高考数学试题分项版解析专题07导数的应用求函数的最值单调性等理.doc
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1、1 / 28【2019【2019 最新最新】精选高考数学试题分项版解析专题精选高考数学试题分项版解析专题 0707 导数的应导数的应用求函数的最值单调性等理用求函数的最值单调性等理【2017 年】1.【20171.【2017 课标课标 IIII,理,理 11】11】若是函数的极值点,则的极小值为()若是函数的极值点,则的极小值为()2x 21( )(1)xf xxaxe( )f xA. B. C. D.1132e35e【答案】A【解析】试题分析:由题可得12121( )(2)(1)(2)1xxxfxxa exaxexaxae因为,所以, ,故( 2)0f 1a 21( )(1)xf xxxe2
2、1( )(2)xfxxxe令,解得或,所以在单调递增,在单调递减( )0fx2x 1x ( )f x(, 2),(1,) ( 2,1)所以极小值为,故选 A。( )f x 1 11(1 1 1)1fe 【考点】函数的极值;函数的单调性2.【2017 浙江,7】函数 y=f(x)的导函数的图像如图所示,则函数y=f(x)的图像可能是( )yfx【答案】D2 / 28【解析】试题分析:原函数先减再增,再减再增,且由增变减时,极值点大于0,因此选 D【考点】导函数的图象【名师点睛】本题主要考查导数图象与原函数图象的关系:若导函数图象与轴的交点为,且图象在两侧附近连续分布于轴上下方,则为原函数单调性的
3、拐点,运用导数知识来讨论函数单调性时,由导函数的正负,得出原函数的单调区间0x0x0x)( xf)(xf3.【20173.【2017 课标课标 IIII,理,理】已知函数,且。已知函数,且。 2lnf xaxaxxx 0f x (1)求;a(2)证明:存在唯一的极大值点,且。 f x0x 22 02ef x【答案】(1);(2)证明略。1a 【解析】试题解析:(1)的定义域为。 fx0,+ 设,则,等价于。 lng xaxax f xxg x 0f x 0g x 因为,因,而,得。 10,0gg x 10g 1, 11gxagax1a 若,则。当时, ,单调递减;1a 11gxx 01x 0g
4、x g x当时, ,单调递增。所以是的极小值点,故1x 0gx g x1x g x 10g xg综上, 。1a 3 / 28(2)由(1)知, 。 2lnf xxxxx 22lnfxxx设,则。 22lnh xxx 12hxx当时, ;当时, ,10,2x 0hx 1,2x 0hx 所以在单调递减,在单调递增。 h x10,21,2又, , , 20h e102h 10h所以在有唯一零点,在有唯一零点 1, h x10,20x1,2且当时, ;当时, ,00,xx 0h x 0,1xx 0h x 当时, 。1,x 0h x 因为,所以是的唯一极大值点。 fxh x0xx f x由得,故。 00
5、fx00ln21xx 0001f xxx由得。00,1x 01 4f x因为是在(0,1)的最大值点,0xx f x由,得。10,1e 10fe 12 0f xf ee所以。 22 02ef x【考点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值4.【2017 课标 3,理 21】已知函数. 1lnf xxax (1)若,求 a 的值; 0f x (2)设 m 为整数,且对于任意正整数 n,求 m 的最小值.4 / 282111111222nm【答案】(1);1a (2) 【解析】试题分析:(1)由原函数与导函数的关系可得 x=a 是在的唯一最小值点,列方程解得; f x0,+x1a (2
6、)利用题意结合(1)的结论对不等式进行放缩,求得,结合可知实数的最小值为2111111222ne231111112222m试题解析:解:(1)的定义域为. f x0,+ 若,因为,所以不满足题意;0a 11=-+2022faln若,由知,当时, ;当时, ,所以在单调递减,在单调递增,故 x=a是在的唯一最小值点.0a 1axaf xxx 0x,a 0f x,+xa 0f x f x0,a,+a f x0,+x由于,所以当且仅当 a=1 时,.故 a=1. 10f 0f x (2)由(1)知当时,.1,x1 ln0xx 令得.从而112nx 11ln 122nn221111111ln 1ln
