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1、(人教版)精品數(shù)學(xué)教學(xué)資料
章末綜合測評(三) 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用
(時(shí)間120分鐘,滿分150分)
一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)
1.若函數(shù)f(x)=α2-cos x,則f′(α)等于( )
A.sin α B.cos α
C.2α+sin α D.2α-sin α
【解析】 f′(x)=(α2-cos x)′=sin x,當(dāng)x=α?xí)r,f′(α)=sin α.
【答案】 A
2.若曲線y=在點(diǎn)P處的切線斜率為-4,則點(diǎn)P的坐標(biāo)是( )
A. B.或
C. D.
【解析
2、】 y′=-,由-=-4,得x2=,從而x=±,分別代入y=,得P點(diǎn)的坐標(biāo)為或.
【答案】 B
3.觀察(x2)′=2x,(x4)′=4x3,(cos x)′=-sin x,歸納可得:若定義在R上的函數(shù)f(x)滿足f(-x)=f(x),記g(x)為f(x)的導(dǎo)函數(shù),則g(-x)=( )
A.f(x) B.-f(x)
C.g(x) D.-g(x)
【解析】 觀察可知,偶函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)g(x)是奇函數(shù),所以g(-x)=-g(x).
【答案】 D
4.若函數(shù)f(x)=ax4+bx2+c滿足f′(1)=2,則f′(-1)=( )
A.-1 B.-2
C.2 D.0
3、
【解析】 由f(x)=ax4+bx2+c得f′(x)=4ax3+2bx,又f′(1)=2,所以4a+2b=2,f′(-1)=-4a-2b=-(4a+2b)=-2.故選B.
【答案】 B
5.已知函數(shù)f(x)=xln x,若f(x)在x0處的函數(shù)值與導(dǎo)數(shù)值之和等于1,則x0的值等于( )
A.1 B.-1
C.±1 D.不存在
【解析】 因?yàn)閒(x)=xln x,所以f′(x)=ln x+1,于是有x0ln x0+ln x0+1=1,解得x0=1或x0=-1(舍去),故選A.
【答案】 A
6.過點(diǎn)(0,1)且與曲線y=在點(diǎn)(3,2)處的切線垂直的直線方程為( )
4、 【導(dǎo)學(xué)號:26160104】
A.2x+y-1=0 B.x-2y+2=0
C.x+2y-2=0 D.2x-y+1=0
【解析】 y′=′==,
∴y′|x=3=-,故與切線垂直的直線斜率為2,
所求直線方程為y-1=2x,
即2x-y+1=0.故選D.
【答案】 D
7.已知函數(shù)y=f(x),其導(dǎo)函數(shù)y=f′(x)的圖象如圖1所示,則y=f(x)( )
圖1
A.在(-∞,0)上為減函數(shù)
B.在x=0處取得極小值
C.在(4,+∞)上為減函數(shù)
D.在x=2處取極大值
【解析】 在(-∞,0)上,f′(x)>0,故f(x)在(-∞,0)上為增函數(shù),A錯(cuò)
5、;在x=0處,導(dǎo)數(shù)由正變負(fù),f(x)由增變減,故在x=0處取極大值,B錯(cuò);在(4,+∞)上,f′(x)<0,f(x)為減函數(shù),C對;在x=2處取極小值,D錯(cuò).
【答案】 C
8.若函數(shù)f(x)=ax3-x2+x-5在(-∞,+∞)上單調(diào)遞增,則a的取值范圍是( )
A.a(chǎn)> B.a(chǎn)≥
C.a(chǎn)< D.a(chǎn)≤
【解析】 f′(x)=3ax2-2x+1在(-∞,+∞)上恒非負(fù),故解得a≥.
【答案】 B
9.以長為10的線段AB為直徑作半圓,則它的內(nèi)接矩形面積的最大值為( )
A.10 B.15
C.25 D.50
【解析】 設(shè)內(nèi)接矩形的長為x,
則寬為,
∴S2=x
6、2·=y(tǒng),
∴y′=50x-x3.
令y′=0,得x2=50或x=0(舍去),
∴S=625,即Smax=25.
【答案】 C
10.函數(shù)y=的最大值為( )
A.e-1 B.e
C.e2 D.
【解析】 y′==,令y′=0,得x=e.
當(dāng)x>e時(shí),y′<0;當(dāng)0<x<e時(shí),y′>0.
故y極大值=f(e)=e-1.因?yàn)樵诙x域內(nèi)只有一個(gè)極值,所以ymax=e-1.
【答案】 A
11.對于R上可導(dǎo)的任意函數(shù)f(x),若滿足(x-1)f′(x)≥0,則必有( )
A.f(0)+f(2)<2f(1) B.f(0)+
7、f(2)>2f(1)
C.f(0)+f(2)≤2f(1) D.f(0)+f(2)≥2f(1)
【解析】?、偃鬴′(x)不恒為0,則當(dāng)x>1時(shí),f′(x)≥0,當(dāng)x<1時(shí),f′(x)≤0,
所以f(x)在(1,+∞)內(nèi)單調(diào)遞增,在(-∞,1)內(nèi)單調(diào)遞減.
