2015年全国各地高考数学试题及解答分类大全(导数及其应用).pdf
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1、第 1页(共 41页)2015 年全国各地高考数学试题及解答分类大全(导数及其应用)一、选择题:1.(2015 安徽文)函数32fxaxbxcxd的图像 如图所示,则下列结论成立的是()(A)a0,b0,d0(B)a0,b0,c0(C)a0,b0,c0(D)a0,b0,c0,d时,f();()证明:当1k,使得对0(0),xx?任意,恒有 f()()xg x;()确定 k 的所以可能取值,使得存在0t,对任意的(0),x?,t恒有2|f()()|xg xx-【答案】()详见解析;()详见解析;()=1k【解析】试题分析:()构造函数()f()ln(1),(0,),F xxxxx x=-=+-?
2、+¥只需求值域的右端点并和0 比较即可;()构造函数G()f()()ln(1),(0,),xxg xxkx x=-=+-?+¥即()0G x,求导得1()1+Gxkx=-(1k)1+kxx-+-=,利用导数研究函数()G x的形状和最值,证明当1k,使得()0G x即可;()由()知,当1k 时,对于(0,),x违+()f()g xxx,故()f()g xx,则不等式2|f()()|xg xx-变形为2kln(1)xxx-+,构造函数2M()kln(1),0)xxxxx=-+-违,+,只需说明()0M x,易发现函数()Mx在22(k2)8(k 1)0)4kx-+-+-?(,递增,而(0)0M
3、,故不存在;当1k,使得对任意的任意的0(0),xx,?恒有f()()xg x,此时不等式变形为2ln(1)kxxx+-,构造2N()ln(1)k,0)xxxxx=+-违,+,易发现函数()N x在2(+2(k+2)8(1 k)0)4kx-+-?)(,递增,而(0)0N,不满足题意;当=1k时,代入证明即可试题解析:解法一:(1)令()f()ln(1),(0,),F xxxxx x=-=+-?+¥则有1()11+1+xFxxx=-=-当(0,),x?+¥()0Fx时,()(0)0,F xF时,xxf(),所以G()x在0,)+¥上单调递增,G()(0)0 xG=故对任意正实数0 x均满足题意.
4、当01k取01=1xk,-对任意0(0,),xx?恒有G()0 x,所以G()x在00,x)上单调递增,G()(0)0 xG=,即f()()xg x.综上,当1k,使得对任意的0(0),xx,?恒有f()()xg x(3)当1k 时,由(1)知,对于(0,),x违+()f()g xxx,故()f()g xx,|f()()|()()kln(1)xg xg xf xxx-=-=-+,令2M()kln(1),0)xxxxx=-+-违,+,则有21-2+(k-2)1M()k2=,11xxkxxxx+-=-+故当22(k2)8(k 1)0)4kx-+-+-?(,时,M()0 x,M()x在22(k2)8
5、(k 1)0)4k-+-+-,上单调递增,故M()M(0)0 x=,即2|f()()|xg xx-,所以满足题意的t 不存在.当1k,使得对任意的任意的0(0),xx,?恒有f()()xg x此时|f()()|f()()ln(1)kxg xxg xxx-=-=+-,第 14页(共 41页)令2N()ln(1)k,0)xxxxx=+-违,+,则有21-2-(k+2)1()2=,11xxkNxkxxx-+=-+故当2(+2(k+2)8(1k)0)4kx-+-?)(,时,N()0 x,M()x在2(2)(k2)8(1k)0)4k-+-,上单调递增,故N()(0)0 xN=,即2f()()xg xx-
6、,记0 x与2(2)(k2)8(1 k)4k-+-中较小的为1x,则当21(0)|f()()|xxxg xx?-,时,恒有,故满足题意的t 不存在.当=1k,由(1)知,(0,),x 违当+|f()()|()()ln(1)xg xg xf xxx-=-=-+,令2H()ln(1),0)xxxxx=-+-违,+,则有21-2H()12=,11xxxxxx-=-+当0 x 时,H()0 x,所以H()x在0+¥,)上单调递减,故H()(0)0 xH时,恒有2|f()()|xg xx-时,由(1)知,对于(0,),x违+()f()g xxx,故|f()()|()()kln(1)k(k1)xg xg
