答案:
C
2.已知f(x)=,其中e为自然对数的底数,则( )
A.f
(2)>f(e)>f(3) B.f(3)>f(e)>f
(2)
C.f(e)>f
(2)>f(3)D.f(e)>f(3)>f
(2)
解析:
f(x)=,f′(x)=,令f′(x)=0,解得x=e,当x∈(0,e)时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增,当x∈(e,+∞)时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减,故f(x)在x=e处取得最大值f(e),f
(2)-f(3)=-==<0,∴f
(2)<f(3),则f(e)>f(3)>f
(2),故选D.
答案:
D
3.(2018·山西八校联考)已知x=-1是函数f(x)=(ax2+bx+c)ex的一个极值点,四位同学分别给出下列结论,则一定不成立的结论是( )
A.a=0B.b=0
C.c≠0D.a=c
解析:
令g(x)=ax2+bx+c,则g′(x)=2ax+b,f′(x)=ex[g(x)+g′(x)],因为x=-1是函数f(x)=g(x)ex的一个极值点,所以有g(-1)+g′(-1)=0,得c=a.设h(x)=g(x)+g′(x)=ax2+(b+2a)x+a+b,若b=0,则a=c≠0,h(x)=a(x+1)2,h′(x)在x=-1两侧不变号,与x=-1是函数f(x)=(ax2+bx+c)ex的一个极值点矛盾,故b=0一定不成立,选择B.
答案:
B
4.已知e为自然对数的底数,设函数f(x)=(ex-1)(x-1)k(k=1,2),则( )
A.当k=1时,f(x)在x=1处取到极小值
B.当k=1时,f(x)在x=1处取到极大值
C.当k=2时,f(x)在x=1处取到极小值
D.当k=2时,f(x)在x=1处取到极大值
解析:
当k=1时,f(x)=(ex-1)(x-1),0,1是函数f(x)的零点.当0<x<1时,f(x)=(ex-1)(x-1)<0,当x>1时,f(x)=(ex-1)(x-1)>0,1不会是极值点.当k=2时,f(x)=(ex-1)(x-1)2,零点还是0,1,但是当0<x<1,x>1时,f(x)>0,由极值的概念,知选C.
答案:
C
5.若0<x1<x2<1,则( )
A.ex2-ex1>lnx2-lnx1
B.ex1-ex2<lnx2-lnx1
C.x2ex1>x1ex2
D.x2ex1<x1ex2
解析:
令f(x)=,则f′(x)==.当0<x<1时,f′(x)<0,即f(x)在(0,1)上单调递减,∵0<x1<x2<1,
∴f(x2)<f(x1),即<,∴x2ex1>x1ex2,故选C.
答案:
C
6.设函数f(x)=(e是自然对数的底数),若f
(2)是函数f(x)的最小值,则a的取值范围是( )
A.[-1,6]B.[1,4]
C.[2,4]D.[2,6]
解析:
当x>2时,对函数f(x)=+a+10的单调性进行研究,求导后发现f(x)在(2,e)上单调递减,在(e,+∞)上单调递增,即函数f(x)在x>2时的最小值为f(e);当x≤2时,f(x)=(x-a)2+e是对称轴方程为x=a的二次函数,欲使f
(2)是函数的最小值,则⇒⇒2≤a≤6,故选D.
答案:
D
7.(2018·昆明市检测)已知函数f(x)=若不等式a≤f(x)≤b的解集恰好为[a,b],则b-a=________.
解析:
由函数f(x)的解析式知,函数f(x)在(-∞,2)上单调递减,在[2,+∞)上单调递增,f(x)min=f
(2)=1,若a>1,则不等式a≤f(x)≤b的解集为[x1,x2]∪[x3,x4],不合题意,所以a≤1,此时因为22-1=2,所以b≥2,令m2-3m+4=m,解得m=或m=4,取b=4.令22-x=4得x=0,所以a=0,所以b-a=4.
答案:
4
8.已知函数f(x)=+lnx在(e,+∞)上有极值点,则实数m的取值范围为________.
解析:
f(x)=+lnx=+lnx=+lnx,定义域为{x|x>0且x≠1},f′(x)=-+=,记g(x)=x2-(m+2)x+1,要使函数f(x)在(e,+∞)上有极值点,则方程x2-(m+2)x+1=0有两个不同的实根x1,x2,Δ=[-(m+2)]2-4>0,解得m>0或m<-4.又x1x2=1,因为f(x)在(e,+∞)上有极值点,不妨设x2>e,所以0<x1<<e<x2,由于g(0)=1>0,所以只需即解得m>e+-2.
答案:
(e+-2,+∞)
9.设函数f(x)=ex-ax-1.
(1)若函数f(x)在R上单调递增,求a的取值范围;
(2)当a>0时,设函数f(x)的最小值为g(a),求证:
g(a)≤0.
解析:
(1)由题意知f′(x)=ex-a≥0对x∈R均成立,且ex>0,故a的取值范围为a≤0.
(2)证明:
当a>0时,由f′(x)=ex-a可得,
函数f(x)在(-∞,lna)上单调递减,在(lna,+∞)上单调递增,
故函数f(x)的最小值为g(a)=f(lna)=elna-alna-1=a-alna-1,则g′(a)=-lna,
故当a∈(0,1)时,g′(a)>0,当a∈(1,+∞)时,g′(a)<0,从而可知g(a)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,且g
(1)=0,故g(a)≤g
(1),即g(a)≤0.