7、1ln 1112222222nnn .故.2111111222ne而,所以的最小值为.231111112222m【考点】导数研究函数的单调性;导数研究函数的最值;利用导数证5 / 28明不等式5.【2017 浙江,20】(本题满分 15 分)已知函数 f(x)=(x)()21xex1 2x ()求 f(x)的导函数;()求 f(x)在区间上的取值范围1+ )2,【答案】 () ;()0,xexxxf )1221)(1 ()( 1 21 2e【解析】试题分析:()利用求导法则及求导公式,可求得的导数;()令,解得或,进而判断函数的单调区间,结合区间端点值求解函数的取值范围)(xf0)( xf1x
8、25)(xf)(xf试题解析:()因为所以=()由解得或因为x()1()()6 / 28-0+0-f(x)0又,所以 f(x)在区间)上的取值范围是【考点】导数的应用6.【2017 江苏,20】已知函数有极值,且导函数的极值点是的零点.(极值点是指函数取极值时对应的自变量的值)32( )1(0,)f xxaxbxabR( )fx( )f x(1)求关于的函数关系式,并写出定义域;(2)证明:;23ba(3)若,这两个函数的所有极值之和不小于,求的取值范围.( )f x( )fx7 2【答案】 (1) (2)见解析(3)3a 36a【解析】解:(1)由,得.32( )1f xxaxbx2 22(
9、 )323()33aafxxaxbxb当时,有极小值.3ax ( )f x23ab因为的极值点是的零点.( )f x( )f x所以,又,故.33 ()1032793aaaabf 0a 223 9aba因为有极值,故有实根,从而,即.( )f x( )=0f x2 31(27a )039aba3a 3a 时, ,故在 R 上是增函数,没有极值;( )0(1)f xx ( )f x( )f x7 / 283a 时,有两个相异的实根,.( )=0f x213=3aabx 223=3aabx 列表如下x1(,)x1x12( ,)x x2x2(,)x ( )f x+00+( )f xA极大值A极小值A
10、故的极值点是.( )f x12,x x从而,3a 因此,定义域为.223 9aba(3,)因为,所以,故,即.3a 3 3a a () (3 3)= 3g a ag 3b a因此.23ba(3)由(1)知,的极值点是,且,.( )f x12,x x122 3xxa 2 22 1246 9abxx从而3232 12111222()()11f xf xxaxbxxaxbx 记,所有极值之和为,( )f x( )f x( )h a因为的极值为,所以,.( )f x2 213 39abaa 213( )=9h aaa3a 因为,于是在上单调递减.223( )=09h aaa( )h a(3,)因为,于
11、是,故.7(6)=2h( )(6)h ah6a 因此 a 的取值范围为.(3 6,【考点】利用导数研究函数单调性、极值及零点【2016 年】8 / 281.【2016 高考江苏卷】 (本小题满分 16 分)已知函数.( )(0,0,1,1)xxf xababab设.12,2ab(1)求方程的根;( )2f x (2)若对任意,不等式恒成立,求实数的最大值;xR(2 )f( )6fxmxm (3)若,函数有且只有 1 个零点,求的值。01,1ab 2g xf xab【答案】 (1)0 4(2)1【解析】试题解析:(1)因为,所以.12,2ab( )22xxf x方程,即,亦即,( )2f x 2
12、22xx2(2 )2 210xx 所以,于是,解得.2(21)0x21x0x 由条件知.2222(2 )22(22 )2( ( )2xxxxfxf x因为对于恒成立,且,(2 )( )6fxmf xxR( )0f x 9 / 28所以对于恒成立.2( ( )4 ( )f xmf xxR而,且,2( ( )444( )2( )4( )( )( )f xf xf xf xf xf x2( (0)44(0)f f所以,故实数的最大值为 4.4m m(2)因为函数只有 1 个零点,而,( )( )2g xf x00(0)(0)220gfab所以 0 是函数的唯一零点.( )g x因为,又由知,( )l
13、nlnxxg xaabb01,1abln0,ln0ab所以有唯一解.( )0g x 0lnlog ()lnb aaxb令,则,( )( )h xg x22( )(lnln )(ln )(ln )xxxxh xaabbaabb从而对任意, ,所以是上的单调增函数,xR( )0h x ( )( )g xh x(,) 于是当, ;当时,.0(,)xx 0( )()0g xg x0(,)xx 0( )()0g xg x因而函数在上是单调减函数,在上是单调增函数.( )g x0(,)x0(,)x 下证.00x 若,则,于是,00x 0 002xx 0()(0)02xgg又,且函数在以和为端点的闭区间上的
