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题型: 单选题
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单选题

若函数f(x)=x2+bx+c的图象的顶点在第四象限,则函数f′(x)的图象是(  )

A

B

C

D

正确答案

A

解析

解:函数f(x)=x2+bx+c是开口向上的二次函数,顶点在第四象限说明对称轴大于0

根据函数f(x)在对称轴左侧单调递减,导函数小于0;在对称轴右侧单调递增,导函数大于0知,A满足条件

故选A.

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题型: 单选题
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单选题

函数f(x)的导函数f‘(x)的图象如图所示,则下列说法正确的是(  )

A函数f(x)在(-2,3)内单调递增

B函数f(x)在(-4,0)内单调递减

C函数f(x)在x=3处取极大值

D函数f(x)在x=4处取极小值

正确答案

B

解析

解:根据导函数图象可知,

当-4<x<0或x<4时,f‘(x)<0,函数f(x)单调递减.

故选B.

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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•辽源校级期末)f′(x)是函数f(x)的导数,函数是增函数(e=2.718281828…是自然对数的底数),f′(x)与f(x)的大小关系是(  )

Af′(x)=f(x)

Bf′(x)>f(x)

Cf′(x)≤f(x)

Df′(x)≥f(x)

正确答案

D

解析

解:令g(x)=,则g′(x)=

∵函数g(x)是增函数,

∴g′(x)≥0,即f′(x)≥f(x),

故选:D.

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题型:填空题
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填空题

已知函数f(x)=x+sinx,不等式f(x)≥axcosx在[0,]上恒成立,则a的取值范围为______

正确答案

(-∞,2]

解析

解:由题意设:g(x)=f(x)-axcosx=x+sinx-axcosx,x∈[0,],

1°当a≤0时,g(x)≥0恒成立; 

2°当a>0时,g′(x)=(1-a)cosx+axsinx+1,

①0<a≤2时,g‘(x)≥0,g(x)在[0,]单调递增,

所以g(x)≥g(0)=0恒成立;

②a>2时,注意到当x∈[0,]时,x≥sinx,

于是g(x)≤2x-axcosx=x(2-acosx),

必存在x∈[0,],使得当x∈(0,x0)时,有g(x0)<0,不能使g(x)≥0恒成立.

综上所述,实数a的取值范围为a≤2,

故答案为:(-∞,2].

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题型:简答题
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简答题

已知函f(x)=ax2-ex(a∈R).

(Ⅰ)a=1时,试判断f(x)的单调性并给予证明;

(Ⅱ)若f(x)有两个极值点x1,x2(x1<x2).

(i) 求实数a的取值范围;

(ii)证明:-. (注:e是自然对数的底数)

正确答案

解:(Ⅰ)当a=1时,f(x)=x2-ex,f(x)在R上单调递减.

事实上,要证f(x)=x2-ex在R上为减函数,只要证明f(x)≤0对∀x∈R恒成立即可,

设g(x)=f(x)=2x-ex,则g(x)=2-ex

当x=ln2时,g(x)=0,

当x∈(-∞,ln2)时,g(x)>0,当x∈(ln2,+∞)时,g(x)<0.

∴函数g(x)在(-∞,ln2)上为增函数,在(ln2,+∞)上为减函数.

∴f(x)max=g(x)max=g(ln2)=2ln2-2<0,故f(x)<0恒成立

所以f(x)在R上单调递减;                                    

(Ⅱ)(i)由f(x)=ax2-ex,所以,f(x)=2ax-ex

若f(x)有两个极值点x1,x2,则x1,x2是方程f(x)=0的两个根,

故方程2ax-ex=0有两个根x1,x2

又因为x=0显然不是该方程的根,所以方程有两个根,

,得

若x<0时,h(x)<0且h(x)<0,h(x)单调递减.

若x>0时,h(x)>0.

当0<x<1时h(x)<0,h(x)单调递减,

当x>1时h(x)>0,h(x)单调递增.

要使方程有两个根,需2a>h(1)=e,故且0<x1<1<x2

故a的取值范围为

(ii)证明:由f(x1)=0,得:,故,x1∈(0,1)

=,x1∈(0,1)

设s(t)=(0<t<1),则,s(t)在(0,1)上单调递减

故s(1)<s(t)<s(0),即

解析

解:(Ⅰ)当a=1时,f(x)=x2-ex,f(x)在R上单调递减.

事实上,要证f(x)=x2-ex在R上为减函数,只要证明f(x)≤0对∀x∈R恒成立即可,

设g(x)=f(x)=2x-ex,则g(x)=2-ex

当x=ln2时,g(x)=0,

当x∈(-∞,ln2)时,g(x)>0,当x∈(ln2,+∞)时,g(x)<0.

