内容正文:
最新5年高考真题分类优化卷·数学(六)
卷6导数及其应用
本卷共19小题,满分150分,考试时间120分钟
一、选择题:本题共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,
l.函数f(x)=(e+e)sinx的图象大致是
2.(2023·全国)曲线y一十在点1,)处的切线方程为
e
A.y=
4x
B.y=2
C.y-+
4
3.(2023·全国)已知函数f(x)=ae一lnx在区间(1,2)上单调递增,
则a的最小值为
A.e
B.e
C.e-1
D.e-2
4.已知a∈N*,函数f(x)=er一x“>0恒成立,则a的最大值为
(
A.2
B.3
C.6
D.7
5.(2023·全国)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.(一3,0)
【最新5年高考真题分类优化卷(26-ZT)·数学(六)6-1】
e+2sin x
6.(2024·全国)设函数∫(x)=
1+x2
,则曲线y=∫(x)在点(0,1)
处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为
(
1
1
A.6
b.3
1
C.2
D.3
7.(2024·上海)已知函数f(x)的定义域为R,定义集合M={x。|x。∈
R,x∈(-∞,xo),f(x)<f(x。)},在使得M=[-1,1]的所有f(x)
中,下列成立的是
()
A.存在∫(x)是偶函数
B.存在f(x)在x=2处取最大值
C.存在f(x)是严格增函数
D.存在f(x)在x=一1处取到极小值
8.(2023·北京)已知数列{an}满足am+1=
4(a,-6)°+6(n=1,2,3,
…),则
()
A.当a1=3时,{an}为递减数列,且存在常数M≤0,使得an>M恒
成立
B.当a1=5时,{an}为递增数列,且存在常数M≤6,使得am<M恒
成立
C.当a1=7时,{an}为递减数列,且存在常数M>6,使得an>M恒
成立
D.当a1=9时,{an}为递增数列,且存在常数M>0,使得an<M恒
成立
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项
中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有
选错的得0分
b
C
9.(2023·全国)若函数f(x)=alnx++(a≠0)既有极大值也有
极小值,则
A.bc0
B.ab>0
C.b2+8ac>0
D.ac<0
10.(2023·全国)已知函数f(x)的定义域为R,f(xy)=y2f(x)+x2f
(y),则
()
A.f(0)=0
B.f(1)=0
C.f(x)是偶函数
D.x=0为f(x)的极小值点
11.(2022·全国)已知函数f(x)及其导函数∫'(x)的定义域均为R,
【6-2】
记g()=f'(x).若f(侵-2x)小g(2+x)均为偶函数,则()
A.f(0)=0
Bg←》=0
C.f(-1)-f(4)
D.g(-1)=g(2)
三、填空題:本题共3小題,每小题5分,共15分
2.已知曲线/nx士在点①,1D)处的切线的倾斜角为则
a的值为
13.若函数f(x)=一4x3+3x在(a,a十2)上存在最小值,则实数a的取
值范围是
14.已知定义在R上的函数∫(x),其导函数为)=2中4-了(x),
且f(一4)=e,若关于x的不等式f(x)一m<0仅有1个整数解,则实
数m的取值范围是
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演
算步骤.
15.(本小题满分13分)
(2024·全国)已知函数f(x)=a(x-1)一lnx+1.
(1)求f(x)的单调区间;
(2)当a≤2时,证明:当x>1时,f(x)<e-1恒成立.
【6-3】
16.(本小题满分15分)
(2024·全国)已知函数f(x)=e一a.x-a3.
(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1)处的切线方程;
(2)若f(x)有极小值,且极小值小于0,求a的取值范围.
17.(本小题满分15分)
(2023·全国)已知函数fx)-(侯+aln(1+x).
(1)当a=一1时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)是否存在a6,使得曲线y=f(日)关于直线x=6对称,若存在,
求a,b的值,若不存在,说明理由.
(3)若f(x)在(0,+∞)存在极值,求a的取值范围.
【6-4】
18.(本小题满分17分)
(2024·北京)设函数f(x)-x十kln(1+x)(k≠0),直线l是曲线y
=f(x)在点(t,f(t)(t>0)处的切线.
(1)当k=一1时,求f(x)的单调区间.
(2)求证:l不经过点(0,0).
(3)当k=1时,设点A(t,f(t))(t>0),C(0,f(t),O(0,0),B为l
与y轴的交点,S△Aw与S△A0分别表示△ACO与△ABO的面积.
是否存在点A使得2S△Aco=15S△ABo成立?若存在,这样的点A有
几个?
(参考数据:1.09<ln3<1.10,1.60<1n5<1.61,1.94<ln7<1.95)
【6-5】
19.(本小题满分17分)
(2023·北京)设函数f(x)=x一x3ex+,曲线y=f(x)在点(1,f
(1))处的切线方程为y=一x十1.
(1)求a,b的值;
(2)设函数g(x)=∫'(x),求g(x)的单调区间;
(3)求∫(x)的极值点个数.