14、图象不间断,所以在和之间存在的零点,记为. 因为,所以,又,所以与“0 是函数的唯一零点”矛盾.log 2log 2log 2(log 2)220aaa agaba( )g x0 2xlog 2a0 2xlog 2a( )g x1x01alog 20a002x10x ( )g x若,同理可得,在和之间存在的非 0 的零点,矛盾.00x 0 2xlog 2a( )g x因此,.00x 于是,故,所以.ln1lna blnln0ab1ab 考点:指数函数、基本不等式、利用导数研究函数单调性及零点10 / 282.【2016 高考天津理数】 (本小题满分 14 分)设函数,,其中3( )(1)f x
15、xaxbRxRba,(I)求的单调区间;)(xf(II) 若存在极值点,且,其中,求证:;)(xf0x)()(01xfxf01xx 1023xx()设,函数,求证:在区间上的最大值不小于.0a| )(|)(xfxg)(xg 1 , 141【答案】 ()详见解析()详见解析()详见解析【解析】试题分析:()先求函数的导数:,再根据导函数零点是否存在情况,分类讨论:当时,有恒成立,所以的单调增区间为.当时,存在三个单调区间()由题意得,计算可得再由及单调性可得结论()实质研究函数最大值:主要比较,的大小即可,分三种情况研究当时, ,当时, ,当时,.axxf2) 1( 3)( 0a ( )0fx(
16、 )f x(,) 0a 3) 1(2 0ax00(32)()fxf x)()(01xfxf)(xg(1),( 1)ff 33|(|,|()|33aaff 3a 33120331aa334a3321233133103321aaaa304a23313310aa试题解析:()解:由,可得.baxxxf3) 1()(axxf2) 1( 3)( 当变化时, ,的变化情况如下表: )( xf)(xf11 / 28)331 ,(a331a)331 ,331 (aa331a),331 (a)( xf00)(xf单调递增极大值单调递减极小值单调递增所以的单调递减区间为,单调递增区间为,.)(xf)331 ,33
17、1 (aa)331 ,(a),331 (a()证明:因为存在极值点,所以由()知,且,由题意,得,即,)(xf0a10x0) 1( 3)( 2 00axxf3) 1(2 0ax进而.baxabaxxxf332) 1()(003 00又baaxxabxaxxf32)1 (38)22()22()23(0003 00)(33200xfbaxa,且,由题意及()知,存在唯一实数满足,且,因此,所以;0023xx )()(01xfxf01xx 0123xx3201 xx()证明:设在区间上的最大值为,表示两数的最大值.下面分三种情况同理:)(xg2 , 0M,maxyxyx,(1)当时, ,由()知,在
18、区间上单调递减,所以在区间上的取值范围为,因此3a33120331aa)(xf2 , 0)(xf2 , 0)0(),2(ff 0),(10),(1 babaababaa,所以.2|1baaM所以在区间上的取值范围为,因此)(xf2 , 0)331 (),331 (afaf12 / 2841 43343 92|392baaa.(3)当时, ,由()和()知,430 a23313310aa)331 ()3321 ()0(afaff, ,)331 ()3321 ()2(afaff所以在区间上的取值范围为,因此)(xf2 , 0)2(),0(ff41|1baa.综上所述,当时,在区间上的最大值不小于.
19、0a)(xg2 , 041考点:导数的运算,利用导数研究函数的性质、证明不等式【名师点睛】1.求可导函数单调区间的一般步骤(1)确定函数 f(x)的定义域(定义域优先);(2)求导函数 f(x);(3)在函数 f(x)的定义域内求不等式 f(x)0 或 f(x)0 的解集(4)由 f(x)0(f(x)0)的解集确定函数 f(x)的单调增(减)区间若遇不等式中带有参数时,可分类讨论求得单调区间3.(本小题满分 14 分)设函数 f(x)(x1)exkx2(kR).(1)当 k1 时,求函数 f(x)的单调区间;(2)当 k时,求函数 f(x)在 0,k上的最大值 M.1,12【答案】(1)详见解
20、析 (2)详见解析【解析】(1)当 k1 时,f(x)(x1)exx2,f(x)ex(x1)ex2xxex2xx(ex2),令 f(x)0,得 x10,x2ln2,13 / 28当 x 变化时,f(x),f(x)的变化如下表:x(,0)0(0,ln2)ln2(ln2,)f(x)00f(x)A极大值A极小值A由表可知,函数 f(x)的递减区间为(0,ln2),递增区间为(,0),(ln2,).(2)f(x)ex(x1)ex2kxxex2kxx(ex2k),令 f(x)0,得 x10,x2ln(2k),令 g(k)ln(2k)k,k,1,12则 g(k)10,1 k1k k所以 g(k)在上单调递
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