内容正文:
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考 案 (二)
第六章 导数及其应用
考试时间:120分钟 满分:150分
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目
要求的)
1.若物体的运动规律是s = f(t),则物体在时刻t0的瞬时速度可以表示为 ( )
(1)lim
Δt0
f(t0 + Δt)- f(t0)
Δt
; (2)lim
Δt0
f(t0)- f(t0 + Δt)
Δt
;
(3)f ′(t0); (4)f ′(t).
A.(1)(2) B.(1)(3) C.(2)(3) D.(2)(4)
2.若曲线y =2x2的一条切线l与直线x +4y -8 = 0垂直,则切线l的方程为 (D )
A. x +4y +3 = 0 B. x +4y -9 = 0 C. 4x - y +3 = 0 D. 4x - y -2 = 0
3.函数y = xcos x - sin x在下面哪个区间内单调递增 (B )
A. π2,
3π( )2 B.(π,2π) C. 3π2 ,5π( )2 D.(2π,3π)
4.若函数f(x)= kx - ln x在区间(1,+ ∞)上单调递增,则实数k的取值范围是 ( )
A.(- ∞,-2] B.(- ∞,-1] C.[2,+ ∞) D.[1,+ ∞)
5.函数f(x)= x
2
x -1 ( )
A.在(0,2)上单调递减 B.在(- ∞,0)和(2,+ ∞)上单调递增
C.在(0,2)上单调递增 D.在(- ∞,0)和(2,+ ∞)上单调递减
6.函数y = ln x
2
x 图像大致为 ( )
A B C D
7.若不等式2xln x≥ - x2 + ax -3对任意x∈(0,+ ∞)恒成立,则实数a的取值范围是 (B )
A.(- ∞,0) B.(- ∞,4] C.(0,+ ∞) D.[4,+ ∞)
8.(2023·乙卷(文))函数f(x)= x3 + ax +2存在3个零点,则a的取值范围是 (B )
A.(-
!
,-2) B.(-
!
,-3) C.(-4,-1) D.(-3,0)
二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题
目要求的,全部选对的得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.已知函数f(x)= xln x + 12 x
2,x0是函数f(x)的极值点,下列选项正确的是 (A )
A. 0 < x0 <
1
e B. x0 >
1
e C. f(x0)+ x0 < 0 D. f(x0)+ x0 > 0
10.若函数f(x)的导函数的图像关于y轴对称,则f(x)的解析式可能为 (A )
A. f(x)= tan 2x B. f(x)= x5 + sin 2x C. f(x)=1 + sin 2x D. f(x)= ex - x
11.已知函数f(x)定义域为[-1,5],部分对应值如下表所示.
x -1 0 2 4 5
f(x) 1 2 0 2 1
f(x)的导函数f ′(x)的图像如图所示.
下列关于函数f(x)的结论正确的有 (D )
A.函数f(x)的极大值点有2个
B.函数f(x)在(0,2)上单调递减
C.若x∈[-1,t]时,f(x)的最大值是2,则t的最大值为4
D.当1≤a <2时,函数y = f(x)- a有4个零点
12.已知函数f(x)= xln x,若0 < x1 < x2,则下列结论正确的是 (A )
A. x2 f(x1)< x1 f(x2) B. x1 + f(x1)< x2 + f(x2)
C.
f(x1)- f(x2)
x1 - x2
< 0 D.当ln x > -1时,x1 f(x1)+ x2 f(x2)>2x2 f(x1)
三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.函数y = xex在其极值点处的切线方程为 .
14.(2024·新课标Ⅰ卷)若曲线y = ex + x在点(0,1)处的切线也是曲线y = ln(x +1)+ a的切线,则a = .
15.已知函数f(x)= x3 + ax2 +(2a -3)x -1.
(1)若f(x)的单调减区间为(-1,1),则a的取值集合为 .
(2)若f(x)在区间(-1,1)内单调递减,则a的取值集合为 .
16.设定义域为R的函数f(x)满足f ′(x)> f(x),则不等式ex - 1 f(x)< f(2x -1)的解集为 .
四、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(本小题满分10分)已知函数f(x)= x3 - 2ax2 + bx + c,
(1)当c =0时,f(x)在点P(1,3)处的切线平行于直线y = x +2,求a,b的值;
(2)若f(x)在点A(-1,8),B(3,-24)处有极值,求f(x)的表达式
.
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18.(本小题满分12分)设函数f(x)= ln x + ln(2 - x)+ ax(a >0).
