9导数高考前练习-2025届高三数学三轮复习
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内容正文:
y=f(x)在x=x0处的导数:函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率=,
:记作f′(x0)或y′|x=x0,即f′(x0)==。
函数f(x)在点x0处的导数f′(x0)的几何意义:是在曲线y=f(x)上点P(x0,y0)处的切线的斜率。
对应的切线方程:y-y0=f′(x0)(x-x0)。
函数f′(x)=为f(x)的导函数。
1、若直线与曲线相切,则切点的横坐标为 .
2、若过点可作3条直线与函数的图象相切,则实数不可能是( )
A. B. C. D.
3、已知直线既是曲线的切线,也是曲线的切线,则( )
A., B.,
C., D.,
4、函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
5、已知函数在区间上单调递减,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
6、在区间上,函数存在单调递增区间,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
7、若函数在区间上不单调,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.m>1
8、已知函数.
(2)若,,讨论函数的单调性.
9、若函数在定义域内有两个极值点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
10、已知函数存在极值点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
11、已知(为常数)在上有最大值3,则函数在上的最小值为( )
A. B. C. D.
12、已知函数在区间上存在最小值,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
13、已知函数f(x)=(a>0)的导函数f′(x)的两个零点为-3和0.
(1)求f(x)的单调区间;
(2)若f(x)的极小值为-e3,求f(x)在区间[-5,+∞)上的最大值.
14、已知函数的定义域为为的导函数.若,且在上恒成立,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
15、已知函数及其导函数的定义域均为,且恒成立,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
16、已知函数,.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)若存在时,使成立,求a的取值范围.
(3)若不等式对任意恒成立,求实数a的取值范围.
17、同构式通俗的讲是结构相同的表达式,如:,,称与为同构式.已知实数满足,,则 .
18、设实数,若对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围为 .
19、曲线上的点到直线的最短距离是( )
A. B. C. D.
20、设函数f(x)=ln x+,m∈R.讨论函数g(x)=f′(x)-零点的个数.
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$$
y=f(x)在x=x0处的导数:函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率=,
:记作f′(x0)或y′|x=x0,即f′(x0)==。
函数f(x)在点x0处的导数f′(x0)的几何意义:是在曲线y=f(x)上点P(x0,y0)处的切线的斜率。
对应的切线方程:y-y0=f′(x0)(x-x0)。
函数f′(x)=为f(x)的导函数。
1、若直线与曲线相切,则切点的横坐标为 .
【答案】1
【解析】因为,所以,
设函数,则,
所以在定义域上单调递增,
因为,所以方程的解为,则所求切点的横坐标为.
2、若过点可作3条直线与函数的图象相切,则实数不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设切点为,因为,所以,即,
所以切线方程为,所以,
即,
令,则,
令,即;令,即或,
所以函数在和上单调递减,在上单调递增,
由,,且当时,,
所以函数的大致图象如下:
由图可知,当时,直线与函数的图象有3个交点,
此时过点可作3条直线与函数的图象相切,
所以实数的取值范围为.故选:A.
3、已知直线既是曲线的切线,也是曲线的切线,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【解析】设直线与曲线的切点为且,
与曲线的切点为且,
又,,
则直线与曲线的切线方程为,即,
直线与曲线的切线方程为,即,
则,解得,故,故选:A.
4、函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】函数的定义域为,
且,
令,解得,所以的单调递增区间为.故选:D
5、已知函数在区间上单调递减,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意知在上恒成立,所以在上恒成立.
令,所以,所以当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递琙,所以,所以,解得,
即的取值范围是.故选:C.
6、在区间上,函数存在单调递增区间,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】函数,求导得,
依题意,不等式在上有解,即在上有解,
令,,求导得,
当时,,函数单调递增,当时,,函数单调递减,
当时,,因此,
所以实数的取值范围是.故选:C
7、若函数在区间上不单调,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.m>1
【答案】B
【解析】函数的定义域为,
且,
令,得,
因为在区间上不单调,
所以,解得:,故选:B.
8、已知函数.
(2)若,,讨论函数的单调性.
【解析】(2)函数的定义域为,,
,
当时,,由,可得,
当时,,函数在上单调递增;
当时,,函数在上单调递减;
当时,,
①当时,,当或时,,
即函数在和上单调递增,
当时,,即函数在上单调递减;
②当时,则对任意的,即函数在上单调递增;
③当时,,
当或时,,即函数在和上单调递增,
当时,,即函数在上单调递减.
综上所述,当时,函数在上单调递增,在上单调递减;
当时,函数在和上单调递增,在上单调递减;
当时,函数在上单调递增;
当时,函数在和上单调递增,在上单调递减.
9、若函数在定义域内有两个极值点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为的定义域为,且,令,可得,由题意可知与有2个变号交点,则,令,解得;令,解得;
可知在内单调递增,在内单调递减,可得,且当x趋近于0,趋近于,当x趋近于,趋近于0,可得的图象,如图所示:由图象可得,解得,所以实数的取值范围为.故选:D.
10、已知函数存在极值点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】函数的定义域为,且,
由于函数存在极值点,即在上有变号零点,
由,得,
令,则,则a的取值范围为在上的值域,
且需满足的,即;
对于,当时,,
故,即实数的取值范围是,故选:A
11、已知(为常数)在上有最大值3,则函数在上的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由得,
故当时,,在区间上单调递增,
当时,,在区间上单调递减,
故当时,取得最大值,即,此时,
当,,当时,
故最小值为,故选:C
12、已知函数在区间上存在最小值,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意得.当时,得或,当时,,
可得函数的单调增区间为,.减区间为,即时,函数取得极小值,
当时,即,解得或,
故要使函数在区间上存在最小值,
需有,解得,即实数a的取值范围为,故选:A.