∴函数g(x)在(-∞,ln2)上为增函数,在(ln2,+∞)上为减函数.

∴f(x)max=g(x)max=g(ln2)=2ln2-2<0,故f(x)<0恒成立

所以f(x)在R上单调递减;                                    

(Ⅱ)(i)由f(x)=ax2-ex,所以,f(x)=2ax-ex

若f(x)有两个极值点x1,x2,则x1,x2是方程f(x)=0的两个根,

故方程2ax-ex=0有两个根x1,x2

又因为x=0显然不是该方程的根,所以方程有两个根,

,得

若x<0时,h(x)<0且h(x)<0,h(x)单调递减.

若x>0时,h(x)>0.

当0<x<1时h(x)<0,h(x)单调递减,

当x>1时h(x)>0,h(x)单调递增.

要使方程有两个根,需2a>h(1)=e,故且0<x1<1<x2

故a的取值范围为

(ii)证明:由f(x1)=0,得:,故,x1∈(0,1)

=,x1∈(0,1)

设s(t)=(0<t<1),则,s(t)在(0,1)上单调递减

故s(1)<s(t)<s(0),即

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax2-2lnx,a∈R.

(1)求函数f(x)的单调区间;

(2)已知点P(0,1)和函数f(x)图象上动点M(m,f(m)),对任意m∈[1,e],直线PM倾斜角都是钝角,求a的取值范围.

正确答案

解:函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=ax-=

(Ⅰ)当a<0时,f′(x)<0,故函数f(x)在(0,+∞)上单调递减;

当a=0时,f′(x)=<0,故函数f(x)在(0,+∞)上单调递减;

当a>0时,令f′(x)=0,结合x>0,解得,当x∈(0,)时,f′(x)<0,所以函数f(x)在(0,)上单调递减;当x∈(,+∞)时,f′(x)>0,所以函数f(x)在(,+∞)上单调递增;

综上所述:当a≤0时,f′(x)<0,故函数f(x)在(0,+∞)上单调递减;当a>0时,函数f(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增.

(Ⅱ)因为对任意m∈[1,e],直线PM的倾斜角都是钝角,所以对任意m∈[1,e],直线PM的斜率小于0,

,所以f(m)<1,即f(x)在区间[1,e]上的最大值小于1.

又因为f′(x)=ax-=,令g(x)=ax2-2,x∈[1,e]

(1)当a≤0时,由(Ⅰ)知f(x)在区间[1,e]上单调递减,所以f(x)的最大值为f(1)=<1,所以a<2,

故a≤0符和题意;

(2)当a>0时,令f′(x)=0,得

①当≤1,即a≥2时,f(x)在区间[1,e]上单调递增,所以函数f(x)的最大值f(e)=,解得a<,故无解;

②当≥e,即时,f(x)在区间[1,e]上单调递减,函数f(x)的最大值为f(1)=<1,解得a<2,故0

③当,即时,函数f(x)在(1,)上单调递减;当x∈(,e)上单调递增,故f(x)在区间x∈[1,e]上的最大值只能是f(1)或f(e),

所以,即,故

综上所述a的取值范围

解析

解:函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=ax-=

(Ⅰ)当a<0时,f′(x)<0,故函数f(x)在(0,+∞)上单调递减;

当a=0时,f′(x)=<0,故函数f(x)在(0,+∞)上单调递减;

当a>0时,令f′(x)=0,结合x>0,解得,当x∈(0,)时,f′(x)<0,所以函数f(x)在(0,)上单调递减;当x∈(,+∞)时,f′(x)>0,所以函数f(x)在(,+∞)上单调递增;

综上所述:当a≤0时,f′(x)<0,故函数f(x)在(0,+∞)上单调递减;当a>0时,函数f(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增.

(Ⅱ)因为对任意m∈[1,e],直线PM的倾斜角都是钝角,所以对任意m∈[1,e],直线PM的斜率小于0,

,所以f(m)<1,即f(x)在区间[1,e]上的最大值小于1.

又因为f′(x)=ax-=,令g(x)=ax2-2,x∈[1,e]

(1)当a≤0时,由(Ⅰ)知f(x)在区间[1,e]上单调递减,所以f(x)的最大值为f(1)=<1,所以a<2,

故a≤0符和题意;

(2)当a>0时,令f′(x)=0,得

①当≤1,即a≥2时,f(x)在区间[1,e]上单调递增,所以函数f(x)的最大值f(e)=,解得a<,故无解;

②当≥e,即时,f(x)在区间[1,e]上单调递减,函数f(x)的最大值为f(1)=<1,解得a<2,故0

③当,即时,函数f(x)在(1,)上单调递减;当x∈(,e)上单调递增,故f(x)在区间x∈[1,e]上的最大值只能是f(1)或f(e),

所以,即,故

综上所述a的取值范围

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题型:填空题
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填空题

函数f(x)=xlnx,a=f(2),b=f(),c=f(),则a,b,c从小到大排列是______

正确答案

b<c<a

解析

解:∵f(x)=xlnx,

∴f′(x)=lnx+x•=lnx+1,

∴当0<x<时,f′(x)<0,

∴f(x)在(0,)上单调递减,

∵0<

∴f()>f(),即c>b.