(1)当a =1时,求f(x)的单调区间;
(2)若f(x)在(0,1]上的最大值为12,求a的值.
19.(本小题满分12分)设函数f(x)= x3 + ax2 + bx + c.
(1)求曲线y = f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;
(2)设a = b =4,若函数f(x)有三个不同零点,求c的取值范围.
20.(本小题满分12分)某工厂生产一种仪器的元件,由于受生产能力和技术水平的限制,会产生一些次品,
根据经验知道,其次品率P与日产量x(万件)之间大体满足关系:
P =
1
6 - x,1≤x≤c,
2
3,x > c{ , (其中c为小于6的正常数)
(注:次品率=次品数/生产量,如P =0. 1表示每生产10件产品,有1件为次品,其余为合格品)
已知每生产1万件合格的仪器可盈利2万元,但每生产1万件次品将亏损1万元,故厂方希望定出合适
的日产量.
(1)试将生产这种仪器的元件每天的盈利额T(万元)表示为日产量x(万件)的函数;
(2)当日产量为多少时,可获得最大利润?
21.(本小题满分12分)(2024·天津)设函数f(x)= xln x.
(1)求f(x)图象上点(1,f(1))处的切线方程;
(2)若f(x)≥a(x -槡x)在x∈(0,+ ∞)时恒成立,求a的值;
(3)若x1,x2∈(0,1),证明| f(x1)- f(x2)|≤ | x1 - x2 |
1
2 .
22.(本小题满分12分)(2023·甲卷(文))已知函数f(x)= ax - sin x
cos2x
,x∈ 0,π( )2 .
(1)当a =1时,讨论f(x)的单调性;
(2)若f(x)+ sin x <0,求a的取值范围
.
[.511
1
133. B y'-o-n :--n 1(.
_.-2
2)时.-nini>0.则函数yxo-sinx在
,短成文
(.2-)上单词增
82-7+3-0.又41.
4.Df()---函数x)-i-hx在区
5得d=3=d=3.
400.
--.(-1)d-3v:
(1.+×)单调魂增,/(x)0在区(1.+*)
(2)a为等差数列,14.1为等数列,且上
(2)由2000,得600×(5)02:20
。
上立。
占一、面,:一在区间(1·×)上单调建减。
故8-..+.--+..
.根坚等差数列的项公式的特点,可设8.=I.
11。
y-()在(-**)上单递增。()
2.1的取值范围是1·).故选B
则-“+1,且d=1>1:
B
(-1](-1(1-
。()
“404)48.-4--12
“441*3
或段-(n1)则-号且d-k1.
念()-0.得-0=2
-(-1)(3-6-8
答:经过5年后,该项目的资会超过2千万元.
①当a-m.-1-11时.
(u+3(n+4)
(-0)和(2.)时(-0
2(1)当-1时..-9.
若405.c3.对于×桓成立.
5(0.1)和:(1.对.(x)0.故评B
则.-7。×-(21)”
由2$3-得28+3-()
6.C 由题意,函数y-h的定文域为(-x.0)
两式相减得205.-8)=8.-.
则只满是(a-1n.(3-6)n-8<0成立
即可。
.
且--hn-n-x).
(0.+).
又8-8所以-(a2)文
50--1.:50-t-51=0.又4-11.
.
当a-1时,-n-8cD恒成立,满足题意;
当1时,是然不可能成立;
所以-().
解得1-1-5
一是
当1时.设/fn)-(n-1n-(3-6)n-8
所以涵数/)为奇面数,排除A.B.
然n0.--3.即数列|是首项为3.公
当,o时,数y2n-201-ln1
此为3的等比数列,所以a.-3x3”-3
当。=t(n1)b--4{>I时.
1,
则8.-1.(281)×-(+)--
当0<x<e时r0.函数调,当x>时
(2)设数列.的公差为4睡有b.-3.
0.涵数单词送减.排楚D
由乙-.得-27,解得-6.
-1-)(0故在[1.*)上单调
7.B 2x-+ar-3(>0)桓成立.即2
所.-3+6(n-1-3(-1.
89(2n-1)(2s 1)
1
8此时无解。
故(n)--f(1)-(a-1)+(3a-6)-8-4a-
-)
0).0)-2-当.(01)时.(o)
150.
。
n.(1.-1-(1-8)(118)(2-A)
所以.-1-)1-)+
.函数(x)调减:当x(1.+x)时
'(s)0.函数()单调递增,所以();
又51.故当51时满题意
2-2111
i(1)-4.所以ahit).=4.故a的取值范用是
-2-
上所选,当ae(-.1]时,4s.对于n
(-4.
