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考点测试17 导数的应用(一)
高考
概览
本考点是高考必考知识点,常考题型为选择题、填空题、解答题,分值为5分、12分,中、高等难度
考纲
研读
1.了解函数的单调性与导数的关系;能利用导数研究函数的单调性,会求函数的单调区间(其中多项式函数不超过三次)
2.了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件;会用导数求函数的极大值、极小值(其中多项式函数不超过三次);会求闭区间上函数的最大值、最小值(其中多项式函数不超过三次)
3.会用导数解决实际问题
一、基础小题
1.函数f(x)=1+x-sin x在(0,2π)上是( )
A.增函数
B.减函数
C.在(0,π)上单调递增,在(π,2π)上单调递减
D.在(0,π)上单调递减,在(π,2π)上单调递增
答案 A
解析 f′(x)=1-cos x>0,∴f(x)在(0,2π)上单调递增.
2.函数f(x)=x3-3x2+2在区间[-1,1]上的最大值是( )
A.-2 B.0 C.2 D.4
答案 C
解析 f′(x)=3x2-6x,令f′(x)=0,得x=0或x=2(舍去).当-1≤x<0时,f′(x)>0;当0<x≤1时,f′(x)<0.所以f(x)在[-1,0)上是增函数,在(0,1]上是减函数,所以f(x)max=f(0)=2.故选C.
3.已知函数f(x)=2ef′(e)ln x-(e是自然对数的底数),则f(x)的极大值为( )
A.2e-1 B.- C.1 D.2ln 2
答案 D
解析 由题意知f′(x)=-,∴f′(e)=-,f′(e)=,∴f(x)=2ln x-,f′(x)=-,令f′(x)=0,得x=2e,当0<x<2e时,f′(x)>0,当x>2e时,f′(x)<0,∴f(x)在(0,2e)上单调递增,在(2e,+∞)上单调递减,∴f(x)的极大值为f(2e)=2ln (2e)-2=2ln 2.故选D.
4.直线y=a分别与曲线y=ex,y=ln x+1交于M,N两点,则|MN|的最小值为( )
A.1 B.1-ln 2 C.ln 2 D.1+ln 2
答案 A
解析 分别令ex=a,ln x+1=a,其中a>0,则x1=ln a,x2=ea-1,从而|MN|=|x1-x2|=|ln a-ea-1|,构造函数h(a)=ln a-ea-1,求导得h′(a)=-ea-1,当a∈(0,1)时,h′(a)>0,h(a)单调递增;当a∈(1,+∞)时,h′(a)<0,h(a)单调递减.所以h(a)有极大值h(1)=-1.因此|MN|的最小值为|h(1)|=1.故选A.
5.用边长为120 cm的正方形铁皮做一个无盖水箱,先在四周分别截去一个小正方形,然后把四边翻转90°角,再焊接成水箱,则水箱的最大容积为( )
A.120000 cm3 B.128000 cm3
C.150000 cm3 D.158000 cm3
答案 B
解析 设水箱底长为x cm,则高为 cm.由得0<x<120.设容器的容积为y cm3,则有y=·x2=-x3+60x2,则有y′=-x2+120x.令y′=0,解得x=80(x=0舍去).当x∈(0,80)时,y′>0,y单调递增;当x∈(80,120)时,y′<0,y单调递减.因此80是函数y=-x3+60x2的极大值点,也是最大值点,此时y=-×803+60×802=128000.故选B.
6.(多选)已知定义在R上的函数f(x),其导函数f′(x)的大致图象如图所示,则下列叙述正确的是( )
A.f(a)<f(b)<f(c)
B.函数f(x)在x=c处取得极小值,在x=e处取得极大值
C.函数f(x)在x=c处取得极大值,在x=e处取得极小值
D.函数f(x)的最小值为f(d)
答案 AC
解析 由导函数图象可知在(-∞,c),(e,+∞)上,f′(x)>0,在(c,e)上,f′(x)<0,所以函数f(x)在(-∞,c),(e,+∞)上单调递增,在(c,e)上单调递减,所以f(a)<f(b)<f(c);函数f(x)在x=c处取得极大值,在x=e处取得极小值;f(d)>f(e),所以f(d)不是函数f(x)的最小值.故选AC.
7.(多选)已知定义在上的函数f(x)的导函数为f′(x),且f(0)=0,f′(x)cos x+f(x)·sin x<0,则下列判断中正确的是( )
A.f<f B.f>0
C.f>f D.f>f
答案 CD
解析 令g(x)=,x∈,则g′(x)=,因为f′(x)cosx+f(x)sin x<0,所以g′(x)=<0在上恒成立,因此函数g(x)=在上单调递减,因此g>g,即>,即f>f,故A错误;又f(0)=