 C.⎣⎡⎭⎫e 28,+∞ D.⎣⎡⎭⎫e24,+∞ 答案 D解析 设公共切线在曲线C 1,C 2上的切点分别为(m ,am 2),(t ,e t ),则2am =e t =am 2-e t m -t,所以m =2t -2,a =e t 4(t -1)(t >1),令f (t )=e t4(t -1)(t >1),则f ′(t )=e t (t -2)4(t -1)2,则当t >2时,f ′(t )>0;当1<t <2时,f ′(t )<0,因此f (t )≥f (2)=e 24,所以a ≥e 24,故选D.9.已知函数f (x )=e 2 018x +mx 3-m (m >0),当x 1+x 2=1时,对于任意的实数θ,都有不等式f (x 1)+f (sin 2θ)>f (x 2)+f (cos 2θ)成立,则实数x 1的取值范围是( )A .[1,+∞)B .[1,2] C.(]1,2 D .(1,+∞) 答案 D解析 g (x )=f (x )-f (1-x )=(e 2 018x +mx 3)-[e 2 018(1-x )+m (1-x )3],则g ′(x )=2 018[e 2 018x +e 2 018(1-x )]+3m [x 2+(1-x )2]>0, 据此可得函数g (x )单调递增, 又x 1+x 2=1,则不等式f (x 1)+f (sin 2θ)>f (x 2)+f (cos 2θ),即 f (x 1)+f (sin 2θ)>f (1-x 1)+f (1-sin 2θ),则f (x 1)-f (1-x 1)>f (1-sin 2θ)-f [1-(1-sin 2θ)], 即g (x 1)>g (1-sin 2θ),结合函数g (x )的单调性可得x 1>1-sin 2θ恒成立, 当sin θ=0时,(1-sin 2θ)max =1,结合恒成立的条件可得实数x 1的取值范围是(1,+∞).10.已知函数f (x )=e x|x |,关于x 的方程f 2(x )-2af (x )+a -1=0(a ∈R)有3个相异的实数根,则a 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫e 2-12e -1,+∞B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,e 2-12e -1C.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,e 2-12e -1D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫e 2-12e -1 答案 D解析f (x )=⎩⎨⎧e xx ,x >0,-exx ,x <0,当x >0时,f ′(x )=e x (x -1)x 2,当0<x <1时,f ′(x )<0,函数单调递减, 当x >1时,f ′(x )>0,函数单调递增, 当x =1时,函数取得极小值f (1)=e.当x <0时,f ′(x )=-e x (x -1)x 2>0,函数单调递增,如图,画出函数的图象,设t =f (x ),当t >e 时,t =f (x )有3个根,当t =e 时,t =f (x )有2个实根,当0<t <e 时,t =f (x )有1个实根,考虑到原方程的判别式大于零恒成立,所以原方程等价于t 2-2at +a -1=0有2个相异实根,其中t 1=e ,t 2∈(0,e)或t 1≤0,t 2>e ,当t =e 时,e 2-2a e +a -1=0,解得a=e 2-12e -1,检验满足条件;由t 1≤0,t 2>e 得⎩⎪⎨⎪⎧02-2a ×0+a -1≤0,e 2-2a e +a -1<0,无解.故选D.11.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2-2x +1,-2≤x <0,e x ,x ≥0,若函数g (x )=f (x )-ax +a 存在零点,则实数a 的取值范围为( )A.⎣⎡⎦⎤-13,e 2B.⎝⎛⎦⎤-∞,-13∪[e 2,+∞) C.⎣⎡⎦⎤-13,1e D.⎝⎛⎦⎤-∞,-13∪[e ,+∞) 答案 B解析 函数g (x )=f (x )-ax +a 存在零点, 即方程f (x )=ax -a 存在实数根,即函数y =f (x )与y =a (x -1)的图象有交点,如图所示,作出f (x )图象,直线y =a (x -1)恒过定点(1,0),过点(-2,1)与(1,0)的直线的斜率k =1-0-2-1=-13,设直线y =a (x -1)与y =e x 相切于点(x 0,0e x), 则切点处的导数值为0e x,则过切点的直线方程为y -0e x =0e x(x -x 0), 又切线过点(1,0),则-0e x=0e x(1-x 0), ∴x 00e x=20e x,得x 0=2, 此时切线的斜率为e 2,由图可知,要使函数g (x )=f (x )-ax +a 存在零点, 则实数a 的取值范围是a ≤-13或a ≥e 2.13. 已知函数f (x )=ln x +ax 2+(2+a )x (a ∈R),g (x )=xe x -2,对任意的x 0∈(0,2],关于x 的方程f (x )=g (x 0)在(]0,e 上有两个不同的实数根,则实数a 的取值范围(其中e =2.718 28…为自然对数的底数)为( ) A.⎝⎛⎭⎪⎫-2e ,-3+2e e 2+e B.⎝⎛⎦⎤-2e ,-ee 2+2C.⎝ ⎛⎦⎥⎤-e ,-3+2e e 2+e D.