【6-6】最新5年高考真题分类优
2
√6-)+e
V(份)+8
b
b一2
b 4c
3
整理得+=10<h<2,-<c<0,
故点B的轨迹为长轴长为4,短轴长为√3的椭圆在
坐标轴第四象限的部分,
光线从A运动到点B所经过的路程为√3+4
b2
+√+4
其中c2=336
4-
代入得√3++V+
6,3362,6
3+4+√年-16+4
++√+=号√+
3,b
,b2
∈(:
故光线从点A传播到,点B所经过路程的取值范围
为5)小
答案:(1)T(x)=+a
+√(b-x)十c
U
∈(0,b),
(2(1)证阴过程见解析:()(色.3)
卷6导数及其应用
1.Af(.x)的定义域为R,f(-x)=(er+e)sin(
x)=一(e十ex)sinx=一f(x),所以f(x)为奇函
数,其图象关于原点对称,故可排除B选项;
又f'(x)=(e十er)'sinx十(e+er)(sinx)'=
(e"-e )sin x+(e*+ex)cos r,
所以f'(0)=(e”-e)sin0+(e°+e0)cos0=2>
0,函,数图象在x=0处的切线斜率大于0,所以排除
C、D选项;故选A.
2C设面线y=开在点(1,)处的切线方粒为y
=k(x-1),
e
e
因为y=
x+1'
所以y'=e(x+1)-e
(x+1)2(x+1)'
所以k=y1=号
2
化卷(26一ZT)·数学答案
所以y-号=导x-1D
所以由线y年在点自,)处的初线方短为y
+宁故选C
3.C依题意可知,f'(x)=ac-】≥0在(1,2)上恒
x
1
成立,显然a>0,所以xe≥
设g(x)=xe,x∈(1,2),所以g(x)=(x十1)e>
0,所以g(x)在(1,2)上单调递增,
g(x)>g1)=e,故e≥a,即a≥。=e1,即a的
最小值为el,故选C.
4.D当a为正偶数时,当x=-2时,f(-2)=e一
(一2)“<0,不符合题意,所以a为正奇数,
则当x<0时,x“<0<e3r恒成立,只需研究x>0
时,e3r-x“>0恒成立即可,
当x=1时,e3-1>0成立,则当x∈(0,1)时,a>
3x
3x
文,因为此时n<0,所以恒成立,
.3x
当x∈(1,十+oo)时a<n元位成立,
3x
设g(r)=n,x∈(1,+∞),则g(x)
3(lnx-1)
(nx)2,
令g'(x)=0,得x=e,
当x∈(1,e)时,g'(x)<0,g(x)单调递减,
当x∈(e,十o∞)时,g'(x)>0,g(x)单调递增,
所以g(x)mim=g(e)=3e≈8.2,又因为a为正奇数,
所以a的最大值为7.故选D.
5.Bf(x)=x3+ax+2,则f'(x)=3x2十a,
若f(x)要存在3个零点,则f(x)要存在极大值和
极小值,则a<0,
令f)=3x+a=0,解得x=√写或胥,
且当re(,√层)u(√写,t)时f
(x)>0
当xe(√F√层)rx0,
故f(x)的板大值为f(√写)板小值为
W
(√)>
若(x)要存在3个零点,则
r(W)<
,解得a<-3,故
3
】
最新5年高考真题分类优
选B.
6.A )e+2cos()-(e+2sin x).2x
(1+x2)9
(e°+2cos0)(1+0)-(e°+2sin0)×0
则f'(0)=
(1+0)
=3,
即该切线方程为y一1=3x,即y=3.x十1,
令x=0,则y=1,令y=0,则x=-
3
故演切线与两坐标轴片周成的三角形面积S=宁×
.故选A
7.B若存在y=f(x)是偶函数,取x。=1∈[-1,
1],
则对于任意x∈(一o,1),f(x)f(1),而f(一1)
=f(1),矛盾,故A错误;
-2,x<-1,
可构造函数f(x)=
x,一1≤x≤1,满足集合M=
1,x>1,
[-1,1],
当x<-1时,则f(x)=-2,当-1x≤1时,f(x)
∈[-1,1],当x>1时,f(x)=1,
则该函数f(x)的最大值是f(2),则B正确:
假设存在f(x),使得f(x)严格递增,则M=R,与
已知M=[一1,1]矛盾,则C错误;
假设存在f(x),使得f(x)在x=一1处取极小值,
则在-1的左侧附近存在n,使得f(n)>f(-1),这
与已知集合M的定义矛盾,故D错误;故选B.
8.B法1:因为a+二4(a。一6)十6,故a+16
4(am-6)3,
若a1=3,可用数学归纳法证明:an一6≤-3即a,
3,
证明:当n=1时,a1一6=一3≤-3,此时不等关系
an≤3成立;
设当n=k时,a。一6≤-3成立,
=子a,-6)∈(←54,-)故an
则a+1-6=
6一3成立,
由数学归纳法可得a,≤3成立.
