内容正文:
1.函数f(x)=x+sin x在R上是( )
A.偶函数、增函数 B.奇函数、减函数
C.偶函数、减函数 D.奇函数、增函数
解析:选D.f(x)=x+sin x,则f=-x-sin x=-f(x),所以函数f(x)是奇函数,f′(x)=1+cos x≥0,所以f(x)在R上是增函数.故选D.
2.已知函数y=f(x)(x∈R)的导函数f′(x) 的图象如图所示,则函数y=f(x)( )
A.在上单调递增
B.在上单调递减
C.在上单调递增
D.在上单调递减
解析:选D.由题图可知,当x<-2 时,f′(x)<0,f(x)单调递减,当-2<x<3 时,f′(x)≥0,f(x)单调递增,当x>3 时,f′(x)<0,f(x)单调递减.故选D.
3.函数f(x)=x3+x2的单调递增区间是 ( )
A.,
B.∪
C.
D.∪
解析:选A.由题意得f′(x)=x2+x=x(x+1),令f′(x)>0,解得x>0或x<-1,故f(x)的单调递增区间为(-∞,-1),(0,+∞).故选A.
4.函数f(x)=的大致图象为( )
解析:选A.f′(x)===-=-≤0恒成立,所以函数f(x)=在定义域R上单调递减,且对任意x∈R,都有x2+1>0,ex>0,所以对任意x∈R,都有f(x)>0,所以结合选项可知A满足.故选A.
5.函数f(x)=x-2ln (2x)的单调递减区间为 ( )
A.(-∞,1) B.(0,1)
C.(0,2) D.(2,+∞)
解析:选C.f(x)=x-2ln (2x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=1-2··2=1-=,
由f′(x)<0,可得x∈(0,2),
故f(x)=x-2ln (2x)的单调递减区间为(0,2).故选C.
6.(多选)已知函数f(x)=(x2-5x+7)ex,则函数f(x)在下列区间上单调递增的有( )
A.(-∞,1) B.(1,2)
C.(2,+∞) D.(1,+∞)
解析:选AC.因为f(x)的定义域为R,
f′(x)=(x2-5x+7+2x-5)ex=(x2-3x+2)ex
=(x-1)(x-2)ex,
令f′(x)>0,得x<1或x>2,
所以f(x)在区间(-∞,1),(2,+∞)上单调递增.故选AC.
7.f(x)=x+的单调递减区间是________.
解析:f(x)=x+的定义域是{x|x≠0},
f′(x)=1-=,
令f′(x)<0,解得x∈(-,0)∪(0,),
故f(x)的单调递减区间是(-,0),(0,).
答案:(-,0),(0,)
8.已知定义域为[0,e]的函数y=f(x),它的导函数y=f′(x)的图象如图所示,则函数y=f(x)的单调递减区间是________.
解析:观察题中图象可得当0≤x<b时,f′(x)>0,
当b<x<d时,f′(x)<0,
当d<x≤e时,f′(x)>0,
所以函数y=f(x)的单调递减区间是(b,d).
答案:(b,d)
9.已知函数f(x)=,若f(a+3)>f(2a),则实数a的取值范围是__________.
解析:由函数f(x)=,
可得f′(x)=>0,
即f(x)为R上的增函数,
故由f(a+3)>f(2a)可得a+3>2a,所以a<3,
即实数a的取值范围是(-∞,3).
答案:(-∞,3)
10.(13分)求下列函数的单调区间.
(1)f(x)=x2-ln x;(4分)
(2)f(x)=;(4分)
(3)f(x)=-x3+3x2.(5分)
解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=2x-=.
令f′(x)>0,得x>;
令f′(x)<0,得0<x<,
所以函数f(x)的单调递增区间为(,+∞),
单调递减区间为(0,).
(2)函数f(x)的定义域为(-∞,2)∪(2,+∞),
f′(x)=,
令f′(x)>0,得x>3;
令f′(x)<0,得x<2,或2<x<3.
