高中数学导函数专题(附答案).doc
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1、高中数学导函数专题一解答题(共30小题)1已知函数f(x)= (a,bR,且a0,e为自然对数的底数)(I)若曲线f(x)在点(e,f(e)处的切线斜率为0,且f(x)有极小值,求实数a的取值范围(II)(i)当 a=b=l 时,证明:xf(x)+20;(ii)当 a=1,b=1 时,若不等式:xf(x)e+m(x1)在区间(1,+)内恒成立,求实数m的最大值2设f(x)=exa(x+1)(1)若a0,f(x)0对一切xR恒成立,求a的最大值;(2)设是曲线y=g(x)上任意两点,若对任意的a1,直线AB的斜率恒大于常数m,求m的取值范围;(3)是否存在正整数a使得对一切正整数n都成立?若存在
2、,求a的最小值;若不存在,请说明理由3已知函数f(x)=ax2+lnx,g(x)=bx,其中a,bR,设h(x)=f(x)g(x),(1)若f(x)在x=处取得极值,且f(1)=g(1)2求函数h(x)的单调区间;(2)若a=0时,函数h(x)有两个不同的零点x1,x2求b的取值范围;求证:14已知函数f(x)=xmex(mR,e为自然对数的底数)(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)若f(x)e2x对xR恒成立,求实数m的取值范围;(3)设x1,x2(x1x2)是函数f(x)的两个零点,求证x1+x225已知函数(1)求函数f(x)的单调区间和极值;(2)若函数y=g(x)对任意x满足g(x
3、)=f(4x),求证:当x2,f(x)g(x);(3)若x1x2,且f(x1)=f(x2),求证:x1+x246已知函数(a为常数,a0)()若是函数f(x)的一个极值点,求a的值;()求证:当0a2时,f(x)在上是增函数;()若对任意的a(1,2),总存在 ,使不等式f(x0)m(1a2)成立,求实数m的取值范围7已知函数f(x)=ln(2ax+1)+x22ax(aR)(1)若x=2为f(x)的极值点,求实数a的值;(2)若y=f(x)在3,+)上为增函数,求实数a的取值范围;(3)当a=时,方程f(1x)=有实根,求实数b的最大值8设函数f(x)=lnxax(aR)(1)若直线y=3x1
4、是函数f(x)图象的一条切线,求实数a的值;(2)若函数f(x)在1,e2上的最大值为1ae(e为自然对数的底数),求实数a的值;(3)若关于x的方程ln(2x2x3t)+x2xt=ln(xt)有且仅有唯一的实数根,求实数t的取值范围9已知函数f(x)=lnxa(x1),aR()讨论函数f(x)的单调性;()当x1时,f(x)恒成立,求a的取值范围10已知函数f(x)=alnx+x24x(aR)(1)讨论函数f(x)的单调区间;(2)若A(x1,y1),B(x2,y2)(x2x10)是曲线y=f(x)上的两点,x0=,问:是否存在a,使得直线AB的斜率等于f(x0)?若存在,求出a的值;若不存
5、在,说明理由11已知函数f(x)=alnx+,aR(1)若f(x)的最小值为0,求实数a的值;(2)证明:当a=2时,不等式f(x)e1x恒成立12已知函数f(x)=(其中e是自然对数的底数,aR)( I)若曲线f(x)在x=l处的切线与x轴不平行,求a的值;()若函数f(x)在区间(0,1上是单调函数,求a的最大值13已知函数g(x)=(2a)lnx,h(x)=lnx+ax2(aR),令f(x)=g(x)+h(x),其中h(x)是函数h(x)的导函数()当a=0时,求f(x)的极值;()当8a2时,若存在x1,x21,3,使得|f(x1)f(x2)|(m+ln3)a2ln3+ln(a) 恒成