7、xfxxxxxx-=-=-+-=-,令2(k1),01xxxk-时,(0,1)xk?-对于恒有2|f()()|xg xx-,所以满足题意的t 不存在.当1k 时,取11k+1=12kkk,使得0(0),xx?任意,恒有1f()()xk xkxg x=.此时11|f()()|f()()(k)2kxg xxg xkxx-=-=,令21k1k,022xxx-,记0 x与1-k2中较小的为1x,则当21(0)|f()()|xxxg xx?-,时,恒有,故满足题意的t 不存在.当=1k,由(1)知,(0,),x 违当+|f()()|()()ln(1)xg xg xf xxx-=-=-+,令2M()ln(
8、1),0)xxxxx,+,则有212M()12,11xxxxxx当0 x 时,M()0 x,所以M()x在0+,)上单调递减,故M()M(0)0 x 时,恒有2|f()()|xg xx-.当0a 时,()0fx,()fx没有零点;当0a 时,因为2 xe单调递增,ax-单调递增,所以()fx在()0+¥,单调递增.又()0fa,当b 满足04ab且14b 时,(b)0f时,()fx存在唯一零点.15.(2015 全国新课标卷理)已知函数f(x)=31,()ln4xaxg xx.()当 a 为何值时,x 轴为曲线()yfx的切线;()用min,m n表示 m,n 中的最小值,设函数()min()
9、,()(0)h xf xg xx,讨论 h(x)零点的个数.第 24页(共 41页)【答案】()3-4a;()当34a或54a时,()h x由一个零点;当34a或54a时,()h x有两个零点;当5344a时,()h x有三个零点.【解析】试题分析:()先利用导数的几何意义列出关于切点的方程组,解出切点坐标与对应的a值;()根据对数函数的图像与性质将x分为1,1,01xxx研究()h x的零点个数,若零点不容易求解,则对a再分类讨论.试题解析:()设曲线()yfx与x轴相切于点0(,0)x,则0()0f x,0()0fx,即3002010430 xaxxa,解得013,24xa.因此,当34a
10、时,x轴是曲线()yf x的切线.5 分()当(1,)x时,()ln0g xx,从而()min(),()()0h xf xg xg x,()h x在(1,+)无零点.当x=1时,若54a,则5(1)04fa,(1)min(1),(1)(1)0hfgg,故x=1 是()h x的零点;若54a,则5(1)04fa,(1)min(1),(1)(1)0hfgf,故x=1不是()h x的零点.当(0,1)x时,()ln0g xx,所以只需考虑()f x在(0,1)的零点个数.()若3a或0a,则2()3fxxa在(0,1)无零点,故()f x在(0,1)单调,而1(0)4f,5(1)4fa,所以当3a时
11、,()f x在(0,1)有一个零点;当a0 时,()f x在(0,1)无零点.()若30a,则()f x在(0,3a)单调递减,在(3a,1)单调递增,故当x=3a时,()f x取的最小值,最小值为()3af=21334aa.1若()3af 0,即34a0,()f x在(0,1)无零点.2若()3af=0,即34a,则()f x在(0,1)有唯一零点;3若()3af 0,即334a,由于1(0)4f,5(1)4fa,所以当5344a时,()f x在(0,1)有两个零点;当534a时,()f x在(0,1)有一个零点.10分综上,当34a或54a时,()h x由一个零点;当34a或54a时,()
12、h x有两个零点;当5344a时,()h x有三个零点.12 分考点:利用导数研究曲线的切线;对新概念的理解;分段函数的零点;分类整合思想16.(2015 全国新课标卷文)已知ln1fxxax.第 25页(共 41页)(I)讨论fx的单调性;(II)当fx有最大值,且最大值大于22a时,求 a 的取值范围.【答案】(I)0a,fx在0,是单调递增;0a,fx在10,a单调递增,在1,a单调递减;(II)0,1.【解析】考点:导数的应用.17(2015 全国新课标卷理)设函数2()mxf xexmx()证明:()f x在(,0)单调递减,在(0,)单调递增;()若对于任意12,1,1x x,都有
13、12()()1f xf xe,求m的取值范围【答案】()详见解析;()1,1【解析】试题分析:()先求导函数()(1)2mxfxm ex,根据m的范围讨论导函数在(,0)和(0,)的符号即可;()12()()1f xf xe恒成立,等价于12max()()1f xf xe由12,x x是两个独立的变量,故可求研究()f x的值域,由()可得最小值为(0)1f,最大值可能是(1)f或(1)f,故只需(1)(0)1,(1)(0)1,ffeffe,从而得关于m的不等式,因不易解出,故利用导数研究其单调性和符号,从而得解第 26页(共 41页)考点:导数的综合应用18.(2015 山东文)设函数.已知
