2022年高考数学试题分类汇编导数 .pdf
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1、2007 年高考数学试题分类汇编13导数(18) (安徽理本小题满分14 分) 设 a0, f (x)=x1ln2 x2a ln x(x0). ()令 F(x) xf(x) ,讨论 F(x)在( 0.)内的单调性并求极值;()求证:当x1 时,恒有 xln2x2a ln x1. (20)( 安徽文本小题满分14 分) 设函数f(x)=-cos2x-4tsin2xcos2x+4t2+t2-3t+4,xR, 其中 t 1,将f(x) 的最小值记为g(t). () 求g(t) 的表达式;() 诗论g(t) 在区间( -1,1 )内的单调性并求极值. 19 (北京理本小题共 13 分)如图,有一块半椭
2、圆形钢板,其半轴长为2r,短半轴长为r,计划将此钢板切割成等腰梯形的形状,下底AB是半椭圆的短轴, 上底CD的端点在椭圆上,记2CDx,梯形面积为S(I)求面积S以x为自变量的函数式,并写出其定义域;(II)求面积S的最大值19 (共 13 分)解: (I)依题意,以AB的中点O为原点建立直角坐标系Oxy(如图),则点C的横坐标为x点C的纵坐标y满足方程22221(0)4xyyrr,解得222(0)yrxxr221(22 ) 22Sxrrx222()xrrx,其定义域为0 xxr(II)记222( )4() () 0f xxrrxxr,则2( )8() (2 )fxxrrx令( )0fx,得1
3、2xr4rCDAB2rCDABOxy名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 29 页 - - - - - - - - - 因为当02rx时,( )0fx;当2rxr时,( )0fx,所以12fr是( )f x的最大值因此,当12xr时,S也取得最大值,最大值为213 322frr即梯形面积S的最大值为23 32r9(北京文 )( )fx是31( )213f xxx的导函数,则( 1)f的值是3 11 (福建理、文)已知对任意实数x,有()( )()( )fxfxg
4、xg x,且0 x时,( )0( )0fxgx,则0 x时(B )A( )0( )0fxgx,B( )0( )0fxg x,C( )0( )0fxgx,D( )0( )0fxg x,22 (福建理本小题满分14 分)已知函数( )exf xkxxR,()若ek,试确定函数( )f x的单调区间;()若0k,且对于任意xR,()0fx恒成立,试确定实数k的取值范围;()设函数( )( )()F xf xfx,求证:12(1) (2)( )(e2) ()nnFFF nnN22本小题主要考查函数的单调性、极值、导数、不等式等基本知识,考查运用导数研究函数性质的方法, 考查分类讨论、 化归以及数形结合
5、等数学思想方法,考查分析问题、 解决问题的能力 满分 14 分解: ()由ek得( )eexf xx,所以( )eexfx由( )0fx得1x,故( )f x的单调递增区间是(1),由( )0fx得1x,故( )f x的单调递减区间是(1),()由()()fxfx可知()fx是偶函数于是()0fx对任意xR成立等价于( )0f x对任意0 x成立由( )e0 xfxk得lnxk名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 29 页 - - - - - - - - - 当
6、(0 1k,时,( )e10(0)xfxkkx此时( )fx在0),上单调递增故( )(0)10f xf,符合题意当(1)k,时,ln0k当x变化时( )( )fxfx,的变化情况如下表:x(0 ln)k,ln k(ln)k,( )fx0( )f x单调递减极小值单调递增由此可得,在0),上,( )(ln)lnfxfkkkk依题意,ln0kkk,又11ekk,综合,得,实数k的取值范围是0ek()( )( )()eexxF xf xfx,12()()F x F x12121212121212()()eeeeee2e2xxxxxxxxxxxxxx,1(1) ( )e2nFF n,11(2)(1)
7、e2( )(1)e2.nnFF nF n F由此得,21(1) (2)( )(1) ( )(2)(1)( )(1)(e2)nnFFF nFF nFF nF n F故12(1) (2)( )(e2)nnFFF nnN,20 (福建文本小题满分12 分)设函数22( )21(0)f xtxt xtxtR,()求( )fx的最小值( )h t;()若( )2h ttm对(0 2)t,恒成立,求实数m的取值范围20本题主要考查函数的单调性、极值以及函数导数的应用,考查运用数学知识分析问题解决问题的能力满分12 分名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -
8、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 29 页 - - - - - - - - - 解: ()23( )()1(0)f xt xtttxtR,当xt时,( )f x取最小值3()1fttt,即3( )1h ttt()令3( )( )( 2)31g th ttmttm,由2( )330g tt得1t,1t(不合题意,舍去) 当t变化时( )g t,( )g t的变化情况如下表:t(0 1),1(12),( )g t0( )g t递增极大值1m递减( )g t在(0 2),内有最大值(1)1gm( )2h ttm在(0 2),内恒成立等价于( )0g t
