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1、 精品資料
壓軸題目突破練——函數與導數
A組 專項基礎訓練
(時間:40分鐘)
一、填空題
1.與直線2x-6y+1=0垂直,且與曲線f(x)=x3+3x2-1相切的直線方程是________.
答案 3x+y+2=0
解析 設切點的坐標為(x0,x+3x-1),
則由切線與直線2x-6y+1=0垂直,
可得切線的斜率為-3,
又f′(x)=3x2+6x,故3x+6x0=-3,
解得x0=-1,于是切點坐標為(-1,1),
從而得切線的方程為3x+y+2=0.
2.設f(x),g(x)在[a,b]上可導,且f′(
2、x)>g′(x),則當a”或“=”)
答案 >
解析 ∵f′(x)-g′(x)>0,∴(f(x)-g(x))′>0,
∴f(x)-g(x)在[a,b]上是增函數,
∴當af(a)-g(a),
∴f(x)+g(a)>g(x)+f(a).
3.三次函數f(x)=mx3-x在(-∞,+∞)上是減函數,則m的取值范圍是________.
答案 m<0
解析 f′(x)=3mx2-1,依題可得m<0.
4.點P是曲線x2-y-2ln=0上任意一點,則點P到直線4x+4y+1=
3、0的最短距離是________.
答案 (1+ln 2)
解析 將直線4x+4y+1=0平移后得直線l:4x+4y+b=0,使直線l與曲線切于點P(x0,y0),
由x2-y-2ln=0得y′=2x-,
∴直線l的斜率k=2x0-=-1
?x0=或x0=-1(舍去),
∴P,
所求的最短距離即為點P到直線4x+4y+1=0的距離d==(1+ln 2).
5.設函數f(x)=x3+x2+tan θ,其中θ∈,則導數f′(1)的取值范圍是________.
答案 [,2]
解析 ∵f′(x)=sin θx2+cos θx,
∴f′(1)=sin θ+cos θ=2sin.
4、
∵θ∈,∴θ+∈,
∴sin∈.∴f′(1)∈[,2].
6.已知函數f(x)=xsin x,x∈R,則f(-4),f(),f(-)的大小關系為_______(用“<”連接).
答案 f()
5、的解集為________.
答案 ∪[2,3)
解析 不等式f′(x)≤0的解集即為函數f(x)的單調遞減區(qū)間,從圖象中可以看出函數f(x) 在和[2,3)上是單調遞減的,所以不等式f′(x)≤0的解集為∪[2,3).
8.把一個周長為12 cm的長方形圍成一個圓柱,當圓柱的體積最大時,該圓柱的底面周長與高的比為________.
答案 2∶1
解析 設圓柱高為x,底面半徑為r,則r=,圓柱體積V=π2x=(x3-12x2+36x)(0
6、)設f(x)=a(x-5)2+6ln x,其中a∈R,曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線與y軸相交于點(0,6).
(1)確定a的值;
(2)求函數f(x)的單調區(qū)間與極值.
解 (1)因為f(x)=a(x-5)2+6ln x,
故f′(x)=2a(x-5)+.
令x=1,得f(1)=16a,f′(1)=6-8a,
所以曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線方程為
y-16a=(6-8a)(x-1),
由點(0,6)在切線上可得6-16a=8a-6,故a=.
(2)由(1)知,f(x)=(x-5)2+6ln x(x>0),
f′(x)=x-5+=.
令f′
7、(x)=0,解得x1=2,x2=3.
當03時,f′(x)>0,
故f(x)在(0,2),(3,+∞)上為增函數;
當2
8、理由.
解 (1)∵f(x)是二次函數,且f(x)<0的解集是(0,5),
∴可設f(x)=ax(x-5)(a>0).
∴f(x)在區(qū)間[-1,4]上的最大值是f(-1)=6a.
由已知,得6a=12,∴a=2,
∴f(x)=2x(x-5)=2x2-10x(x∈R).
(2)方程f(x)+=0等價于方程2x3-10x2+37=0
設h(x)=2x3-10x2+37,
則h′(x)=6x2-20x=2x(3x-10).
當x∈時,h′(x)<0,h(x)是減函數;
當x∈時,h′(x)>0,h(x)是增函數.
