专题3导数与应用
一、选择题
1.【2018湖南永州市一模】已知定义在上的可导函数数有A.
B.
,且
C.
,则不等式
D.
的导函数为的解集为( )
,若对于任意实
【答案】B
2.【2018河南中原名校质检二】已知函数A. 2 B. 【答案】B 【解析】则则
,
的极大值为
,则
,令x=1得
C. D.
,则的极大值为( )
,所以
所以函数在(0,2)上递增,在(2,+)上递减,
故选B
3.【2018湖南两市高三调研】设函数f?x??x?3x?ax?5?a,若存在唯一的正整数x0,
32使得f?x0??0,则a的取值范围是( )
A. ?0,? B. ?,? C. ?,? D. ?,?
?34??32??3??42?【答案】B
【解析】g?x??x?3x?5,h?x??a?x?1?,则
32?1??15??13??53?f??x??g??x?? ,hx
g'?x??3x2?6x ,由g'?x??0得g?x?在???,0?和?2,???上递增,在?0,2?上递减,
画出两个函数图象如图:
由图知要使存在唯一的正整数x0,使得f?x0??0,只要{g?1??h?1?g?3??h?3? ,即
{1?3?5?a253 ,解得?a?,故选B.
4227?27?5?4a【方法点睛】本题主要考查不等式的整数解、利用导数研究函数的单调性以及数形结合思想的应用,属于难题.数形结合是根据数量与图形之间的对应关系,通过数与形的相互转化来解决数学问题的一种重要思想方法,是中学数学四种重要的数学思想之一,尤其在解决选择题、填空题是发挥着奇特功效,大大提高了解题能力与速度.运用这种方法的关键是将已知函数的性质研究透,这样才能快速找准突破点. 充分利用数形结合的思想方法能够使问题化难为简,并迎刃而解.
4.【2018吉林百校联盟九月联考】已知关于x的不等式mx?lnx有唯一整数解,则实数m的最小值为( ) A.
1111ln2 B. ln3 C. ln2 D. ln3 2332【答案】A
故选:A
点睛:不等式mx?lnx有唯一整数解问题可以转化为两个图像的位置关系问题,观察y?m与g?x??lnxlnx的图象的高低关系,只要保证y?m上方只有一个整数满足m?即可. xx25.【2018广东珠海市高三摸底】已知函数f?x??alnx?x??a?2?x恰有两个零点,则实数a的取值范围是( )
A. ??1,??? B. ??2,0? C. ??1,0? D. ??2,?1? 【答案】C
6.【2018超级全能生九月联考】已知函数f?x??e?ax有三个零点,则实数a的取值范
x围为( )
A. ???,0? B. ?0,1? C. ?0,e? D. ?e,??? 【答案】D
【解析】显然a?0不满足三个零点,所以a?0, f?x??{ex?ax,x?0e?ax,x?0x ,当x?0时,
ex??ax(a?0)两图像必有一交点,所以必有一零点在???,0?。当x>0时,
f?x??ex?ax,f??x??ex?a,所以f(x)在?0,lna?单调递减,在?lna,???上单调递增。
?0,???上要有两个零点,只需f?0??1,f?lna??a?alna?0,解得a?e,选D.
【点睛】
零点问题,常把方程F(x)=0变形为左右两边各放一个函数f(x)=g(x),然后分别出来 y=f(x)和y=g(x)的图像,再观察两图像交点个数,从而得到y=F(x)的零点个数。如果图像不好直接画出,则要借助导数及函数图像来解决。
7.【2018贵州遵义航天高级中学一模】曲线C: y?xlnx在点M?e,e?处的切线方程为( )
A. y?x?e B. y?x?e C. y?2x?e D. y?2x?e 【答案】C
【解析】?y??lnx?1?k?lne?1?2 ,所以切线方程为y?e?2?x?e?,y?2x?e ,选C.
8.【2018黔东南州一模】若函数f?x??xlnx?a有两个零点,则实数a的取值范围为( ) A. ??,1? B. ?,1? C. ??,0? D. ??,??? 【答案】C
?1??e??1??e??1?e???1?e??
由g'?x??lnx?1?0得0?x?小值g???11,此时函数单调递减,即当x?时,函数g?x?取得极ee?1??e?111ln??,当x?0时g?x??0,∴要使函数f?x??xlnx?a有两个零eee点,即方程xlnx?a有两个不同的根,即函数g?x?和y?a有两个不同的交点,则
1??a?0, e故选C.
