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1、
課時(shí)分層訓(xùn)練(十七)
A組 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)
(建議用時(shí):30分鐘)
一、填空題
1.函數(shù)f(x)=(x-3)ex的單調(diào)遞增區(qū)間是________.
(2,+∞) [因?yàn)閒(x)=(x-3)ex,
則f′(x)=ex(x-2),令f′(x)>0,得x>2,
所以f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(2,+∞).]
2.已知定義在R上的函數(shù)f(x),其導(dǎo)函數(shù)f′(x)的大致圖象如圖17-3所示,則下列敘述正確的是________.
圖17-3
①f(b)>f(c)>f(d);
②f(b)>f(a)>f(e);
③f(c)>f(b)>f(a);
④f(c)>f(e)>f(d).
③
2、 [依題意得,當(dāng)x∈(-∞,c)時(shí),f′(x)>0,因此,函數(shù)f(x)在(-∞,c)上是增函數(shù),由a<b<c,所以f(c)>f(b)>f(a),因此③正確.]
3.已知函數(shù)f(x)=x3+ax+4,則“a>0”是“f(x)在R上單調(diào)遞增”的________條件. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172096】
充分不必要 [f′(x)=x2+a,當(dāng)a≥0時(shí),f′(x)≥0恒成立,故“a>0”是“f(x)在R上單調(diào)遞增”的充分不必要條件.]
4.若函數(shù)f(x)=2x3-3mx2+6x在區(qū)間(2,+∞)上為增函數(shù),則實(shí)數(shù)m的取值范圍為________.
[∵f′(x)=6x2-6mx+6,
當(dāng)x∈(2,
3、+∞)時(shí),f′(x)≥0恒成立,
即x2-mx+1≥0恒成立,∴m≤x+恒成立.
令g(x)=x+,g′(x)=1-,
∴當(dāng)x>2時(shí),g′(x)>0,即g(x)在(2,+∞)上單調(diào)遞增,
∴m≤2+=.]
5.函數(shù)f(x)=1+x-sin x在(0,2π)上的單調(diào)情況是________.
單調(diào)遞增 [在(0,2π)上有f′(x)=1-cos x>0,所以f(x)在(0,2π)上單調(diào)遞增.]
6.已知a≥0,函數(shù)f(x)=(x2-2ax)ex,若f(x)在[-1,1]上是單調(diào)減函數(shù),則a的取值范圍是________.
[f′(x)=(2x-2a)ex+(x2-2ax)ex=[x
4、2+(2-2a)x-2a]ex,
由題意當(dāng)x∈[-1,1]時(shí),f′(x)≤0恒成立,即x2+(2-2a)x-2a≤0在x∈[-1,1]時(shí)恒成立.
令g(x)=x2+(2-2a)x-2a,
則有即
解得a≥.]
7.函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,f(-1)=2,對(duì)任意x∈R,f′(x)>2,則f(x)>2x+4的解集為________.
(-1,+∞) [由f(x)>2x+4,得f(x)-2x-4>0,設(shè)F(x)=f(x)-2x-4,則F′(x)=f′(x)-2,因?yàn)閒′(x)>2,所以F′(x)>0在R上恒成立,所以F(x)在R上單調(diào)遞增,而F(-1)=f(-1)-2×(-1)-4=2
5、+2-4=0,故不等式f(x)-2x-4>0等價(jià)于F(x)>F(-1),所以x>-1.]
8.若函數(shù)f(x)=-x3+x2+2ax在上存在單調(diào)遞增區(qū)間,則a的取值范圍是________. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172097】
[∵f′(x)=-x2+x+2a=-2++2a.
∴當(dāng)x∈時(shí),f′(x)max=f′=+2a.
由+2a>0,得a>-.
∴a的取值范圍為.]
9.已知函數(shù)f(x)=-x2+4x-3ln x在區(qū)間[t,t+1]上不單調(diào),則t的取值范圍是________.
(0,1)∪(2,3) [∵f′(x)=-x+4-,
令f′(x)=0可得x1=1,x2=3.
由于f(
6、x)在[t,t+1]上不單調(diào),
∴1∈[t,t+1]或3∈[t,t+1]
即0
7、
二、解答題
11.已知函數(shù)f(x)=(k為常數(shù),e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)),曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線與x軸平行.
(1)求k的值;
(2)求f(x)的單調(diào)區(qū)間. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):62172098】
[解] (1)由題意得f′(x)=,
又f′(1)==0,故k=1.
(2)由(1)知,f′(x)=.
設(shè)h(x)=-ln x-1(x>0),則h′(x)=--<0,
即h(x)在(0,+∞)上是減函數(shù).
由h(1)=0知,當(dāng)0<x<1時(shí),h(x)>0,從而f′(x)>0;
當(dāng)x>1時(shí),h(x)<0,從而f′(x)<0.
綜上可知,f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是(0,1
8、),單調(diào)遞減區(qū)間是(1,+∞).
12.(2015·重慶高考)已知函數(shù)f(x)=ax3+x2(a∈R)在x=-處取得極值.
(1)確定a的值;
(2)若g(x)=f(x)ex,討論g(x)的單調(diào)性.