因为--寻,以---
N惬立。
-11--2)
8. B ()-3+.
考案(二)
(2)由(1)想_,-
若画数x)=&'++2存在3个零点.
21.(1)30.=3+.57=21
1.B
则/()-3-0,有两个不回的根,且极大伯
2.根题可得
①当-1时-寻,显然成立:
大于0极值小于0.
3(..d-..+2
2.D 设切点标为(,3).易知y'=4,则有4x。=
判别式A-0-1>0.得c0
4.解得1“1.所以y=2.故词线1的方程为y-2
-2
②假设当 -h(k N.)时成立,即-2则
曲/(*)>ox--或x-
t
-4(-11.即4-,-2-0
20
f)单调增。
1. ABC对于A./)hn2+可得(s)
x)在0.-)上单调通减,在一×]上单调
与a的取值集合为lalas.
由广()0得--<x-号.此时《0单
16.(1..*)设(s)-s()。
m2
增.故C错议.
减。
一当>-.即>-1时{>)单调,又
因函数,关干y对称,故A满足题意;
-
对于B,由x)-+n2可得'(x)=5”
选A知f)f)xx)+
-f()).
{
2c2x((a)为偶函数,关于+勃对称,故B满
[]])
-时取极小蓝.
足题意:
1.$(x)0.涵数F(1t)在定义上单调增
)(-)[]-)]0故D正
对于C.由)-1+可得()-2m2
r(2-1).
(&eR).则(x)为倒函数,关于y输对称,故C
-号o/-号。
故选AD
满足题意:
1u.、1
y=f{).f()-(1.r).
△:-1.即1.
。{
即一-号(-+}+2>0.n -号
对于D/)e-:可()e'-1(
/(-0--1此-1)--1
B).广(-)二-1.所以(x)是非奇非
2不答式(x)f(2-1)的解集为(1
{-2c.
函数,不关于y对称,故D不满足题置:故选
+_)
函数,=x在其根值点处的切线方程为y=17.(1)当=0时只x)=&-2r+b
-
即一-220.①-22<0. 1 A题可,数在0)上单
所)-3-4a.&
14.2 由y.:得y'-1y'-'+1
四2=.解得=2
依题意可得/f1)-3/(1)-1.
送增,在(0.2)上单调通减,在(2.4)上单调速增
在(4.5)上词递减,易知选项A.B正确
2.
-4.-1.%
则①成立。
收曲线y='+:在(0.1)处的切线方初为y-2s
16.
对干C.结合题表及涵数)f)的单调性可得.当
也-号x22co-/-号x
1;
(2)f)=-2+bc.
r0时,R)在[-1.]上的最大值为2.故:的最
所(c)-3-4-
大不为4.故C错误
平方得4<-×-27.
由题意知-13是方没3 -4a--0的两根.
对于D.求函数y(x)-a的零点个数,即求函
[-1-
设切线与曲线yn(x4!+相切的提点为
数,-fs)和y=a的图像的交点个数,由函数
{
得。-,-9.
则C-3.综上-3.
f)的简图(图略)易知,当1ac2时,函数y=
即实数:的取值范围是(一x.-3).
(3。.(+1)+a).
由两由线有公线得,-1
fx孙和=的图修有4个交点,故是正
故选B.
-1-2.解得。
12.AD 令()-x)-h1.易知(x)在(0.
由-1=-1-20-0+c-8.a---9.
9. AC:函数()-xh)(s>o).
-.则%-。
.)上是增涵数。当0《1高,r()
可得-3.所以x)--3-9-3
-f(a)-ln: 1.易得/fx)-lnx 1.在
切线方程为y-2(+)a+1-21+
(s)))所以{()(1).
检验知,合题意.
(0..x)通增.
158.函数f(0)的定文域为(0.2).
h2.
/()-
故A证确
令t)-()+1-xln1+x.则()=lnx+2.
根据两提线重合,听以a-ln2=0.解得a=2
15.(1)10(2)laf'(*)-3-2ar+2
~/()*0.
(1)当。-1时/()-2
2当(..)时(s)0(在(
-3-(v+1)(3+2-3.
=-当.0.
+x)上单通增.
即3正确,B不正确
(1)-死-)的单调减区闻为(-1.1).
2时(t)一8为(2)时(()c0.8
一nt.1+。“0.
