专题2 第4讲导数的简单应用.docx

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专题2第4讲导数的简单应用

第一部分 专题二 第四讲

A组

1.曲线y=xex+2x-1在点(0,-1)处的切线方程为

( A )

A.y=3x-1     B.y=-3x-1

C.y=3x+1D.y=-2x-1

[解析] k=y′|x=0=(ex+xex+2)|x=0=3,

∴切线方程为y=3x-1,故选A.

2.(文)如图,函数y=f(x)的图象在点P处的切线方程为x-y+2=0,则f

(1)+f′

(1)=

( D )

A.1B.2

C.3D.4

[解析] 由条件知(1,f

(1))在直线x-y+2=0上,且f′

(1)=1,∴f

(1)+f′

(1)=3+1=4.

(理)(2017·烟台质检)在等比数列{an}中,首项a1=

,a4=

(1+2x)dx,则该数列的前5项和S5为

( C )

A.18   B.3   

C.

   D.

[解析] a4=

(1+2x)dx=(x+x2)|

=18,

因为数列{an}是等比数列,

故18=

q3,解得q=3,

所以S5=

.故选C.

3.(2017·云南检测)已知常数a、b、c都是实数,f(x)=ax3+bx2+cx-34的导函数为f′(x),f′(x)≤0的解集为{x|-2≤x≤3},若f(x)的极小值等于-115,则a的值是

( C )

A.-

B.

C.2D.5

[解析] 依题意得f′(x)=3ax2+2bx+c≤0的解集是[-2,3],于是有3a>0,-2+3=-

,-2×3=

∴b=-

,c=-18a,函数f(x)在x=3处取得极小值,于是有f(3)=27a+9b+3c-34=-115,-

a=-81,a=2,故选C.

4.若函数f(x)=loga(x3-ax)(a>0,a≠1)在区间(-

,0)内单调递增,则a的取值范围是

( B )

A.[

,1)B.[

,1)

C.(

,+∞)D.(1,

[解析] 由x3-ax>0得x(x2-a)>0.

则有

所以x>

或-

即函数f(x)的定义域为(

,+∞)∪(-

,0).

令g(x)=x3-ax,则g′(x)=3x2-a,

当g′(x)≥0时,x≥

,不合要求,

由g′(x)<0得-

从而g(x)在x∈(-

,0)上是减函数,

又函数f(x)在x∈(-

,0)内单调递增,

则有

所以

≤a<1.

5.(文)设函数f(x)在(0,+∞)内可导,且f(ex)=x+ex,则f′

(1)=__2__.

[解析] 先用换元法由f(ex)=x+ex,求得f(x),而后求f′

(1).设t=ex,则x=lnt得f(x)=lnx+x,故f′(x)=

+1,得f′

(1)=1+1=2.

(理)(2017·临沂模拟)如图,已知A(0,

),点P(x0,y0)(x0>0)在曲线y=x2上,若阴影部分面积与△OAP面积相等,则x0=__

__.

[解析] 因为点P(x0,y0)(x0>0)在曲线y=x2上,

所以y0=x

则△OAP的面积S=

|OA||x0|=

×

x0=

x0,

阴影部分的面积为∫x00x2dx=

x3|x00=

x

因为阴影部分面积与△OAP的面积相等,

所以

x

x0,

即x

所以x0=

6.若函数y=-

x3+ax有三个单调区间,则a的取值范围是__a>0__.

[解析] y′=-x2+a,若y=-

x3+ax有三个单调区间,则方程-x2+a=0应有两个不等实根,故a>0.

7.已知函数f(x)=(x+1)lnx-a(x-1).

(1)当a=4时,求曲线y=f(x)在(1,f

(1))处的切线方程;

(2)若当x∈(1,+∞)时,f(x)>0,求实数a的取值范围.

[解析] 

(1)f(x)的定义域为(0,+∞).

当a=4时,f(x)=(x+1)lnx-4(x-1),

f′(x)=lnx+

-3,f′

(1)=-2,

f

(1)=0.

曲线y=f(x)在(1,f

(1))处的切线方程为2x+y-2=0.

(2)当x∈(1,+∞)时,f(x)>0等价于

lnx-

>0.

设g(x)=lnx-

则g′(x)=

,g

(1)=0.

①当a≤2,x∈(1,+∞)时,

x2+2(1-a)x+1≥x2-2x+1>0,故g′(x)>0,

g(x)在(1,+∞)内单调递增,因此g(x)>g

(1)=0;

②当a>2时,令g′(x)=0,得

x1=a-1-

,x2=a-1+

由x2>1和x1x2=1,得x1<1,

故当x∈(1,x2)时,g′(x)<0,

g(x)在(1,x2)内单调递减,此时g(x)

(1)=0.

综上,a的取值范围是(-∞,2].

8.(文)已知函数f(x)=

(a>0,r>0).

(1)求f(x)的定义域,并讨论f(x)的单调性;

(2)若

=400,求f(x)在(0,+∞)内的极值.

[解析] 

(1)由题意知x≠-r,

所以定义域为(-∞,-r)∪(-r,+∞),

f(x)=

f′(x)=

所以当x<-r或x>r时,f′(x)<0,

当-r0.

因此,f(x)的单调递减区间是(-∞,-r),(r,+∞);

f(x)的单调递增区间是(-r,r).

(2)由

(1)可知f(x)在(0,r)上单调递增,在(r,+∞)上单调递减,因此,x=r是f(x)的极大值点,所以f(x)在(0,+∞)内的极大值为f(r)=

=100.

(理)设函数f(x)=xea-x+bx,曲线y=f(x)在点(2,f

(2))处的切线方程为y=(e-1)x+4.