[解] (1)對(duì)f(x)求導(dǎo)得f′(x)=3ax2+2x,
因?yàn)閒(x)在x=-處取得極值,
所以f′=0,
即3a·+2·=-=0,解得a=.
(2)由(1)得g(x)=ex,
故g′(x)=ex+ex
=ex
=x(x+1)(x+4)ex.
令g′(x)=0,解得x=0或x=-1或x=-4.
當(dāng)x<-4時(shí),g′(x)<0,故g(x)為減函數(shù);
當(dāng)-4
9、′(x)>0,故g(x)為增函數(shù);
當(dāng)-10時(shí),g′(x)>0,故g(x)為增函數(shù).
綜上知,g(x)在(-∞,-4)和(-1,0)內(nèi)為減函數(shù),在(-4,-1)和(0,+∞)內(nèi)為增函數(shù).
B組 能力提升
(建議用時(shí):15分鐘)
1.函數(shù)f(x)在定義域R內(nèi)可導(dǎo),若f(x)=f(2-x),且當(dāng)x∈(-∞,1)時(shí),(x-1)f′(x)<0,設(shè)a=f(0),b=f,c=f(3),則a,b,c的大小關(guān)系為________.
c<a<b [依題意得,當(dāng)x<1時(shí),f′(x)>0,f(x)為增函數(shù);
又f(3)=f(-1),且-1<0<
10、<1,
因此有f(-1)<f(0)<f,
即有f(3)<f(0)<f,c<a<b.]
2.(2017·鹽城質(zhì)檢(二))設(shè)f′(x)是奇函數(shù)f(x)(x∈R)的導(dǎo)函數(shù),f(-2)=0,當(dāng)x>0時(shí),xf′(x)-f(x)>0,則使得f(x)>0成立的x的取值范圍是________.
(-2,0)∪(2,+∞) [令g(x)=,則g′(x)=>0,x∈(0,+∞),所以函數(shù)g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.又g(-x)====g(x),則g(x)是偶函數(shù),g(-2)=0=g(2),則f(x)=xg(x)>0?或解得x>2或-2<x<0,故不等式f(x)>0的解集為(-2,0)∪(2,+∞).
11、]
3.設(shè)函數(shù)f(x)=aln x+,其中a為常數(shù).
(1)若a=0,求曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線方程;
(2)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性.
[解] (1)由題意知a=0時(shí),f(x)=,x∈(0,+∞),
此時(shí)f′(x)=,可得f′(1)=,又f(1)=0,
所以曲線y=f(x)在(1,f(1))處的切線方程為x-2y-1=0.
(2)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?0,+∞).
f′(x)=+
=.
當(dāng)a≥0時(shí),f′(x)>0,函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,
當(dāng)a<0時(shí),令g(x)=ax2+(2a+2)x+a,
Δ=(2a+2)2-4a2=4(2a+1
12、).
①當(dāng)a=-時(shí),Δ=0,
f′(x)=≤0,函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減.
②當(dāng)a<-時(shí),Δ<0,g(x)<0,f′(x)<0,函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減.
③當(dāng)-0,
設(shè)x1,x2(x10,
所以當(dāng)x∈(0,x1)時(shí),g(x)<0,f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減,
當(dāng)x∈(x1,x2)時(shí),g(x)>0,f′(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增,
當(dāng)x∈(x2,+∞)時(shí),g(x)<0,f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減.
綜上可得:
當(dāng)a≥0時(shí),函數(shù)f
13、(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增;
當(dāng)a≤-時(shí),函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減;
當(dāng)-0恒成立,求a的取值范圍.
[解] (1)a=1時(shí),f(x)=bx-+2ln x,f′(x)=b++=.
①當(dāng)b≥0時(shí),f′(x)>0,f(x)在定義域上單調(diào)遞增,不符合題意;
②當(dāng)b<0時(shí),Δ=4-4b2
14、>0,即-10恒成立,
∴?x1,x2∈(0,+∞)時(shí),不等式(x1-x2)>0恒成立.
令h(x)=xf(x)=x2-1+2axln x,
∴?x1,x2∈(0,+∞)時(shí),(h(x1)-h(huán)(x2))(x1-x2)>0恒成立,∴h(x)在(0,+∞)單調(diào)遞增.
∴?x1,x2∈(0,+∞),h′(x)=2x+2aln x+2a≥0恒成立.
令m(x)=2x+2aln x+2a,則m′(x)=2+=.
①當(dāng)2a=0時(shí),m′(x)=2>0, m(x)=2x>0恒成立;
②當(dāng)2a>0時(shí),m′(x)=2+>0,m(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,m=-2a2-2-2a<0,所以a>0不符合題意.
③當(dāng)2a<0時(shí),m′(x)=0時(shí),x=-a.
結(jié)合m′(x),m(x)隨x的變化情況:
x
(0,-a)
-a
(-a,+∞)
m′(x)
-
0
+
m(x)
2aln(-a)
∴m(x)min=m(-a)=2aln(-a)≥0,解得-1≤a≤0.
綜上,-1≤a≤0.