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2020高考数学二轮复习 专题五 函数与导数 第3讲 导数及其应用学案

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精品

1??A.?-∞,? 2??

B.(0,+∞) D.(-∞,0)

?1?C.?,+∞?

?2?

答案 B

解析 构造函数g(x)=则g′(x)=

f?x?

e

x,

f′?x?-f?x?

e

x,

因为f′(x)

2e21xf?x?1

则不等式f(x)-e<0可化为x<,

2e21

即g(x)<=g(0),

2

所以x>0,即所求不等式的解集为(0,+∞).

13?1?2

4.(2018·浙江杭州二中月考)若函数f(x)=bx-ax-?b-?x+1存在极值点,则关于a,b的描述正确的是

3?b?( )

A.a+b有最大值2 B.a+b有最小值-2 C.a+b有最小值1

D.a+b无最大值也无最小值 答案 D

2

2

2

2

?1??1?22

解析 由题意得f′(x)=bx-2ax-?b-?,则由函数f(x)存在极值点得导函数f′(x)=bx-2ax-?b-?存

?

b?

?b?

?1?22222

在穿过型零点,则(-2a)+4b?b-?>0,化简得a+b>1,所以a+b无最大值也无最小值,故选D.

?

b?

5.设过曲线f(x)=e+x+2a(e为自然对数的底数)上任意一点处的切线为l1,总存在过曲线g(x)=(1-2x)

2-2sin x上一点处的切线l2,使得l1⊥l2,则实数a的取值范围为( ) A.[-1,1] C.[-1,2] 答案 C

解析 设y=f(x)的切点为(x1,y1),y=g(x)的切点为(x2,y2),f′(x)=e+1,g′(x)=-a-2cos x, 由题意得,对任意x1∈R,总存在x2使得(e1+1)(-a-2cos x2)=-1,

xxxaB.[-2,2] D.[-2,1]

精品

∴2cos x2=

1

1

ex1+1

-a对任意x1∈R均有解x2,

故-2≤-a≤2对任意x1∈R恒成立, e+1

x1则a-2≤1

1

ex1+1

≤a+2对任意x1∈R恒成立.

∈(0,1),∴a-2≤0且2+a≥1,∴-1≤a≤2. e+1

x16.已知f(x)=xln x+1答案

2

f′?1?

,则f′(1)=________. x解析 因为f′(x)=1+ln x-

f′?1?

,令x=1, x2

1

得f′(1)=1-f′(1),解得f′(1)=. 2

7.(2018·全国Ⅲ)曲线y=(ax+1)e在点(0,1)处的切线的斜率为-2,则a=________. 答案 -3

解析 ∵y′=(ax+a+1)e,∴当x=0时,y′=a+1, ∴a+1=-2,得a=-3.

8.已知函数f(x)=2ln x和直线l:2x-y+6=0,若点P是函数f(x)图象上的一点,则点 P到直线l的距离的最小值为________. 答案

85

5

xx解析 设直线y=2x+m 与函数f(x)的图象相切于点P(x0,y0)(x0>0).

f′(x)=,则f′(x0)==2,解得x0=1,∴P(1,0).

xx0

|2×1-0+6|85

则点P到直线2x-y+6=0的距离d==,即为点P到直线2x-y+6=0的距离的最小值. 22

52+?-1?9.已知函数f(x)=3

答案 1

4

解析 由题意得f(x)=

22

x+a?-1,m?,则常数a=________,m=________.

(a∈R)的值域是?4?x2+1??

x+a1≥-, 2

x+14

121

即a≥-x-x-对任意x∈R恒成立,且存在x∈R使得等号成立,

441??12

所以a=?-x-x-?max,

4??4

精品

121132

又因为-x-x-=-(x+2)+,

44441?3?12

所以a=?-x-x-?max=,

4?4?43

44x+3

所以f(x)=2=2,

x+14x+4

x+

-2x-3x+2?x+2??-2x+1?

则f′(x)==, 2222

2?x+1?2?x+1?1??当x∈?-2,?时,f′(x)>0, 2??

2

?1?当x∈(-∞,-2)和?,+∞?时,f′(x)<0,

?2?

