微练(33) 利用导数研究函数的性质(专题微练PPT)-【赢在微点·考前顶层设计】2026年高考数学大二轮专题复习
2026-03-23
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习课件聚焦“利用导数研究函数的性质”专题,依据高考评价体系梳理了切线方程、单调性判断、极值最值、不等式恒成立等核心考点,通过近五年模拟题分析明确“极值与单调性”占35%、“导数几何意义”占25%的高频考点分布,构建了完整的题型训练体系。
课件亮点在于“真题模拟+分层突破+素养提升”策略,如以2025年泰州模拟极值题为例,通过求导分析、二次方程根的判别式应用,培养学生逻辑推理和数学建模素养。特设“易错点警示”和“解题模板”,助力学生掌握导数综合题答题技巧,教师可据此精准定位学生薄弱环节,实现高效备考。
内容正文:
微练(三十三)
利用导数研究函数的性质
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本部分内容讲解结束
一、单项选择题
1.函数f(x)=x4-2x3的图象在点(1,f(1))处的切线方程为 ( )
A.y=-2x-1 B.y=-2x+1
C.y=2x-3 D.y=2x+1
f(1)=1-2=-1,切点坐标为(1,-1),f′(x)=4x3-6x2,所以切线的斜率为k=f′(1)=4×13-6×12=-2,切线方程为y+1=-2(x-1),即y=-2x+1.故选B.
2.若函数f(x)=x--a ln x单调递增,则实数a的取值范围为 ( )
A.(-∞,0] B.(-∞,-4]
C.[-4,4] D.(-∞,4]
依题意得f′(x)=1+-=≥0,即x2-ax+4≥0对任意x>0恒成立,即a≤+x恒成立,因为+x≥2=4(当且仅当x=2时取“=”),所以a≤4.故选D.
3.当x=2时,函数f(x)=x3+bx2-12x取得极值,则f(x)在区间[-4,4]上的最大值为 ( )
A.8 B.12 C.16 D.32
f′(x)=3x2+2bx-12,因为f(x)在x=2处取得极值,所以f′(2)=12+4b-12=0,所以b=0,则f(x)=x3-12x,由f′(x)=0,得x=±2,f(x)在[-4,-2]上单调递增,在(-2,2)上单调递减,在[2,4]上单调递增,又f(-2)=-8+24=16,f(4)=64-48=16,所以f(x)max=16,选C.
4.已知a=ln ,b=,c=,则下列结论正确的是 ( )
A.c<b<a B.b<a<c
C.a<b<c D.c<a<b
设f(x)=(x>0),则f′(x)==,当x∈(0,e)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当x∈(e,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减.a=ln =ln 2=ln 2=ln 4=f(4),又b==f(3),c==f(e),e<3<4,且f(x)在(e,+∞)上单调递减,所以f(4)<f(3)<f(e),所以a<b<c.
5.(2025·徐州模拟)若函数f(x)=a ln x++(a≠0)既有极大值也有极小值,则下列结论一定正确的是 ( )
A.a<0 B.b<0
C.ab>-1 D.a+b>0
函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=--=,又函数f(x)既有极大值也有极小值,所以函数f′(x)在(0,+∞)上有两个变号零点,由a≠0,所以方程ax2-4x-2b=0有两个不同的正实数根x1,x2,所以即ab>-2,a>0,b<0.故选B.
6.(2025·济宁一模)曲线y=(a>0)与y=ln x和y=ex分别交于A,B两点,设曲线y=ln x在A处的切线斜率为k1,y=ex在B处的切线斜率为k2,若k1+k2=,则a= ( )
A.2ln 2 B.2ln 3 C.3ln 2 D.3ln 3
因为y=ln x和y=ex互为反函数,其图象关于直线y=x对称,且反比例函数y=(a>0)的图象也关于直线y=x对称,可知点A,B关于直线y=x对称,设A(x0,ln x0),x0>1,则B(ln x0,x0),设f(x)=ln x,g(x)=ex,则f′(x)=,g′(x)=ex,由题意可得:k1+k2=+eln x0=+x0=,解得x0=2或x0=(舍去),可得A(2,ln 2),则=ln 2,所以a=2ln 2.故选A.
