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1、
2014-2015高考理科數學《導數的綜合應用》練習題
[A組 基礎演練能力提升]
一、選擇題
1.(2014年石家莊模擬)已知正六棱柱的12個頂點都在一個半徑為3的球面上,當正六棱柱的體積最大時,其高的值為( )
A.3 B.
C.2 D.2
解析:設正六棱柱的底面邊長為a,高為h,則可得a2+=9,即a2=9-,那么正六棱柱的體積V=h=h=,令y=-+9h,則y′=-+9,令y′=0,得h=2.易知當h=2時,正六棱柱的體積最大.
答案:D
2.若函數f(x)=在[-2,2]上的最大值為2,則a的取值范圍是( )
A. B.
C.(-∞,0]
2、 D.
解析:當x≤0時,f′(x)=6x2+6x,易知函數f(x)在(-∞,0]上的極大值點是x=-1,且f(-1)=2,故只要在(0,2]上,eax≤2即可,即ax≤ln 2在(0,2]上恒成立,即a≤在(0,2]上恒成立,故a≤ln 2.
答案:D
3.(2014年濟南模擬)設函數ht(x)=3tx-2t,若有且僅有一個正實數x0,使得h7(x0)≥ht(x0)對任意的正數t都成立,則x0=( )
A.5 B. C.3 D.
解析:∵h7(x0)≥ht(x0)對任意的正數t都成立,∴h7(x0)≥ht(x0)max.記g(t)=ht(x0)=3tx0-2t,則g′(t
3、)=3x0-3t,令g′(t)=0,得t=x,易得ht(x0)max=g(x)=x,因此,21x0-14≥x,將選項檢驗可得,正確答案為D.
答案:D
4.已知a≤+ln x對任意x∈恒成立,則a的最大值為( )
A.0 B.1 C.2 D.3
解析:設f(x)=+ln x,則f′(x)=+=.當x∈時,f′(x)<0,故函數f(x)在上單調遞減;當x∈(1,2]時,f′(x)>0,故函數f(x)在(1,2]上單調遞增,∴f(x)min=f(1)=0,∴a≤0,即a的最大值為0.
答案:A
5.f(x)=2x4-3x2+1在上的最大值、最小值分別是( )
4、
A.21,- B.1,-
C.21,0 D.0,-
解析:∵函數f(x)在上有最大值和最小值.
∴f′(x)=8x3-6x=0,
解得x=0或x=或x=-(舍去),
∴f(x)max=f(2)=21,f(x)min=f=-.
答案:A
6.做一個圓柱形鍋爐,容積為V,兩個底面的材料每單位面積的價格為a元,側面的材料每單位面積的價格為b元,當造價最低時,鍋爐的底面直徑與高的比為( )
A. B. C. D.
解析:如圖,設圓柱的底面半徑為R,高為h,則V=πR2h.
設造價為y=2πR2a+2πRhb=2πaR2+2πRb=2πa
5、R2+,∴y′=4πaR-.
令y′=0,得=.
答案:C
二、填空題
7.函數f(x)=x2-ln x的最小值為________.
解析:由得x>1,
由得0
6、(x)max=2,f(x)min=-18,所以對于區(qū)間[-3,2]上任意的x1,x2,|f(x1)-f(x2)|≤20,所以t≥20,從而t的最小值為20.
答案:20
9.已知函數f(x)=ex-ae-x,若f′(x)≥2恒成立,則實數a的取值范圍是________.
解析:由題意可知,f′(x)=ex+ae-x≥2恒成立,分離參數可得,a≥(2-ex)ex恒成立,令ex=t(t>0),問題等價于a≥(-t2+2t)max=3.所以a∈[3,+∞).
答案:[3,+∞)
三、解答題
10.(2014年長沙模擬)已知函數f(x)=ln x+-1.
(1)求函數f(x)的單調區(qū)間;
7、
(2)設m∈R,對任意的a∈(-1,1),總存在x0∈[1,e],使得不等式ma-f(x0)<0成立,求實數m的取值范圍.
解析:(1)f′(x)=-=,x>0.
令f′(x)>0,得x>1,因此函數f(x)的單調遞增區(qū)間是(1,+∞).