⎝⎛⎭⎫-e ,-ee 2+2答案 C解析 函数f (x )的定义域为(0,+∞),且f ′(x )=1x +2ax +(2+a )=(2x +1)(ax +1)x(x >0), 当a =0时,f ′(x )>0,f (x )在(0,+∞)上单调递增;当a >0时,f ′(x )>0,f (x )在(0,+∞)上单调递增;当a <0时,f (x )在⎝⎛⎭⎫-1a ,+∞上单调递减, 在⎝⎛⎭⎫0,-1a 上单调递增. g (x )=x e x -2,则g ′(x )=1-x e x , 当x ∈(-∞,1)时,g ′(x )>0,g (x )单调递增,当x ∈(1,+∞)时,g ′(x )<0,g (x )单调递减,其中g (0)=-2,g (1)=1e -2,g (2)=2e 2-2, 则函数g (x )在区间(0,2]上的值域为⎝⎛⎦⎤-2,1e -2, f (x )=g (x 0)在(0,e]上有两个不同的实数根,则必有a <0,且由f (x )的解析式有f (0)→-∞,f ⎝⎛⎭⎫-1a =ln ⎝⎛⎭⎫-1a -1a-1, f (e)=1+a e 2+(2+a )e ,则满足题意时应有⎩⎨⎧f ⎝⎛⎭⎫-1a =ln ⎝⎛⎭⎫-1a -1a -1>1e -2,f (e )=1+a e 2+(2+a )e ≤-2,-1a <e ,注意到函数f (x )=ln x +x -1是单调递增函数,且f ⎝⎛⎭⎫1e =1e -2,据此可知方程ln ⎝⎛⎭⎫-1a -1a -1=1e-2的唯一实数根满足-1a =1e ,即a =-e ,则不等式ln ⎝⎛⎭⎫-1a -1a -1>1e-2的解集为(-e ,+∞), 求解不等式1+a e 2+(2+a )e ≤-2,可得a ≤-3+2e e 2+e . 求解不等式-1a <e ,可得a <-1e, 据此可得实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤-e ,-3+2e e 2+e . 13.若f (x )=3xf ′(1)-2x 2,则f ′(0)=________.答案 6解析 由题意得f ′(x )=3f ′(1)-4x ,∴f ′(1)=3f ′(1)-4,∴f ′(1)=2,∴f ′(x )=6-4x ,∴f ′(0)=6-4×0=6.14.若直线y =2x +b 是曲线y =e x -2的切线,则实数b =________.答案 -2ln 2解析 由题意可知,设切点为(x 0,y 0),y ′=e x ,由y =2x +b 是曲线y =e x -2的切线,得e x 0=2,x 0=ln 2,代入曲线得y 0=0,然后将切点坐标代入切线得b =-2ln 2.15.若存在两个正实数x ,y 使等式2x +m (y -2e x )(ln y -ln x )=0成立(其中e =2.718 28…),则实数m 的取值范围是_____________.答案 (-∞,0)∪⎣⎡⎭⎫2e ,+∞ 解析 由题意可得m =2x (2e x -y )(ln y -ln x ), 则1m =(2e x -y )(ln y -ln x )2x=⎝⎛⎭⎫e -12·y x ·ln y x , 令t =y x ()t >0,构造函数g (t )=⎝⎛⎭⎫e -t 2ln t (t >0), 则g ′(t )=-12ln t +⎝⎛⎭⎫e -t 2×1t =-12ln t +e t -12(t >0), 设h (t )=g ′(t ),则h ′(t )=-12t -e t 2=-t +2e 2t 2<0恒成立, 则g ′(t )在(0,+∞)上单调递减,当t =e 时,g ′(t )=0,则当t ∈(0,e)时,g ′(t )>0,函数g (t )单调递增,当t ∈(e ,+∞)时,g ′(t )<0,函数g (t )单调递减,则当t =e 时,g (t )取得最大值g (e)=e 2, 据此有1m ≤e 2,∴m <0或m ≥2e. 综上可得实数m 的取值范围是(-∞,0)∪⎣⎡⎭⎫2e ,+∞.16.已知函数f (x )=ln x +(e -a )x -b ,其中e 为自然对数的底数.若不等式f (x )≤0恒成立,则b a的最小值为________. 答案 -1e解析 因为函数f (x )=ln x +(e -a )x -b ,所以f ′(x )=1x+(e -a ),其中x >0, 当a ≤e 时,f ′(x )>0,所以f (x )在(0,+∞)上单调递增,所以f (x )≤0不恒成立;当a >e 时,令f ′(x )=1x +e -a =0,得x =1a -e, 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1a -e 时,f ′(x )>0,f (x )单调递增, 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -e ,+∞时,f ′(x )<0,f (x )单调递减, 所以当x =1a -e时,f (x )取得最大值, 因为不等式f (x )≤0恒成立,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -e =-ln(a -e)-b -1≤0, 所以ln(a -e)+b +1≥0,所以b ≥-1-ln(a -e),所以b a ≥-1-ln (a -e )a,a >e , 设F (x )=-1-ln (x -e )x,x >e , 则F ′(x )=-1x -e x +1+ln (x -e )x 2=(x -e )ln (x -e )-e (x -e )x 2,x >e ,令H (x )=(x -e)ln(x -e)-e ,则H ′(x )=ln(x -e)+1,由H ′(x )=0,解得x =e +1e, 当x ∈⎝⎛⎭⎫e +1e ,+∞时,H ′(x )>0,H (x )单调递增, 当x ∈⎝⎛⎭⎫e ,e +1e 时,H ′(x )<0,H (x )单调递减, 所以当x =e +1e时,H (x )取得最小值, 最小值为H ⎝⎛⎭⎫e +1e =-e -1e, 因为当x →e 时,H (x )→-e ,当x >2e 时,H (x )>0,H (2e)=0,所以当x ∈(e,2e)时,F ′(x )<0,F (x )单调递减, 当x ∈(2e ,+∞)时,F ′(x )>0,F (x )单调递增,所以当x =2e 时,F (x )取最小值F (2e)=-1-12e =-1e, 所以b a 的最小值为-1e.。