13、已知函数f(x)=(a>0)的导函数f′(x)的两个零点为-3和0.
(1)求f(x)的单调区间;
(2)若f(x)的极小值为-e3,求f(x)在区间[-5,+∞)上的最大值.
解:(1)f′(x)=
=.
令g(x)=-ax2+(2a-b)x+b-c,
因为ex>0,所以f′(x)的零点就是g(x)=-ax2+(2a-b)x+b-c的零点,且f′(x)与g(x)符号相同.
又因为a>0,所以当-3<x<0时,g(x)>0,即f′(x)>0,
当x<-3或x>0时,g(x)<0,即f′(x)<0,
所以f(x)的单调递增区间是(-3,0),单调递减区间是(-∞,-3),(0,+∞).
(2)由(1)知,x=-3是f(x)的极小值点,所以有
解得a=1,b=5,c=5,所以f(x)=.
由(1)可知当x=0时f(x)取得极大值f(0)=5,
故f(x)在区间[-5,+∞)上的最大值取f(-5)和f(0)中的最大者.
而f(-5)==5e5>5=f(0),
所以函数f(x)在区间[-5,+∞)上的最大值是5e5.
14、已知函数的定义域为为的导函数.若,且在上恒成立,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设函数,可得,
所以函数在上单调递减,
由,可得,即,
可得,所以,即不等式的解集为.故选:D.
15、已知函数及其导函数的定义域均为,且恒成立,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由,有,
令,则,所以在区间上单调递增.
又,得,所以,
所以,解得.故选:A
16、已知函数,.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)若存在时,使成立,求a的取值范围.
(3)若不等式对任意恒成立,求实数a的取值范围.
【解析】(1)当时,函数的定义域为,求导得,
由,得;由,得,
所以函数的递减区间为,递增区间为.
(2)依题意,,则,
于是存在,成立,设,
则,函数在上递增,,
所以.
(3)依题意,对任意恒成立,
即对任意恒成立,
设,则对任意恒成立,
下面证明对任意恒成立,
设,,求导得,当且仅当时取等号,
函数在上单调递减,则,即,
于是对任意恒成立,只需在上单调递增,
即在上恒成立,则在上恒成立,因此,
所以实数的取值范围为.
17、同构式通俗的讲是结构相同的表达式,如:,,称与为同构式.已知实数满足,,则 .
【答案】5
【解析】易判断为增函数,,,
即,,
所以,.
故答案为:5
18、设实数,若对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】因为通分得:即:;设
,函数在单调递增,
恒成立,得:即
设,易知函数在上单调递增,在上单调递减
故答案为:
19、曲线上的点到直线的最短距离是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】如图所示,将直线平移至与函数图象相切时,
切点到直线的距离最短,设切点坐标为,
,令得,,则切点坐标为,
所以切点到直线的距离为:.
故选:A.
20、设函数f(x)=ln x+,m∈R.讨论函数g(x)=f′(x)-零点的个数.
[解] 由题设,g(x)=f′(x)-=--(x>0),
令g(x)=0,得m=-x3+x(x>0).
设φ(x)=-x3+x(x>0),
则φ′(x)=-x2+1=-(x-1)(x+1),
当x∈(0,1)时,φ′(x)>0,φ(x)在(0,1)上单调递增;
当x∈(1,+∞)时,φ′(x)<0,φ(x)在(1,+∞)上单调递减.
所以x=1是φ(x)的极大值点,也是φ(x)的最大值点.
所以φ(x)的最大值为φ(1)=.
由φ(0)=0,结合y=φ(x)的图象(如图),
可知①当m>时,函数g(x)无零点;
②当m=时,函数g(x)有且只有一个零点;
③当0<m<时,函数g(x)有两个零点;
④当m≤0时,函数g(x)有且只有一个零点.
综上所述,当m>时,函数g(x)无零点;
当m=或m≤0时,函数g(x)有且只有一个零点;
当0<m<时,函数g(x)有两个零点.
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$$途考地过
导数
导数的概念
y=田在=处的导数:函数)=阳在:=马处的解时变化率西+一=
△y
△x
45-0
记作f()或le=o,即f,)=1imAg=imf+Aw)-f孔el
△x
△x
20
40
逢者吧过
导数的几何意义
函数f代x)在点xo处的导数f()的几何意义:在曲线y=f孔x)上点P(xo:o)处的切线的斜率
对应的切线方程:y-0=f(o)(x-o)
逢考师过
导函数
函数r()=limf+△)-f扎为f的导函数
△x
4-0
逢考中过
2
求导公式
原函数
导函数
f代x)=c(c为常数
f(e)=0
f(a)=x"(nEQ)
f(a)=na"-1
f(x)=sin a
f'(x)=cosz
f(a)=cos
f'(x)=-sina
fx)=a(a>0且a≠1)
f'(x)=a'lna
f(x)=e
f'(a)=e*
f(x)=logx(x>0,a>0且a≠1)
fa)=。
f(x)=Inx(a>0)
f(a)=1
k.f(a)
k·f(x】
到=日
ro)=-
f(x)=tanz
fx)=1
cos'x
运算法则:
(1)[Ufx)±g(x)]'=f'(x)±g(e
(2)[fx)g(x)]'=f(a)g(x)+fx)g(x).