当e(0)时★()co)在)上单
.-1和1是方程()-0的两根
减
四凡)的单洞墙区间为(0.2),单词送减区
./(1.).1-n14
为2.
上.-π.)与x+f.)无法比较大小故B铅
(1)-o.C正确,D不正
识.
(2)-{)在区间(-1.1)内单调递减一/(a)
-a)-n.f'()=hi.1.令f'(r)o
=0在(-1.1)内恒成立,又二次面数,=((x)
即R)在(0.11上单调逃地,故77x)在(.1]上
解得>一()<.解一故涵数
的最大为(1)=。,因此。-
故选AC
20
2
19(1fs)-+ar得(s)-3
令-B.解得:-3或:-9
另一方面,若a-2.则对任意(=(0.+x)都有
2n+5.
因为1xc.ec6.
$=2(-1)-2la1-2(1)0.满条
因为n0)-(0)-^.
所以(i)当3sc6时,7-3.此时x3
综合以上两个方面,知。的值是2
所以线+{)在点(00))处的切线方为y
(i)%13时
(3)先证明一个结论;对0《a&,有lna+l
-
由r2-2,54.20r-30(-9)
π)-fa)cr1.
ln.
(6-)
(6-)
(2)--4时]-'+4+4r-
如数了-2[1.3]上送暗。
-
所以(x)=3+B.4.
证明:前而已经证明不等式(-1ln.故
#12-0
6-1
念()=0.得3+8-4=0.解得 -2或
2ve-x*
--
☆-n
高-
12-1可知
综上,若3(6.则当日产量为3万件时,可获
。
f与(x)在区河一,+第)上的情况如下
1+h.
得最大利润;
)-..1.,1.
2v
.- (.-
若1c<3.则当日产量为e万件时,可获得最大
日n b-n.tn b-h.hn .-In
2Vc-
1。
利留
3-(--1)0
b-
△一
-}
,
1-
21.(D由于)-ns故()lnr+l.
所以1)-Df'(1)=1.所以所求的切线经过
所以(在()上存在零点.再结合(x)
(1.0).且斜率为1.故其方程为y“1-1.
单因选增,即知<<x时()<0王
-
-20(-2.-).
时e'()0
(2)(t)1-1-1n1.则r'(0=1-1-1-1
1,
所以lna.1 hn b-alni ha +1.即ln a1
故(t)在(0.s]上通或,在1r]上增
&(-qj.使得(×)-{)-{n)=0
面当0I1A)01时(
6-
②当1×时,于ln-2()<
①当x.ir时,有)e(c)-
所以(1)在(.1]上减,在[1.+*)上逃地.
)-)chb1.
由(c)的单调性知,当且仅当ce[0.时,函数
这说明i(t().即:-1n1.且等号成立
-2()-<1.故我们可以取。(-
当且仅当-1.
)-?4+4r+有三个不同零
故')=hn+1.可知当o<ro.
投 (r)=a1-1)-2n.
20.(1)当,e时,p-}.
当,sr(o
从面当时.由-x>o,可得
---xln---
听以7--1-0.
(-1)-)-
所在{0-]上连减,在一*上
l}nx- lne-e-r-cl-v-
-dn--1-)e0.
当1s时,-
当xe(。)时,-的取值用是(),所
不始设1,下面分三种情况(其中有重合部
分)证明本题结论
再根据(t)在(x)上遇减,即知对日;
以命题等价于对任意(e(0.+x).都有g(1))
都有gfx)c0:
情况一当一1时,有π-f)
2
0
综合①②可知对任意0。.那有)0B
)-f)ln+1)()-
一方面,若对任意1e(0+),有g(10,
)an:-lnc--x
对1(0.+x)有
结论成立;
综上,日盈利题7万元)与日产量(万件)的函
根据c{o.-]和nxe的任意性,取c“士^
-1.
0se(1-a-1)-2hnt=(t-1)+2hn1(t
情况二:当s一时,有()-)ì-
数关率为:r- 6-
就得到x-l--5.
-1)--1)---2n-2
l0.
fx)-f)=xn-
所)--)-f)ln-
对任意的c o.]).设(x)=tnx-dn-
(2)由()始,当xc时,每天的致利颜为0.
#n-
取1-2.得0-1故a0.
-_._--2
当1-e时.r-(9-4)(6-)(9r-2)
情况三:当0c1.一1.(1时,根据情况一和情
(6-)
再取:-.