当x>时,f′(x)>0,

∴f(x)在(,+∞)上单调递增,

∵f()=ln<0,a=f(2)=2ln2>0,

∴b<c<a.

故答案为:b<c<a.

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题型:简答题
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简答题

已知二次函数f(x)=ax2+bx-3在x=1处取得极值,且在(0,-3)点处的切线与直线2x+y=0平行.

(Ⅰ)求f(x)的解析式;

(Ⅱ)求函数g(x)=xf(x)+4x的单调递增区间.

正确答案

解:(Ⅰ)由f(x)=ax2+bx-3,可得f′(x)=2ax+b.

由题设可得

解得a=1,b=-2.

所以f(x)=x2-2x-3.

(Ⅱ)由题意得g(x)=xf(x)+4x=x3-2x2+x,

所以g′(x)=3x2-4x+1=(3x-1)(x-1).

令g′(x)=0,得,x2=1.

所以函数g(x)的单调递增区间为,(1,+∞).

解析

解:(Ⅰ)由f(x)=ax2+bx-3,可得f′(x)=2ax+b.

由题设可得

解得a=1,b=-2.

所以f(x)=x2-2x-3.

(Ⅱ)由题意得g(x)=xf(x)+4x=x3-2x2+x,

所以g′(x)=3x2-4x+1=(3x-1)(x-1).

令g′(x)=0,得,x2=1.

所以函数g(x)的单调递增区间为,(1,+∞).

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题型:填空题
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填空题

已知函数y=f(x),x∈[0,2π]的导函数y=f′(x)的图象,如图所示,则y=f(x)的单调增区间为______

正确答案

[0,π]

解析

解:据f′(x)≥0,函数f(x)单调递增;f′(x)≤0时,f(x)单调递减

由图得到x∈[0,π]时,f′(x)≥0

故y=f (x) 的单调增区间为[0,π]

故答案为[0,π]

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3-ax4(x∈R,a>0).

(1)求函数f(x)的单调区间;

(2)记g(x)=f′(x),若对任意的x1∈(2,+∞),都存在x2∈(1,+∞)使得g(x1)•g(x2)=1,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(1)

⇒f′(x)<0.

所以函数f(x)的增区间为(),减区间为();

(2)由题意g(x)=

所以函数y=g(x)的减区间为()和(-∞,0),增区间为(0,).

又∵⇒g(x)>0∴⇒g(x)<0,

设集合A={g(x)|x∈(2,+∞)},集合B={x∈(1,+∞),g(x)≠0},

对任意的x1∈(2,+∞),都存在x2∈(1,+∞)使得g(x1)g(x2)=1⇔A⊆B,

即0时,若时,不存在x2使得g(x1)g(x2)=1,

不符合题意,舍去.

时,即时,

A=(-∞,g(2))⇒A⊆(-∞,0),因为g(1)≥0

∴g(x)在区间(1,+∞)上的取值包含(-∞,0),则(-∞,0)⊆B,∴A⊆B满足题意,

,即时,g(1)<0且g(x)在(1,+∞)上递减,B=(

A=(-∞,g(2)),∴A⊈B不满足题意,

综上满足题意的实数a的取值范围是

解析

解:(1)

⇒f′(x)<0.

所以函数f(x)的增区间为(),减区间为();

(2)由题意g(x)=

所以函数y=g(x)的减区间为()和(-∞,0),增区间为(0,).

又∵⇒g(x)>0∴⇒g(x)<0,

设集合A={g(x)|x∈(2,+∞)},集合B={x∈(1,+∞),g(x)≠0},

对任意的x1∈(2,+∞),都存在x2∈(1,+∞)使得g(x1)g(x2)=1⇔A⊆B,

即0时,若时,不存在x2使得g(x1)g(x2)=1,

不符合题意,舍去.

时,即时,

A=(-∞,g(2))⇒A⊆(-∞,0),因为g(1)≥0

∴g(x)在区间(1,+∞)上的取值包含(-∞,0),则(-∞,0)⊆B,∴A⊆B满足题意,

,即时,g(1)<0且g(x)在(1,+∞)上递减,B=(

A=(-∞,g(2)),∴A⊈B不满足题意,

综上满足题意的实数a的取值范围是

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