所以f(2)>f(1),f(1)<f(0),
即f(0)+f(2)>2f(1).
②若f′(x)=0恒成立,則f(2)=f(0)=f(1),
綜合①②,知f(0)+f(2)≥2f(1).
【答案】 D
12.若函數(shù)f(x)在(0,+∞)上可導(dǎo),且滿足f(x)>-xf′(x),則一定有( )
8、
A.函數(shù)F(x)=在(0,+∞)上為增函數(shù)
B.函數(shù)F(x)=在(0,+∞)上為減函數(shù)
C.函數(shù)G(x)=xf(x)在(0,+∞)上為增函數(shù)
D.函數(shù)G(x)=xf(x)在(0,+∞)上為減函數(shù)
【解析】 設(shè)G(x)=xf(x),則G′(x)=xf′(x)+f(x)>0,故G(x)=xf(x)在(0,+∞)上遞增,故選C.
【答案】 C
二、填空題(本大題共4小題,每小題5分,共20分.將答案填在題中的橫線上)
13.函數(shù)f(x)=ln x-x的單調(diào)遞增區(qū)間為________.
【解析】 令f′(x)=-1>0,解不等式即可解得x<1,注意定義域?yàn)?0,+∞).所以0<x<
9、1.
【答案】 (0,1)
14.設(shè)函數(shù)f(x)=6x3+3(a+2)x2+2ax.若f(x)的兩個(gè)極值點(diǎn)為x1,x2,且x1x2=1,則實(shí)數(shù)a的值為________.
【解析】 f′(x)=18x2+6(a+2)x+2a.
由已知f′(x1)=f′(x2)=0,從而x1x2==1,所以a=9.
【答案】 9
15.若函數(shù)f(x)=ln|x|-f′(-1)x2+3x+2,則f′(1)=________.
【解析】 當(dāng)x>0時(shí),f(x)=ln x-f′(-1)x2+3x+2,
∴f′(x)=-2f′(-1)x+3,
∴f′(1)=1-2f′(-1)+3.
當(dāng)x<0
10、時(shí),f(x)=ln(-x)-f′(-1)x2+3x+2,
∴f′(x)=--2f′(-1)x+3=-2f′(-1)x+3,
∴f′(-1)=-1+2f′(-1)+3,
∴f′(-1)=-2,
∴f′(1)=8.
【答案】 8
16.當(dāng)x∈[-1,2]時(shí),x3-x2-x<m恒成立,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是________.
【解析】 記f(x)=x3-x2-x,
所以f′(x)=3x2-2x-1.
令f′(x)=0,得x=-或x=1.
又因?yàn)閒=,f(2)=2,f(-1)=-1,f(1)=-1,
所以當(dāng)x∈[-1,2]時(shí),[f(x)]max=2,所以m>2.
【答
11、案】 (2,+∞)
三、解答題(本大題共6小題,共70分.解答應(yīng)寫出文字說明,證明過程或演算步驟)
17.(本小題滿分10分)已知曲線y=x3+x-2在點(diǎn)P0處的切線l1與直線l:4x-y-1=0平行,且點(diǎn)P0在第三象限.
(1)求點(diǎn)P0的坐標(biāo); 【導(dǎo)學(xué)號:26160105】
(2)若直線l2⊥l1,且l2也過點(diǎn)P0,求直線l2的方程.
【解】 (1)由y=x3+x-2,得y′=3x2+1.
令3x2+1=4,解得x=±1.
當(dāng)x=1時(shí),y=0;當(dāng)x=-1時(shí),y=-4.
又點(diǎn)P0在第三象限,
∴切點(diǎn)P0的坐標(biāo)為(-1,-4).
(2)∵直線l2⊥l1,l1的斜率
12、為4,
∴直線l2的斜率為-.
∵l2過切點(diǎn)P0,點(diǎn)P0的坐標(biāo)為(-1,-4),
∴直線l2的方程為y+4=-(x+1),即x+4y+17=0.
18.(本小題滿分12分)(2015·重慶高考)已知函數(shù)f(x)=ax3+x2(a∈R)在x=-處取得極值.
(1)確定a的值;
(2)若g(x)=f(x)ex,討論g(x)的單調(diào)性.
【解】 (1)對f(x)求導(dǎo)得f′(x)=3ax2+2x,
因?yàn)閒(x)在x=-處取得極值,
所以f′=0,
即3a·+2·=-=0,解得a=.
(2)由(1)得,g(x)=ex,
故g′(x)=ex+ex
=e
13、x
=x(x+1)(x+4)ex.
令g′(x)=0,解得x=0,x=-1或x=-4.
當(dāng)x<-4時(shí),g′(x)<0,故g(x)為減函數(shù);
當(dāng)-4<x<-1時(shí),g′(x)>0,故g(x)為增函數(shù);
當(dāng)-1<x<0時(shí),g′(x)<0,故g(x)為減函數(shù);
當(dāng)x>0時(shí),g′(x)>0,故g(x)為增函數(shù).
