《高考數(shù)學(xué) 一輪復(fù)習(xí)學(xué)案訓(xùn)練課件北師大版理科: 專題突破練1 函數(shù)與導(dǎo)數(shù)中的高考熱點問題 理 北師大版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考數(shù)學(xué) 一輪復(fù)習(xí)學(xué)案訓(xùn)練課件北師大版理科: 專題突破練1 函數(shù)與導(dǎo)數(shù)中的高考熱點問題 理 北師大版(4頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
專題突破練(一) 函數(shù)與導(dǎo)數(shù)中的高考熱點問題
(對應(yīng)學(xué)生用書第231頁)
1.已知函數(shù)f(x)=x2+xsin x+cos x.
(1)若曲線y=f(x)在點(a,f(a))處與直線y=b相切,求a與b的值;
(2)若曲線y=f(x)與直線y=b有兩個不同交點,求b的取值范圍.
[解] 由f(x)=x2+xsin x+cos x,
得f′(x)=x(2+cos x).
(1)因為曲線y=f(x)在點(a,f(a))處與直線y=b相切,
所以f′(a)=a(2+cos a)=0,b=f(a).
解得a=0,b=f(0)=1.
(2)令f′(x)=0,得x=0.
當(dāng)
2、x變化時,f(x)與f′(x)的變化情況如下:
x
(-∞,0)
0
(0,+∞)
f′(x)
-
0
+
f(x)
↘
1
↗
所以函數(shù)f(x)在區(qū)間(-∞,0)上單調(diào)遞減,
在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞增,f(0)=1是f(x)的最小值.
當(dāng)b≤1時,曲線y=f(x)與直線y=b最多只有一個交點;
當(dāng)b>1時,f(-2b)=f(2b)≥4b2-2b-1>4b-2b-1>b,
f(0)=1<b,所以存在x1∈(-2b,0),x2∈(0,2b),
使得f(x1)=f(x2)=b.
由于函數(shù)f(x)在區(qū)間(-∞,0)和(0,+∞)上均單調(diào),
所以當(dāng)b>1時,
3、曲線y=f(x)與直線y=b有且僅有兩個不同交點.
綜上可知,如果曲線y=f(x)與直線y=b有兩個不同交點,那么b的取值范圍是(1,+∞).
2.設(shè)a為實數(shù),函數(shù)f(x)=ex-2x+2a,x∈R.
(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間與極值;
(2)求證:當(dāng)a>ln 2-1且x>0時,ex>x2-2ax+1.
[解] (1)由f(x)=ex-2x+2a,x∈R,
知f′(x)=ex-2,x∈R.
令f′(x)=0,得x=ln 2.
于是當(dāng)x變化時,f′(x),f(x)的變化情況如下表:
x
(-∞,ln 2)
ln 2
(ln 2,+∞)
f′(x)
-
0
+
f
4、(x)
↘
2-2ln 2+2a
↗
故f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間是(-∞,ln 2),
單調(diào)遞增區(qū)間是(ln 2,+∞),
f(x)在x=ln 2處取得極小值,
極小值為f(ln 2)=eln 2-2ln 2+2a=2-2ln 2+2a.
(2)證明:設(shè)g(x)=ex-x2+2ax-1,x∈R,
于是g′(x)=ex-2x+2a,x∈R.
由(1)知當(dāng)a>ln 2-1時,
g′(x)取最小值為g′(ln 2)=2(1-ln 2+a)>0.
于是對任意x∈R,都有g(shù)′(x)>0,
所以g(x)在R內(nèi)單調(diào)遞增.
于是當(dāng)a>ln 2-1時,對任意x∈(0,+∞),
都有g(shù)
5、(x)>g(0).
而g(0)=0,從而對任意x∈(0,+∞),都有g(shù)(x)>0.
即ex-x2+2ax-1>0,
故當(dāng)a>ln 2-1且x>0時,ex>x2-2ax+1.
3.(20xx·蘭州模擬)已知函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)為f′(x),且f(x)=f′(1)x+xln x.
(1)求函數(shù)f(x)的極值;
(2)若k∈Z,且f(x)>k(x-1)對任意的x∈(1,+∞)都成立,求k的最大值.
【導(dǎo)學(xué)號:79140098】
[解] (1)f′(x)=f′(1)+1+ln x(x>0),
所以f′(1)=f′(1)+1,即f′(1)=2,
所以f(x)=x+xln x,f′(
6、x)=2+ln x,
令f′(x)=2+ln x<0,解得0<x<e-2,
即當(dāng)x∈(0,e-2)時,f′(x)<0,當(dāng)x∈(e-2,+∞)時,f′(x)>0,所以函數(shù)f(x)在(0,e-2)上單調(diào)遞減,在(e-2,+∞)上單調(diào)遞增,
所以函數(shù)f(x)在x=e-2處取得極小值f(e-2)=-e-2,沒有極大值.