1
而am+1-a,=年(a,-6)3-(a。-6)=(a,
[a-6r-
a-6y-1号-1>0a,-5<0,te
1
一am<0,故am+1<an,
故{an}为减数列,注意a6+1-6≤-3<0
故a,1-6=子a,-6)=a.-6)xa,-6)r<
9
(am一6),结合an+1-6<0,
所以6-a1≥(6-a,故6-a+1≥3(),故
【
2
化卷(26一ZT)·数学答案
06-8()八,
若存在常数M≤0,使得an>M恒成立,则6一3
()>M.
k5业>(),故m<0g,成a≥M汉成
6-M
立仅对部分n成立,
故A不成立.
若a1=5,可用数学归纳法证明:-1≤am-6<0即5
≤am<6,
证明:当n=1时,一1≤a1-6=-1≤0,此时不等关
系5≤an<6成立;
设当n=时,5≤a。<6成立,
则a1-6=子a:-6r∈(号o)t-1≤a
.1
-6<0成立即
由数学归纳法可得5≤Q+1<6成立.
1
而a+1-a.=4(a,-6)°-(a,-6)=(a。
ou.-]
1
(a,-6)2-1<0,a。-6<0,故a+1-a,>0,故
an+1>an,故{an}为增数列,
若M=6,则am<6恒成立,故B正确.
当a1=7时,可用数学归纳法证明:0<a,一6≤1即
6<an≤7,
证明:当n=1时,0<a1-6≤1,此时不等关系成立;
设当n=k时,6<ak≤7成立,
1
则a+16=1(a4-6)∈(0,子]故0<a+1-6
≤1成立即6<ak+1≤7
由数学归纳法可得6<an≤7成立.
而a-a,=a,-6)[2a.-6-1]<0,故
am+1<am,故{an}为减数列,
又a1-6=a.-6)xa,-5)r<a,-6.
结合an+1-6>0可得:
am+1-6≤(a1
6)(任))广,所以a,1≤6+(任)、
若a1≤6+(得)广,若存在常数M>6,使得a,>M
恒成立,
对M-6<()
恒成立,故n≤log1(M-6),n的
个数有限,矛盾,故C错误.
当a1=9时,可用数学归纳法证明:an一6≥3即an
≥9,
证明:当n=1时,Q1一6=3≥3,此时不等关系成立;
设当n=k时,a4≥9成立,
1
则a6=(a上-6)≥4>3,故a+1≥9成立
由数学归纳法可得an≥9成立,
】
最新5年高考真题分类优
而a+1一am=
(a,-6)[子(a.-6)-1]>0,故
am+1>an,故{an}为增数列,
9
又a+1-6=(a,-6)X年(a,-6)>
(am-6),
结合an-6>0可得:
a-5>a-6(2)=3()
,所以an+
≥6+3()】
若存在常数M>0,使得a,<M恒成立,则M>6+
3()
n的个数有限矛盾,故D错误.故选B.
1
法2:因为a+1一a,=4(a。-6)+6-a,=
4 a
9
2a+26a,-48,
令f)=-号+26x-48,则fe)=至r
1
3
-9x+26,
3或x>6+2
令f(x)>0,得0<<6-2
3;
令f'(x)<0,得6-23
<x<6+23
39
所以)在(,6-2)和+25,+)上
单调递增,
在(6-2
25
3,6+
上单调递减,
3
令fx)=0,则x-号1+26x-48=0,即车(t
9
1
-4)(x-6)(x-8)=0,解得x=4或x=6或x=8,
2W5
2E∠8
注意到4<6-3<5,7<6+
所以结合f(x)的单调性可知在(一∞,4)和(6,8)上
f(x)<0,在(4,6)和(8,十o)上f(x)>0,
因为a1=子(a,-6y+6,则e1-6=
1
4(a
6)3,
当n=1时,a1=3,a2-6=(a-6)<3,则@
3,
假设当n=k时,a。<3,
1
1
当n=k+1时,a+1-6=4(a:-6)°<4(3-6)
<-3,则a+1<3,
综上:an≤3,即an∈(-o∞,4),
因为在(-∞,4)上f(x)<0,所以a+1<am,则{an}
为递减数列,
因为a+1-a,+14(a,-6)3+6-a,+1=
【
2
化卷(26一ZT)·数学答案
9
2a+26a。-47,
1
令h(x)=年x之x2+26x-47(x≤3),则'(x
x2-9x+26,
3
-9
因为h'(x)开口向上,对称轴为x=一
=6
2X4
3
所以h'(x)在(-∞,3]上单调递减,故h'(x)≥h'(3)
=是×g-9X3+26>0.