9-feae旦g到*0
[g(x)]
求斜率:k=f'(o)
“在”某点
写方程:用点斜式y-fx0)=f'(x0)(x-o
变形式:将点斜式变成一般式
利用导数求曲线的切线
设切点为Q(xo,f(o)】
“过”某点
求出函数y=f(x)在点处的导数f'(xo)
写切线方程为y-f{)=f(ro)(x一xo
将所过之点坐标代入,求出
1.若直线刘=+m与曲线y=x+x2一5相切,则切点的横坐标为
【答案】1
【解析】因为y=x+x2-5x,所以=43+2x-5,
设函数f(x)=4r3+2m-5,则f'(x)=12x2+2>0,
所以f(x)=4如3+2x-5在定义域R上单调递增,
因为f(1)=1,所以方程r3+2x-5=1的解为x=1,则所求切点的横坐标为1.
根据切线情况求参数己知f(x),过点(a,b),可作曲线的n条切线问题
第一步:设切点P)
第二步:计算切线斜率k=f(xo)
第三步:写切线方程:y一6=f'(xo)(x-x)
第四步:将(a,b)代入切线方程,得:b-%=f(x)(a一),整理成关于x的方程
第五步:己知能作几条切线,关于o的方程就有几个实数解
2.若过点P(1,)可作3条直线与函数f(x)=(x-1)e的图象相切,则实数入不可能是()
A-者
B-君
c-日
D.-3
【答案】A
【解析】设切点为(x0(o一1)e),
因为f(x)=(x-1)e,所以f(x)=e+(x-1)e=xe,即f'(ro)=xoe,
所以切线方程为y-(-1)e=e(x-xo),
所以1-(z0-1)e=xe(1-),
即1=re(1-0)+(-1)e=-e(6-2r0+1),
令g(e)=-e(m2-2x+1),则g(x)=-e(x2-2x+1)-e(2x-2)=-e'(x2-1),
令g(x)>0,即-1<x<1:令g(x)<0,即x<-1或x>1,
所以函数g(x)在(-0,一1)和(1,+∞)上单调递减,在(-1,1)上单调递增,
由g-1)=-吉91)=0,且当1时,9=-e(2-2x+1)=-e-1P<0,
所以函数g(x)的大致图象如下:
g(r)=-e'(x-2x+1)月
由图可知,当一<1<0时,直线y=入与函数y=g(x)的图象有3个交点,
e
此时过点P(1,a)可作3条直线与函数f代x)=(x-1)e的图象相切,
所以实数入的取值范围为(。0),故选:A
公切线问题f(x)与g(x)有公切线
设f(x)的切点为(f孔x),k=f,则切线方程为:y-f()=f(x)(x-)
设g(x)的切点为(xg(m),k=g(x2,则切线方程为:y-g()=g(2)(x-m】
关系式只--ga
3.已知直线y=kx+b既是曲线y=lnx的切线,也是曲线y=-n(一x)的切线,则()
Ak=日,b=0
B.k=1,b=0
C.k=合b=-1
D.k=1,b=-1
【答案】A
【解析】设直线与曲线y=nx的切点为(,nx)且x>0,
与曲线y=-ln(-x)的切点为(x,-ln(-2)且x2<0,
又y=(hr=y=-ln(-训=-
x
则直线y=ke+b与曲线y=hz的切线方程为y-ha=红-,即y=+n一1,
直线y=c+b与曲线y=-n一)的切线方程为y+ln(-)=一e-西,即y=一女+1-h(-小,
2
(1=-1
则{1x2
Inz-1=1-In(-z2)
解得色e故k=名合6=h-1=0,故达:A
逢考单过
利用导数研究函数的单调性
求fx)的定义域
已知函数求单调性:
求f'(x)(通分合并、因式分解)
令f'(x)>0,求单调递增区间
令f'(x)<0,求单调递减区间
导函数有无零点讨论(或零点有无意义)
含参函数求单调性一分类讨论〈导函数的零点在不在定义域或区间内
题型
导函数多个零点时大小的讨论
f(x)在区间D上单增(单减)>f'(x)≥0(≤0)在区间D上恒成立
f(x)在区间D上存在单增(单减)区间→f'(x)>0(<0)在区间D上有解
己知单调性求参数一参变分离
f(x)在区间D内单调→∫'(x)不存在变号零点
f(x)在区间D内不单调→f'(x)存在变号零点
4.函数f(x)=n(2x-1)-x2+x的单调递增区间是()
A(0,1)
B(2刂
c(22)
D(侵12
【答案】D
【解析】函数f)=n(2x-)-2+云的定义域为(侵+小:
且f倒=221-2z+1=2-2=5-2s-12+2s-1
2x-1
2x-1
令fe)>0,解得宁<<12,所以f)的单调递端区间为(分,12)故选:D
5.已知函数f(x)=xlnx+ax+a2在区间(0,+∞)上单调递减,则a的取值范围是()
A(m,号】
B.(-m,-1)
c.(-m,-】
D.(-0,-1]
【答案】C
【详解】由题意知fz)=nx+1+2ar≤0在(0.+o)上恒成立,所以-2a≥血+1在(0,+m)上恒成立
令gd=1,所以ge=1上+卫-竖所以当0<<1时.ge>0,当>1时,ga<0,
所以g国在(0,1)上单调递增,在(1+o0)上单调递减,所以gx=g1)=1,所以-2a≥1,解得a<一
即a的取值范围是(←n,一],故选:C
6.在区间(0,)上,函数y=a二cos工存在单调递增区间,则实数a的取值范围是(
A.(-0,1)
B(-m]
C.(.)