令f′(x)<0,得0
8、)設f(x)=ln(x+1)+ax(a∈R且a≠0).
(1)討論函數f(x)的單調性;
(2)若a=1,證明:x∈(0,5)時,f(x)<成立.
解析:(1)函數f(x)的定義域為(-1,+∞),f′(x)=+a,
當a>0時,f′(x)>0,∴函數f(x)在(-1,+∞)上是增函數;
當a<0時, f′(x)=,->-1,
由f′(x)>0得,-1-.
∴函數f(x)在上是增函數,
在上是減函數.
(2)當a=1時,f(x)=ln(x+1)+x,
要證x∈(0,5)時,f(x)<成立,
只需證(x+1)ln(x+1)+x2-8x<0
9、在x∈(0,5)時恒成立.
令g(x)=(x+1)ln(x+1)+x2-8x,則g′(x)=ln(x+1)+2x-7.
設h(x)=ln(x+1)+2x-7,x∈(0,5),則h′(x)=+2>0,
∴g′(x)在(0,5)上單調遞增,∴g′(0)
10、模擬)設函數f(x)=xex.
(1)求f(x)的單調區(qū)間與極值;
(2)是否存在實數a,使得對任意的x1、x2∈(a,+∞),當x1成立?若存在,求a的取值范圍;若不存在,請說明理由.
解析:(1)f′(x)=(1+x)ex.令f′(x)=0,得x=-1.
f′(x),f(x)隨x的變化情況如下:
(x)
(-∞,-1)
-1
(-1,+∞)
f′(x)
-
0
+
f(x)
極小值
∴f(x)的單調遞減區(qū)間是(-∞,-1),單調遞增區(qū)間是(-1,+∞);
f(x)極小值=f(-1)=-.
(2)設g(x)=,由題意,對任意的x1、
11、x2∈(a,+∞),當x1g(x1),即y=g(x)在(a,+∞)上是單調遞增函數.
又g′(x)=
==
=,
∴?x∈(a,+∞),g′(x)≥0.
令h(x)=x2ex-axex-aex+aea,
h′(x)=2xex+x2ex-a(1+x)ex-aex=x(x+2)ex-a(x+2)ex=(x+2)(x-a)ex.
若a≥-2,當x>a時,h′(x)>0,h(x)為(a,+∞)上的單調遞增函數,
∴h(x)>h(a)=0,不等式成立.
若a<-2,當x∈(a,-2)時,h′(x)<0,h(x)為(a,-2)上的單調遞減函數,
∴?x0∈(a
12、,-2),h(x0)x0?、躥(x0)<
⑤f(x0)>
A.①④ B.②④
C.②⑤ D.③⑤
解析:f′(x)=′=-=-,
由題意可知f′(x0)=0,即ln x0+x0+1=0,ln x0=-(x0+1),
故f(x0)=-ln x0===x0.
令函數g(x)=
13、ln x+x+1(x>0),則g′(x)=+1>0,
故函數g(x)為增函數,而g=ln+>-ln e=>0=g(x0),
∴x0<,即f(x0)<.故選B.
答案:B
2.已知函數f(x)=aln x-ax-3(a∈R).
(1)求函數f(x)的單調區(qū)間;
(2)當a=-1時,證明:在(1,+∞)上,f(x)+2>0;
(3)求證:…<(n≥2,n∈N*).
解析:(1)根據題意知,
f′(x)=(x>0),
當a>0時,f(x)的單調遞增區(qū)間為(0,1],單調遞減區(qū)間為(1,+∞);
當a<0時,f(x)的單調遞增區(qū)間為(1,+∞),單調遞減區(qū)間為(0,1];
當a=0時,f(x)不是單調函數.
(2)證明:當a=-1時,
f(x)=-ln x+x-3,
所以f(1)=-2,
由(1)知f(x)=-ln x+x-3在(1,+∞)上單調遞增,
所以當x∈(1,+∞)時,f(x)>f(1),
即f(x)>-2,所以f(x)+2>0.
(3)證明:由(2)得-ln x+x-3+2>0,
即-ln x+x-1>0,
所以ln x