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2020高考数学一轮复习第四单元导数及其应用学案文

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2019年

解析:∵f(x)=x3+x2+mx+1,

∴f′(x)=3x2+2x+m.

又∵f(x)在R上是单调增函数,∴f′(x)≥0恒成立,

∴Δ=4-12m≤0,即m≥.

?答案:??3,+∞?

??

1

利用导数研究函数的极值与最值[过双基]

1.函数的极大值

在包含x0的一个区间(a,b)内,函数y=f(x)在任何一点的函数值都小于x0点

的函数值,称点x0为函数y=f(x)的极大值点,其函数值f(x0)为函数的极大值.

2.函数的极小值

在包含x0的一个区间(a,b)内,函数y=f(x)在任何一点的函数值都大于x0点的函数值,称点x0为函数y=f(x)的极小值点,其函数值f(x0)为函数的极小值.极

大值与极小值统称为极值,极大值点与极小值点统称为极值点.

3.函数的最值

(1)在闭区间[a,b]上连续的函数f(x)在[a,b]上必有最大值与最小值.

(2)若函数f(x)在[a,b]上单调递增,则f(a)为函数的最小值,f(b)为函数的最大值;若函数f(x)在[a,b]上单调递减,则f(a)为函数的最大值,f(b)为函数的最

小值.

1.如图是f(x)的导函数f′(x)的图象,则f(x)的极小值点的个数为( )

B.2 D.4

A.1 C.3

解析:选A 由图象及极值点的定义知,f(x)只有一个极小值点.

2.若函数f(x)=x3+ax2+3x-9在x=-3时取得极值,则a的值为( )

B.3 D.5

A.2 C.4

解析:选D f′(x)=3x2+2ax+3,由题意知f′(-3)=0,即3×(-3)2+

2019年

2a×(-3)+3=0,解得a=5.

3.(2017·济宁一模)函数f(x)=x2-ln x的最小值为( )

B.1 A. C.0

D.不存在

解析:选A f′(x)=x-=,且x>0.令f′(x)>0,得x>1;令f′(x)<0,得

0

4.若函数f(x)=x2-ax+ln x有极值,则a的取值范围为________.

解析:f′(x)=x-a+=(x>0),

因为函数f(x)=x2-ax+ln x有极值,

令g(x)=x2-ax+1,且g(0)=1>0,

所以解得a>2.

答案:(2,+∞)

5.设x1,x2是函数f(x)=x3-2ax2+a2x的两个极值点,若x1<2

a的取值范围是________.

解析:由题意,f′(x)=3x2-4ax+a2=0,得x=或a.

又∵x1<2

答案:(2,6)

[清易错]

1.f′(x0)=0是x0为f(x)的极值点的既不充分也不必要条件.例如,f(x)=x3,f′(0)=0,但x=0不是极值点;又如f(x)=|x|,x=0是它的极小值点,但f′(0)不存在.

2.求函数最值时,易误认为极值点就是最值点,不通过比较就下结论. 1.(2017·岳阳一模)下列函数中,既是奇函数又存在极值的是( ) A.y=x3 C.y=xe-x

B.y=ln(-x) D.y=x+x

2

解析:选D 因为A、B为单调函数,所以不存在极值,C不是奇函数,故选D. 2.设函数f(x)=x3-3x+1,x∈[-2,2]的最大值为M,最小值为m,则M+m

2019年

=________.

解析:f′(x)=3x2-3,

由f′(x)>0可得x>1或x<-1, 由f′(x)<0可得-1

所以函数f(x)的增区间是[-2,-1],[1,2],减区间是[-1,1]. 又因为f(-2)=-1,f(-1)=3,f(1)=-1,f(2)=3, 所以M=3,m=-1, 所以M+m=2. 答案:2 一、选择题

1.已知函数f(x)=logax(a>0且a≠1),若f′(1)=-1,则a=( ) A.e C.