又x→-∞时,f(x)→0,

1

所以易知,当x=时,f(x)取得最大值

214×+32?1?f ??==1,即m=1. 1?2?2??4×??+4?2?e

10.已知函数f(x)=-a(x-ln x).

xx(1)当a≤0时,试求f(x)的单调区间;

(2)若f(x)在(0,1)内有极值,试求a的取值范围. 解 (1)函数f(x)的定义域为(0,+∞).

xe?x-1??1?f′(x)=-a?1-? 2

x?x?

e?x-1?-ax?x-1?=, 2

xx=

(ex-ax)?x-1?

x2

. x当a≤0时,对于?x∈(0,+∞),e-ax>0恒成立, 所以由f′(x)>0,得x>1;由f′(x)<0,得0

x(ex-ax)?x-1?

x2

x=0,

e即e-ax=0,即a=. x 精品

e

设g(x)=,x∈(0,1),

xxe?x-1?

所以 g′(x)=, 2

xx当x∈(0,1)时,g′(x)<0恒成立, 所以g(x)单调递减.

又因为g(1)=e,又当x→0时,g(x)→+∞, 即g(x)在(0,1)上的值域为(e,+∞), 所以当a>e时,f′(x)=

x(ex-ax)?x-1?

x2

x=0 有解.

设H(x)=e-ax,则 H′(x)=e-a<0,x∈(0,1), 所以H(x)在(0,1)上单调递减. 因为H(0)=1>0,H(1)=e-a<0,

所以H(x)=e-ax=0在(0,1)上有唯一解x0.

当x变化时,H(x),f′(x),f(x)变化情况如表所示:

xx H(x) f′(x) f(x)

(0,x0) + - ↘ x0 0 0 极小值 (x0,1) - + ↗ 所以当a>e时,f(x)在(0,1)内有极值且唯一.

当a≤e时,当x∈(0,1)时,f′(x)≤0恒成立,f(x)单调递减,不成立. 综上,a的取值范围为(e,+∞).

11.已知函数f(x)=x-aln x+b,a,b为实数.

(1)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=2x+3,求a,b的值; 3

(2)若|f′(x)|<2对x∈[2,3]恒成立,求a的取值范围.

x解 (1)由已知,得f′(x)=1-, 且由题设得f′(1)=2,f(1)=5, 从而得1-a=2且1+b=5, 解得a=-1,b=4.

(2)根据题设可知,命题等价于

33333?a?3

当x∈[2,3]时,?1-?<2恒成立?|x-a|<恒成立?-

xax??xxxxxx3

设g(x)=x-,x∈[2,3],

x 精品

h(x)=x+,x∈[2,3],

x则(*)式即为g(x)max

33

而当x∈[2,3]时,g(x)=x-和h(x)=x+均为增函数,

3

xx7

则g(x)max=g(3)=2,h(x)min=h(2)=,

2

?7?所以实数a的取值范围为?2,?. ?2?

B组 能力提高

12.已知函数f(x)=sin x-xcos x,现有下列结论: ①当x∈[0,π]时,f(x)≥0;

②当0<α<β<π时,α·sin β>β·sin α;

sin x2?π?③若n<

2?xπ?

|sin xi|

④已知k∈[0,1],当xi∈(0,2π)时,满足=k的xi的个数记为n,则n的所有可能取值构成的集合

xi为{0,1,2,3}.

其中正确的个数为( ) A.1 B.2 C.3 D.4 答案 C

解析 当x∈[0,π]时,f′(x)=xsin x≥0, 函数f(x)在[0,π]上为增函数, 所以f(x)≥f(0)=0,①正确; sin x令g(x)=,由①知,

x当x∈(0,π)时,g′(x)=

x·cos x-sin x<0,

x2

所以g(x)在(0,π)上为减函数, sin αsin β所以g(α)>g(β),即>,

αβ所以α·sin β<β·sin α,②错误; sin x?π?由②可知g(x)=在?0,?上为减函数,

2?x?sin x?π?22

所以g(x)=>g??=,则n≤,

xπ?2?π

?π?令φ(x)=sin x-x,当x∈?0,?时,

2??

φ′(x)=cos x-1<0,

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