D.(-0,1]
【答案】C
【解析】函数y=a-cos2,求导得=sin-a+cos2
依题,意,不等式xsinz-a十cosx>0在(0,π)上有解,即a<xsing十cosx在(0,π)上有解,
令fx)=xsinz+cosx,x∈(0,π),求导得f(x)=cosz,
当x∈(0受)时,fm>0,函数f)单调递增,当x∈(受)时,f)<0,函数f)单调递减,
当t=受时,f)am=受因此a<受
所以实数a的取值范围是(-m,)故选:C
7.若函数f)=号-la在区间(m,m+号)上不单调,则实数m的取值范围为()
A0<m<号
B号<m<1
C.号≤m<1
D.m>1
【答案】B
【解折】函数fa=号-hz的定义城为0,+四,
回=-是=21-e+e-」
令f'()=0,得x=1,
因为fe)在区间(m,m+号)上不单调,
m>0
所以
m<1天m+号解得:
<m<1,故选:B.
8.己知函数f(x)=x-l1nx-2.
(2)若a≥0,g(x)=am2-2(ax+1)-fx),讨论函数g(x)的单调性
【解析】(2)函数g(x)=ax2-(2a+1)c+lnc的定义域为(0,+o),a≥0,
g(m)=2am-(2a+1)+1=-2ar2-(2a+1z+1=〔2am-10e-1)
当a=0时,g(x)=1二工,由g(x)=0,可得x=1,
当0<x<1时,g(x)>0,函数g(x)在(0,1)上单调递增:
当x>1时,g(x)<0,函数g(x)在(1,+∞)上单调递减:
当a>0时ga=2a-六e-1)
①当0<a<号时,六>1,当0<x<1或x>2时,g>0,
即函数9)在(0,和(六+切)上单调递增,
当1<x<名时,g)<0,即函数g回)在(1a)上单调递减:
②当a=专时,则对任意的>0g回)=区-1业≥0,即函数在0+四上单调递增,
@当a>号时,六<1,
当0<<名或>1时,g>0,即函数g在(0,岩)和1,+四)上单调递增。
当六<<1时,g<0,即函数)在(六)上单调递减
综上所述,当a=0时,函数g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+m)上单调递减:
当0<a<号时,函数g)在0,1)和(云+∞)上单调递增,在(1,六)上单调递减:
当a=号时,函数gm)在(0,+o四)上单调递增:
当a>受时,函数g四在(0,分)和1,+0)上单调递增,在(六刂上单调递减
逢考中过
利用导数研究函数的极值
极小值:f(a)=0:且在点e=a附近的左侧f(x)<0,右侧f(x)>0,则点a叫做函数y=fx)的极小值点,fa)叫
做函数y=f代x)的极小值.
极大值:f(b)-0:且在点x=b附近的左侧f(x)>0,右侧f(x)<0,则点b叫做函数y=f(x)的极大值点,fb)叫
做函数y=fx)的极大值.
求f(x)定义域
求导数f(x)
求函数极值
f'(x)的符号由正变负,则f'(x)是极大值
题型
求方程f(x)=0的所有实数根x0f'(x)的符号由负变正,则f(x)是极小值
左右侧f”(x)的符号不变,则不是极值点
有极值点:f'(x)=0有变号零点
根据f()的极值点个数求解参数{无极值点:f'(x)=0无变号零点
有k个极值点:f(x)=0有k个变号零点
9.若函数f(x)=xlx一kx2-x在定义域内有两个极值点,则实数k的取值范围为()
A(n0】
C.(o)
D.(0
【答案】D
【详解】因为fr)的定义域为(0.+o),且f(x)=lnx-2k,令f(c)=0,可得2k=血严,由题意可知y=2k与gx)
x
-n有2个变号交点,则g(x)=1-n2,令g(z)>0,解得0<r<e:令g(m)<0,解得
x>e;
可知g)在(0.e)内单调递增,在(e,+0)内单调递减,可得g()≤ge)=。,且当x趋近
于0,g(x)趋近于-o,当x趋近于+0,g()趋近于0,可得g(x)的图象,如图所示:由图象
y-g(x)
可得0<2k<合,解得0<k<名,所以实数k的取值范围为(0,0】
故选:D
10.己知函数f代x)=ax2-2x+lnx存在极值点,则实数a的取值范围是()
A(-2)
B.(-0,2)
c.(-m,】
D.(-m,2]
【答案】A
【解折】函数fo)=a2-2z+na的定义域为0.+m,且f✉)=2a2-2+日
由于函数fx)存在极值点,即f'()=2ax-2+1=0在(0,+)上有变号零点,
由fo)=2ax-2+=0,得a=是-
令t=子>0,则a=t-,则a的取值范围为y=t-号在(0,+n)上的值域,
且需满足P-t+a=0的△=1-2a>0.即a<号
对于刘=t-
=2t-1+当>0时,g=t-1+≤号
2
故a<号,即实数a的取值范围是(-0,),放选:A
逢考妙过
利用导数研究函数的最值
在闭区间[a,b]上连续的函数f(x)在[a,b]上必有最大值与最小值。
函数fx)在区间[a,b]上连续,在(a,b)内可导,则求函数fx)最值的步骤为:
(1)求函数fx)在区间(a,b)上的极值:
(2)将函数f(x)的各极值与端点处的函数值f(a),fb)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值。
11.已知f(x)=2x3-6x2+m(m为常数)在[-2,2]上有最大值3,则函数f(x)在[-2,2]上的最小值为()
A.-3
B.-5
C.-37
D.-39
【答案】C
【解析】由fx)=2x3-6o2+m得f'(x)=6x2-12e=6x(x-2),
故当xe[-2,0)时,f'(x)>0,f(x)在区间[-2,0)上单调递增,
当xe(0,2]时,f(x)≤0,f(x)在区间(0,2]上单调递减,
故当x=0时,f(x)取得最大值,即f0)=m=3,此时f(x)=2x3-6x2+3,
当xe[-2,0),f(x)≥f-2)=-37,当xe(0.2]时f(x)≥f2)=-5,故最小值为f-2)=-37,故选:C
12.己知函数f(x)=x3-3x2+3在区间(a,a+6)上存在最小值,则实数a的取值范围为()
A.[-1,2)
B[-3
c.[-2别
D.[-1,1)
【答案】A
【解析】由题意得f(x)=3x2-6x=3x(x-2).当f'(x)>0时,得x<0或x>2,当f(x)<0时,0<x<2,
可得函数的单调增区间为(-∞,0),(2,+∞).减区间为(0,2),即x=2时,函数取得极小值f2)=-1,
当x3-3x2+3=-1时,即x3+1+3(1-x2)=(x+1)(x-2)2=0,解得x=-1或x=2,
故要使函数f(x)=x3-3x+3在区间(a,a+6)上存在最小值,
西有0十6>22解得-1≤a<2.即实数a的取值范围为-1,2),故选:A
13.已知函数f)=ar2+r+ca>0)的导函数f'(m)的两个零点为-3和0.
