内容正文:
导数与函数的单调性(见学生用书P321)
1.函数f(x)=xex-ex+1的单调递增区间是( D )
A.(-∞,e) B.(1,e)
C.(e,+∞) D.(e-1,+∞)
2.函数f(x)=cos x-x在(0,π)上的单调性是( D )
A.先增后减 B.先减后增
C.单调递增 D.单调递减
3.函数y=f(x)在定义域内可导,其图象如下.记y=f(x)的导函数为y=f′(x),则不等式f′(x)≤0的解集为( A )
A.∪[2,3]
B.∪
C.∪[1,2)
D.∪∪
【解析】 由图象知在和[2,3]上f(x)单调递减,因此f′(x)≤0的解集为∪[2,3].
4.[2023·青岛模拟] 已知f(x)=x-sin x,则不等式f(2m+1)+f(1-m)>0的解集为( B )
A.(-∞,-2) B.(-2,+∞)
C.(0,+∞) D.(-∞,0)
【解析】 由题意知f(x)的定义域为R,且f(-x)=-x+sin x=-f(x),得f(x)为奇函数,且f′(x)=1-cos x≥0,且f(x)在(-∞,+∞)上单调递增.由f(2m+1)+f(1-m)>0得f(2m+1)>f(m-1),即2m+1>m-1.解得m>-2.
5.[2023·温州龙湾中学模拟] 已知函数f(x)=x3-x2-a ln x,则函数f(x)在(0,+∞)上单调递增的一个充分不必要条件是( A )
A.a<- B.a≤-
C.a< D.a≤
【解析】 由函数f(x)=x3-x2-a ln x,可得函数f(x)的定义域为(0,+∞),
且f′(x)=3x2-3x-,因为函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,即f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,即3x2-3x-≥0在(0,+∞)上恒成立,即a≤3x3-3x2在(0,+∞)上恒成立.
令g(x)=3x3-3x2,x>0,可得g′(x)=9x2-6x=3x(3x-2),
当x∈时,g′(x)<0,g(x)单调递减;当x∈时,g′(x)>0,g(x)单调递增,
所以g(x)min=g=-,所以a≤-,结合选项,可得a<-是函数f(x)在(0,+∞)上单调递增的一个充分不必要条件.
6.已知函数f=sin x-ax,对于任意实数x1,x2,且x1≠x2,都有<0,则a的取值范围为( D )
A.a≤-1 B.a>1
C.a<-1 D.a≥1
【解析】 由题意知,f(x)是减函数,
∴f′(x)=cos x-a≤0恒成立,即cos x≤a在x∈R上恒成立,∴a≥1.
7.f(x)为定义在R上的可导函数,且f′(x)>f(x),对任意正实数a,下列式子一定成立的是( B )
A.f(a)<eaf(0) B.f(a)>eaf(0)
C.f(a)< D.f(a)>
【解析】 令g(x)=,则g′(x)==>0.
∴g(x)为增函数.又a>0,
∴g(a)>g(0),即>,
故f(a)>eaf(0).
8.[2023·淄博模拟] 已知x,y∈,且x≠y,若a<恒成立,则实数a的取值范围是( C )
A.a≥1 B.a>0
C.a≤-1 D.a<0
【解析】 不妨设x<y,则
a<x ln y-y ln x,可得
a<-,
所以<.设f=,则f(x)<f(y),
所以,函数f在区间上单调递增,
f′=≥0对任意的t∈恒成立,则a≤min=-1.
9.[多选题]已知a,b∈R,e是自然对数的底数,若b+eb=a+ln a,则的取值可以是( CD )
A.1 B.2
C.3 D.4
【解析】 设f(x)=x+ex,则f(x)在R上单调递增,
因为f-f=b+eb- =a+ln a-(ln a+a)=0,则b=ln a,结合选项,
设=t>0,则a=bt,即ln a=b=ln =ln b+ln t,
所以ln t=b-ln b.
设g(x)=x-ln x,x>0,g′(x)=1-=,
当x∈(0,1),g′(x)<0,当x∈(1,+∞),
g′(x)>0,
则g(x)在上单调递减,在上单调递增,
g(x)min=g(1)=1,即ln t≥1,
所以t≥e,即≥e,
故的取值可以是3和4.
10.若幂函数f(x)的图象过点,则函数g(x)=exf(x)的单调递减区间为__(-2,0)__.
【解析】 设幂函数f(x)=xα,因为图象过点,所以=,α=2,所以f(x)=x2,故g(x)=exx2,则g′(x)=exx2+2exx=ex(x2+2x),令g′(x)<0,得-2<x<0,故函数g(x)的单调递减区间为(-2,0).
11.已知函数y=f(x)(x∈R)的图象如下,则不等式x f′(x)≥0的解集为__∪[2