所以函数f(x)的单调递增区间为(3,+∞),单调递减区间为(-∞,2)和(2,3).
(3)函数f(x)的定义域为R,
f′(x)=-3x2+6x=-3x(x-2),
令f′(x)>0,得0<x<2;令f′(x)<0,得x<0或x>2.
所以函数f(x)的单调递增区间为(0,2),单调递减区间为(-∞,0)和(2,+∞).
11.若双曲正切函数为tanh x=,则tanh x( )
A.是偶函数,且在R上单调递减
B.是偶函数,且在R上单调递增
C.是奇函数,且在R上单调递减
D.是奇函数,且在R上单调递增
解析:选D.令f(x)=,定义域为R,
因为f(-x)==-f(x),所以f(x)为奇函数,
又因为f′(x)==>0 ,所以f(x)在R上单调递增.故选D.
12.(多选)已知函数y=f(x),y=g(x)的导函数图象如图,那么y=f(x),y=g(x)的图象可能是( )
解析:选BD.从导函数的图象可知两个函数在x0处切线斜率相同,可以排除C,再由导函数的函数值反映的是原函数的切线斜率大小,可明显看出y=f(x)的导函数的值在减小,所以原函数切线斜率应该慢慢变小,排除A,选项B,D中的图象,都符合题意.故选BD.
13.(15分)(2025·大连期末)已知函数f(x)=(k为常数,e为自然对数的底数),曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与x轴平行.
(1)求实数k的值;(7分)
(2)求函数f(x)的单调区间.(8分)
解:(1)由f(x)=,
可得f′(x)=(x>0).
因为曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与x轴平行,
所以f′(1)==0,解得k=1.
(2)由(1)知,f′(x)=(x>0),
设h(x)=-ln x-1(x>0),
则h′(x)=--<0.
可知h(x)在(0,+∞)上单调递减,
由h(1)=0知,当0<x<1时,h(x)>0,故f′(x)>0;
当x>1时,h(x)<0,故f′(x)<0.
综上,f(x)的单调递增区间是(0,1),单调递减区间是(1,+∞).
14.(15分)已知函数f(x)=,其图象在x=e处的切线过点(2e,2e2).
(1)求a的值;(5分)
(2)讨论f(x)的单调性.(10分)
解:(1)因为函数f(x)=,
所以f(e)=ae2-1,
f′(x)=,
则f′(e)=ae+,
所以函数图象在x=e处的切线方程为
y-(ae2-1)=(ae+)(x-e),
又因为切线过点(2e,2e2),
所以2e2-(ae2-1)=(ae+)(2e-e),
即2ae2=2e2,解得a=1.
(2)由(1)知,f(x)=,则f(x)的定义域为(0,1)∪(1,+∞),f′(x)=,
令g(x)=2x2ln x-x2+1,则g′(x)=4x ln x,
当0<x<1时,g′(x)<0;当x>1时,g′(x)>0,
所以g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,画出y=g(x)的图象(图略),
易知g(x)>g(1)=0,
即当0<x<1时,f′(x)>0;
当x>1时,f′(x)>0,
所以f(x)在(0,1)和(1,+∞)上单调递增.
15.(多选)(2025·威海期末)若函数f(x)在定义域D内的某个区间I上单调递增,且F(x)=在区间I上也单调递增,则称y=f(x)是I上的“一致递增函数”.已知f(x)=x+,若函数f(x)是区间I上的“一致递增函数”,则区间I可能是( )
A.(-∞,-2) B.(-∞,0)
C.(0,+∞) D.(2,+∞)
解析:选AD.f(x)=x+,则f′(x)=;F(x)==1+,则F′(x)=,当x∈(-∞,-2)时,f′(x)=>>0,函数f(x)单调递增,F′(x)=>0,函数F(x)单调递增,A满足题意;f′(-)=<0,故B不满足题意;F′(1)=-e<0,故C不满足题意;当x∈(2,+∞)时,f′(x)=>0,函数f(x)单调递增,F′(x)=>0,函数F(x)单调递增,故D满足题意.
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