内容正文:
3.3 导数的应用
3.3.1 利用导数判断函数的单调性
1.函数y=x+ln x的单调递增区间为( )
A.(0,+∞)
B.(-∞,-1),(1,+∞)
C.(-1,0)
D.(-1,1)
解析:函数y=x+ln x的定义域为(0,+∞).[来源:学科网ZXXK]
令f'(x)=1+>0,得x>0.
答案:A
2.设f(x)=ax3+bx2+cx+d(a>0),则f(x)为增函数的一个充分条件是( )
A.b2-4ac>0
B.b>0,c>0
C.b=0,c>0
D.b2-3ac>0
解析:f'(x)=3ax2+2bx+c,又a>0,所以当b=0,c>0时,f'(x)>0恒成立.[来源:学_科_网Z_X_X_K]
答案:C
3.若函数y=f(x)的导函数在区间[a,b]上是增函数,则函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象可能是( )
解析:因为导函数f'(x)是增函数,
所以切线的斜率随着切点横坐标的增大逐渐增大.
而B图中切线斜率逐渐减小,C图中f'(x)为常数,D图中切线斜率先增大后减小.
答案:A
4.如果函数f(x)=2x3+ax2+1在区间(-∞,0)和(2,+∞)内单调递增,在区间(0,2)内单调递减,则a的值为( )
A.1
B.2
C.-6
D.-12
解析:f'(x)=6x2+2ax,令6x2+2ax<0,
当a>0时,解得-<x<0,不合题意;
当a<0时,解得0<x<-.
由题意,-=2,所以a=-6.
答案:C
5.已知函数y=xf'(x)的图象如图所示(其中f'(x)是函数f(x)的导函数),下面四个图象中,y=f(x)的图象大致是( )
解析:由函数y=xf'(x)的图象,知在(-∞,-1)上,f'(x)>0,f(x)在此区间上是增函数;在(-1,0)上,f'(x)<0,f(x)在此区间上是减函数;在(0,1)上,f'(x)<0,f(x)在此区间上是减函数;在(1,+∞)上,f'(x)>0,f(x)在此区间上是增函数.结合所给选项知应选C.
答案:C
6.函数y=x3+x2-5x-5的单调递增区间是 .
解析:令y'=3x2+2x-5>0,得x<-或x>1.
答案:,(1,+∞)
7.若f(x)=ax3+x恰有三个单调区间,则实数a的取值范围是 .
解析:因为f(x)=ax3+x恰有三个单调区间,
所以f'(x)=0有两个不相等的实数根,[来源:学.科.网Z.X.X.K]
即3ax2+1=0有两个不相等的实数根,
所以Δ=-12a>0,所以a<0.
答案:a<0
8.若函数y=x3-ax2+4在(0,2)内单调递减,则实数a的取值范围是 .
解析:y'=3x2-2ax,由题意知3x2-2ax≤0在区间(0,2)内恒成立,即a≥x在区间(0,2)上恒成立,所以a≥3.
答案:[3,+∞)
9.求证:函数y=xsin x+cos x在区间上是增函数.
证明:y'=sin x+xcos x-sin x=xcos x.
因为x∈,所以cos x>0.
所以y'>0,即函数y=xsin x+cos x在上是增函数.
10.设函数f(x)=ax--2ln x.
(1)若f'(2)=0,求f(x)的单调区间;
(2)若f(x)在定义域上是增函数,求实数a的取值范围.[来源:Zxxk.Com]
解:(1)因为f(x)的定义域为(0,+∞),
f'(2)=0,且f'(x)=a+,
所以a+-1=0,所以a=.
所以f'(x)=(2x2-5x+2),
由f'(x)>0结合x>0,[来源:学科网]
得0<x<或x>2;
由f'(x)<0及x>0,得<x<2.
所以f(x)在区间和(2,+∞)内是增函数,
在区间内是减函数.
(2)若f(x)在定义域上是增函数,
则f'(x)≥0对x>0恒成立,
因为f'(x)=a+,
所以需x>0时ax2-2x+a≥0恒成立.
化为a≥对x>0恒成立.
因为≤1,当且仅当x=1时取等号,
所以a≥1.
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