綜上知,g(x)在(-∞,-4)和(-1,0)內(nèi)為減函數(shù),在(-4,-1)和(0,+∞)內(nèi)為增函數(shù).
19.(本小題滿分12分)設(shè)f(x)=ln x,g(x)=f(x)+f′(x),求g(x)的單調(diào)區(qū)間和最小值.
【解
14、】 由題意知f′(x)=,g(x)=ln x+,
∴g′(x)=.
令g′(x)=0,得x=1.
當(dāng)x∈(0,1)時(shí),g′(x)<0,故(0,1)是g(x)的單調(diào)減區(qū)間.
當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),g′(x)>0,故(1,+∞)是g(x)的單調(diào)增區(qū)間.
因此,x=1是g(x)的唯一極值點(diǎn),且為極小值點(diǎn),從而是最小值點(diǎn).
所以g(x)的最小值為g(1)=1.
20.(本小題滿分12分)(2014·重慶高考)已知函數(shù)f(x)=+-ln x-,其中a∈R,且曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線垂直于直線y=x.
(1)求a的值;
(2)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間與極值.
15、
【解】 (1)對f(x)求導(dǎo)得f′(x)=--,
由y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線垂直于直線y=x知
f′(1)=--a=-2,解得a=.
(2)由(1)可知f(x)=+-ln x-,
則f′(x)=.
令f′(x)=0,解得x=-1或x=5.
因x=-1不在f(x)的定義域(0,+∞)內(nèi),舍去.
當(dāng)x∈(0,5)時(shí),f′(x)<0,故f(x)在(0,5)內(nèi)為減函數(shù);當(dāng)x∈(5,+∞)時(shí),f′(x)>0,故f(x)在(5,+∞)內(nèi)為增函數(shù).
由此知函數(shù)f(x)在x=5時(shí)取得極小值f(5)=-ln 5,無極大值.
21.(本小題滿分12分)某商場銷售某
16、種商品的經(jīng)驗(yàn)表明,該商品每日的銷售量y(單位:千克)與銷售價(jià)格x(單位:元/千克)滿足關(guān)系式y(tǒng)=+10(x-6)2.其中3<x<6,a為常數(shù).已知銷售價(jià)格為5元/千克時(shí),每日可售出該商品11千克.
(1)求a的值;
(2)若該商品的成本為3元/千克,試確定銷售價(jià)格x的值,使商場每日銷售該商品所獲得的利潤最大.
【解】 (1)因?yàn)閤=5時(shí),y=11,
所以+10=11,a=2.
(2)由(1)可知,該商品每日的銷售量y=+10(x-6)2.
所以商場每日銷售該商品所獲得的利潤
f(x)=(x-3)·
=2+10(x-3)(x-6)2,3<x<6.
17、
從而,f′(x)=10[(x-6)2+2(x-3)(x-6)]
=30(x-4)(x-6).
于是,當(dāng)x變化時(shí),f′(x),f(x)的變化情況如下表:
x
(3,4)
4
(4,6)
f′(x)
+
0
-
f(x)
42
由上表可得,x=4是函數(shù)f(x)在區(qū)間(3,6)內(nèi)的極大值點(diǎn),也是最大值點(diǎn).
所以,當(dāng)x=4時(shí),函數(shù)f(x)取得最大值,且最大值等于42.
即當(dāng)銷售價(jià)格為4元/千克時(shí),商場每日銷售該商品所獲得的利潤最大.
22.(本小題滿分12分)(2016·秦皇島高二檢測)已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx+c的圖象經(jīng)過原點(diǎn)
18、,f′(1)=0,曲線y=f(x)在原點(diǎn)處的切線與直線y=2x+3的夾角為135°.
(1)求f(x)的解析式; 【導(dǎo)學(xué)號:26160106】
(2)若對于任意實(shí)數(shù)α和β,不等式|f(2sin α)-f(2sin β)|≤m恒成立,求m的最小值.
【解】 (1)由題意,有f(0)=c=0,
f′(x)=3x2+2ax+b且f′(1)=3+2a+b=0,①
又曲線y=f(x)在原點(diǎn)處的切線的斜率k=f′(0)=b,而直線y=2x+3與此切線所成的角為135°,所以=-1.②
聯(lián)立①②解得a=0,b=-3,所以f(x)=x3-3x.
(2)|f(2sin α)-f(2sin β)|≤m恒成立等價(jià)于
|f(x)max-f(x)min|≤m,由于2sin α∈[-2,2],2sin β∈[-2,2],故只需求出f(x)=x3-3x在[-2,2]上的最值,而f′(x)=3x2-3,由f′(x)=0得x=±1,列表如下:
x
-2
(-2,-1)
-1
(-1,1)
1
(1,2)
2
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
-2
2
-2
2
所以f(x)max=2,f(x)min=-2,所以|f(x)max-f(x)min|=4≤m,所以m的最小值為4.