内容正文:
微专题集训69 函数与导数(选择题&填空题压轴)
一、单项选择题
1.(2024·东北三省四市联考)已知函数f(x)的定义域为R,且f(x+1)+f(x-1)=2,f(x+2)为偶函数,若f(0)=2,则f(k)=( )
A.116 B.115
C.114 D.113
2.(2024·潍坊市高三统考)已知定义在R上的函数f(x)满足f(0)=1,对任意x,y∈R,有f(xy+1)=f(x)f(y)-f(y)-x+2,则 =( )
A. B.
C. D.
3.(2024·湖北荆荆宜三校联考)若不等式ex+a≥ln x-a恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.[0,+∞) B.[-1,+∞)
C.[-,+∞) D.[-e,+∞)
4.(2024·静海一中调研)已知函数f(x)的部分图象如图所示,则f(x)的解析式可能为( )
A.f(x)=
B.f(x)=
C.f(x)=
D.f(x)=
5.(2024·陕西咸阳中学质检)已知函数f(x)=ax2+2x-ex,若对∀m,n∈(0,+∞),m>n,都有<2成立,则a的取值范围是( )
A.(-∞,] B.(-∞,1)
C.(-∞,] D.(-∞,e]
6.(2023·河南开封一模)对于满足一定条件的连续函数f(x),存在一个点x0,使得f(x0)=x0,那么我们称该函数为“不动点”函数.若f(x)=x(aex-ln x)为“不动点”函数,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,0] B.(-∞,]
C.(-∞,1] D.(-∞,e]
7.(2023·四川绵阳一诊)已知直线l:x+my+n=0既是曲线y=ln x的切线,又是曲线y=ex-2的切线,则m+n=( )
A.0 B.-2
C.0或e D.-2或-e
8.(2024·河南顶级名校月考)设函数y=f(x)的定义域为R,且满足y=f(2x+1)是偶函数,f(-x)=-f(x-2),当x∈(-1,1]时,f(x)=-x2+1,则下列说法不正确的是( )
A.f(2022)=-1
B.当x∈[9,11]时,f(x)的取值范围为[0,1]
C.y=f(x+3)为奇函数
D.方程f(x)=|lg(x+1)|仅有5个不同实数解
二、多项选择题
9.(2024·苏北四市第一次调研)设函数f(x)的定义域为R,f(2x+1)为奇函数,f(x+2)为偶函数.当x∈[0,1]时,f(x)=ax+b.若f(0)+f(3)=-1,则( )
A.b=-2
B.f(2023)=-1
C.f(x)为偶函数
D.f(x)的图象关于点(,0)对称
10.(2023·东北师大附中模拟)已知函数y=f(x)是R上的奇函数,对于任意x∈R,都有f(x+4)=f(x)+f(2)成立,且f(x)在[0,2)上单调递增,给出下列结论,其中正确的是( )
A.f(2)=0
B.点(4,0)是函数y=f(x)的图象的一个对称中心
C.函数y=f(x)在(-6,-2)上不具有单调性
D.函数y=f(x)在[-6,6]上有3个零点
11.(2024·湖北二十一所重点中学联考)高斯是德国著名数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的美誉,他和阿基米德、牛顿并列为世界三大数学家.用[x]表示不超过x的最大整数,则y=[x]称为高斯函数,例如[-2.1]=-3,[2.1]=2.则下列说法正确的是( )
A.函数y=x-[x]在区间[k,k+1)(k∈Z)上单调递减
B.若函数f(x)=,则y=[f(x)]的值域为{0}
C.若函数f(x)=|-|,则y=[f(x)]的值域为{0,1}
D.∀x∈R,x<[x]+1
12.(2023·重庆模拟)已知函数f(x)=方程[f(x)]2- 2af(x)=0(a为参数,a∈R)有两个不等实根,则下列选项正确的是( )
A.x=1是函数f(x)的零点
B.∃x1∈(0,1),x2∈(1,3),使得f(x1)>f(x2)
C.x=-2是f(x)是极大值点
D.a的取值范围是(,)∪[,+∞)
三、填空题
13.(2024·福建宁德高级中学期中)已知函数f(x)(x∈R)满足f(x+1)=f(1-x),若函数y=|x2-2x|与y=f(x)图象的交点为(x1,y1),(x2,y2),…,(xm,ym),则交点横坐标的和xi=________.(用m表示结果)
14.(2024·河南信阳月考)已知f(x)=x+,若曲线y=f(x)存在两条过点(2,0)的切线,则实数a的取值范围是________.