9、在(0 2),内恒成立,即等价于10m,所以m的取值范围为1m20 (广东理、文本小题满分 14分) 已知a是实数,函数2( )223f xaxxa如果函数( )yf x在区间 1,1上有零点,求a的取值范围20 解: 若0a, ( )23f xx,显然在上没有零点, 所以0a令248382440aaaa得372a当372a时, yfx恰有一个零点在1,1上; 当11150ffaa即15a时, yfx也恰有一个零点在1,1上; 当yfx在1,1上有两个零点时, 则名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 -
10、- - - - - - 第 4 页,共 29 页 - - - - - - - - - 2082 44011121010aaaaff或208244011121010aaaaff解得5a或352a因此a的取值范围是1a或352a; 12 (广东文)函数( )ln(0)f xxx x的单调递增区间是12. 1,e10 (海南理)曲线12exy在点2(4e ),处的切线与坐标轴所围三角形的面积为()29e224e22e2e21 (海南理本小题满分12 分)设函数2( )ln()f xxax(I)若当1x时,( )f x取得极值,求a的值,并讨论( )f x的单调性;(II)若( )f x存在极值,求a
11、的取值范围,并证明所有极值之和大于eln221解:()1( )2fxxxa,依题意有( 1)0f,故32a从而2231(21)(1)( )3322xxxxfxxx( )f x的定义域为32, ,当312x时,( )0fx;名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 29 页 - - - - - - - - - 当112x时,( )0fx;当12x时,( )0fx从而,( )f x分别在区间31122, 单调增加,在区间112,单调减少()( )f x的定义域为()a
12、, ,2221( )xaxfxxa方程22210 xax的判别式248a()若0,即22a,在( )f x的定义域内( )0fx,故( )f x的极值()若0,则2a或2a若2a,(2)x,2(21)( )2xfxx当22x时,( )0fx,当22222x, 时,( )0fx,所以( )f x无极值若2a,(2)x,2(21)( )02xfxx,( )fx也无极值( ) 若0, 即2a或2a, 则22210 xa x有 两 个 不 同 的 实 根2122aax,2222aax当2a时,12xaxa,从而( )fx有( )f x的定义域内没有零点,故( )f x无极值当2a时,1xa,2xa,(
13、 )fx在( )f x的定义域内有两个不同的零点,由根值判别方法知( )f x在12xxxx,取得极值综上,( )f x存在极值时,a的取值范围为( 2),( )f x的极值之和为2221211221()()ln()ln()ln11ln 2ln22ef xf xxaxxaxa名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 29 页 - - - - - - - - - 10 (海南文)曲线xye在点2(2)e,处的切线与坐标轴所围三角形的面积为()294e22e2e22e1
14、9 (海南文本小题满分12 分)设函数2( )ln(23)f xxx()讨论( )fx的单调性;()求( )fx在区间3 14 4,的最大值和最小值19解:( )fx的定义域为32, ()224622(21)(1)( )2232323xxxxfxxxxx当312x时,( )0fx;当112x时,( )0fx;当12x时,( )0fx从而,( )f x分别在区间312,12, 单调增加,在区间112,单调减少()由()知( )f x在区间3 14 4,的最小值为11ln 224f又31397131149lnlnln1ln442162167226ff0所以( )f x在区间3 14 4,的最大值为
15、117ln4162f20 (湖北理本小题满分13 分)已知定义在正实数集上的函数21( )22f xxax,2( )3lng xaxb,其中0a设两曲线( )yf x,( )yg x有公共点,且在该点处的切线相同(I)用a表示b,并求b的最大值;(II)求证:( )( )f xg x(0 x) 20本小题主要考查函数、不等式和导数的应用等知识,考查综合运用数学知识解决问题的能力解: ()设( )yf x与( )(0)yg xx在公共点00()xy,处的切线相同名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - -
16、- - - - - 第 7 页,共 29 页 - - - - - - - - - ( )2fxxa,23( )ag xx,由题意00()()f xg x,00()()fxg x即22000200123ln232xaxaxbaxax,由20032axax得:0 xa,或03xa(舍去)即有222221523ln3ln22baaaaaaa令225( )3ln (0)2h tttt t,则( )2 (13ln )h ttt于是当(13ln )0tt,即130te时,( )0h t;当(13ln )0tt,即13te时,( )0h t故( )h t在130e,为增函数,在13e, 为减函数,于是( )
17、h t在(0), 的最大值为123332h ee()设221( )( )( )23ln(0)2F xf xg xxaxaxb x,则( )Fx23()(3 )2(0)axaxaxaxxx故( )F x在(0)a,为减函数,在()a, 为增函数,于是函数( )F x在(0), 上的最小值是000( )()()()0F aF xf xg x故当0 x时,有( )( )0f xg x,即当0 x时,( )( )f xg x13 (湖北文)已知函数( )yf x的图象在点(1(1)Mf,处的切线方程是122yx,则(1)(1)ff19 (湖北文本小题满分12 分)设二次函数2( )f xxaxa,方程