(1)求a,b的值;

(2)求f(x)的单调区间.

[解析] 

(1)因为f(x)=xea-x+bx,

所以f′(x)=(1-x)ea-x+b.

依题设,得

解得a=2,b=e.

(2)由

(1),知f(x)=xe2-x+ex.

由f′(x)=e2-x(1-x+ex-1)及e2-x>0知,

f′(x)与1-x+ex-1同号.

令g(x)=1-x+ex-1,则g′(x)=-1+ex-1.

所以当x∈(-∞,1)时,g′(x)<0,

g(x)在区间(-∞,1)内单调递减;

当x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,

g(x)在区间(1,+∞)内单调递增.

故g

(1)=1是g(x)在区间(-∞,+∞)内的最小值.

B组

1.(2017·郑州市质检)已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足f(x)=2xf′(e)+lnx,则f′(e)=

( C )

A.1B.-1

C.-e-1D.-e

[解析] 依题意得,f′(x)=2f′(e)+

,取x=e得f′(e)=2f′(e)+

,由此解得f′(e)=-

=-e-1,故选C.

2.已知函数f(x)=ax3+bx2-3x在x=±1处取得极值,若过点A(0,16)作曲线y=f(x)的切线,则切线方程是

( B )

A.9x+y-16=0B.9x-y+16=0

C.x+9y-16=0D.x-9y+16=0

[解析] f′(x)=3ax2+2bx-3,

依题意f′

(1)=f′(-1)=0,

解得a=1,b=0.

所以f(x)=x3-3x,

因为曲线方程为y=x3-3x,点A(0,16)不在曲线上,

设切点为(x0,y0),则点M的坐标满足y0=x

-3x,

因此f′(x0)=3(x

-1)

故切线的方程为y-y0=3(x

-1)(x-x0)

注意到点A(0,16)在切线上,

有16-(x

-3x0)=3(x

-1)(0-x0),

化简得x

=-8.

解得x0=-2.

所以,切点为M(-2,-2),切线方程为9x-y+16=0.

3.(文)函数f(x)=3x2+lnx-2x的极值点的个数是

( A )

A.0B.1

C.2D.无数个

[解析] 函数定义域为(0,+∞),

且f′(x)=6x+

-2=

由于x>0,g(x)=6x2-2x+1中Δ=-20<0,

所以g(x)>0恒成立,故f′(x)>0恒成立,

即f(x)在定义域上单调递增,无极值点.

(理)物体A以v=3t2+1(m/s)的速度在一直线l上运动,物体B在直线l上,且在物体A的正前方5m处,同时以v=10t(m/s)的速度与A同向运动,出发后物体A追上物体B所用的时间t(s)为

( C )

A.3B.4

C.5D.6

[解析] 因为物体A在t秒内行驶的路程为

(3t2+1)dt,物体B在t秒内行驶的路程为

10tdt,所以

(3t2+1-10t)dt=(t3+t-5t2)|

=t3+t-5t2=5,所以(t-5)(t2+1)=0,即t=5.

4.(2017·临沂模拟)若函数f(x)=x2+ax+

在(

,+∞)上存在减区间,则实数a的取值范围是

( C )

A.a>3B.a≥3

C.a<3D.a≤3

[解析] f′(x)=2x+a-

因为函数在(

,+∞)上存在减区间,

所以f′(x)<0在(

,+∞)上能成立,

即a<

-2x在(

,+∞)上能成立.

设g(x)=

-2x,

g′(x)=-

-2,

令g′(x)=-

-2=0,得x=-1,

当x∈(

,+∞)时,g′(x)<0,

又g(

)=4-1=3,

所以a<3.

5.设f(x),g(x)分别是定义在R上的奇函数和偶函数,且g(x)≠0,当x<0时,f′(x)g(x)>f(x)g′(x),且f(-3)=0,则不等式

<0的解集是__(-∞,-3)∪(0,3)__.

[解析] 因为f(x)和g(x)(g(x)≠0)分别是定义在R上的奇函数和偶函数,

所以f(-x)=-f(x),g(-x)=g(x).

因为当x<0时,f′(x)g(x)-f(x)g′(x)>0,

当x<0时,[

]′=

>0,

令h(x)=

则h(x)在(-∞,0)上单调递增,

因为h(-x)=

=-h(x),

所以h(x)为奇函数,

根据奇函数的性质可得函数h(x)在(0,+∞)上单调递增,

因为f(-3)=-f(3)=0,

所以h(-3)=-h(3)=0,

h(x)<0的解集为(-∞,-3)∪(0,3).

6.已知f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1处有极值为10,则a+b=__-7__.

[解析] f′(x)=3x2+2ax+b,由x=1时,函数取得极值10,

联立①②得

当a=4,b=-11时,f′(x)=3x2+8x-11=(3x+11)(x-1)在x=1两侧的符号相反,符合题意.

当a=-3,b=3时,f′(x)=3(x-1)2在x=1两侧的符号相同,所以a=-3,b=3不符合题意,舍去.

综上可知,a=4,b=-11,∴a+b=-7.

7.(文)已知函数f(x)=2ax-

-(2+a)lnx(a≥0).

(1)当a=0时,求f(x)的极值;

(2)当a>0时,讨论f(x)的单调性.

[解析] 

(1)当a=0时,f(x)=-

-2lnx⇒f′(x)=

(x>0).

由f′(x)=

>0,解得0

由f′(x)=

<0,解得x>

∴f(x)在(0,

)内是增函数,在(

,+∞)内是减函数.

∴f(x)的极大值为

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