15.(2024·江苏镇江期中)已知f(x)=ln x-ax2+x,若f(x)>0有且仅有三个整数解,则a的取值范围是________.
16.(2023·广东湛江一模)已知函数f(x)=x2+ax+,g(x)=-ln x,且min{m,n}表示m,n中的最小值,设函数h(x)=min{f(x),g(x)}(x>0),若h(x)恰有3个不同的零点,则实数a的取值范围是________.
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微专题集训69 函数与导数(选择题&填空题压轴)
1.C 2.A
3.B 由ex+a≥ln x-a,得ex+a+x+a≥x+ln x=eln x+ln x,构造f(x)=ex+x,则 f(x)在R上单调递增,由f(x+a)≥f(ln x)得x+a≥ln x恒成立,即a≥ln x-x恒成立.令g(x)=ln x-x(x>0), 则g′(x)=-1=,由g′(x)>0得0<x<1,则g(x)在(0,1)上单调递增,由g′(x)<0得x>1,则g(x)在(1,+∞)上单调递减,所以g(x)max=g(1)=-1,所以a≥-1.故选B.
4.D 根据题图得函数f(x)的定义域为{x|x≠0},图象关于y轴对称,即f(x)为偶函数.对于A选项,f(x)=为偶函数,但f(1)=>2.不合题意,排除A;对于B选项,函数定义域为R,不合题意,排除B;对于C选项,函数定义域为{x|x≠0},f(-x)==,故函数为非奇非偶函数,不合题意,排除C.故选D.
5.C 因为对∀m,n∈(0,+∞),m>n,都有<2成立,所以对∀m,n∈(0,+∞),m>n,都有f(m)-2m<f(n)-2n.设g(x)=f(x)-2x=ax2-ex,则g(x)在(0,+∞)上为减函数,g′(x)=2ax-ex,等价于x∈(0,+∞),2ax-ex≤0恒成立,即x∈(0,+∞),2a≤恒成立.设h(x)=,则h′(x)==,所以当x∈(0,1)时,h′(x)<0,h(x)单调递减,当x∈(1,+∞)时,h′(x)>0,h(x)单调递增,所以h(x)min=h(1)=e,所以2a≤e,即a≤.故选C.
6.B f(x)=x(aex-ln x)=x,∵x>0,∴aex-ln x=1,解得a=.设g(x)=,则g′(x)=,令t(x)=-(1+ln x),则t′(x)=--<0,所以t(x)在(0,+∞)上单调递减,且t(1)=0,故当0<x<1时,t(x)>0,g(x)在(0,1)上单调递增;当x>1时,t(x)<0,g(x)在(1,+∞)上单调递减.则g(x)max=g(1)=,g(x)的值域为(-∞,],∴实数a的取值范围为(-∞,].
7.D 设f(x)=ln x,g(x)=ex-2,则f′(x)=,g′(x)=ex-2.设直线l与两曲线相切的切点分别为M(x1,f(x1)),N(x2,g(x2)),则曲线f(x)=ln x的切线方程为y-ln x1=(x-x1),化简得y=x+ln x1-1;曲线g(x)=ex-2的切线方程为y-ex2-2=ex2-2 (x-x2),化简得y=ex2-2x+(1-x2)·ex2-2,所以由ex2-2=,得x2-2=ln,所以x2=-ln x1+2,代入(1-x2)·ex2-2=ln x1-1得(ln x1-1)·=ln x1-1,即(ln x1-1)(-1)=0,解得x1=e或x1=1.当x1=e时,切线方程为x-ey=0,所以m=-e,n=0,所以m+n=-e;当x1=1时,切线方程为x-y-1=0,所以m=n=-1,则m+n=-2.故m+n的值为-e或-2.故选D.
