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1、2022年高中數學 3-3-1利用導數判斷函數的單調性同步練習 新人教B版選修1-1
一、選擇題
1.函數y=xlnx在區(qū)間(0,1)上是( )
A.單調增函數
B.單調減函數
C.在(0,)上是減函數,在(,1)上是增函數
D.在(0,)上是增函數,在(,1)上是減函數
[答案] C
[解析] f′(x)=lnx+1,當00.
2.若在區(qū)間(a,b)內有f′(x)>0,且f(a)≥0,則在(a,b)內有( )
A.f(x)>0
B.f(x)<0
C.f(x)=0
D.不能確定
[答案] A
[解
2、析] ∵在區(qū)間(a,b)內有f′(x)>0,且f(a)≥0,
∴函數f(x)在區(qū)間(a,b)內是遞增的,
且f(x)>f(a)≥0.
3.設f(x)=ax3+bx2+cx+d(a>0),則f(x)為增函數的一個充分條件是( )
A.b2-4ac>0
B.b>0,c>0
C.b=0,c>0
D.b2-3ac>0
[答案] C
[解析] f′(x)=3ax2+2bx+c,又a>0,∴當b=0,c>0時,f′(x)>0恒成立.
4.函數f(x)=2x2-ln2x的單調遞增區(qū)間是( )
A.(0,)
B.(0,)
C.(,+∞)
D.(-,0)及(0,)
3、
[答案] C
[解析] 函數f(x)的定義域為(0,+∞),
f′(x)=4x-,令f′(x)>0,得x>,
∴函數f(x)在上單調遞增.
5.函數y=x+lnx的單調遞增區(qū)間為( )
A.(-∞,-1),(0,+∞)
B.(-∞,-1),(1,+∞)
C.(-1,0)
D.(-1,1)
[答案] A
[解析] 令f′(x)=1+=>0.得x>0或x<-1.
6.下列函數中在區(qū)間(-1,1)上是減函數的是( )
A.y=2-3x2
B.y=lnx
C.y=
D.y=sinx
[答案] C
[解析] 對于函數y=,其導數y′=<0,且函數在
4、區(qū)間(-1,1)上有意義,所以函數y=在區(qū)間(-1,1)上是減函數,其余選項都不符合要求,故選C.
7.(xx·湖南文,7)若函數y=f(x)的導函數在區(qū)間[a,b]上是增函數,則函數y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖象可能是( )
[答案] A
[解析] 考查導函數的基本概念及導數的幾何意義.
∵導函數f′(x)是增函數,
∴切線的斜率隨著切點橫坐標的增大逐漸增大,
故選A.
[說明] B圖中切線斜率逐漸減小,C圖中f′(x)為常數,D圖中切線斜率先增大后減?。?
8.給出下列結論:
①單調增函數的導函數也是單調增函數;
②單調減函數的導函數也是單調減函數;
③單調函數
5、的導函數也是單調函數;
④導函數是單調的,則原函數也是單調的.
其中正確的結論個數是( )
A.0
B.2
C.3
D.4
[答案] A
[解析] 舉反例的方法:如函數y=x是單調增函數,但其導函數y′=1不具有單調性,排除①③,如函數y=-x是單調減函數,但其導函數y′=-1不具有單調性,排除②,再如函數y=x2,其導函數y′=2x是單調的,但原函數不具有單調性,排除④.
9.設函數f(x)在定義域內可導,y=f(x)的圖象如圖所示,則導函數y=f′(x)的圖象可能為( )
[答案] D
[解析] 函數y=f(x)在區(qū)間(-∞,0)上單調增,則導函數
6、y=f′(x)在區(qū)間(-∞,0)上函數值為正,排除A、C,原函數y=f(x)在區(qū)間(0,+∞)上先增再減,最后再增,其導函數y=f′(x)在區(qū)間(0,+∞)上函數值先正、再負、再正,排除B,故選D.