10.已知函数f(x)=ax2+1(a>0),g(x)=x3+bx.
(1)若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在它们的交点(1,c)处具有公共切线,求a,b的值;
(2)当a=3,b=-9时,若函数f(x)+g(x)在区间[k,2]上的最大值为28,求k的取值范围.
解析:
(1)f′(x)=2ax,g′(x)=3x2+b.
因为曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在它们的交点(1,c)处具有公共切线,
所以f
(1)=g
(1)且f′
(1)=g′
(1),即a+1=1+b且2a=3+b,
解得a=3,b=3.
(2)记h(x)=f(x)+g(x),当a=3,b=-9时,
h(x)=x3+3x2-9x+1,
所以h′(x)=3x2+6x-9.
令h′(x)=0,得x1=-3,x2=1.
h′(x),h(x)在(-∞,2]上的变化情况如下表所示:
x
(-∞,-3)
-3
(-3,1)
1
(1,2)
2
h′(x)
+
0
-
0
+
+
h(x)
28
-4
3
由表可知当k≤-3时,函数h(x)在区间[k,2]上的最大值为28;
当-3<k<2时,函数h(x)在区间[k,2]上的最大值小于28.
因此k的取值范围是(-∞,-3].
B组——能力提升练
1.已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c,下列结论中错误的是( )
A.∃x0∈R,f(x0)=0
B.函数y=f(x)的图象是中心对称图形
C.若x0是f(x)的极小值点,则f(x)在区间(-∞,x0)单调递减
D.若x0是f(x)的极值点,则f′(x0)=0
解析:
若y=f(x)有极小值点,则其导数y=f′(x)必有2个零点,设为x1,x2(x1答案:
C
2.已知函数f(x)=(x2+2x+1)ex,设t∈[-3,-1],对任意x1,x2∈[t,t+2],则|f(x1)-f(x2)|的最大值为( )
A.4e-3B.4e
C.4e+e-3D.4e+1
解析:
依题意,f′(x)=(x2+4x+3)ex,令f′(x)>0,可得x<-3或x>-1,令f′(x)<0,可得-3(1)=4e,∴f(x)max=f
(1)=4e,f(x)min=f(-1)=0,∴|f(x1)-f(x2)|的最大值为4e,故选B.
答案:
B
3.若函数f(x)=x3+2ax2-3bx+3b在(0,1)上存在极小值点,则实数b的取值范围是( )
A.(-1,0]B.(-1,+∞)
C.[0,+∞)D.(1,+∞)
解析:
若函数f(x)=x3+2ax2-3bx+3b在(0,1)上存在极小值点,则f′(x)=3x2+4ax-3b在(0,1)上有两个零点或一个零点在(0,1)上,一个零点在(-∞,0]上.
当导函数f′(x)的一个零点在(0,1)上,一个零点在(-∞,0]上时,需满足
∴必会存在a使得f′
(1)>0,所以当b≥0时,函数f(x)=x3+2ax2-3bx+3b在(0,1)上存在极小值点;当导函数f′(x)在(0,1)上有两个零点时,即
∴可得-1<b<0.综上,b∈(-1,+∞).故选B.
答案:
B
4.设函数f(x)=ex(sinx-cosx)(0≤x≤2016π),则函数f(x)的各极小值之和为( )
A.-B.-
C.-D.-
解析:
∵f′(x)=2exsinx,
∴x∈(2kπ+π,2kπ+2π)(k∈Z)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,x∈(2kπ+2π,2kπ+3π)(k∈Z)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,故当x=2kπ+2π(k∈Z)时,f(x)取极小值,其极小值为f(2kπ+2π)=-e2kπ+2π(k∈Z),又0≤x≤2016π,
∴f(x)的各极小值之和S=-e2π-e4π-…-e2016π=-,故选A.
答案:
A
5.(2018·云南五市联考)直线x=a(a>0)分别与曲线y=2x+1,y=x+lnx交于A,B两点,则|AB|的最小值为________.
解析:
设A(a,yA),B(a,yB),则yA=2a+1,yB=a+lna.所以|AB|=|yA-yB|=|a+1-lna|.令f(a)=a+1-lna,则f′(a)=1-,所以函数f(a)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,于是当a=1时,f(a)取得最小值2,即|AB|min=2.
答案:
2
6.(2018·长沙市模拟)在半径为R的圆内,作内接等腰△ABC,当底边上的高h∈(0,t]时,△ABC的面积取得最大值,则t的取值范围为________.
解析:
令等腰△ABC的底边为2x,则x2=R2-(h-R)2=2hR-h2,又S=xh=,令f(h)=h2(2hR-h2),0<h<2R,求导得f′(h)=2h2(3R-2h),令f′(h)=0,得h=,当0<h<时,f′(h)>0,函数f(h)单调递增,当<h<2R时,f′(h)<0,函数f(h)单调递减,∴f(h)max=f()=R4,∴Smax=,∴h=∈(0,t],故t的取值范围为[,2R).
答案:
[,2R)
7.(2018·合肥市质检)已知函数f(x)=xlnx+x-k(x-1)在(1,+∞)内有唯一零点x0,若k∈(n,n+1),n∈Z,则n=________.
解析:
依题意,函数定义域为(0,+∞),f′(x)=lnx+x·+1