8.D 依题意,y=f(2x+1)是偶函数,则f(-2x+1)=f(2x+1),所以y=f(x)的图象关于直线x=1对称,所以f(x+2)=f(-x).又f(-x)=-f(x-2),所以f(x+2)=-f(x-2),即f(x+4)=-f(x),于是有f(x+8)=-f(x+4)=f(x),所以函数f(x)的周期为8.
对于选项A,f(2022)=f(252×8+6)=f(6)=f(-2)=-f(0)=-1,故A正确.
对于选项B,画出函数f(x)的图象,如图所示.
所以当x∈[9,11]时,f(x)的取值范围为[0,1],故B正确.
对于选项C,由f(x+2)=f(-x),得f(x-3+2)=f[-(x-3)],即f(x-1)=f(-x+3)①.由f(x+4)=-f(x),得f(x-1+4)=-f(x-1),即f(x+3)=-f(x-1)②.由①②可得f(x+3)=-f(-x+3),所以y=f(x+3)为奇函数,故C正确.
对于选项D,在同一平面直角坐标系中作出函数y=f(x),y=|lg (x+1)|的部分图象,如图所示.由图象可以看出,两函数的图象有6个交点,所以方程f(x)=|lg (x+1)|仅有6个不同实数解,故D错误.故选D.
9.AC 由f(2x+1)为奇函数,得f(-2x+1)=-f(2x+1),则f(-x+1)=-f(x+1),∴f(x)的图象关于点(1,0)对称,D错误.由f(x+2)为偶函数,得f(-x+2)=f(x+2),∴f(x)的图象关于直线x=2对称,∴f(x)的周期为4×(2-1)=4,于是f(-x)=f(x+4)=f(x),C正确.在f(-x+1)=-f(x+1)中,令x=0,得f(1)=0,当x∈[0,1]时,f(x)=ax+b,可得f(0)=1+b,f(1)=a+b=f(3)=0,又f(0)+f(3)=-1,∴f(0)=1+b=-1,解得b=-2,A正确.f(2023)=f(4×505+3)=f(3)=0,B错误.综上,选AC.
10.AB 将x=-2代入f(x+4)=f(x)+f(2),得f(2)=f(-2)+f(2),所以f(-2)=0,又函数y=f(x)是R上的奇函数,所以f(-2)=-f(2)=0,故f(2)=0,所以A正确.因为f(x+4)=f(x) ①,所以-f(x+4)=-f(x) ②,令①式中的x为-x得f(-x+4)=f(-x),又函数y=f(x)是R上的奇函数,所以f(-x)=-f(x),故f(-x+4)=-f(x) ③,由②③可得f(-x+4)=-f(x+4),故B正确.因为f(x+4)=f(x),所以函数f(x)是以4为周期的周期函数,则函数y=f(x)在(-6,-2)上的单调性与在(-2,2)上的单调性相同,画出f(x)在(-2,2)上的大致图象,如图,则函数y=f(x)在(-6,-2)上单调递增,所以C不正确.由上述分析可知f(0)=f(-4)=f(4)=0,f(2)=f(6)=f(-2)=f(-6)=0,所以函数y=f(x)在[-6,6]上有7个零点,D不正确.故选AB.
11.CD 对于A,当x∈[k,k+1)(k∈Z)时,y=x-[x]=x-k,所以函数y=x-[x]在[k,k+1)(k∈Z)上单调递增,所以选项A错误.对于B,当x=时,sin x=-1,ex-e-x>1,所以0<<1,所以f(x)=∈(-1,0),则此时[f(x)]=-1,所以选项B错误.对于C,f(x)=|-|,则f(x)>0,所以f2(x)=1+sin 2x+1-sin 2x-2=2-2=2-2=2-2|cos 2x|==.当cos 2x≥0时,1-2sin2x≥0,所以sin2x≤,即|sin x|≤,此时f(x)=2|sin x|∈[0,];当cos 2x<0时,2cos2x-1<0,所以cos2x<,即|cos x|<,此时f(x)=2|cos x|∈[0,).所以f(x)∈[0,],所以函数y=[f(x)]的值域为{0,1},所以选项C正确.对于D,当x=2时,[x]+1=3,所以x<[x]+1,所以选项D正确.综上,选CD.