所以h(x)在(-oo,3]上单调递增,
1
故h(x)≤h(3)三1×3号X3+26×3-47<0
故an+1-an+1<0,即a+1<an一1,
假设存在常数M≤0,使得an>M恒成立,
取m1=-[M]+4,其中M-1<[M]≤M,且[M]
∈Z,
因为an+1<an-1,所以a2<a1-1,a3<a2-1,…,
a-[M+4<a-wJ+3-1,
上式相加得,a-[M+1<a1-(-[M]+3)≤3+M-3
=M,
则am=aM+4<M,与am>M恒成立矛盾,故A
错误;
因为a1=5,
当m=1时0,=5<6a,=a,-6+6=子×6
1
-6)3+6<6,
假设当n=k时,a<6,
当n=k+1时,因为ak<6,所以a-6<0,则(a。
6)3<0,
所以a+1=4(a:-6)'+6<6,
又高=1时a,-5=(a-6y+1=子×(6
1
6)3+1>0,即a2>5,
假设当n=k时,a≥5,
当n=k十1时,因为a6≥5,所以a6-6≥-1,则(aE
-6)8≥-1,
1
所以a+1=4(a:-6)'+6≥5,
综上:5≤an<6,
因为在(4,6)上f(x)>0,所以am+1>am,所以{am}
为递增数列,
此时,取M=6,满足题意,故B正确:
因为a+1=4(a,-6)3+6,则a+1-6=(a,
6)3,
注意到当a=7时,a:=(7-6)+6=+6,a
=号(+6-)+6=()+6,=
[(2)'+6-'+6=(日)+6
5
】
最新5年高考真题分类优
3-1》
猜想当n≥2时,a=
+6,
当=2与=3时,a,=+6与a,=())'+6满
a.(任)
+6
接室=时(仔)
+6,
当n=+1时,所以a41三年(a46)”十6=
[2)”+6-+6=()
+6.
综上:a,=(付)
十6(n≥2),
易知3”-1>0则0<()】
2(3”-1
<1,
+6∈(6,7)(n≥2),
所以a∈(6,7],
因为在(6,8)上f(x)<0,所以am+1<am,则{an}为
递减数列,
假设存在常数M>6,使得a,>M恒成立,
imo=log:[2logL (M-6)+1],
取m=[m]+1,其中m。-1<[m。]≤mo,m0
∈N,
则3m>30=21og+(M-6)+1,
1
枚2(3m1D>og(M-6),所以()2
M
-6,
传》
+6<M,
所以am<M,故an>M不恒成立,故C错误;
因为a1=9,
当m=1时a:-6=子a-6)-
1
4>3,则a2>9,
假设当n=k时,ak≥3,
当n=6+1时,a1-6=子(a-6)≥子(9-6)
1
>3,则a+1>9,
综上:an≥9,
因为在(8,十∞)上f(x)>0,所以an+1>an,所以
{an}为递增数列,
因为a1-a.-1=a,-6y+5-a.-1=a
9
-2a+26a,-49,
令g6)=子-号r+6x-49x≥9,则g6x
1
=-9r+26,
-9
因为g'(x)开口向上,对称轴为x=
=6,
3
2×4
【
2
化卷(26-ZT)·数学答案
所以g'(x)在[9,十∞)上单调递增,
3
故g'(x)≥g'(9)=÷×9-9X9+26>0,
4
所以g(x)≥g(9)=
-×92+26×9-49
4
>0,
故an+1-an-1>0,即an+1>an+1,
假设存在常数M>0,使得an<M恒成立,
取m2=[M]+1,其中M-1<[M]≤M,且[M]
∈Z,
因为am+1>am+1,所以a2>a1+1,a3>a2十1,…,
a[M1+1>aM+1,
上式相加得,aM+1>a1+[M]>9+M-1>M,
则am,=aM们+1>M,与an<M恒成立矛盾,故D错
误.故选B.
®,BCD函数了)=alnx十名+的定义城为O
+∞),求导得f(x)=日-
÷-9
=ax'-bx-2c
因为函,数f(x)既有极大值也有极小值,则函,数f
(x)在(0,十∞)上有两个变号零,点,而a≠0,
因此方程ax2一b.x一2c=0有两个不等的正根
x1,x2,
A=b2+8ac>0
于是1十x2a>0,即有6+8ac>0,b>0,ac<
=0
0,显然abc0,即bc<0,A错误,B、C、D三项正确.
故选BCD.
10.ABC方法1:因为f(xy)=y2f(x)+x2f(y),
令x=y=0,f(0)=0f(0)+0f(0)=0,故A正确.
令x=y=1,f(1)=1f(1)+1f(1),则f(1)=0,故
B正确,
令x=y=-1,f(1)=f(-1)+f(-1)=2f(
1),则f(-1)=0,
令y=-1,f(-x)=f(x)+x2f(-1)=f(x),
又函数f(x)的定义域为R,所以f(x)为偶函数,
故C正确,
不妨令f(x)=0,显然符合题设条件,此时f(x)无
极值,故D错误.
方法2:
因为f(xy)=yf(x)十xf(y),
令x=y=0,f(0)=0f(0)+0f(0)=0,故A正确.
令x=y=1,f(1)=1f(1)+1f(1),则f(1)=0,故
B正确.
