内容正文:
§6 用导数研究函数的性质
6.1 函数的单调性
第一课时 函数的单调性
1.A 函数y=f(x)的单调性自左至右依次为:增→减→增→减,因此对应的y=f'(x)的函数值的正负应满足:正→负→正→负.故选A.
2.D 由题中f'(x)的图象可知当x<0时,f'(x)>0,且f'(x)的值随x的增大逐渐减小,此时f(x)的图象是上升的,且上升得越来越“平缓”,当x>0时,f'(x)>0,且f'(x)的值随x的增大逐渐增大,此时f(x)的图象是上升的,且上升得越来越“陡峭”.
3.D 观察图象,可得导函数f'(x)的图象过点(0,0),,原函数f(x)的图象过点(0,0),(2,0),观察图象可得满足f'(x)<f(x)的x的取值范围为(0,1)∪(4,+∞),故选D.
4.A f(x)=ln x-4x+1的定义域是{x|x>0},f'(x)=-4=,当f'(x)>0时,解得0<x<.
5.AB 由y=x3+x-1,得y'=3x2+1≥1,所以函数是增函数,A满足题意;由y=sin x-x,得y'=cos x-1≤0,所以函数是减函数,B满足题意;由y=xex+1,得y'=ex(x+1),当x≥-1时,y'=ex(x+1)≥0,函数单调递增,当x<-1时,y'=ex(x+1)<0,函数单调递减,故函数在(-∞,+∞)上不是单调函数,C不满足题意;由y=ex-x,得y'=ex-1,当x≥0时,y'=ex-1≥0,函数单调递增,当x<0时,y'=ex-1<0,函数单调递减,故函数在(-∞,+∞)上不是单调函数,D不满足题意.
6.ABD 由题图可得,当x∈(-∞,c)∪(e,+∞)时,f'(x)>0,当x∈(c,e)时,f'(x)<0,故f(x)在(-∞,c),(e,+∞)上单调递增,在(c,e)上单调递减,所以f(b)>f(a),f(d)>f(e),f(c)>f(e).
7.(2,+∞) (-∞,2) 解析:y'=2x-4,令y'>0,得x>2;令y'<0,得x<2,所以y=x2-4x+a的单调递增区间为(2,+∞),单调递减区间为(-∞,2).
8.,(2,+∞) 解析:f(x)的定义域是(0,+∞),f'(x)=2x-5+2×==,由f'(x)>0得x>2或0<x<,故f(x)的单调递增区间是,(2,+∞).
9.{x|x<-或0<x<}
解析:由f(x)的图象知,f(x)在(-∞,-)和(,+∞)上单调递增,在(-,)上单调递减,所以当x∈(-∞,-)∪(,+∞)时,f'(x)>0;当x∈(-,)时,f'(x)<0.所以x·f'(x)<0的解集为{x|x<-或0<x<}.
10.解:函数f(x)的定义域为R,f'(x)=2(ex-1+xex-x)=2(ex-1)(x+1).
当x∈(-∞,-1)时,f'(x)>0;
当x∈(-1,0)时,f'(x)<0;
当x∈(0,+∞)时,f'(x)>0.
故f(x)在(-∞,-1)和(0,+∞)上单调递增,在(-1,0)上单调递减.
11.A 因为f(x)=xsin x,所以f(-x)=(-x)·sin(-x)=xsin x=f(x),所以函数f(x)是偶函数,所以f=f.又当x∈(0,)时,f'(x)=sin x+xcos x>0,所以函数f(x)在上单调递增,所以f<f(1)<f,即f>f(1)>f,故选A.
12.AB 对于A,y=ex的定义域为R,y'=ex,则y'在R上是增函数,∴y=ex是“C函数”;对于B,y=ln x的定义域为(0,+∞),y'=,则y'在(0,+∞)上单调递减,∴y=ln x是“C函数”;对于C,y=x3的定义域为R,y'=3x2,则y'在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,∴y=x3不是“C函数”;对于D,y=tan x的定义域为( kπ-,kπ+)(k∈Z),y'=,令f(x)=,则f'(x)=( )'=,当x∈( 0,)时,f'(x)>0,∴y'单调递增;当x∈( -,0)时,f'(x)<0,∴y'单调递减,∴y=tan x不是“C函数”.故选A、B.
13.(0,e) (e,+∞) 解析:∵f(x)=,∴f'(x)=(x>0).当0<x<e时,f'(x)>0,函数f(x)在(0,e)上单调递增;当x>e时,f'(x)<0,函数f(x)在(e,+∞)上单调递减.∴f(x)的单调递增区间为(0,e),单调递减区间为(e,+∞).