D.2 1

B.e

1

解析:选B 因为f′(x)=,所以f′(1)==-1,所以ln a=-1,所以a=. 2.直线y=kx+1与曲线y=x2+ax+b相切于点A(1,3),则2a+b的值为( )

A.-1 C.2 B.1 D.-2

解析:选C 由曲线y=x2+ax+b,得y′=2x+a,

k=2,??

由题意可得解得?a=0,

??b=2,

所以2a+b=2.

3.函数y=2x3-3x2的极值情况为( )

A.在x=0处取得极大值0,但无极小值 B.在x=1处取得极小值-1,但无极大值

C.在x=0处取得极大值0,在x=1处取得极小值-1 D.以上都不对

2019年

解析:选C y′=6x2-6x,

由y′=6x2-6x>0,可得x>1或x<0, 即单调增区间是(-∞,0),(1,+∞). 由y′=6x2-6x<0,可得0

即单调减区间是(0,1),所以函数在x=0处取得极大值0,在x=1处取得极小值-1.

4.若f(x)=-x2+mln x在(1,+∞)是减函数,则m的取值范围是( )

A.[1,+∞) C.(-∞,1] B.(1,+∞) D.(-∞,1)

解析:选C 由题意,f′(x)=-x+≤0在(1,+∞)上恒成立,即m≤x2在(1,+∞)上恒成立,又因为x2>1,所以m≤1.

5.函数f(x)=(x-3)ex的单调递增区间是( )

A.(-∞,2) C.(1,4) B.(0,3) D.(2,+∞)

解析:选D 依题意得f′(x)=(x-3)′ex+(x-3)(ex)′=(x-2)ex,令f′(x)>0,解得x>2,∴f(x)的单调递增区间是(2,+∞).故选D.

6.已知函数f(x)=x(x-m)2在x=1处取得极小值,则实数m=( )

A.0 C.2 B.1 D.3

解析:选B f(x)=x(x2-2mx+m2)=x3-2mx2+m2x,所以f′(x)=3x2-4mx+m2=(x-m)(3x-m).由f′(1)=0可得m=1或m=3.当m=3时,f′(x)=3(x-1)(x-3),当13时,f′(x)>0,此时在x=1处取得极大值,不合题意,∴m=1,此时f′(x)=(x-1)(3x-1),当1时,f′(x)>0,此时在x=1处取得极小值.选B.

7.已知曲线y=-3ln x的一条切线的斜率为,则切点的横坐标为( ) A.3 B.2 C.1 D.2

1

2019年

解析:选A 已知曲线y=-3ln x(x>0)的一条切线的斜率为,由y′=x-=,得x=3,故选A.

8.若函数f(x)=的值域为[0,+∞),则实数a的取值范围是( ) A.[2,3] C.(-∞,2]

B.(2,3] D.(-∞,2)

解析:选A 当x≤0时,0≤f(x)=1-2x<1; 当x>0时,f(x)=x3-3x+a,f′(x)=3x2-3, 当x∈(0,1)时,f′(x)<0,f(x)单调递减, 当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,

所以当x=1时,函数f(x)取得最小值f(1)=1-3+a=a-2.由题意得0≤a-2≤1,解得2≤a≤3,选A.

二、填空题

9.若函数f(x)=x+aln x不是单调函数,则实数a的取值范围是________. 解析:由题意知f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=1+,要使函数f(x)=x+aln x不是单调函数,则需方程1+=0在(0,+∞)上有解,即x=-a,∴a<0.

答案:(-∞,0)

10.已知函数f(x)=ln x-f′(-1)x2+3x-4,则f′(1)=________. 解析:∵f′(x)=-2f′(-1)x+3, ∴f′(-1)=-1+2f′(-1)+3,

∴f′(-1)=-2,∴f′(1)=1+4+3=8. 答案:8

11.已知函数f(x)的图象在点M(1,f(1))处的切线方程是y=x+3,则f(1)+f′(1)=________.

解析:由题意知f′(1)=,f(1)=×1+3=, ∴f(1)+f′(1)=+=4. 答案:4

12.已知函数g(x)满足g(x)=g′(1)ex-1-g(0)x+x2,且存在实数x0,使得

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