令x=y=-1,f(1)=f(-1)+f(-1)=2f(
1),则f(一1)=0,
令y=-1,f(-x)=f(x)+x2f(-1)=f(x),
又函数f(x)的定义域为R,所以f(x)为偶函数,
故C正确,
当xy≠0时,对f(xy)=yf(x)十xf(y)两边
可时修以,得罗-4
y2,
6
】
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故可以设f(x)
=1nIx|(x≠0),则f(x)
=z'In Izl,x≠0
{0,x=0
当x>0肘,f(x)=x2lnx,则f'(x)=2.xlnx+x
.1=x(2nx+1,
令f'(x)<0,得0<x<e;令f'(x)>0,得x
>ei;
故f(x)在(0,e工)上单调递减,在(ez,十oo)上
单调递增,
因为f(x)为偶函数,所以f(x)在(-e三,0)上单
调递增,在(一∞,e)上单调递减,
y
f(x)
显然,此时x=0是∫(x)的极大值,故D错误.故
选ABC
11.BC方法1:对称性和周期性的关系研究
对于f(x),因为f(侵-2x)为偶画数,所以
(受-2x)=f(受+2)即(受-x)=
(受+)①,所以f3-)=f),所以fx)关
于x=号对称,则f(-1)=f40,故C正确:
对于g(x),因为g(2十x)为偶函数,g(2十x)=g
(2-x),g(4-x)=g(x),所以g(x)关于x=2对
称,由①求导,和g(x)=f(x),得[f(号-x)门
[r(受+)]-f(受-))=r(+x)
g(受-)=g(层+)小,所以g3-x)+gx)
=0,所以g)关于(受,0)对称,因为其定义战为
R,所以g()=0,结合g(x)关于x=2对称,从
而周期T=4×(2-号)=2,所以g(-号)=5
(受)=0,g(-1)=g1)=-g(2),故B正确,D
错误;
若函数f(x)满足题设条件,则函数f(x)十C(C为
常数)也满足题设条件,所以无法确定f(x)的函数
值,故A错误.故选BC
方法2:【最优解】特殊值,构造函数法
由方法1知g(x)周期为2,关于x=2对称,故可设
g(x)=cos(元x),则f(x)=二sin(rx)十c,显然
T
A、D错误,选BC.故选BC.
【
2
化卷(26一ZT)·数学答案
方法三:因为f(侵-2z)g2+x)均为伤画戴,
所以f(号-2x)-f(+2x)
即f(-)=f(受+)小g2+x)=g2-x
所以f(3-x)=f(x),g(4-x)=g(x),则f(-1)
=f(4),故C正确:
3
函数f(x),g(x)的图象分别关于直线x=2,x=
2对称,
又g(x)=f'(x),且函数f(x)可导,
所以g(受)=0,g(3-)=-gx.
所以g(4-x)=g(x)=-g(3-x),所以g(x+2)
-g(x+1)=g(x),
所以()=(》
=0,g(-1)=g(1)=-g
(2),故B正确,D错误;
若函数∫(x)满足题设条件,则函数∫(x)十C(C为
常数)也满足题设条件,所以无法确定∫(x)的函,数
值,故A错误.
故选BC
12.解析:曲线f(x)=1nx+工的导数'(x)=
+2
“南线f()在x=1处的切线的领斜角为子,
f0=1+2=52-万-1a=g+1
答案:w3+1或1+√3
13.解析:因为f(x)=-4x3+3x,所以f(x)=-
12x2+3,
令f'(x)=0得,x=士2:
当x(,号)时,fx)<0x)单调递减,
当e(了宁)时,f0,1)单明递塔,
当x∈(分,+∞)时,f'(x)<0,fx)单调遂减,
1
所以当x=一
时,f(x)有极小值,
因为函数f(x)=-4.x3+3.x在(a,a十2)上存在最
小值,
又f1)=f()-1.
所以a<一
<a+2≤1,解得-2<a≤-1,
所以实数a的取值范周是(一号,-1]】
答案(号-]
14,解析:因为fx)=-'()+2+4,即e[(x
e
】
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+f(x)]=2x+4,
令g(x)=ef(x),则g'(x)=e[f(x)+f'(x)],
所以ef(x)=x2+4.x十c(c为常数),所以f(.x)
=x2+4x+0
因为f(-4)=e,所以f(-4)=c·e=e,
解得c=1,从而f(x)=+4x+1
e
则fx)=二x-2x+3--(x+3)(x-1
当一3<x1时f(x)>0,此时f(x)单调递增,
当x<-3或x>1时f′(x)0,此时f(x)单调
递减,
所以x=1时,f(x)取得极大值为f(1)=一,当x
>0时f(x)>0,
当x=一3时,f(x)取得极小值f(-3)=一2e3,f
(-4)=e.