6、立,求m的取值范围14设函数f(x)=x3axb,xR,其中a,bR(1)求f(x)的单调区间;(2)若f(x)存在极值点x0,且f(x1)=f(x0),其中x1x0,求证:x1+2x0=0;(3)设a0,函数g(x)=|f(x)|,求证:g(x)在区间1,1上的最大值不小于15已知函数f(x)=x3+x2+ax+b(a,b为常数),其图象是曲线C(1)当a=2时,求函数f(x)的单调减区间;(2)设函数f(x)的导函数为f(x),若存在唯一的实数x0,使得f(x0)=x0与f(x0)=0同时成立,求实数b的取值范围;(3)已知点A为曲线C上的动点,在点A处作曲线C的切线l1与曲线C交于另一点
7、B,在点B处作曲线C的切线l2,设切线l1,l2的斜率分别为k1,k2问:是否存在常数,使得k2=k1恒成立?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由16已知函数f(x)=lnxax3(a0),()讨论函数f(x)的单调性;()若对于任意的a1,2,若函数在区间(a,3)上有最值,求实数m的取值范围;()求证:17已知函数f(x)=lnx,g(x)=ex,其中e是自然对数的底数,e=2.71828(1)若函数(x)=f(x),求函数(x)的单调区间;(2)若x0,g(x)kf(x+1)+1恒成立,求实数k的取值范围;(3)设直线l为函数f(x)的图象上一点,A(x0,f(x0)处的切线,证明:在
8、区间(1,+)上存在唯一的x0,使得直线l与曲线y=g(x)相切18设aR,函数f(x)=lnxax()求f(x)的单调递增区间;()设F(x)=f(x)+ax2+ax,问F(x)是否存在极值,若存在,请求出极值;若不存在,请说明理由;()设A(x1,y1),B(x2,y2)是函数g(x)=f(x)+ax图象上任意不同的两点,线段AB的中点为C(x0,y0),直线AB的斜率为为k证明:kg(x0)19已知函数f(x)=alnx+x2(a为实常数)(1)若a=2,求证:函数f(x)在(1,+)上是增函数;(2)求函数f(x)在1,e上的最小值及相应的x值;(3)若存在x1,e,使得f(x)(a+
9、2)x成立,求实数a的取值范围20已知函数f(x)=2lnxx2() 求函数y=f(x)在上的最大值()如果函数g(x)=f(x)ax的图象与x轴交于两点A(x1,0)、B(x2,0),且0x1x2y=g(x)是y=g(x)的导函数,若正常数p,q满足p+q=1,qp求证:g(px1+qx2)021已知函数f(x)=x3+ax,g(x)=exe(其中e为自然对数的底数)(I)若曲线y=f(x)在(0,f(0)处的切线与曲线y=g(x)在(0,g(0)处的切线互相垂直,求实数a的值()设函数h(x)=,讨论函数h(x)零点的个数22已知函数,f(x)=alnxax3(aR)(1 )当a=1时,求
10、函数f(x)的单调区间;(2)若函数y=f(x)的图象在点(2,f(2)处的切线的倾斜角为45,问:m在什么范围取值时,对于任意的t1,2,函数在区间(t,3)上总存在极值?23设f(x)=px2lnx()若f(x)在其定义域内为单调递增函数,求实数p的取值范围;()设g(x)=,且p0,若在1,e上至少存在一点x0,使得f(x0)g(x0)成立,求实数p的取值范围24已知函数f(x)=lnx+x2()若函数g(x)=f(x)ax在其定义域内为增函数,求实数a的取值范围;()在()的条件下,若a1,h(x)=e3x3aexx0,ln2,求h(x)的极小值;()设F(x)=2f(x)3x2kx(