二、多项选择题
7.(2025·茂名模拟)已知函数f(x)=ex-2x+1,则下列说法正确的是 ( )
A.f(x)有极大值2ln 2
B.f(x)有极小值3-2ln 2
C.f(x)无最大值
D.f(x)在(ln 2,+∞)上单调递增
f(x)=ex-2x+1的定义域为R,f′(x)=ex-2,令f′(x)=0得x=ln 2,当x∈(-∞,ln 2)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,当x∈(ln 2,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,所以当x=ln 2时,f(x)取得极小值,无极大值,也无最大值,并且f(x)极小值=f(ln 2)=3-2ln 2,所以B,C,D正确,A错误.故选BCD.
8.(2025·合肥模拟)已知函数f(x)=x3-ax2-3a2x,则下列说法正确的是 ( )
A.若a≠0,则f(x)有两个极值点
B.f(x)的图象的对称中心在函数g(x)=x3的图象上
C.若f(x)在区间(0,3)单调递减,则a∈(-∞,-3]∪[1,+∞)
D.不等式f(2a-1)<f(-a)的解集为
f(x)=x3-ax2-3a2x,f′(x)=x2-2ax-3a2=(x-3a)(x+a),当a<0时,x∈(-∞,3a),f(x)单调递增,x∈(3a,-a),f(x)单调递减,x∈(-a,+∞),f(x)单调递增,故f(x)有两个极值点,当a>0时,x∈(-∞,-a),f(x)单调递增,x∈(-a,3a),f(x)单调递减,x∈(3a,+∞),f(x)单调递增,f(x)有两个极值点,故A正确;因为f′(x)=x2-2ax-3a2,所以f(x)的图象的对称中心为,当a≠0时,不在函数g(x)=x3的图象上,故B错误;当a=0时,f(x)单调递增,故a≠0,由A可知,当a<0时,x∈(3a,-a),
f(x)单调递减,所以得到a≤-3,当a>0时,x∈(-a,3a),f(x)单调递减,所以得到a≥1,所以f(x)在区间(0,3)单调递减,则a∈(-∞,-3]∪[1,+∞),故C正确;因为f(2a-1)<f(-a),代入f(x)可得(2a-1)3-a(2a-1)2-3a2(2a-1)<(-a)3-a(-a)2-3a2(-a)化简:9a3-3a2-a+>0,即>0,解得a>-且a≠,故D正确.故选ACD.
三、填空题
9.(2025·湖北黄冈模拟)已知函数f(x)=过原点O作曲线y=f(x)的切线,其切线方程为______________.
x-ey=0
当x≤0时,函数f(x)=ex,可得f′(x)=ex.设切点为P(x0,y0),则f′(x0)=,所以切线方程为y-= (x-x0),因为切线过原点O(0,0),可得-=-x0,解得x0=1,不符合题意,舍去;当x>0时,函数f(x)=ln x,可得f′(x)=.设切点为P(x1,y1),则f′(x1)=,所以切线方程为y-ln x1=(x-x1),因为切点过原点O(0,0),可得ln x1=1,解得x1=e,此时切线方程为y-1=(x-e),即x-ey=0.
10.设a∈R,若函数y=ex+ax,x∈R有大于零的极值点,则a的取值范围是____________.
(-∞,-1)
因为y=ex+ax,所以y′=ex+a.由题意知ex+a=0有大于0的实根,得a=-ex,因为x>0,所以ex>1,所以a<-1.
四、解答题
11.(2025·马鞍山模拟)已知函数f(x)=a ln x+.
(1)讨论f(x)的单调性;
f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=.
①a≤0时,f′(x)<0,此时f(x)在(0,+∞)上单调递减;
②a>0时,令f′(x)<0得0<x<,令f′(x)>0得x>,此时f(x)在上单调递减,在上单调递增.
(2)若f(x)有极小值,且极小值大于(a2+1)(a-1),求a的取值范围.
由(1)知a>0时,f极小值=f=-a ln a+a-1>(a2+1)(a-1),整理得ln a+a2-a<0,令g(a)=ln a+a2-a,则g′(a)=+2a-1≥2-1=2-1>0,故g(a)在(0,+∞)上单调递增,又g(1)=0,所以a的取值范围为(0,1).
12.设函数f(x)=ex+1-x2-kx.