又因为f(-1)=-2e,f(-2)=-3e,结合图象可
知f(x)一m<0仅有1个整数解,
实数m的取值范围是(-2e,-3e2].
y
6
-3
C
01
-2c3
答案:(-2e3,-3e]
15.解析:(1)f(x)定义域为(0,+∞),f'(x)=a-
1
=a.x-1
当a≤0时,f(x)=ax-1
<0,故f(x)在(0,十
oo)上单调递减;
/1
当a>0时x∈(后,+∞)小f(x)>0,fx)单调
递增,
当x6,启)时fx)0,f)单调通浅
综上所述,当a≤0时,f(x)的单调递减区间为(0,
十∞);
a>0时,x)的单洞递增区间为(合,十)小,单调
说该区间为(0,)片
(2)a≤2,且x>1时,e-1-f(.x)=e-1-a(x-1)
+In x-12e"-!-2x+1+In x,
令g(x)=e-1-2.x+1+lnx(x>1),下证g(x)
>0即可.
g)=et-2+是,再令h(x)=g别公
(x)=e-l-1
2
化卷(26一ZT)·数学答案
显然h'(x)在(1,十o∞)上递增,则h'(x)>h'(1)
e°-1=0,
即g'(x)=h(x)在(1,十∞)上递增,
故g'(x)>g'(1)=e°-2+1=0,即g(x)在(1,+
o)上单调递增,
故g(x)>g(1)=e°-2+1+ln1=0,问题得证.
答案:(1)见解析
(2)见解析
16.解析:(1)当a=1时,则f(x)=e一x一1,f'(x)=
e-1,
可得f(1)=e-2,f'(1)=e-1,
即切点坐标为(1,e一2),切线斜率=e一1,
所以切线方程为y(e-2)=(e-1)(x-1),即(e
-1)x-y-1=0.
(2)解法1:因为f(x)的定义域为R,且f'(x)=e
a
若a0,则f(x)≥0对任意x∈R恒成立,
可知f(x)在R上单调递增,无极值,不符合题意;
若a>0,令f'(x)>0,解得x>lna:令'(x)<0,
解得x<lna;
可知f(x)在(一oo,lna)内单调递减,在(lna,十
∞)内单调递增,
则f(x)有极小值f(lna)=a一alna-a3,无极
大值,
由题意可得:f(lna)=a-alna-a3<0,即a2+ln
a-1>0,
1
构建g(a)=a2+lna-1,a>0,则g'(a)=2a十
>0,
可知g(a)在(0,十c∞)内单调递增,且g(1)=0,
不等式a2+lna-1>0等价于g(a)>g(1),解得
a>1,
所以a的取值范围为(1,十∞):
解法2:因为f(x)的定义域为R,且'(x)=e
-a,
若f(x)有极小值,则f'(x)=e-a有零点,
令f'(x)=er一a=0,可得e=a,
可知y=e与y=a有交点,则a>0,
若a>0,令f(x)>0,解得x>lna;令f(x)<0,
解得x<lna;
可知f(.x)在(-o,lna)内单调递减,在(lna,十
∞)内单调递增,
则f(x)有极小值f(lna)=a-alna-a3,无极大
值,符合题意,
由题意可得:f(lna)=a-alna-a3<0,即a2十ln
a-1>0,
构建g(a)=a+lna-l,a>0,
因为y=a2,y=lna-1在(0,+o∞)内单调递增,
可知g(a)在(0,十o∞)内单调递增,且g(1)=0,
不等式a+lna-1>0等价于g(a)>g(1),解得
a>1,
所以a的取值范围为(1,十o).
答案:(1)(e-1)x-y-1=0
(2)(1,+∞)
17.解析:(1)当a=-1时,f(.x)=(
1-1)n(x+1)
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则f'(x)=一
×h++(位-)x
据此可得f(1)=0,f'(1)=-ln2,
函数在(1,f(1))处的切线方程为y一0=一1n2(x
-1),
即(ln2)x+y-ln2=0.
(2)令)=f()=(x+an(+小,
画数的定义城满足】+1=x十1
1
>0,
即函数的定义域为(-∞,-1)U(0,十∞),
1
定义域关于直线【=一2对称,由题意可得6=
1
2
由对称性可知日(2+m)
g(名-m)(m>3),
取m=弓可得g1)=g(-2),
In 1
即(a十11n2=(a-2)2,则a+1=2-a,解得a
经检验a7,6=
1
2满足题意,故a=2,b=
1
21
1
即存在a=2b=一2满足题意
(3)由画数的解析式可得f(x)-()(x+1)
+(+)点
由f(x)在区间(0,十∞)存在极值点,
则∫'(x)在区间(0,十∞)上存在变号零点:
令(-)hu+D+(+a)h=0,
1
则-(x+1)n(x+1)+(x十ax2)=0,
令g(x)=ax2+x-(.x+1)ln(x+1),
f(x)在区间(0,十o∞)存在极值,点,等价于g(x)在
区间(0,十∞)上存在变号零,点,
8(r)=2az-In(x+D.g(r)=2a-
当a≤0时,g'(x)<0,g(x)在区间(0,十∞)上单
调递减,
此时g(x)<g(0)=0,g(x)在区间(0,十∞)上无
零点,不符合题意;
1
当a≥22a≥1时,由于x十<1,
所以g"(x)>0,g'(x)在区间(0,+∞)上单调
递增,
所以g'(x)>g'(0)=0,g(x)在区间(0,十o∞)上单调递
增,g(x)>g(0)=0,
所以g(x)在区间(0,十∞)上无零点,不符合题意;
【
2
化卷(26一ZT)·数学答案
当0<a<2时,由g"(x)=2a-x十0可得x
1
2a
-1,
当(0,名一1)时g0,g)单调适减,
当∈(信-1,+a)时,g)>0,A()第调
递增,
故g')的最小值为g(分-1)=1-2a+ln2a,
令m(x)=1-x+lnx(0<x<1),则m'(x)=
x+1>0,
函数m(x)在定义域内单调递增,m(x)<m(1)
=0,
据此可得1-x十lnx<0恒成立,
则(分-1)=1-2a+h2a<0,
由一次函数与对数函数的性质可得,当x→十∞时,
g'(z)=2ax-In(x+1)-+o,
且注意到g'(0)=0,
根据零点存在性定理可知:g'(x)在区间(0,十∞)
上存在唯一零点x0
当x∈(0,x)时,g'(x)<0,g(x)单调递减,
当x∈(xo,十o∞)时,g'(x)>0,g(x)单调递增,
所以g(xo)<g(0)=0.