11、kR),若函数F(x)存在两个零点m,n(0mn),且2x0=m+n问:函数F(x)在点(x0,F(x0)处的切线能否平行于x轴?若能,求出该切线方程;若不能,请说明理由25若f(x)=其中aR(1)当a=2时,求函数y(x)在区间e,e2上的最大值;(2)当a0,时,若x1,+),f(x)a恒成立,求a的取值范围26函数f(x)=(xa)2(x+b)ex(a,bR)(1)当a=0,b=3时求函数f(x)的单调区间;(2)若x=a是f(x)的极大值点(i)当a=0时,求b的取值范围;(ii)当a为定值时设x1,x2,x3(其中x1x2x3)是f(x)的3个极值点,问:是否存在实数b,可找到实数
12、x4,使得x4,x1,x2,x3成等差数列?若存在求出b的值及相应的x4,若不存在说明理由27已知函数f(x)=,g(x)=ln(x+1),曲线y=f(x)在点(1,f(1)处的切线方程是5x4y+1=0(1)求a,b的值;(2)若当x0,+)时,恒有f(x)kg(x)成立,求k的取值范围;(3)若=22361,试估计ln的值(精确到0.001)28已知函数f(x)=xlnx,g(x)=()记F(x)=f(x)g(x),判断F(x)在区间(1,2)内零点个数并说明理由;()记()中的F(x)在(1,2)内的零点为x0,m(x)=minf(x),g(x),若m(x)=n(nR)在(1,+)有两个
13、不等实根x1,x2(x1x2),判断x1+x2与2x0的大小,并给出对应的证明29已知函数f(x)=(x36x2+3x+t)ex,tR()若函数y=f(x)依次在x=a,x=b,x=c(abc)处取极值,求t的取值范围;()若存在实数t0,2,使对任意的x1,m,不等式f(x)x恒成立,求正整数m的最大值30已知函数f(x)=xe1x,g(x)=(2a)x2lnx+a2(1)求函数g(x)的单调区间;(2)若对于x0(0,e,在区间(0,e上总存在两个不同实数xi(i=1,2),使得f(x0)=g(xi),求实数a的取值范围2017年12月16日高中数学的高中数学组卷参考答案与试题解析一解答题
14、(共30小题)1已知函数f(x)= (a,bR,且a0,e为自然对数的底数)(I)若曲线f(x)在点(e,f(e)处的切线斜率为0,且f(x)有极小值,求实数a的取值范围(II)(i)当 a=b=l 时,证明:xf(x)+20;(ii)当 a=1,b=1 时,若不等式:xf(x)e+m(x1)在区间(1,+)内恒成立,求实数m的最大值【分析】()求出原函数的导函数,由f(e)=0得b=0,可得f(x)=然后对a分类讨论,可知当a0时,f(x)有极大值而无极小值;当a0时,f(x)有极小值而无极大值从而得到实数a的取值范围为(,0);()(i)当a=b=1时,设g(x)=xf(x)+2=lnxe
15、x+2求其导函数,可得g(x)=在区间(0,+)上为减函数,结合零点存在定理可得存在实数x0(,1),使得得到g(x)在区间(0,x0)内为增函数,在(x0,+)内为减函数又,得,x0=lnx0由单调性知g(x)max0,即xf(x)+20;(ii)xf(x)e+m(x1)xf(x)m(x1)e,当 a=1,b=1 时,设h(x)=xf(x)m(x1)=lnx+exm(x1)利用两次求导可得当x1时,h(x)h(1)=1+em然后分当1+em0时和当1+em0时求解m的取值范围【解答】()解:f(x)=,f(x)=f(e)=0,b=0,则f(x)=当a0时,f(x)在(0,e)内大于0,在(e
16、,+)内小于0,f(x)在(0,e)内为增函数,在(e,+)内为减函数,即f(x)有极大值而无极小值;当a0时,f(x)在(0,e)内为减函数,在(e,+)内为增函数,即f(x)有极小值而无极大值a0,即实数a的取值范围为(,0);()(i)证明:当a=b=1时,设g(x)=xf(x)+2=lnxex+2g(x)=在区间(0,+)上为减函数,又g(1)=1e0,g()=2存在实数x0(,1),使得此时g(x)在区间(0,x0)内为增函数,在(x0,+)内为减函数又,x0=lnx0由单调性知,=又x0(,1),()2g(x)max0,即xf(x)+20;(ii)xf(x)e+m(x1)xf(x)