e
(1)求f(x)的单调区间:
(2)若f(x)的极小值为-e3,求f(x)在区间[-5,+∞)上的最大值.
解:(1f()=2ae+bje-(ax2+br+cje
(e2
=-ax2+(2a-b)x+6-c
g(z)=-ax2+(2a-b)x+b-c,
因为e>0,所以fP(x)的零点就是g(x)=-ax2+(2a-b)x+b-c的零点,且f(x与g(x)符号相同.
又因为a>0,所以当-3<x<0时,g(x)>0,即f(x)>0,
当x<-3或x>0时,g(x)<0,即f(x)<0,
所以f(x)的单调递增区间是(一3,0),单调递减区间是(-00,-3),(0,+∞).
f-3)=9a-30+c=-e2,
(2)由(1)知,x=一3是fx)的极小值点,所以有
e
g(0)=b-c=0,
g(-3)=-9a-3(2a-b)+b-c=0,
解得a=1,b=5,c=5,所以fx)=工+5x+5
e
由(1)可知当x=0时fx)取得极大值f0)=5,
故f(x)在区间[-5,+∞)上的最大值取f(-5)和f0)中的最大者.
而f孔-5列=。高=5e>5=f0,
所以函数f(x)在区间[-5,+o)上的最大值是5e
逢考中过
根据导数构造函数
h'(a)=f(x)g(x)+f(x)g'(x)=h(a)=f(a).g(a)
h'(x)=f(x)+fx)一hx)=对时(x)
加型h'(x)=f(x)+f(x)→h(x)=ef(x)
h'(x)=f'(x)+nfx)→hMw)=x"f
h'(a)=f'(x)+if(x)=h(a)=f(x).e
h'(=)=f(x)g(x)-f(x)g'(x)=h(a)=fa)
ga)
h'()=时o)-fe)一hj=f
减型h'(o)=fx)-fx)一h)=f国
e
h)=对')-n时(一h=f
h四=f')-fx)=h)=f
14.已知函数f代c)的定义域为,f(x)为f(x)的导函数.若f(1)=e,且f'(x)+e<fx)在R上恒成立,则不等式f(x)
<(2-x)e的解集为()
A.(-n,2)
B.(2+m)
C.(-,1)
D.(1+o)
【答案】D
【解折1设函数ge)=f四+,可得gg=fee-foe+1=fo)-o)+e<0.
e
e
所以函数g(x)在R上单调递减,
由f)<(2-)e,可得fg+c<2e,即f四+r<2=f0+1,
e
e
可得g(x)<g(1),所以x>1,即不等式f(x)<(2-x)e的解集为(1,+m).故选:D,
15.已知函数fx)及其导函数f'(x)的定义域均为(0,+∞),且时f'(x)>(x-1)f(x)恒成立,f(3)=e,则不等式(x+4)
fx+4)<3e+2的解集为()
A.(-4,-1)
B.(-1,1
C.(-1,2)
D.(-1,+∞)
【答案】A
【解析】由f(x)>(x-1fx),有时f'(x)+fx)-fx)>0,
令gx)-f
e
2>0,则ge)=对0)+儿-四>0,所以g)在区间(0.+0)上单调递增。
又e+z+<3e2,得+4f+<3f3,所以gl红+山<g3,
e
e
所以0<e+4<3,解得-4<x<-1.故选:A
利用导数研究不等式成立问题
tx∈D,m≤f(x)台m≤f(x)mim
单变量不等式恒成立
HxeD,m≥f(m)台m≥f(r)m
3xeD,m≤f(x)台m≤f(x)m
3eeD,m≥f八x)台m≥f(r)mn
若y,∈[a,b],x2e[c,d],总有f(m)<g(x2)成立,故f(x)max<g()mm
双变量不等式
若Hxe[a,b],3e[c,d,有f(m)<g(x)成立,故f(x)mx<g(x)m
若3x1∈[a,b],x2[c,d],有f()<g(r2)成立,故f(r)min<g(x)mm
若3e1∈[a,b],3x∈[c,d,有f{)<g2)成立,故f八x)mn<g(x)mam
16.已知函数f(x)=xnx,g(x)=(a+1)x-a
(1)当a=1时,求函数h(x)=fx)-g(x)的单调区间:
(2)若存在xe[1,e]时,使2fx)≥-x2+ax-3成立,求a的取值范围.