令n()=hE,则m(x)=2万
2-√F
2x
则函数n(x)=lnx一√F在(0,4)上单调递增,在
(4,十∞)上单调递减,
所以n(x)≤n(4)=ln4-2<0,所以lnx<√x,
所以()
>(侍+)[+ah(侍+)+a1-2a+1]
=(信+)[台-h(停+】
>(+)(任√+
164
(+1)
af-a-I
=((+
12
2+1
】
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所以函数g(x)在区间(0,十∞)上存在变号零点,
特合题意
综合上面可知:实教a得取值花周是(,)
答案:(1)(ln2)x+y-ln2=0
(2)存在a=号6=一2满足题意,理由见解析
1
3号)
18.解析:(1)f(x)=x-n(1+x),f(x)=1一1+
1+x>-1),
x
当x∈(-1,0)时,f'(x)<0:当x∈(0,+o∞),f
(x)>0:
∴f(x)在(-1,0)上单调递减,在(0,十∞)上单调
递增.
则f(x)的单调递减区间为(一1,0),单调递增区间
为(0,十o).
2)(x)三1+切线L的斜率为1十十
则切线方程为y-1)=(+车)-u>
0),
将0,0)代入则-f)=-1(1+车7)f)
(+年):
k
即i+kln1+)=i+t1+7,则ln1+)=1十ln
1+)-1+=0,
令F(t)=ln(1+t)-1+'
假设L过(0,0),则F(t)在t∈(0,十oo)存在零点.
11+t-t
F')=开1+)0+)>0F)在
(0,十∞)上单调递增,F(t)>F(0)=0,
,F(t)在(0,十o)无零,点,,.与假设矛盾,故直线
不过(0,0).
(3)k=1时,f(x)=x+ln(1+x),'(x)=1+
1
x+2>0.
1+x1+x
1
SAAQ=2f(t),设1与y轴的交点B为(0,g),
t>0时,若q<0,则此时l与f(x)必有交点,与切
线定义矛盾」
由(2)知q≠0.所以q>0,
则切线l的方程为y-t-ln(t+1)=
(1++)x-0.
令x=0,则y=g=y=n(1+)一十
·2SAm=15SAm,则2tf(t)=
1[+》+]
飞
3
化卷(26一ZT)·数学答案
13n(1+t)-21-151+=0,记h(t)=13ln1
15t
+)-211+>0),
,满足条件的A有几个即h(t)有几个零,点.
13
15
h'(t)=
1+t
2-
(t+1)
13t+13-2(t2+2t+1)-15
2t2+9t-4
(t+1)2
(1+1)2
(-2t+1)(t-4)
(t+1)2
当1∈(0,)时,h')<0,此时()单调道减:
当1(分4)时,/)>0,此时A()单调道增:
当t∈(4,十o∞)时,h'(t)<0,此时h(t)单调递减;
因为k(0)=0,h(号)<0h(=13n5-20>13
×1.6-20=0.8>0,
15×24
h(24)=131n25-48
25
=261n5-48-5
72
2
26×1.61-48-5
=-20.54<0,
所以由零,点存在性定理及h(t)的单调性,h(t)在
(日4)上必有一个零点,在(4,24)上必有一个
零点,
综上所述,h(t)有两个零点,即满足2S0=15S4m
的A有两个,
B
答案:(1)单调递减区间为(一1,0),单调递增区间
为(0,十∞)
(2)证明见解析
(3)2
19.解析:(1)因为(x)=x-x3e+,x∈R,
所以f'(x)=1-(3.x2+a.x3)e+b
因为f(x)在(1,f(1))处的切线方程为y=一x
+1,
所以f(1)=-1+1=0,f'(1)=-1,
则-1'Xe*=0
则1二(3+a)e+h=_,解得6=71、
所以a=-1,b=1.
