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课时作业(十五) 导数与函数的单调性
[基础保分练]
1.(2023·江苏模拟)函数f(x)=的单调递增区间是( )
A.(-∞,-1) B.(-1,1)
C.(1,+∞) D.(-∞,-1)和(1,+∞)
B 解析:f(x)的定义域为R,
且f′(x)===,
所以当-1<x<1时,f′(x)>0,f(x)单调递增,即f(x)的单调递增区间为(-1,1).
2.(2023·广东清远高三开学考试)设函数f(x)在定义域内可导,y=f(x)的图象如图所示,则导函数y=f′(x)的图象可能是( )
A B
C D
A 解析:根据f(x)的图象可知,函数从左到右,单调性是:递增、递减、递增、递减,即导数从左到右是:正、负、正、负.结合选项可知,只有A选项符合.
3.(2023·福建泉州现代中学月考)若函数f(x)的定义域为R,其导函数为f′(x).若f′(x)-3<0恒成立,f(-2)=0,则f(x)-3x<6的解集为( )
A.(-∞,-2) B.(-2,2)
C.(-∞,2) D.(-2,+∞)
D 解析:令g(x)=f(x)-3x-6,
则g′(x)=f′(x)-3<0,
所以函数g(x)在R上单调递减,
g(-2)=f(-2)-3×(-2)-6=0,
由g(x)<0⇔g(x)<g(-2),则x>-2.
4.(2023·四川内江期末)已知f(x)是定义在(0,+∞)上的非负可导函数,且满足xf′(x)+f(x)>0,则( )
A.2f(1)<f(2) B.2f(1)>f(2)
C.f(1)<2f(2) D.f(1)>2f(2)
C 解析:令g(x)=xf(x),
则g′(x)=xf′(x)+f(x)>0,
∴g(x)在(0,+∞)上单调递增,
∴g(1)<g(2),即f(1)<2f(2).
5.(2023·江南十校联考)已知函数f(x)=ax2-4ax-ln x,则f(x)在(1,4)上不单调的一个充分不必要条件可以是( )
A.a>- B.0<a<
C.a>或-<a<0 D.a>
D 解析:f′(x)=2ax-4a-=,
令g(x)=2ax2-4ax-1,
则函数g(x)=2ax2-4ax-1的对称轴方程为x=1,
若f(x)在(1,4)上不单调,则g(x)在区间(1,4)上有零点.当a=0时,显然不成立;
当a≠0时,只需
或解得a>或a<-.
∴a>是f(x)在(1,4)上不单调的一个充分不必要条件.
6.(多选)(2023·山东日照实验中学月考)如果函数f(x)对定义域内的任意两实数x1,x2(x1≠x2)都有>0,则称函数y=f(x)为“F函数”.下列函数不是“F函数”的是( )
A.f(x)=ex B.f(x)=x2
C.f(x)=ln x D.f(x)=sin x
ACD 解析:依题意,函数g(x)=xf(x)为定义域上的增函数.
对于A,g(x)=xex,g′(x)=(x+1)ex,
当x∈(-∞,-1)时,g′(x)<0,
∴g(x)在(-∞,-1)上单调递减,故A中函数不是“F函数”;
对于B,g(x)=x3在R上单调递增,故B中函数为“F函数”;
对于C,g(x)=x ln x,g′(x)=1+ln x,
当x∈时,g′(x)<0,
故C中函数不是“F函数”;
对于D,g(x)=x sin x,g′(x)=sin x+x cos x,
当x∈时,g′(x)<0,
故D中函数不是“F函数”.
7.(2023·江西鹰潭模拟)已知定义域为R的偶函数f(x)的导函数为f′(x),当x<0时,xf′(x)-f(x)<0.若a=,b=,c=,则a,b,c的大小关系是________.
答案:c<a<b 解析:设g(x)=,
则g′(x)=,
又当x<0时,xf′(x)-f(x)<0,
所以g′(x)<0,即函数g(x)在区间(-∞,0)内单调递减.因为f(x)为R上的偶函数,所以g(x)为(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数,所以函数g(x)在区间(0,+∞)内单调递减.由0<ln 2<e<3,可得g(3)<g(e)<g(ln 2),即c<a<b.
8.(2023·湖南长沙长郡中学月考)已知函数f(x)=x3+mx2+nx+1的单调递减区间是(-3,1),则m+n的值为________.
答案:-2 解析:由题设,f′(x)=x2+2mx+n,
由f(x)的单调递减区间是(-3,1),
得f′(x)<0的解集为(-3,1),
则-3,1是f′(x)=0的解,
∴-2m=-3+1=-2,n=1×(-3)=-3,
可得m=1,n=-3,故m+n=-2.
9.(2023·湖南岳