(3)若不等式f(x)-g(x)≤(m-a-2)e-1+a对任意x∈[1,+m)恒成立,求实数a的取值范围.
【解析】(1)当a=1时,函数h(x)=xlnx-2x+1的定义域为(0,+∞),求导得h'(x)=lnx-1,
由h'x)<0,得0<m<e:由h'(x)>0,得x>e,
所以函数h(x)的递减区间为(0,e),递增区间为(e,+∞)
(2)依愿意,2f(m)≥-x2+ax-32lnz≥-m2+ax-3,则a≤2nx+x+3
于是存在xe1.ej,a≤2nx+x+是成立,设F)=2ne+x+是xe1.el,
则F四=2+1-3=z-a+3≥0,函数F)在1,e]上递增,Fm=Fe)=2+e+
x?
e'
所以a≤2+e+3
e
(3)依题意,fx)-g(x)≤(x-a-2)e1+a台xlnx-(a+1)x≤(x-a-2)e-1对任意xe[1,+∞)恒成立,
即(lnx-a-1)er≤[(x-1)-a-1]e对任意x∈[1,+)恒成立,
设(x)=(x-a-1)e,则(lnx)≤(x-1)对任意x∈[1,+∞)恒成立,
下面证明0≤lnx≤x-1对任意x∈[1,+∞)恒成立,
设()=lnr-2+1,xe[1,十o),求导得t)=是-1≤0,当且仅当x=1时取等号,
函数t(x)=lnx-x+1在[1,+o)上单调递减,则t(x)≤(1)=0,即0≤lnx≤x-1,
于是g(lnx)≤(m-1)对任意x∈[l,+o)恒成立,只需(x)=(x-a-1)e在[0,+o)上单调递增,
即p(x)=(x-a)e≥0在[0.+∞)上恒成立,则a≤x在[0,+∞)上恒成立,因此a≤0,
所以实数a的取值范围为(-∞,0].
逢老地过
(
指对同构
对数化:elne≤blnb→令Fx)=lnx,得Fe)≤F(b)
积型ae≤blnb指数化:ae°≤(lnb)enb→令Fx)=re,得Fa)≤Flnb)
a+lna≤nb+ln(lnb)→令F(x)=e+lnx,得F(a)≤Fnb)
对数化品<品s令F@)=品a得Fe)≤F)
商型号<品指数化号<品令Re二号得Fa≤ri
a-lna<lnb-ln(lnb)→令Fx)=x-nx,得Fa)≤Flnb)
和差型e±a>b士nb对数化:e士he>b士lnb→令F)=2士ln,得Fe)>F6)
l指数化:e±a>eb±nb→令Fx)=e±x,得Fa)>Flnb)
l7.同构式通俗的讲是结构相同的表达式,如:f(o)=x+e,f(lnx)=lnx+er=nx十x,称m+e与n+e为同构
式.已知实数满足e+=6,ln3十+号=号,则十3=
【答案】5
【解析】易判断f(x)=x十e为增函数,f{m)=m十e=6,
v3m++号=号n3+1)+23西+=3.
即1n(3x2+1)+(3x2+1)=6,f1n(3x2+1)=ln(3x2+1)+(3+1)=6,
所以=1n(3a2+1),x1+3x2=ln(32+1)+(3x2+1)-1=6-1=5.
故答案为:5
18设实数m>0,若对任意的∈(合+∞),不等式e-严≥-恒成立,则实数m的取值范围为
m
m mx
【答案】[哈+o
【解析】因为em-ln≥1-e通分得:mre-lnr≥n-e即:er+ene≥r十lnr;设fr)=r十
m
mm
Inz,f()=Inz+20.+)
函数f(a)=2+xlnr在xe(合,+o单调递增,
e≥恒成立,得:mx≥lnx即m≥血工
设g到=e>1ga=1n严
2
易知函数在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减
m≥g=ge)=。,故答案为:[合+m
导数中的“最短距离”问题
19.曲线y=ln(2c-1)上的点到直线2x-y+8=0的最短距离是()
A.2W5
B.2
C.2W3
D.√3
【答案】A
【解析】如图所示,将直线2x-y+8=0平移至与函数f(x)=ln(2x-1)图象相切时,
切点到直线2ax一y+8=0的距离最短,设切点坐标为(of(x),
)=22令0)=2得,巧=1,则切点坐标为(10.
所以切点(1,0)到直线2z-y+8=0的距离为:d=2X1-1x0+8=25.