17、m(x1)e,当 a=1,b=1 时,设h(x)=xf(x)m(x1)=lnx+exm(x1)则h(x)=令t(x)=h(x)=x1,t(x)=h(x)在(1,+)内单调递增,当x1时,h(x)h(1)=1+em当1+em0时,即m1+e时,h(x)0,h(x)在区间(1,+)内单调递增,当x1时,h(x)h(1)=e恒成立;当1+em0时,即m1+e时,h(x)0,存在x0(1,+),使得h(x0)=0h(x)在区间(1,x0)内单调递减,在(x0,+)内单调递增由h(x0)h(1)=e,h(x)e不恒成立综上所述,实数m的取值范围为(,1+e实数m的最大值为:1+e【点评】本题主要考查利用
18、导数研究函数的单调性,考查函数、导数、不等式等基础知识,以及综合运用上述知识分析问题和解决问题的能力,是压轴题2设f(x)=exa(x+1)(1)若a0,f(x)0对一切xR恒成立,求a的最大值;(2)设是曲线y=g(x)上任意两点,若对任意的a1,直线AB的斜率恒大于常数m,求m的取值范围;(3)是否存在正整数a使得对一切正整数n都成立?若存在,求a的最小值;若不存在,请说明理由【分析】(1)由f(x)=exa(x+1),知f(x)=exa,故f(x)min=f(lna)=aa(lna+1)=alna,再由f(x)0对一切xR恒成立,能amax(2)由f(x)=exa(x+1),知g(x)=
19、f(x)+=由a1,直线AB的斜率恒大于常数m,知g(x)=exa2a=a+2=m,(a1),由此能求出实数m的取值范围(3)设t(x)=exx1,则t(x)=ex1,从而得到exx+1,取,用累加法得到由此能够推导出存在正整数a=2使得1n+3n+(2n1)n(an)n【解答】解:(1)f(x)=exa(x+1),f(x)=exa,a0,f(x)=exa=0的解为x=lnaf(x)min=f(lna)=aa(lna+1)=alna,f(x)0对一切xR恒成立,alna0,alna0,amax=1(2)f(x)=exa(x+1),g(x)=f(x)+=a1,直线AB的斜率恒大于常数m,g(x)
20、=exa2a=a+2=m,(a1),解得m3,实数m的取值范围是(,3(3)设t(x)=exx1,则t(x)=ex1,令t(x)=0得:x=0在x0时t(x)0,f(x)递减;在x0时t(x)0,f(x)递增t(x)最小值为t(0)=0,故exx+1,取,得,累加得1n+3n+(2n1)n(2n)n,故存在正整数a=2使得1n+3n+(2n1)n(an)n【点评】本题考查满足条件的实数的最大值的求法,考查满足条件地实数的取值范围的求法,探索满足条件的实数的最小值综合性强,难度大解题时要认真审题,合理地运算导数性质进行等价转化3已知函数f(x)=ax2+lnx,g(x)=bx,其中a,bR,设h
21、(x)=f(x)g(x),(1)若f(x)在x=处取得极值,且f(1)=g(1)2求函数h(x)的单调区间;(2)若a=0时,函数h(x)有两个不同的零点x1,x2求b的取值范围;求证:1【分析】(1)根据极值点处的导数为零,结合f(1)=g(1)2列出关于a,b的方程组,求出a,b,然后再利用导数研究导数研究单调区间;(2)将a=0代入,研究极值的符号,即可求出求b的取值范围,结合的结论,通过适当的变形,利用通过适当的变形,利用导数即可证明【解答】解:(1)由已知得f,(x0),所以,所以a=2由f(1)=g(1)2,得a+1=b2,所以b=1所以h(x)=x2+lnx+x,(x0)则,(x
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