12.BC 当x<1时,f(x)=x2ex,则f′(x)=(x2+2x)ex=x(x+2)ex,当x∈(-∞,-2)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当x∈(0,1)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当x∈(-2,0)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,且f(-2)=,f(0)=0.当x≥1时,f(x)=,则f′(x)=,当x∈(1,2)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,当x∈(2,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,且f(1)=e,f(2)=,f(x)≥0(x≥1)恒成立.画出函数y=f(x)的大致图象如图.
对A,由函数图象可得x=1不是函数f(x)的零点,故A错误;对B,由图易知f(x1)∈(0,e),f(x2)∈[,e),故∃x1∈(0,1),x2∈(1,3),使得f(x1)>f(x2),故B正确;对C,由图可得x=-2是f(x)的极大值点,故C正确;对D,方程[f(x)]2-2af(x)=0(a为参数,a∈R)等价于f(x)=0或f(x)=2a,由图可得f(x)=0有1个实数根x=0,所以方程[f(x)]2-2af(x)=0(a为参数,a∈R)有两个不等实根等价于f(x)=2a(a为参数)有1个非零实根,则由图可得<2a<或2a>e,即a的取值范围是(,)∪(,+∞),故D错误.故选BC.
13.解析:因为y=|x2-2x|=|(x-1)2-1|,所以函数y=|x2-2x|的图象关于直线x=1对称.又f(1+x)=f(1-x),则y=f(x)的图象也关于直线x=1对称,所以它们的交点关于直线x=1对称.设x1<x2<x3<…<xm,则x1+xm=x2+xm-1=…=2,所以2xi=(x1+xm)+(x2+xm-1)+…+(xm+x1)=2m,所以xi=m.
答案:m
14.解析:函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞).对f(x)求导得f′(x)=1-,设切点坐标为(x0,x0+),所以切线方程为y-x0-=(1-)(x-x0).因为切线过点(2,0),代入可得-x0-=(1-)(2-x0),整理得2x+ax0-a=0.因为曲线y=f(x)存在两条切线,所以该方程有两个不等的实数根且x0≠0,即满足a≠0且Δ=a2+8a>0,解得a>0或a<-8.故实数a的取值范围是(-∞,-8)∪(0,+∞).
答案:(-∞,-8)∪(0,+∞)
15.解析:f(x)>0可化为>a(x>0),令g(x)=,则g′(x)=.令h(x)=1-x-2ln x,则h′(x)=-1-<0在(0,+∞)上恒成立,所以函数h(x)在(0,+∞)上单调递减,又h(1)=0,所以当0<x<1时,h(x)>0,则g′(x)>0,当x>1时,h(x)<0,则g′(x)<0,所以函数g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.因为g(x)>a有且仅有三个整数解,所以g(4)≤a<g(3),即≤a<,所以a的取值范围是[,).
答案:[,)
16.解析:函数f(x)=x2+ax+的图象恒过点(0,),为开口向上的抛物线,易知函数g(x)=-ln x的零点为1,且f(x)有2个不同的零点.当f(x)=x2+ax+的零点至少有1个大于或等于1时,在同一直角坐标系中作出f(x),g(x)的示意图,有3种情况,如图所示,
则函数h(x)=min{f(x),g(x)}(x>0)的零点最多有2个,不符合题意.
故要使h(x)恰有3个不同的零点,需函数f(x)在区间(0,1)上存在2个零点,在同一直角坐标系中作出f(x),g(x)的示意图,如图所示,数形结合,知解得-<a<-.
答案:(-,-)
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