(2)由(1)及題意,知k<=對任意的x∈(1,+∞)都成立,
令g(x)=(x>1),則g′(x)=,
令h(x)=x-ln x-2(x>1),
則h′(x)=1-=>0,
所以函數(shù)h(x)在(1,+∞)上為增函數(shù),
因為h(3)=1-ln 3<0,h(4)=2-l
7、n 4>0,
所以方程h(x)=0存在唯一實根x0,
即ln x0=x0-2,x0∈(3,4).
所以當(dāng)1<x<x0時,h(x)<0,即g′(x)<0,
當(dāng)x>x0時,h(x)>0,即g′(x)>0,
所以函數(shù)g(x)在(1,x0)上單調(diào)遞減,
在(x0,+∞)上單調(diào)遞增,
所以g(x)min=g(x0)===x0,
所以k<g(x)min=x0,x0∈(3,4),又因為k∈Z,
故k的最大值為3.
4.(20xx·山東高考)已知函數(shù)f(x)=x3-ax2,a∈R.
(1)當(dāng)a=2時,求曲線y=f(x)在點(3,f(3))處的切線方程;
(2)設(shè)函數(shù)g(x)=f(x)+
8、(x-a)cos x-sin x,討論g(x)的單調(diào)性并判斷有無極值,有極值時求出極值.
[解] (1)由題意f′(x)=x2-ax,
所以當(dāng)a=2時,f(3)=0,f′(x)=x2-2x,
所以f′(3)=3,
因此,曲線y=f(x)在點(3,f(3))處的切線方程是y=3(x-3),即3x-y-9=0.
(2)因為g(x)=f(x)+(x-a)cos x-sin x,
所以g′(x)=f′(x)+cos x-(x-a)sin x-cos x
=x(x-a)-(x-a)sin x
=(x-a)(x-sin x).
令h(x)=x-sin x,則h′(x)=1-cos x≥0
9、,
所以h(x)在R上單調(diào)遞增.
因為h(0)=0,
所以當(dāng)x>0時,h(x)>0;
當(dāng)x<0時,h(x)<0.
①當(dāng)a<0時,g′(x)=(x-a)(x-sin x),
當(dāng)x∈(-∞,a)時,x-a<0,g′(x)>0,g(x)單調(diào)遞增;
當(dāng)x∈(a,0)時,x-a>0,g′(x)<0,g(x)單調(diào)遞減;
當(dāng)x∈(0,+∞)時,x-a>0,g′(x)>0,g(x)單調(diào)遞增.
所以當(dāng)x=a時,g(x)取到極大值,
極大值是g(a)=-a3-sin a;
當(dāng)x=0時,g(x)取到極小值,極小值是g(0)=-a.
②當(dāng)a=0時,g′(x)=x(x-sin x),
當(dāng)x∈(
10、-∞,+∞)時,g′(x)≥0,g(x)單調(diào)遞增;
所以g(x)在(-∞,+∞)上單調(diào)遞增,g(x)無極大值也無極小值.
③當(dāng)a>0時,g′(x)=(x-a)(x-sin x),
當(dāng)x∈(-∞,0)時,x-a<0,g′(x)>0,g(x)單調(diào)遞增;
當(dāng)x∈(0,a)時,x-a<0,g′(x)<0,g(x)單調(diào)遞減;
當(dāng)x∈(a,+∞)時,x-a>0,g′(x)>0,g(x)單調(diào)遞增.
所以當(dāng)x=0時,g(x)取到極大值,極大值是g(0)=-a;
當(dāng)x=a時,g(x)取到極小值,
極小值是g(a)=-a3-sin a.
綜上所述:
當(dāng)a<0時,函數(shù)g(x)在(-∞,a)和(0,+∞)上單調(diào)遞增,在(a,0)上單調(diào)遞減,函數(shù)既有極大值,又有極小值,極大值是g(a)=-a3-sin a,極小值是g(0)=-a;
當(dāng)a=0時,函數(shù)g(x)在(-∞,+∞)上單調(diào)遞增,無極值;
當(dāng)a>0時,函數(shù)g(x)在(-∞,0)和(a,+∞)上單調(diào)遞增,在(0,a)上單調(diào)遞減,函數(shù)既有極大值,又有極小值,極大值是g(0)=-a,極小值是g(a)=-a3-sin a.