(1)当k=0时,求曲线y=f(x)在点(-1,f(-1))处的切线方程;
当k=0时,f(x)=ex+1-x2,则f′(x)=ex+1-2x,则曲线y=f(x)在点(-1,f(-1))处的切线斜率为f′(-1)=3,又f(-1)=0,所以曲线y=f(x)在点(-1,f(-1))处的切线方程为y=3x+3.
(2)若f(x)在区间[-1,+∞)上单调递增,求k的取值范围;
f′(x)=ex+1-2x-k,由题意得,x∈[-1,+∞),f′(x)≥0恒成立.令F(x)=f′(x),则F′(x)=ex+1-2,且F′(x)在[-1,+∞)单调递增,令f′(x)=0,解得x=ln 2-1>-1,所以当x∈(-1,ln 2-1)时,F′(x)<0,故F(x)单调递减;当x∈(ln 2-1,+∞)时,F′(x)>0,故F(x)单调递增;所以F(x)min=F(ln 2-1)=4-2ln 2-k,又f′(x)≥0,当且仅当F(x)min≥0,故k≤4-2ln 2,即k的取值范围为(-∞,4-2ln 2].
(3)当x≥-1时,f(x)≥f(-1),求k的取值范围.
因为f(-1)=k,所以题意等价于当x>-1时,f(x)≥k.即∀x∈(-1,+∞),ex+1-x2-kx≥k,整理,得ex+1-x2≥k(x+1),因为x>-1,所以x+1>0,故题意等价于≥k.设G(x)=,x∈(-1,+∞),G(x)的导函数G′(x)=,化简得G′(x)=(ex+1-x-2),考察函数g(x)=ex-x-1,x∈(-∞,+∞),其导函数为g′(x)=
ex-1,当x<0,g′(x)<0,g(x)单调递减;当x>0,g′(x)>0,g(x)单调递增;故在x=0时,g(x)取到最小值,即g(x)≥g(0)=0,即ex≥x+1,所以ex+1≥x+2⇔ex+1-x-2≥0,所以当x∈(-1,0),G′(x)<0,G(x)单调递减;当x∈(0,+∞),G′(x)>0,G(x)单调递增;所以G(x)的最小值为G(0)=e,故k≤e,即k的取值范围为(-∞,e].
13.函数f(x)=x sin (x+)在区间(0,2 028)上的极值点个数为 ( )
A.675 B.676
C.2 027 D.2 028
由题意可得f′(x)=sin (x+)+x cos (x+).当f′(x)=0时,显然cos (x+)≠0,于是tan =-x,易知符合条件的解为f′(x)的变号零点,即f(x)的极值点,于是f(x)的极值点均可视作
y=tan 的图象与直线y=-x交点的横
坐标,如图,由x>0可知交点必在第四象限.
当x>0时,由图象可知tan <0的解集为
,n∈N.故y=tan
的图象与直线y=-x在每一个区间上有且仅有一个交点.由⊆(0,2 028)解得n=0,1,…,675,故满足条件的区间共676个,于是y=tan 的图象与
直线y=-x在区间(0,2 028)上共有676个
交点,即f(x)在区间(0,2 028)上共有676个
极值点.故选B.
14.某地计划对如图所示的半径为a的直角扇形区域ABC按以下方案进行扩建改造,在扇形ABC内取一点P使得BP=a,以BP为半径作扇形PBE,且满足∠PBE=2∠PBC=2θ,其中0<θ≤θ0<,cos θ0=,则图中阴影部分的面积取最小值时θ的大小为 ( )
A. B. C. D.
由题意知∠PBC=∠EBC=θ,则题图中阴影部分的面积S=a2+a·a sin θ-a·a sin -·2θ·2=a2+a2(sin θ-cos θ-θ),因为0<θ0<,cos θ0=,所以<θ0<,所以0<θ≤θ0<,令f(θ)=sin θ-cos θ-θ,θ∈(0,θ0],则f′(θ)=cos θ+sin θ-=sin -,由θ∈(0,θ0],得θ+∈,因为<θ0<,所以θ0+∈,
令f′(θ)=0,得sin (θ+)=,所以θ+=,所以θ=,当0<θ<时,f′(θ)<0,当<θ<θ0时,f′(θ)>0,所以函数f(θ)在上单调递减,在上单调递增,所以当θ=时,f(θ)最小,即题图中阴影部分的面积取最小值.故选A.
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