V22+(-17
故选:A
4
-2+8
x=ln(2x-1)
零点问圈
20.设函数f回)=lhx+受,meR讨论函数g)=f(回)-号零点的个数。
[解]
由题设,g=f-音=}-受-青>0.令9=0,得m=号+>0,
设=守+ze>0,则go]=-2+1=-e-e+,
当x∈(0,1)时,g(x)>0,(x)在(0,1)上单调递增:
当x∈(1,+∞)时,g'(x)<0,(x)在(1,+o∞)上单调递减
所以:=1是(@的极大值点,也是(国的最大值点.所以p)的最大值为p1)=号
由(0)=0,结合y=(x)的图象(如图),
YA
2
y=p(x)
3
可知①当m>
号时,函数g国无零点:
@当m=号时,函数9国)有且只有一个零点:
@当0<m<号时,函数gl口)有两个零点:
④当m≤0时,函数g(x)有且只有一个零点。
综上所述,当m>号时,函数g回)无零点:
当m=号或m≤0时,函数g)有且只有一个零点:
当0<m<号时,函数g回有两个零点。逢考中过
导数
导数的概念
△y
=fo)在无=处的导数:函数y=fo)在x=处的瞬时变化率f八+A二f=lim
△x
d-0
记作f()或yk=,即f()=imAg=imfm+Ag)-f
△x
Ax
4米0
430
逢考炉过
导数的几何意义
函数f(x)在点x处的导数f'(红)的几何意义:在曲线y=f(x)上点P(x,)处的切线的斜率
对应的切线方程:y一物=”(x)(x-)
逢考地过
导函数
函数r田)=1imf北z+△)-@为fa的导函数
△x
450
逢考吧过
国
求导公式
原函数
导函数
f(x)=c(c为常数)
f(z)=0
f(z)=x"(n∈Q)
f(x)=nz"-I
f(x)=sinx
f (x)=cosx
f(x)=cosx
f'(z)=-sinz
f)=a'(a>0且a≠1)
f(x)=a'lna
f(z)=e
f"(r)=e
f(x)=logx(x>0,a>0且a≠1)
()-zha
f(z)=Inz(x>0)
fG)-i
k·fz)
k·fr(x)
e)=丑
f"x)=-
23
f()=tanz
fx)=1
cos'x
运算法则:
(1)[f(x)±g(x)]'=f'(x)±g(x).
(2)[fx)g(x)'=f(x)g(x)+f(x)g(x).
⑧}=re2g国g≠0.
[g(x)]2
求斜率:k=f'()
“在”某点{写方程:用点斜式y-f(x)=f'(x)(x-x)
变形式:将点斜式变成一般式
利用导数求曲线的切线
设切点为Q(xf(xo))
“过”某点
求出函数y=(x)在点处的导数f'(x)
写切线方程为y-f代n)=f()(x一)
将所过之点坐标代入,求出
1.若直线y=x+m与曲线y=x+x2-5c相切,则切点的横坐标为
根据切线情况求参数已知f(x),过点(a,b),可作曲线的n条切线问题
第一步:设切点P(x,)
第二步:计算切线斜率k=∫()
第三步:写切线方程:y一%=f'()(x一x)
第四步:将(a,b)代入切线方程,得:b-6=f'(z)(a-x),整理成关于x的方程
第五步:已知能作几条切线,关于x的方程就有几个实数解
2.若过点P(1,)可作3条直线与函数f(x)=(红-1)e的图象相切,则实数A不可能是()
A-台
B.-8
c-8
D.-3
公切线问题f(x)与g(x)有公切线
设f(x)的切点为(xf(x),k=f(x,则切线方程为:y-fx)=f'(x)(x一x)
设g(x)的切点为(x,g(x),k=g(x,则切线方程为:y-g(c)=g(x)(x一x)
得关系式()=g)
fx)-x·f'(x)=g(x2)-2'g'x)
3.已知直线y=x+b既是曲线y=lnx的切线,也是曲线y=-ln(-x)的切线,则()
A.k=&,b=0
B.k=1,b=0
C.k=名b=-1
D.k=1,b=-1
逢考中过
利用导数研究函数的单调性
「求f()的定义域
求f"(x)(通分合并、因式分解)
已知函数求单调性:
令f"(x)>0,求单调递增区间
令f'(x)<0,求单调递减区间
导函数有无零点讨论(或零点有无意义)
含参函数求单调性→分类讨论{导函数的零点在不在定义域或区间内
题型
导函数多个零点时大小的讨论
f(x)在区间D上单增(单减)→f'(x)≥0(≤0)在区间D上恒成立
f()在区间D上存在单增(单减)区间→f"(x)>0(<0)在区间D上有解
已知单调性求参数→参变分离
f(x)在区间D内单调→∫'(x)不存在变号零点
f(x)在区间D内不单调→f'(x)存在变号零点
4.函数f(x)=n(2x-1)-x+x的单调递增区间是(
A.(0,1)
B(2
2
D.(分122)
5.已知函数f(x)=xlnc+ax2+a在区间(0,+o)上单调递减,则a的取值范围是()
A(0,)
B.(-0,-1)
C.(m,-2]
D.(-0,-1]
6.在区间(0,)上,函数y=a-c0sL存在单调递增区间,则实数a的取值范围是(
A.(-0,1)
B.(o,5]
C.(o,)
D.(-0,1]
7.若函数f回=号-x在区间(mm+》
2
上不单调,则实数m的取值范围为()
A0<m<号
2
B.<m<1
D.m>1
8.已知函数f(x)=x-lnx-2.
(2)若a≥0,g(x)=ax2-2(ax+1)-f(x),讨论函数g(x)的单调性.
逢者中过
利用导数研究函数的极值
极小值:f'(a)=0:且在点x=a附近的左侧(x)<0,右侧f'(z)>0,则点a叫做函数y=f(x)的极小值点,f(a)叫
做函数y=fx)的极小值.
极大值:f'(b)=0:且在点x=b附近的左侧f(x)>0,右侧f'(x)<0,则点b叫做函数y=(x)的极大值点,fb)叫
做函数y=x)的极大值.