14、曲线在点(1,(1)f处的切线与直线平行.()求a 的值;()是否存在自然数k,使得方程()()f xg x在(,1)k k内存在唯一的根?如果存在,求出k;如果不存在,请说明理由;()设函数()min(),()m xf xg x(minp,q表示,p,q 中的较小值),求 m(x)的最大值.【答案】(I)1a;(II)1k;(III)24e.【解析】试题分析:(I)由题意知,(1)2f,根据()ln1,afxxx即可求得.(II)1k时,方程()()f xg x在(1,2)内存在唯一的根.设2()()()(1)ln,xxh xf xg xxxe通过研究(0,1x时,()0h x.又2244(
15、2)3ln 2ln 8110,hee得知存在0(1,2)x,使0()0h x.应用导数研究函数()h x的单调性,当(1,)x时,()h x单调递增.作出结论:1k时,方程()()fxg x在(,1)k k内存在唯一的根.(III)由(II)知,方程()()f xg x在(1,2)内存在唯一的根0 x,且0(0,)xx时,()()f xg x,0(,)xx时,()()f xg x,得到020(1)ln,(0,(),(,)xxx xxm xxxxe.当0(0,)xx时,研究得到0()().m xm x当0(,)xx时,应用导数研究得到24()(2),m xme且0()(2)m xm.第 27页(
16、共 41页)综上可得函数()m x的最大值为24e.试题解析:(I)由题意知,曲线在点(1,(1)f处的切线斜率为2,所以(1)2f,又()ln1,afxxx所以1a.(II)1k时,方程()()f xg x在(1,2)内存在唯一的根.设2()()()(1)ln,xxh xf xg xxxe当(0,1x时,()0h x.又2244(2)3ln 2ln81 10,hee所以存在0(1,2)x,使0()0h x.因为1(2)()ln1,xx xh xxxe所以当(1,2)x时,1()10h xe,当(2,)x时,()0h x,所以当(1,)x时,()h x单调递增.所以1k时,方程()()f xg
17、 x在(,1)k k内存在唯一的根.(III)由(II)知,方程()()f xg x在(1,2)内存在唯一的根0 x,且0(0,)xx时,()()f xg x,0(,)xx时,()()f xg x,所以020(1)ln,(0,(),(,)xxx xxm xxxxe.当0(0,)xx时,若(0,1,()0;xm x若0(1,),xx由1()ln10,m xxx可知00()();m xm x故0()().m xm x当0(,)xx时,由(2)(),xxxm xe可得0(,2)xx时,()0,()m xm x单调递增;(2,)x时,()0,()m xm x单调递减;可知24()(2),m xme且0
18、()(2)m xm.综上可得函数()m x的最大值为24e.考点:1.导数的几何意义;2.应用导数研究函数的单调性、最值.19.(2015 山东理)设函数2ln1fxxa xx,其中aR.()讨论函数fx极值点的个数,并说明理由;()若0,0 xfx成立,求a的取值范围.【答案】(I):当0a时,函数fx在1,上有唯一极值点;当809a时,函数fx在1,上无极值点;当89a时,函数fx在1,上有两个极值点;(II)a的取值范围是0,1.第 28页(共 41页)第 29页(共 41页)(4)当0a时,设ln1h xxx第 30页(共 41页)【考点定位】1、导数在研究函数性质中的应用;2、分类讨
19、论的思想.【名师点睛】本题考查了导数在研究函数性质中的应用,着重考查了分类讨论、数形结合、转化的思想方法,意在考查学生结合所学知识分析问题、解决问题的能力,其中最后一问所构造的函数体现了学生对不同函数增长模型的深刻理解.20.(2015 陕西文)设2()1,2.nnfxxxxnN n(I)求(2)nf;(II)证明:()nfx在20,3内有且仅有一个零点(记为na),且1120233nna.【答案】(I)(2)(1)21nnfn;(II)证明略,详见解析.【解析】试题分析:(I)由题设1()12nnfxxnx,所以1(2)1222nnfn,此式等价于数列12nn的前n项和,由错位相减法求得(2
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- 2015 全国各地 高考 数学试题 解答 分类 大全 导数 及其 应用
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