点睛:本题主要考查函数零点的应用,构造函数求函数的导数,利用函数极值和导数之间的关系是解决本题的关键;根据函数零点的定义, f?x??xlnx?a?0,得xlnx?a,设函数g?x??xlnx,利用导数研究函数的极值即可得到结论. 二、填空题
9.【2018河北武邑中学调研二】若函数y?f?x?的图象在x?4处的切线方程是
y??2x?9,则f?4??f??4??__________.
【答案】-1
10.【2018衡水金卷高三联考】已知函数过圆:【答案】【解析】对
求导,得
,即
的圆心,得
作函数
,所以
.
.解得
.
图象的切线,则切线方
. ,若曲线
在点
处的切线经
的圆心,则实数的值为__________.
故所求切线的方程为由该直线经过圆:
11.【2018河南南阳一中三模】经过原点程为__________. 【答案】
12.【2018广东珠海六校联考】若曲线y?e?x上点P处的切线平行于直线2x?y?1?0,则点P的坐标是________. 【答案】??ln2,2?
【解析】试题分析:设切点P
?a,b?,则由y???e?x得:
k??e?a??2,e?a?2,a??ln2,b?e?a?2,所以点P的坐标是??ln2,2?.
考点:利用导数求切点.
13.【2018超级全能生联考】已知函数f?x??t332x?x?2x?t在区间?0,???上既有极32大值又有极小值,则t的取值范围是__________. 【答案】?0,?
【解析】f??x??tx?3x?2,由题意可得f??x??0在?0,???有两个不等根,即
2??9?8?tx2?3x?2?0
3?09?9? ,解得0?t?,填?0,? 在?0,???有两个不等根,所以{2t8?8???9?8t?014.【2018贵州遵义航天高级中学一模】已知f?x??x?3x?a,若存在x1?x2?x3,使
3得f?x1??f?x2??f?x3?,则实数a的取值范围是______ 【答案】??2,2?
【解析】f??x??3x?3?0?x??1 ,所以f?1?0,f??1?0??2?a?2
2
点睛:(1)运用函数图象解决问题时,先要正确理解和把握函数图象本身的含义及其表示的内容,熟悉图象所能够表达的函数的性质.
(2)在研究函数性质特别是单调性、最值、零点时,要注意用好其与图象的关系,结合图象研究.
15.【2018黑龙江省哈尔滨九中二模】设函数f?x???x?a?2?lnx?2a.其中
?2?2x?0,a?R,存在x0使得f?x0??【答案】
4成立,则实数a的值为__________. 51 5d?444225,则f?x??,根据题意,要使f?x0??,则f?x0??,此时N恰?55555好为垂足,由kMN?2a?02a11???,解得a?. a?1a?125【方法点睛】本题主要考查了导数在研究函数最值中的应用,考查了转化的数学思想,属于
2中档题.把函数看作动点Mx,lnx与动点N?a,2a?之间距离的平方,利用导数求出曲线
??y?2lnx上与直线y?2x平行的切线的切点,得到曲线上点到直线的距离的最小值,结合
题意可得只有切点到直线距离的平方等于
4,然后由两直线斜率的关系式求得实数a的值. 5316.【2018山西一模】若函数f?x??ax?12x?a的单调递减区间为??2,2?,则
a?__________.
22【解析】f??x??3ax?12,由题知x??2是方程3ax?12?0的解,故a?1.
三、解答题
17.【2018河北武邑中学质检二】已知函数f?x??a3a2x?x?ax?2的图象过点64?10?A?4,?. ?3?(1)求函数f?x?的单调增区间;
(2)若函数g?x??f?x??2m?3有3个零点,求m的取值范围. 【答案】(1) 函数f?x?的递增区间是???,?1?, ?2,??? (2) ???713?,? 612??所以函数f?x?的递增区间是???,?1?, ?2,???.
(2)由(1)知f?x?max?f??1???同理, f?x?min115? ?2?2??, 326816?f?2???2 ?4?2??,
33由数形结合思想,要使函数g?x??f?x??2m?3有三个零点, 则?165713?2m?3??,解得??m?. 36612所以m的取值范围为???713?,?. ?612?点睛:已知函数有零点求参数取值范围常用的方法和思路
(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围; (2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.
18.【2018河北武邑中学质检二】已知函数f?x??ax?cosx?处的切线方程为y?(1)求a,b的值; (2)求函数f?x?在??【答案】(1) a????b的图象在点?,4?2????f????2??3?x?. 24????,?上的最大值. 22??1, b?3 (2) f?x?max?? 2(2)由(1)知f?x??13?x?cosx?. 24
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