18、( )0f xx的两根1x和2x满足1201xx(I)求实数a的取值范围;(II)试比较(0)(1)(0)fff与116的大小并说明理由名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 29 页 - - - - - - - - - 19本小题主要考查二次函数、二次方程的基本性质及二次不等式的解法,考查推理和运算能力解法 1: ()令2( )( )(1)g xf xxxaxa,则由题意可得01012(1)0(0)0agg,01132 232 2aaaa,或,032 2a故所求
19、实数a的取值范围是(0 32 2),(II)2(0)(1)(0)(0) (1)2fffgga,令2( )2h aa当0a时,( )h a单调增加,当032 2a时,20()(322)2(322)2(17122)hah112161712 2,即1(0)(1)(0)16fff解法 2: (I)同解法 1(II)2(0) (1)(0)(0) (1)2fffgga,由( I)知032 2a,41 12 2170a2又4 210a,于是221112(321)(421)(421)0161616aaaa,即212016a,故1(0)(1)(0)16fff解法 3: (I)方程( )0f xx2(1)0 xa
20、xa,由韦达定理得121xxa,12x xa,于是121212121200010(1)(1)0(1)(1)0 xxxxx xxxxx,0132 232 2aaaa,或032 2a故所求实数a的取值范围是(0 32 2),名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 29 页 - - - - - - - - - (II)依题意可设12( )()()g xxxxx,则由1201xx,得12121122(0)(1)(0)(0) (1)(1)(1)(1)(1)fffggx xx
21、xxxxx2211221112216xxxx,故1(0)(1)(0)16fff13 (湖南理)函数3( )12f xxx在区间 3 3,上的最小值是19 (湖南理本小题满分12 分)如图 4,某地为了开发旅游资源,欲修建一条连接风景点P和居民区O的公路,点P所在的山坡面与山脚所在水平面所成的二面角为(090) ,且2sin5,点P到平面的距离0.4PH( km) 沿山脚原有一段笔直的公路AB可供利用 从点O到山脚修路的造价为a万元/km,原有公路改建费用为2a万元 /km当山坡上公路长度为lkm (12l )时,其造价为2(1)la万元已知OAAB,PBAB,1.5(km)AB,3(km)OA
22、(I)在AB上求一点D,使沿折线PDAO修建公路的总造价最小;(II) 对于( I)中得到的点D,在DA上求一点E,使沿折线PDEO修建公路的总造价最小(III )在AB上是否存在两个不同的点D,E,使沿折线PD E O修建公路的总造价小于(II )中得到的最小总造价,证明你的结论19解:(I)如图,PH ,HB,PBAB,由三垂线定理逆定理知,ABHB,所以PBH是山坡与所成二面角的平面角,则PBH,1sinPHPB设(km)BDx,01.5x则2221PDxPBx12,A E D B H P AOEDBHP名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -
23、 - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 29 页 - - - - - - - - - 记总造价为1( )fx万元,据题设有2211111( )(1)(3)224fxPDADAO axxa21433416xaa当14x,即1(km)4BD时,总造价1( )fx最小(II)设(km)AEy,504y,总造价为2( )fy万元,根据题设有2221 31( )132 24fyPDyya2433216yyaa则22123yfyay,由2( )0fy,得1y当(0 1)y,时,2( )0fy,2( )fy在(01),内是减函数;当514y,时,2( )0f
24、y,2( )fy在514,内是增函数故当1y,即1AE(km)时总造价2( )fy最小,且最小总造价为6716a万元(III )解法一:不存在这样的点D,E事实上, 在AB上任取不同的两点D,E为使总造价最小,E显然不能位于D与B之间故可设E位于D与A之间,且BD=1(km)x,1(km)AEy,12302xy,总造价为S万元,则221111113224xySxya类似于(I) 、 ( II )讨论知,2111216xx,2113322yy,当且仅当114x,11y同时成立时,上述两个不等式等号同时成立,此时1(km)4BD,1(km)AE,S取得最小值6716a,点DE,分别与点DE,重合,
25、所以不存在这样的点DE,使沿折线PD E O修建公路的总造价小于(II)中得到的最小总造价解法二:同解法一得221111113224xySxya2221111111433334416xayyyyaa名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 29 页 - - - - - - - - - 2211111432 3(3)(3)416yyyyaa6716a当且仅当114x且2211113(3)(3)yyyy,即11114xy,同时成立时,S取得最小值6716a,以上同解法
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