[求f(x)定义域
求导数f"(x)
求函数极值
f'(x)的符号由正变负,则f'()是极大值
题型
求方程f'(x)=0的所有实数根f'(x)的符号由负变正,则f(x)是极小值
左右侧f(x)的符号不变,则不是极值点
有极值点:(x)=0有变号零点
根据()的极值点个数求解参数{无极值点:f'()=0无变号零点
有k个极值点:f'(x)=0有k个变号零点
9.若函数f(x)=xlnx-kx2-x在定义域内有两个极值点,则实数k的取值范围为()
A(,站)
B.(n)
c.(o)
D.00)
10.已知函数f(x)=ax2-2x+lnx存在极值点,则实数a的取值范围是()
A(-0,)
B.(-00,2)
C.(←o,】]
D.(-0,2]
逢者世过
②
利用导数研究函数的最值
在闭区间[a,b]上连续的函数f(x)在[a,b]上必有最大值与最小值。
函数f(x)在区间[a,b]上连续,在(a,b)内可导,则求函数f(x)最值的步骤为:
(1)求函数f(x)在区间(a,b)上的极值:
(2)将函数f(x)的各极值与端点处的函数值f(a),fb)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值。
11.已知f(x)=2x3-6x+m(m为常数)在[-2,2]上有最大值3,则函数f(x)在[-2,2]上的最小值为()
A.-3
B.-5
C.-37
D.-39
12.已知函数f(x)=x3-3x2+3在区间(a,a+6)上存在最小值,则实数a的取值范围为()
A.[-1,2)
B[-
c.[-2)
D.[-1,1)
13.已知函数f回)=a心+b加+Ca>0)的导函数f()的两个零点为-3和0.
(1)求f(x)的单调区间:
(2)若f(x)的极小值为-e3,求f(x)在区间[-5,+o)上的最大值.
逢考吧过
根据导数构造函数
[h'(z)=f'(x)g(x)+f(x)g'(x)→h(x)=fz)·gx)
h'(x)=xf"(x)+f(x)=h(x)=if(x)
[加型{h'(z)=f'(x)+f(x)→h(x)=ef(x)
h'(x)=If'(x)+nf(x)=h(x)=x"f(x)
h'(x)=f'(x)+f(x)→h(x)=f(x)·e
[h()=f(x)g(x)-f(x)g'(x)=h(z)=)
g(x】
h'()=f(a)-fx)一h)=f
减型hr()=fz)-fe)一hr)=f
e
)=对'()-nf(x)一hM)=f儿z】
h')=f'(x)-)一hM)=f回
14.已知函数f(x)的定义域为R,f'(x)为f(x)的导函数.若f(1)=e,且f(x)+e<f(x)在R上恒成立,则不等式f(x)
<(2-x)e的解集为()
A.(-0,2)
B.(2,+0)
C.(-0,1)
D.(1,+0)
15.已知函数f(x)及其导函数f"(x)的定义域均为(0,+oo),且'(x)>(x-1)f(x)恒成立,f(3)=e,则不等式(x+4)
f(x+4)<3e+2的解集为()
A.(-4,-1)
B.(-1,1)
C.(-1,2)
D.(-1,+0)
逢考地过
利用导数研究不等式成立问题
[Nx∈D,m≤f(x)一m≤f(x)min
单变量不等式恒成立
Vx∈D,m≥f(x)台m≥f(r)mn
3xeD,m≤f(x)一m≤f(x)max
3xeD,m≥f(x)←m≥f(x)m
[若Hx1e[a,b],Vz2∈[c,d小,总有f()<g(a)成立,故f(x)mx<g(x)
双变量不等式
若yx∈[a,b,32∈[c,d】,有f(c)<g()成立,故f(c)m<g(x)mm
若3e[a,b],V2∈[c,d,有f(x)<g(r)成立,故f()mim<g(x)mi
若3e[a,b],32e[c,d],有f(x)<g(2)成立,故f(x)mn<g(x)mx
16.已知函数f(c)=xlnx,g(x)=(a+1)x-a.
(1)当a=1时,求函数h(x)=fx)-g(x)的单调区间:
(2)若存在x∈[1,e]时,使2f(c)≥-x2+ax-3成立,求a的取值范围
(3)若不等式f(x)-g(x)≤(x-a-2)e1+a对任意x∈[1,+o)恒成立,求实数a的取值范围.
逢考地过
3
指对同构
对数化:elne≤blnb→令F(x)=xlnx,得F(e)≤F(b)
积型ae≤blnb指数化:ae≤(Inb)en→令F(x)=xe,得F(a)≤F(nb)
a+na≤lnb+ln(nb)→令F(x)=x+lnx,得F(a)≤F(lnb)
对数化C<品s令F=品·得Fe≤FO
商型号<品指数化号<高令R回=号得o≤Pb
a-lna<lnb-ln(lnb)→令Fx)=x-nx,得Fa)≤Fnb)
和差型e±a>b±lnb
对数化:e±lne>b土nb令F(x)=x±lnx,得F(e)>F(b)
指数化:e±a>emb土nb→令F(z)=e”土x,得F(a)>F(lnb)
17.同构式通俗的讲是结构相同的表达式,如:f(x)=+c,fnx)=nx+e=lnx+c,称x+e与lnx+x为同构
式。已知实数满足。+=6,v++2=号则+3=一
18设实数m>0,若对任意的z(侵+切,不等式。-票>品-品恒成立,则实数m的取值范国为
一导数中的“最短距离”问题
19.曲线y=ln(2x-1)上的点到直线2x-y+8=0的最短距离是()
A.2W5
B.2
C.2W3
D.3
今零点问题
20.设函数f()=lnx+买,m∈R.讨论函数g)=f(o)-号零点的个数.