内容正文:
专题跟踪检测(二十) 利用导数研究函数的性质
一、题点考法全面练
1.曲线y=exsin x在x=0处的切线斜率为( )
A.0 B.1 C.2 D.-2
解析:选B y′=exsin x+excos x,k=y′|x=0=1.
故选B.
2.已知某商品的进价为4元,通过多日的市场调查,该商品的市场销量y(件)与商品售价x(元)的关系为y=e-x,则当此商品的利润最大时,该商品的售价x(元)为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
解析:选A 根据题意可得利润函数f(x)=(x-4)e-x,f′(x)=e-x-(x-4)e-x=(5-x)e-x,当x>5时,f′(x)<0,f(x)单调递减,当0<x<5时,f′(x)>0,f(x)单调递增,所以当x=5时,函数f(x)取最大值.故选A.
3.已知函数f(x)=g(x)·x2,曲线y=g(x)在点(1,g(1))处的切线方程是y=2x-1,则曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程是( )
A.y=x+1 B.y=4x-3
C.y=3x-2 D.y=5x-4
解析:选B 由题意得,g(1)=2×1-1=1,g′(1)=2,
∴f(1)=g(1)×12=1.∵f′(x)=g′(x)·x2+2x·g(x),
∴f′(1)=g′(1)+2g(1)=4.∴曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=4(x-1)+1,即y=4x-3.
4.若函数f(x)=ln x+x2+a-1在区间(1,e)内有零点,则实数a的取值范围是( )
A.(-e2,0) B.(-e2,1)
C.(1,e) D.(1,e2)
解析:选A ∵f(x)=ln x+x2+a-1,∴f′(x)=+2x>0,在区间(1,e)上恒成立.∴f(x)在(1,e)上单调递增.又∵函数f(x)=ln x+x2+a-1有唯一的零点在区间(1,e)内,∴f(1)<0,f(e)>0.
即解得-e2<a<0.
5.已知函数f(x)=(x+1)2+cos(x+1)+a的最小值是4,则a=( )
A.3 B.4
C.5 D.6
解析:选A 由题意,f′(x)=2(x+1)-sin(x+1),f″(x)=2-cos(x+1)>0,所以f′(x)单调递增,又f′(-1)=0,所以当x<-1时,f′(x)<0,当x>-1时,f′(x)>0,故x=-1为f(x)的最小值点,即f(-1)=1+a=4,解得a=3.故选A.
6.函数f(x)=x3-3x2+3-a,若存在x0∈[-1,1],使得f(x0)>0,则实数a的取值范围为( )
A.(-∞, -1) B.(-∞, 1)
C.(-1, 3) D.(-∞, 3)
解析:选D 因为f(x)=x3-3x2+3-a,所以f′(x)=3x2-6x=3x(x-2),x∈[-1, 1].由题意,只需f(x)max>0.当x∈[-1,0)时,f′(x)>0,当x∈(0,1]时,f′(x)<0,所以f(x)在[-1, 0)上单调递增,在(0, 1]上单调递减,所以f(x)max=f(0)=3-a>0,故实数a的取值范围为(-∞, 3).故选D.
7.(2023·全国乙卷)函数f(x)=x3+ax+2存在3个零点,则a的取值范围是( )
A.(-∞,-2) B.(-∞,-3)
C.(-4,-1) D.(-3,0)
解析:选B 由题意知f′(x)=3x2+a,要使函数f(x)存在3个零点,则f′(x)=0要有2个不同的根,则a<0.令3x2+a=0,解得x=± .
令f′(x)>0,则x<-或x>,令f′(x)<0,则-<x< .所以f(x)在和上单调递增,在上单调递减,所以要使f(x)存在3个零点,
则即解得>1,即a<-3.故选B.
8.(2023·新课标Ⅱ卷)已知函数f(x)=aex-ln x在区间(1,2)单调递增,则a的最小值为( )
A.e2 B.e C.e-1 D.e-2
解析:选C 依题意,f′(x)=aex-≥0在(1,2)恒成立,显然a>0,所以xex≥.设g(x)=xex,x∈(1,2),则g′(x)=(x+1)ex>0.所以g(x)在(1,2)单调递增,g(x)>g(1)=e.所以≤e,即a≥=e-1,故选C.
9.设a=,b=,c=,则( )
A.a<c<b B.a<b<c
C.b<a<c D.b<c<a
解析:选C 设f(x)=,则f′(x)=,当x>e时, f′(x)<0,函数单调递减,当0<x<e时,f′(x)>0,函数单调递增,故当x=e时,函数取得最大值f(e)=,因为a===f,b===f(4),c==f