10.如果函數f(x)=2x3+ax2+1在區(qū)間(-∞,0)和(2,+∞)內單調遞增,在區(qū)間(0,2)內單調遞減,則a的值為( )
A.1 B.2
C.-6 D.-12
[答案] C
[解析] f′(x)=6x2+2ax,令6x2+2ax<0,
當a>0時,解得-
7、題
11.函數y=x3+x2-5x-5的單調遞增區(qū)間是________.
[答案] (-∞,-),(1,+∞)
[解析] 令y′=3x2+2x-5>0,得x<-或x>1.
12.若函數y=x3-ax2+4在(0,2)內單調遞減,則實數a的取值范圍是____________.
[答案] [3,+∞)
[解析] y′=3x2-2ax,由題意知3x2-2ax≤0在區(qū)間(0,2)內恒成立,
即a≥x在區(qū)間(0,2)上恒成立,∴a≥3.
13.函數f(x)=xlnx(x>0)的單調遞增區(qū)間是________.
[答案] [,+∞)
[解析] ∵f′(x)=(xlnx)′=lnx+1,
8、
令f′(x)>0,即lnx>-1,∴x>.
∴增區(qū)間為[,+∞).
14.三次函數f(x)=ax3+x在(-∞,+∞)內是增函數,則a的取值范圍是________.
[答案] a>0
[解析] f(x)=3ax2+1,由條件知3ax2+1≥0在R上恒成立,且a≠0,∴解得a>0.
三、解答題
15.求函數f(x)=x3+x2-6x的單調區(qū)間.
[解析] ∵f′(x)=x2+x-6=(x+3)(x-2),
令f′(x)>0得,x>2或x<-3.
∴函數f(x)在(2,+∞)和(-∞,-3)上是增函數,
令f′(x)<0,得-3
9、的單調遞增區(qū)間為(-∞,-3)和(2,+∞),單調遞減區(qū)間為(-3,2).
16.已知函數f(x)=x3+ax+8的單調遞減區(qū)間為(-5,5),求函數f(x)的遞增區(qū)間.
[證明] f′(x)=3x2+a.
∵(-5,5)是函數y=f(x)的單調遞減區(qū)間,則-5、5是方程3x2+a=0的根,
∴a=-75.此時f′(x)=3x2-75.
令f′(x)>0,則3x2-75>0.解得x>5或x<-5.
∴函數y=f(x)的單調遞增區(qū)間為(-∞,-5)和(5,+∞).
17.已知:x>0,求證:x>sinx.
[證明] 設f(x)=x-sinx (x>0),
f′(x)=1-cos
10、x≥0對x∈(0,+∞)恒成立.
∴函數f(x)=x-sinx在(0,+∞)上是單調增函數.
又f(0)=0∴f(x)>0對x∈(0,+∞)恒成立.
即:x>sinx (x>0).
18.(xx·北京)設函數f(x)=xekx(k≠0).
(1)求曲線y=f(x)在點(0,f(0))處的切線方程;
(2)求函數f(x)的單調區(qū)間;
(3)若函數f(x)在區(qū)間(-1,1)內單調遞增,求k的取值范圍.
[解析] (1)f′(x)=(1+kx)ekx,f′(0)=1,f(0)=0,
曲線y=f(x)在點(0,f(0))處的切線方程為y=x.
(2)由f ′(x)=(1+kx)ekx=0得x=-(k≠0).
若k>0,則當x∈時,f′(x)<0,函數f(x)單調遞減;
當x∈時,f′(x)>0,函數f(x)單調遞增.
若k<0,則當x∈時,f′(x)>0,函數f(x)單調遞增;
當x∈時,f′(x)<0,函數f(x)單調遞減.
(3)由(2)知,若k>0,則當且僅當-≤-1,即k≤1時,函數f(x)在(-1,1)內單調遞增;
若k<0,則當且僅當-≥1,即k≥-1時,函數f(x)在(-1,1)內單調遞增.
綜上可知,函數f(x)在區(qū)間(-1,1)內單調遞增時,k的取值范圍是[-1,0)∪(0,1].