-1.则'(0=n1,1
2-1
-21--30(-9)
况二的讨论,可{1)()<
(6-)
2 --2=-(- 欧a=
由子(s)单调遂增,且有
20
204
.)-
所以当:-2时,函数5(x)取得最大填5(2)-6
设,21 周y201-hn6.
5ln5.
根据)的单调性。知1()-f(x)1
-fx)sint-sn-xco,满足题意;
所以当投入经销商品的资金为2千元,投入经
所以v-0.故得a>0.
)-或1()()
跨A商品的资金为3千元时,此时总收益最大。
9.AB f()e(-1)(r-3).
当aco时,xs0.).. asco.
故选B
{(-)
当'() 0时-3:1或5
5.B 若虑线部分为画数y-/*)的图像,则该函数
.in.--sn:in,en.-
)时1:;-3故1是极大
只有一个极值点,但其导画数图像(实线)与·轴
故一定有1/x)-f)11成立上,
有三个交点,不合平题意:
植点,且涵数有两个&小值
ta王co.足题章:
成立
若实线部分为涵数y=(x)的图,该函数有两 10.ABC 根据导数与涵数单调性的关系,(x)
故选AB.
22.(1)当。-1时.
1_.
综合可得:若Rx)in1cD,则ao
00).
个极值点,则其导函数图像(虚线)与:柏恰好也
0时,函数/t)单调或,当(1)>0时,函数
以。的取值范围为-0
只有两个交点,合平匿
对画数-导得y(o)-是yco
R)单调增,由导涵数y-/()的图像可知
考案(三)
-/(r)-1.sri-2si-sis)in1
R)像完单调递或,再单调递增.然后单调进
_
1.C 题知a.“a.+:-a·即+
图)ff).
-1._.1-2
减,最后单调递增,日函数的极大值点在t较的石
由图像可知,满足不等式/(x)f(x)的:的取直
m
-1-0.部得---(负含去),故选C.
低。D项图像正确,故达ABC.
图是-)
11.lc 5=5+2+1.=5-5
-.-0.)1(0.1.
2.B 出题意得了(-3/(2)-2.
2.1.可化为.1=2(..1).S-
因此,涵数,-】的单调减区问为(--1-
-m-2-'.-2
1.可得数辨l.-1是首项为2.公比为2的等比
-(-D)(42)-(-1[(1.1]
7(2-37/(2)-1.解(2)-.
数烈.
故遇B.
0.
则.-1-2.甲.-2-1.
(--.
6C 5>8>.得8-8.8.S=8
又r-50.
0)-xx-2-1+2+2) o.
+n8.所以cA+.所以)u为遇减
13)-1340.50*
再1))))
111
.f(4=1明线:=8在点(4.f4))处切线
7
整烈,文三
1
在(0-)上单减;
的顿角为开,故选B
12(+a)_6(s*a.)so.所ss.c0.即清
1
(2)段(代)in:--sin.x
3.C 因为等差数判中·2,所
足88c0的正整数a的值为12.故选C
s)
以2-+2-4-因为各
确.
7.D(-Df().
().
项不为零,所以=4.因为数列.是等比数
12.AD因为:(0..*).有vf()>/f)>0
当x1时了(x)0此时涵数x)单调递减
到,以b.6==16
则')t c,e{0-).
令(-r(}-{)o.所
当x51时((x)0.时函数区x)单调递增
所以hg(6·b)-log.16=4.故选C.
o
(1.9+)-f01-f-2-).
4.B 设投入经销”商品:千元(0是:5).则投人
以g(x)在(.+x)上单调增,由a>0.可
r)-2-in m_3(1").
经销4商品的资金为(5-s)千元,所以获得的收
-83-82-(-1)--1.
-10.
益x)千元,期
nco.
$(-2(5-x).5ln(2.1)-5ln(2-1)-2
f).故D正确:
-1)<(():
.2(x)在(o.-]上单词减。
-10(0x55).
因为;()f()>令h()-().则
_)_2
'()-()+{x)B.所以&()在(0
若(r)=x).sin1c0.又g(0)-0.
)0)()
+×)上单调增,由a>A→0.可得a)
则(0)--I1c0
当0c2时.5()>0.画数8()在[0.2)上单
8c.故D
().即a))故A正确.
调递增;
{1寸1-一△-)
0)
8.B 题意得x)-gfx)0在[1.]上有解,即
当25时.8()c0.函数8(x)在(2.5]上单
又xs(0.-).0cin <1.0coxc1.
a-2n1→0在1.e1上有解,所以a(2)
调递减:
-1x-)-
20
21