14.解:(1)对f(x)=+-ln x-求导,得f'(x)=--(x>0),由f(x)在点(1,f(1))处的切线垂直于直线y=x,得f'(1)=--a=-2,解得a=.
(2)由(1)知f(x)=+-ln x-,则f'(x)=,令f'(x)=0,解得x=-1或x=5.由于x=-1不在f(x)的定义域(0,+∞)内,故舍去.当x∈(0,5)时,f'(x)<0,故f(x)的单调递减区间为(0,5);当x∈(5,+∞)时,f'(x)>0,故f(x)的单调递增区间为(5,+∞).
15.D 令F(x)=(g(x)恒不为0),则F(x)为奇函数,F'(x)=,∵当x<0时,F'(x)>0,∴F(x)在(-∞,0)上单调递增.又F(3)==0,∴F(-3)=0.∴当x<-3时,F(x)<0;当-3<x<0时,F(x)>0.又F(x)为奇函数,∴当0<x<3时,F(x)<0;当x>3时,F(x)>0.而不等式f(x)g(x)<0和<0为同解不等式,∴不等式f(x)g(x)<0的解集为(-∞,-3)∪(0,3).
16.解:(1)因为f(x)的图象在点M(-1,f(-1))处的切线方程为x+2y+5=0.所以f'(-1)=-,且-1+2f(-1)+5=0,
即f(-1)=-2,即=-2, ①
又f'(x)=,
所以=-. ②
由①②得a=2,b=3(因为b+1≠0,所以b=-1舍去).
所以所求函数的解析式是f(x)=.
(2)由(1)知,f'(x)=.
令-2x2+12x+6=0,解得x1=3-2,x2=3+2,
则当x<3-2或x>3+2时,f'(x)<0;
当3-2<x<3+2时,f'(x)>0.
所以f(x)=的单调递增区间是(3-2,3+2),单调递减区间是(-∞,3-2)和(3+2,+∞).
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第一课时 函数的单调性
1.如果函数y=f(x)的图象如图所示,那么导函数y=f'(x)的图象可能是( )
2.(2025·重庆南开中学期末)已知函数f(x)的导函数为f'(x),f'(x)的图象如图所示,则f(x)的图象可能是( )
3.已知函数f(x)与其导函数f'(x)的图象如图所示,则满足f'(x)<f(x)的x的取值范围为( )
A.(0,4) B.(-∞,0)∪(1,4)
C. D.(0,1)∪(4,+∞)
4.函数f(x)=ln x-4x+1的单调递增区间为( )
A. B.(0,4)
C. D.
5.〔多选〕下列函数在(-∞,+∞)上是单调函数的是( )
A.y=x3+x-1 B.y=sin x-x
C.y=xex+1 D.y=ex-x
6.〔多选〕已知定义在R上的函数f(x),其导函数y=f'(x)的大致图象如图所示,则下列叙述正确的是( )
A.f(b)>f(a) B.f(d)>f(e)
C.f(a)>f(d) D.f(c)>f(e)
7.函数y=x2-4x+a的单调递增区间为 ,单调递减区间为 .
8.函数f(x)=x2-5x+2ln(2x)的单调递增区间是 .
9.如图所示的是函数f(x)=ax3+bx2+cx+d的图象,f'(x)为函数f(x)的导函数,则不等式x·f'(x)<0的解集为 .
10.判断函数f(x)=2x(ex-1)-x2的单调性.
11.已知函数f(x)=xsin x,x∈R,则f,f(1),f的大小关系为( )
A.f>f(1)>f
B.f(1)>f>f
C.f>f(1)>f
D.f>f>f(1)
12.〔多选〕设函数f(x)的定义域为D,f(x)的导函数为f'(x),若f'(x)在D上单调,则称函数f(x)为“C函数”.下列函数中,是“C函数”的有( )
A.y=ex B.y=ln x
C.y=x3 D.y=tan x
13.已知函数f(x)=,则函数f(x)的单调递增区间是 ;单调递减区间是 .
14.已知函数f(x)=+-ln x-,其中a∈R,且曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线垂直于直线y=x.
(1)求a的值;
(2)求函数f(x)的单调区间.
15.设f(x),g(x)分别是定义在R上的奇函数和偶函数,g(x)恒不为0,当x<0时,f'(x)·g(x)-f(x)g'(x)>0,且f(3)=0,则不等式f(x)g(x)<0的解集是( )
A.(-3,0)∪(3,+∞)
B.(-3,0)∪(0,3)
C.(-∞,-3)∪(3,+∞)
D.(-∞,-3)∪(0,3)
16.已知函数f(x)=的图象在点M(-1,f(-1))处的切线方程为x+2y+5=0.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数f(x)的单调区间.
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