专题03 导数及其应用
1.【2019年高考全国Ⅲ卷理数】已知曲线y?aex?xlnx在点(1,ae)处的切线方程为y=2x+b,则 A.a?e,b??1 C.a?e?1,b?1 【答案】D
【解析】∵y??aex?lnx?1,
∴切线的斜率k?y?|x?1?ae?1?2,?a?e?1, 将(1,1)代入y?2x?b,得2?b?1,b??1. 故选D.
【名师点睛】本题求解的关键是利用导数的几何意义和点在曲线上得到含有a,b的等式,从而求解,属于常考题型.
B.a=e,b=1 D.a?e?1,b??1
?x2?2ax?2a,x?1,2.【2019年高考天津理数】已知a?R,设函数f(x)??若关于x的不等式f(x)?0x?1.?x?alnx,在R上恒成立,则a的取值范围为 A.?0,1? C.?0,e? 【答案】C
【解析】当x?1时,f(1)?1?2a?2a?1?0恒成立;
B.?0,2? D.?1,e?
x2当x?1时,f(x)?x?2ax?2a?0?2a?恒成立,
x?12x2令g(x)?,
x?1x2(1?x?1)2(1?x)2?2(1?x)?1则g(x)?? ????1?x1?x1?x??11?????1?x??2????2(1?x)??2?0, ???1?x1?x????当1?x?1,即x?0时取等号, 1?x∴2a?g(x)max?0,则a?0.
当x?1时,f(x)?x?alnx?0,即a?x恒成立, lnxlnx?1x?h(x)?令h(x)?,则, (lnx)2lnx当x?e时,h?(x)?0,函数h(x)单调递增, 当0?x?e时,h?(x)?0,函数h(x)单调递减, 则x?e时,h(x)取得最小值h(e)?e, ∴a?h(x)min?e,
综上可知,a的取值范围是[0,e]. 故选C.
【名师点睛】本题考查分段函数的最值问题,分别利用基本不等式和求导的方法研究函数的最值,然后解决恒成立问题.
?x,x?0?3.(2019浙江)已知a,b?R,函数f(x)??131.若函数y?f(x)?ax?b恰有2x?(a?1)x?ax,x?0?32?3个零点,则
A.a<–1,b<0 C.a>–1,b<0 【答案】C
【解析】当x<0时,y=f(x)﹣ax﹣b=x﹣ax﹣b=(1﹣a)x﹣b=0,得x=则y=f(x)﹣ax﹣b最多有一个零点;
当x≥0时,y=f(x)﹣ax﹣b=3x3?2(a+1)x2+ax﹣ax﹣b=3x3?2(a+1)x2﹣b,
1
1
1
1
??1???
B.a<–1,b>0 D.a>–1,b>0
,
y??x2?(a?1)x,
当a+1≤0,即a≤﹣1时,y′≥0,y=f(x)﹣ax﹣b在[0,+∞)上单调递增, 则y=f(x)﹣ax﹣b最多有一个零点,不合题意;
当a+1>0,即a>﹣1时,令y′>0得x∈(a+1,+∞),此时函数单调递增, 令y′<0得x∈[0,a+1),此时函数单调递减,则函数最多有2个零点.
根据题意,函数y=f(x)﹣ax﹣b恰有3个零点?函数y=f(x)﹣ax﹣b在(﹣∞,0)上有一个零点,在[0,+∞)上有2个零点, 如图:
???>0??
∴1???<0且{1, 132
(??+1)?2(??+1)(??+1)???<03解得b<0,1﹣a>0,b>?6(a+1)3, 则a>–1,b<0. 故选C.
【名师点睛】本题考查函数与方程,导数的应用.当x<0时,y=f(x)﹣ax﹣b=x﹣ax﹣b=(1﹣a)x﹣b最多有一个零点;当x≥0时,y=f(x)﹣ax﹣b=3x3?2(a+1)x2﹣b,利用导数研究函数的单调性,根据单调性画出函数的草图,从而结合题意可列不等式组求解.
4.【2019年高考全国Ⅰ卷理数】曲线y?3(x2?x)ex在点(0,0)处的切线方程为____________. 【答案】3x?y?0
【解析】y??3(2x?1)ex?3(x2?x)ex?3(x2?3x?1)ex, 所以切线的斜率k?y?|x?0?3,
则曲线y?3(x2?x)ex在点(0,0)处的切线方程为y?3x,即3x?y?0.
【名师点睛】准确求导数是进一步计算的基础,本题易因为导数的运算法则掌握不熟,而导致计算错误.求导要“慢”,计算要准,是解答此类问题的基本要求.
5.【2019年高考江苏】在平面直角坐标系xOy中,P是曲线y?x?线x?y?0的距离的最小值是 ▲ . 【答案】4 【解析】由y?x?1
1
1
4(x?0)上的一个动点,则点P到直x44(x?0),得y??1?2, xx44(x,x?), y?x?(x?0)设斜率为?1的直线与曲线切于00xx0由1?4??1得x0?2(x0??2舍去), 2x0∴曲线y?x?故答案为4.
4(x?0)上,点P(2,32)到直线x?y?0的距离最小,最小值为x2?321?122?4.
【名师点睛】本题考查曲线上任意一点到已知直线的最小距离,渗透了直观想象和数学运算素养.采取导数法,利用数形结合和转化与化归思想解题.
6.【2019年高考江苏】在平面直角坐标系xOy中,点A在曲线y=lnx上,且该曲线在点A处的切线经过
点(-e,-1)(e为自然对数的底数),则点A的坐标是 ▲ . 【答案】(e, 1)
【解析】设出切点坐标,得到切线方程,然后求解方程得到横坐标的值,可得切点坐标. 设点A?x0,y0?,则y0?lnx0. 又y??1, x1, x01(x?x0), x0当x?x0时,y??则曲线y?lnx在点A处的切线为y?y0?即y?lnx0?x?1, x0将点??e,?1?代入,得?1?lnx0?即x0lnx0?e,
考察函数H?x??xlnx,
?e?1, x0当x??0,1?时,H?x??0,当x??1,???时,H?x??0, 且H??x??lnx?1,
当x?1时,H??x??0,H?x?单调递增, 注意到H?e??e,
故x0lnx0?e存在唯一的实数根x0?e, 此时y0?1, 故点A的坐标为?e,1?.
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