(2)由(1)得g(x)=f(.x)=1-(3.x2-x3)e+1
(x∈R),
则g'(x)=-x(x2-6.x十6)e+1,
令x2-6.x十6=0,解得x=3士√5,不妨设x1=3一
√3,x2=3十√5,
则0<x1<x,
易知e+1>0恒成立,
】
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所以令g'(x)<0,解得0<x<x1或x>x2:
令g'(x)>0,解得x<0或x1<x<x2;
所以g(x)在(0,x1),(x2,十o∞)上单调递减,在(
∞,0),(x1,x2)上单调递增,
即g(x)的单调递减区间为(0,3一√)和
(3+√5,+0),单调递增区间为(一∞,0)
和(3-3,3十√3).
(3)由(1)得f(x)=x-x3ex+1(x∈R),f'(x)=1
-(3.x2-x3)ex+1
由(2)知f'(x)在(0,x1),(x2,十∞)上单调递减,
在(一∞,0),(x1,x2)上单调递增,
当x<0时,f'(-1)=1-4e<0,f'(0)=1>0,即
f(-1)f(0)<0
所以f'(x)在(一∞,0)上存在唯一零点,不妨设为
x3,则-1<xa<0,
此时,当x<x:时,f'(x)<0,则f(x)单调递减;
当x<x<0时,f'(x)>0,则f(x)单调递增;
所以f(x)在(一∞,0)上有一个极小值点:
当x∈(0,x1)时,f'(x)在(0,x1)上单调递减,
则f'(x1)=f'(3-3)<f‘(1)=1-2<0,故f
(0)f(x1)0,
所以f'(x)在(0,x1)上存在唯一零点,不妨设为
x1,则0<x1<x1,
此时,当0<x<x1时,f'(x)>0,则f(x)单调
递增;
当x<x<x1时,f(x)0,则f(x)单调递减;
所以f(x)在(0,x1)上有一个极大值点:
当x∈(x1,x2)时,f'(x)在(x1x2)上单调递增,
则'(x2)=f'(3+√5)>(3)=1>0,故f(x1)
f(x2)0,
所以'(x)在(x1,x2)上存在唯一零点,不妨设为
x5,则x1<x5<x2,
此时,当x1<x<x5时,f(x)<0,则f(x)单调
递减;
当x<x<x2时,f'(x)<0,则f(x)单调递增;
所以f(x)在(x1,x2)上有一个极小值点;
当x>x2=3十√5>3时,3.x2-x3=x2(3-x)<0,
所以f'(x)=1-(3x2-x3)e+1>0,则f(x)单
调递增,
所以f(x)在(x2,十o)上无极值点:
综上:f(x)在(-∞,0)和(x1,x2)上各有一个极小
值点,在(0,x1)上有一个极大值点,共有3个极
值点,
答案:(1)a=-1,b=1
(2)答案见解析
(3)3个
卷7三角函数
1.A 'f(-x)=-xcos(-x)=-xcos x=-f
(x),
函数f(x)为奇函数,排除选项D:
当x∈(0,2)时,x>0,0<cosx<1
.0<f(x)<x,排除选项BC.故选A,
2 A sin十cosr=Esn(c+子),周期T=2,故
【
3
化卷(26一ZT)·数学答案
A正确:
m0m=方n2,周期T=罗=:放B转:
sinx十cos2x=1,是常值函数,不存在最小正周期,
故C错误;
in2z-c0sz==c0s2c,周期T)=元,故D错
误,故选A
3B因为o。n。-反,所以1-n。
1
cos a-sin a
=√5,→tan
a=1
3’
=25-1,故选B.
4.A f(x)=sin 3ox+)=sin (3r+)=-
sin 3oxx,
由T=
2=元得w一了'
2
3
即f(x)=-sin2x,当x∈
[-]时,2
[-后]:
画出f(x)=-sin2x的图象,如下图所示,
由图可知,f(x)=一sin2x在
元上递减,
L12'6」
y
2
π√
所以,当x=
6时,f(x)m=一sin3=
2故
选A,
5.B由题意可知:x1为f(x)的最小值点,x2为f(x)
的最大值点,
Tπ
则x1一xm=之=2,即T=元,
且。>0,所以w行-2,故选B
6.D解法1:令f(x)=g(.x),即a(x+1)2-1=cosx
+2a.x,
可得a.x2十a-1=cosx,
F(x)=ax+a-1,G(x)=cos x,
原题意等价于当x∈(-1,1)时,曲线y=F(x)与y
=G(x)恰有一个交点,
注意到F(x),G(x)均为偶函数,可知该交点只能在
y轴上,
可得F(0)=G(0),即a-1=1,解得a=2,
若a=2,令F(.x)=G(x),可得2x2+1-cosx=0
因为x∈(-1,1),则2x≥0,1-c0sx≥0,当且仅
当x=0时,等号成立,
可得2x2+1-cosx≥0,当且仅当x=0时,等号
成立,
】