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四翼检测评价(十九)函数的单调性与导数
(一)基础落实
1.命题甲:对任意x∈(a,b),有f′(x)>0;命题乙:f(x)在(a,b)内是单调递增的.则甲是乙的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
解析:选A 例如,f(x)=x3在(-1,1)内是单调递增的,但f′(x)=3x2≥0(-1<x<1),故甲是乙的充分不必要条件,故选A.
2.下列函数中,在(0,+∞)内为增函数的是( )
A.y=sin x B.y=xe2
C.y=x3-x D.y=ln x-x
解析:选B 对于B,y=xe2,则y′=e2,∴y=xe2在R上为增函数,在(0,+∞)上也为增函数,故选B.
3.若函数f(x)=sin x-x,则函数f(x)在区间(0,π)上的单调递增区间为( )
A. B.
C. D.
解析:选D f ′(x)=cos x-,由f ′(x)>0,得cos x>,在区间(0,π)内,当0<x<时,满足cos x>.故选D.
4.函数f(x)=xln x在区间(0, 1)内是( )
A.增函数
B.减函数
C.在内是减函数,在内是增函数
D.在内是增函数,在内是减函数
解析:选C f′(x)=ln x+1,当0<x<时,f′(x)<0;当<x<1时,f′(x)>0.故选C.
5.已知函数y=f(x)的导函数y=f′(x)的图象如图所示,则函数y=f(x)的图象是( )
解析:选B 由导函数的图象可知函数在[-1,1]上为增函数,又导函数的函数值在[-1,0]上递增,原函数在[-1,0]上切线的斜率递增,导函数的函数值在[0,1]上递减,原函数在[0,1]上切线的斜率递减,故选B.
6.函数y=ln(x2-x-2)的单调递减区间为________.
解析:函数y=ln(x2-x-2)的定义域为(-∞,-1)∪(2,+∞),令f(x)=x2-x-2,f ′(x)=2x-1<0,得x<,
∴函数y=ln(x2-x-2)的单调递减区间为(-∞, -1).
答案:(-∞, -1)
7.若函数f(x)的导函数为f ′(x)=x2-4x+3,则函数f(1+x)的单调递减区间是________.
解析:令f ′(x)=x2-4x+3<0,得1<x<3,由1<1+x<3,解得0<x<2,故函数f(1+x)的单调递减区间为(0, 2).
答案:(0, 2)
8.函数y=f(x)在其定义域内可导,其图象如图所示,记y=f(x)的导函数为y=f′(x),则不等式f′(x)≤0的解集为________.
解析:由函数的单调性与导数的关系可知,f′(x)≤0的解集为函数f(x)的单调递减区间,结合图象可知其解集为∪[2,3).
答案:∪[2,3)
9.求下列函数的单调区间.
(1)y=ex-x;
(2)y=x2-ln x.
解:(1)由题易知函数的定义域为R.又y′=ex-1,令ex-1>0,解得x>0;令ex-1<0,解得x<0.所以y=ex-x的单调递减区间是(-∞,0),单调递增区间是(0,+∞).
(2)函数y=x2-ln x的定义域为(0,+∞),又y′=.令y′>0,即解得x>1;令y′<0,即解得0<x<1.故函数y=x2-ln x的单调递增区间为(1,+∞),单调递减区间为(0,1).
10.已知函数f(x)=sin x+tan x-2x,判断并证明f(x)在上的单调性.
解:由已知得f′(x)=cos x+-2.
因为x∈,所以cos x∈(0,1].
于是f′(x)≥cos x+-2≥0,当且仅当cos x=1时等号成立,
所以f(x)在上单调递增.
(二)综合应用
11.定义在R上的可导函数f(x),已知y=ef′(x)的图象如图所示,则y=f(x)的单调递增区间是( )
A.(-∞,1) B.(-∞,2)
C.(0,1) D.(1,2)
解析:选B 由题图知f ′(x)≥0的区间是(-∞,2),故函数y=f(x)的单调递增区间为(-∞,2),故选B.
12.已知函数y=f(x)(x∈R)图象上任一点(x0,f(x0))处的切线斜率k=(x0-2)(x0+1)2,则该函数的单调递减区间为( )
A.[-1,+∞) B.(-∞,2]
C.(-∞,-1)和(1,2) D.[2,+∞)
解析:选B 令k≤0,得x0≤2,由导数与函数单调性的关系可知,函数的单调递减区间为(-∞, 2].
13.(多选)下列选项中,在(-∞,+∞)单调递增的函数是( )
A.f(x)=x4 B.f(x)=x-sin x
C.f(x)=xex D.f(x)