∵h(3)=1>0,h=-<0,h(4)=5>0,
∴方程h(
9、x)=0在區(qū)間,內分別有唯一實數根,而在區(qū)間(0,3),(4,+∞)內沒有實數根,
∴存在唯一的自然數m=3,使得方程f(x)+=0在區(qū)間(m,m+1)內有且只有兩個不等的實數根.
B組 專項能力提升
(時間:35分鐘)
1.已知函數f(x)(x∈R)的圖象上任一點(x0,y0)處的切線方程為y-y0=(x0-2)(x-1)(x-x0),那么函數f(x)的單調減區(qū)間是________.
答案 (-∞,-1),(1,2)
解析 根據函數f(x)(x∈R)的圖象上任一點(x0,y0)處的切線方程為y-y0=(x0-2)(x-1)(x-x0),可知其導數f′(x)=(x-2)(x2-1)
10、=(x+1)(x-1)(x-2),令f′(x)<0得x<-1或1
11、x,
則f″(x)=-sin x-cos x<0在上恒成立,
故此函數為凸函數;
對于②,f(x)=ln x-2x,
則f″(x)=-<0在上恒成立,
故此函數為凸函數;
對于③,f(x)=-x3+2x-1,
則f″(x)=-6x<0在上恒成立,
故此函數為凸函數;
對于④,f(x)=-xe-x,
則f″(x)=2e-x-xe-x=(2-x)e-x>0在上恒成立,故此函數不是凸函數.
3.函數y=x2(x>0)的圖象在點(ak,a)處的切線與x軸的交點的橫坐標為ak+1,其中k∈N*.若a1=16,則a1+a3+a5的值是________.
答案 21
解析 因為y′
12、=2x,所以過點(ak,a)處的切線方程為y-a=2ak(x-ak).又該切線與x軸的交點為(ak+1,0),
所以ak+1=ak,即數列{ak}是等比數列,
首項a1=16,其公比q=,
所以a3=4,a5=1.所以a1+a3+a5=21.
4.已知函數f(x)=x3+x,對任意的m∈[-2,2],f(mx-2)+f(x)<0恒成立,則x的取值范圍為________.
答案 (-2,)
解析 ∵f′(x)=3x2+1>0恒成立,
故f(x)在R上是增函數.
又f(-x)=-f(x),∴y=f(x)為奇函數.
由f(mx-2)+f(x)<0得f(mx-2)<-f(x)=f(-
13、x),
∴mx-2<-x,mx-2+x<0在m∈[-2,2]上恒成立.
記g(m)=mx-2+x,則
即得-20;當x>1時,g′(x)<0,
所以g(x)在(0,1]上單調遞增,在[1,+∞)上單調遞減.
所以當x
14、=1時,g(x)取到最大值,即g(x)max=g(1)=e;
因為f(x)=,當x∈(0,+∞)時,
f(x)=e2x+≥2e,當且僅當e2x=,
即x=時取等號,故f(x)min=2e.
所以max==.
所以≥.又因為k為正數,所以k≥1.
6.已知函數f(x)=x3+ax2+bx.
(1)若函數y=f(x)在x=2處有極值-6,求y=f(x)的單調遞減區(qū)間;
(2)若y=f(x)的導數f′(x)對x∈[-1,1]都有f′(x)≤2,求的范圍.
解 (1)f′(x)=3x2+2ax+b,
依題意得即
解得∴f′(x)=3x2-5x-2.
∴令f′(x)<0,得-
15、<2.
∴y=f(x)的單調遞減區(qū)間是(-,2).
(2)由
得
不等式組確定的平面區(qū)域如圖陰影部分所示:
由
得
∴Q點的坐標為(0,-1).
設z=,則z表示平面區(qū)域內的點(a,b)與點P(1,0)連線的斜率.
∵KPQ=1,由圖可知z≥1或z<-2,
即z=的范圍是(-∞,-2)∪[1,+∞).
7.(2012遼寧)設f(x)=ln x+-1,證明:
(1)當x>1時,f(x)<(x-1);
(2)當11時,g′(x)=+-<0.
又g(1)=0,所以有g(x)
16、<0,即f(x)<(x-1).
方法二 當x>1時,21時,f(x)<(x-1).
(2)方法一 記h(x)=f(x)-,
由(1)得h′(x)=+-
=-<-
=.
令G(x)=(x+5)3-216x,則當1