内容正文:
第一章 1.3.1 函数的单调性与导数
提能达标过关
一、选择题
1.函数f(x)=x3-3x在(1,+∞)上是( )
A.减函数
B.增函数
C.常数函数
D.不能确定
解析:f′(x)=3x2-3,当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,
∴f(x)在(1,+∞)上是增函数.
答案:B
2.设f′(x)是函数f(x)的导函数,y=f′(x)的图象如图所示,则y=f(x)的图象最有可能的是( )
解析:由题意知,当x<0时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当0<x<2时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x>2时,f′(x)>0,f(x)单调递增.∴C符合题意.
答案:C
3.已知函数f(x)=x3-12x,若f(x)在区间(2m,m+1)上单调递减,则实数m的取值范围是( )
A.[-1,1]
B.[-1,1)
C.(-1,1)
D.(-1,1]
解析:∵f(x)=x3-12x,∴f′(x)=3x2-12,
由f′(x)<0,得-2<x<2,
∴f(x)的单调递减区间为(-2,2),
∵f(x)在区间(2m,m+1)上单调递减,
∴(2m,m+1)⊆(-2,2),
即解得-1≤m<1,
∴实数m的取值范围是[-1,1),故选B.
答案:B
4.已知函数y=f(x)的图象如图所示,则函数y=f′(x)的图象可能是图中的( )
解析:由函数y=f(x)的图象的增减变化趋势可判断函数y=f′(x)取值的正、负情况,如下表:
x
(-1,b)
(b,a)
(a,1)
f(x)
f′(x)
-
+
-
由表,可知当x∈(-1,b)时,函数y=f′(x)的图象在x轴下方;
当x∈(b,a)时,函数y=f′(x)的图象在x轴上方;
当x∈(a,1)时,函数y=f′(x)的图象在x轴下方.
故选C.
答案:C
5.若定义在R上的函数f(x)满足f(x)+f′(x)>1,f(0)=4,则不等式f(x)>+1(e为自然对数的底数)的解集为( )
A.(0,+∞)
B.(-∞,0)∪(3,+∞)
C.(-∞,0)∪(0,+∞)
D.(3,+∞)
解析:不等式f(x)>+1可化为
f(x)·ex-ex-3>0,
令h(x)=f(x)·ex-ex-3,
h′(x)=f′(x)·ex+f(x)·ex-ex=ex[f′(x)+f(x)-1]>0,
∴h(x)是增函数,
h(0)=f(0)e0-e0-3=4-1-3=0,
∴h(x)>0的解集为(0,+∞),故选A.
答案:A
二、填空题
6.函数f(x)=的单调递减区间是________.
解析:f(x)=的定义域为(0,+∞),
由f′(x)=<0,得x>e,
∴函数f(x)=的单调递减区间是(e,+∞).
答案:(e,+∞)
7.若函数f(x)=(x2+mx)ex的单调减区间是,则实数m的值为________.
解析:f′(x)=[x2+(m+2)x+m]ex,
因为f(x)的单调减区间是,
所以f′(x)=0的两个根分别为x1=-,x2=1,
即.
解得m=-
答案:-
8.过抛物线C:x2=2y的焦点F的直线l交抛物线C于A,B两点,若抛物线C在点B处的切线斜率为1,则线段|AF|=________.
解析:设B(x1,y1),因为y==1.
-,故|AF|=|BF|=,所以直线l的方程为y=,因为Fx2,所以y′=x,y′|x=x1=x1=1,可得B
答案:1
三、解答题
9.(2019·吉林实验中学高二检测)已知函数f(x)=ax3-3x2+1-,讨论函数f(x)的单调性.
解:由条件可知a≠0.
所以f′(x)=3ax2-6x=3ax.
所以当a>0时,
f′(x)>0,得x<0或x>,
f′(x)<0,得0<x<.
所以f(x)在(-∞,0),上是增函数,
在上是减函数;
当a<0时,
f′(x)<0,得x<或x>0,
f′(x)>0,得<x<0.
所以f(x)在,(0,+∞)上是减函数,
在上是增函数.
综上,a>0时,f(x)在(-∞,0),上是增函数,
在上是减函数;
a<0时,f(x)在,(0,+∞)上是减函数,
在上是增函数.
10.设函数f(x)=xln x-x2+(a-1)x(a∈R),f′(x)是f(x)的导函数.
(1)令g(x)=f′(x),求g(x)的单调区间;
(2)若f(x)在其定义域内为减函数,求实数a的取值集合.
解:(1)∵f(x)=xln x-x2+(a-1)x,
∴g(x)=f′(x)=ln x+1-ax+a-1=ln x-ax+a,
其定义域为(0,+∞),
∴g′(x)=-a,
当a≤0时,g′(x)>0恒成立,
∴g(x)的单调递增区间为(0,+∞),无单调递减区间;
当a>0时,由