内容正文:
章末检测(一)
(时间:120分钟 满分:160分)
一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共70分)
1.曲线y=sin x+ex在点(0,1)处的切线的斜率为________.
答案 2
解析 ∵y′=cos x+ex,
∴k=y′|x=0=cos 0+e0=2.
2.函数f(x)=xex-ex+1的单调增区间是________.
答案 (e-1,+∞)
解析 f′(x)=ex+xex-ex+1=(x-e+1)ex,令f′(x)>0,得x>e-1.
3.设f(x)=x2-2x-4ln x,则f(x)的单调增区间为________.
答案 (2,+∞)
解析 f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=2x-2-==,
令f′(x)>0,可得x>2.
∴f(x)的单调增区间为(2,+∞).
4.若曲线y=kx+ln x在点(1,k)处的切线平行于x轴,则k=________.
答案 -1
解析 求导得y′=k+,依题意k+1=0,所以k=-1.
5.给出定义:若函数f(x)在D上可导,即f′(x)存在,且导函数f′(x)在D上也可导,则称f(x)在D上存在二阶导函数,记f″(x)=(f′(x))′.若f″(x)<0在D上恒成立,则在D上为凸函数.以下四个函数在(0,)上是凸函数的个数为________.
①f(x)=-x3+2x-1; ②f(x)=ln x-2x;
③f(x)=sin x+cos x; ④f(x)=xex.
答案 3
解析 ①对于f(x)=-x3+2x-1,
f′(x)=-3x2+2,f″(x)=-6x,
当x∈(0,)时,f″(x)<0,故为凸函数;
②对于f(x)=ln x-2x,f′(x)=-2,
f″(x)=-,
当x∈(0,)时,f″(x)<0,故为凸函数;
③对于f(x)=sin x+cos x,
f′(x)=cos x-sin x,f″(x)=-sin x-cos x,
当x∈(0,)时,f″(x)<0,故为凸函数;
④对于f(x)=xex,f′(x)=(x+1)ex,
f″(x)=(x+2)ex,
当x∈(0,)时,f″(x)>0,故不是凸函数.
6.已知函数f(x)=x-aln x在区间(0,2]上单调递减,则实数a的取值范围是________.
答案 [2,+∞)
解析 函数的导数为f′(x)=1-.
若函数f(x)=x-aln x在区间(0,2]上单调递减,
则等价为f′(x)≤0在(0,2]上恒成立,
即1-≤0,即≥1,即a≥x,
∵0<x≤2,∴a≥2.
7.若函数f(x)=x2+aln x在区间(1,+∞)上存在极小值,则a的取值范围为________.
答案 (-∞,-2)
解析 ∵f(x)=x2+aln x,∴f′(x)= (x>0).
设g(x)=2x2+a,∵函数f(x)=x2+aln x在区间(1,+∞)上存在极小值,∴g(1)=2+a<0,∴a<-2.
8.已知a<0,函数f(x)=ax3+ln x,且f′(1)的最大值是-12,则实数a的值为________.
答案 -2
解析 f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=3ax2+,f′(1)=3a+.
令F(a)=3a+(a<0),
则F′(a)=3-==,
∴F(a)在(-∞,-2)上单调递增,在(-2,0)上单调递减,
∴F(a)max=F(-2).∴a=-2.
9.若函数f(x)=(a>0)在[1,+∞)上的最大值为,则实数a的值为________.
答案 -1
解析 f′(x)=,
当x>时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
当-<x<时,f′(x)>0,f(x)单调递增.
若≥1,即a≥1,
则当x∈[1,+∞)时,f(x)max=f()==,
解得=<1,不合题意,
∴<1,
且当x∈[1,+∞)时,f(x)max=f(1)==,
解得a=-1,满足<1.
10.已知函数f(x)=ax3-3x2+1,若f(1)存在惟一的零点x0,且x0>0,则实数a的取值范围是________.
答案 (-∞,-2)
解析 若a=0,令f(x)=0,解得x=±,不合题意.
若a>0,则f(-1)=-a-2<0,f(0)=1>0,
所以f(x)存在负的零点,不合题意.
若a<0,则f′(x)=3ax(x-),
可得f()=1-为极小值,
则1->0,解得a>2或a<-2,故a<-2.
综上,实数a的取值范围是(-∞,-2).
11.已知函数f(x)的导函数为f′(x),满足xf′(x)+2f(x)=,且f(1)=2,则函数f(x)的最大值为________.
答案
解析 由xf′(x)+2f(x)=,
变形为[x2f(x)]′=(ln x)′,
∴f(x)=,∵f(1)=2,∴c=2.
∴f(x)= (