《《創(chuàng)新設計》2014屆高考數(shù)學人教A版(理)一輪復習【配套word版文檔】:第三篇 第3講 導數(shù)的應用(二)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《《創(chuàng)新設計》2014屆高考數(shù)學人教A版(理)一輪復習【配套word版文檔】:第三篇 第3講 導數(shù)的應用(二)(10頁珍藏版)》請在裝配圖網上搜索。
1、
第3講 導數(shù)的應用(二)
A級 基礎演練(時間:30分鐘 滿分:55分)
一、選擇題(每小題5分,共20分)
1.(2013·北京東城模擬)函數(shù)f(x)的定義域為開區(qū)間(a,b),導函數(shù)f′(x)在(a,b)內的圖象如圖所示,則函數(shù)f(x)在開區(qū)間(a,b)內有極小值點( ).
A.1個 B.2個 C.3個 D.4個
答案 A
2.(2013·蘇州一中月考)已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+(a+6)x+1有極大值和極小值,則實數(shù)a的取值范圍是 ( ).
A.(-1,2) B.(-∞,-3)∪(6,
2、+∞)
C.(-3,6) D.(-∞,-1)∪(2,+∞)
解析 f′(x)=3x2+2ax+(a+6),因為函數(shù)有極大值和極小值,所以f′(x)=0有兩個不相等的實數(shù)根,所以Δ=4a2-4×3(a+6)>0,解得a<-3或a>6.
答案 B
3.(2013·撫順質檢)函數(shù)y=的極小值為 ( ).
A. B.0 C. D.1
解析 函數(shù)的定義域為(0,+∞),
y′==.
函數(shù)y′與y隨x變化情況如下:
1 / 10
x
(0,1)
1
(1,e2)
e2
(e2,+∞)
y′
-
0
3、+
0
-
y
0
·
則當x=1時函數(shù)y=取到極小值0.
答案 B
4.(2013·南京模擬)設f(x)是一個三次函數(shù),f′(x)為其導函數(shù),如圖所示的是y=x·f′(x)的圖象的一部分,則f(x)的極大值與極小值分別是 ( ).
A.f(1)與f(-1) B.f(-1)與f(1)
C.f(-2)與f(2) D.f(2)與f(-2)
解析 由圖象知f′(2)=f′(-2)=0.∵x>2時,y=x·f′(x)>0,∴f′(x)>0,∴y=f(x)在(2,+∞)上單調遞增;同
4、理f(x)在(-∞,-2)上單調遞增,在(-2,2)上單調遞減,
∴y=f(x)的極大值為f(-2),極小值為f(2),故選C.
答案 C
二、填空題(每小題5分,共10分)
5.已知函數(shù)y=f(x)=x3+3ax2+3bx+c在x=2處有極值,其圖象在x=1處的切線平行于直線6x+2y+5=0,則f(x)極大值與極小值之差為________.
解析 ∵y′=3x2+6ax+3b,
?
∴y′=3x2-6x,令3x2-6x=0,則x=0或x=2.
∴f(x)極大值-f(x)極小值=f(0)-f(2)=4.
答案 4
6.已知函數(shù)f(x)=(其中e為自然對數(shù)的底數(shù),且e≈2.
5、718).若f(6-a2)>f(a),則實數(shù)a的取值范圍是________.
解析 ∵f′(x)=當x≤e時,f′(x)=6-2x=2(3-x)>0,當x>e時,f′(x
)=1-=>0,∴f(x)在R上單調遞增.又f(6-a2)>f(a),∴6-a2>a,解之得-3<a<2.
答案 (-3,2)
三、解答題(共25分)
7.(12分)(2011·北京)已知函數(shù)f(x)=(x-k)ex.
(1)求f(x)的單調區(qū)間;
(2)求f(x)在區(qū)間[0,1]上的最小值.
解 (1)f′(x)=(x-k+1)ex.
令f
6、′(x)=0,得x=k-1.
f(x)與f′(x)的情況如下:
x
(-∞,k-1)
k-1
(k-1,+∞)
f′(x)
-
0
+
f(x)
-ek-1
所以,f(x)的單調遞減區(qū)間是(-∞,k-1);單調遞增區(qū)間是(k-1,+∞).
(2)當k-1≤0,即k≤1時,函數(shù)f(x)在[0,1]上單調遞增,
所以f(x)在區(qū)間[0,1]上的最小值為f(0)=-k;
當0<k-1<1,即1<k<2時,
由(1)知f(x)在[0,k-1)上單調遞減,在(k-1,1]上單調遞增,所以f(x)在區(qū)間[0,1]上的最小值為f(k-1)=-ek-1;
當k-1
7、≥1,即k≥2時,函數(shù)f(x)在[0,1]上單調遞減,
所以f(x)在區(qū)間[0,1]上的最小值為f(1)=(1-k)e.
8.(13分)(2011·福建)某商場銷售某種商品的經驗表明,該商品每日的銷售量y(單位:千克)與銷售價格x(單位:元/千克)滿足關系式y(tǒng)=+10(x-6)2,其中3<x<6,a為常數(shù).已知銷售價格為5元/千克時,每日可售出該商品11千克.
(1)求a的值;
(2)若該商品的成本為3元/千克,試確定銷售價格x的值,使商場每日銷售該商品所獲得的利潤最大.
解 (1)因為x=5時,y=11,所以+10=11,a=2.
(2)由(1)可知
8、,該商品每日的銷售量y=+10(x-6)2.所以商場每日銷售該商品所獲得的利潤
f(x)=(x-3)
=2+10(x-3)(x-6)2,3<x<6.
從而,f′(x)=10[(x-6)2+2(x-3)(x-6)]
=30(x-4)(x-6).
于是,當x變化時,f′(x),f(x)的變化情況如下表:
x
(3,4)
4
(4,6)
f′(x)
+
0
-
f(x)
單調遞增
極大值42
單調遞減
由上表可得,x=4是函數(shù)f(x)在區(qū)間(3,6)內的極大值點,也是最大值點.所以,當x=4時,函數(shù)f(x)取得最大值,且最大值等于42.
答:當銷售價
9、格為4元/千克時,商場每日銷售該商品所獲得的利潤最大.
B級 能力突破(時間:30分鐘 滿分:45分)
一、選擇題(每小題5分,共10分)
1.函數(shù)f(x)=ex(sin x+cos x)在區(qū)間上的值域為 ( ).
A. B.
C.[1,e] D.(1,e)
解析 f′(x)=ex(sin x+cos x)+ex(cos x-sin x)=excos x,
當0≤x≤時,f′(x)≥0,且只有在x=時,f′(x)=0,
∴f(x)是上的增函數(shù),
∴f(x)的最大值為f=e,
f(x)的最小值為f(0)=.
∴f(x)在上的值域為.故應選A
10、.
答案 A
2.(2013·濰坊一模)已知函數(shù)f(x)=x3+2bx2+cx+1有兩個極值點x1,x2,且x1∈[-2,-1],x2∈[1,2],則f(-1)的取值范圍是 ( ).
A. B.
C.[3,12] D.
解析 因為f(x)有兩個極值點x1,x2,所以f′(x)=3x2+4bx+c=0有兩個根x1,x2,且x1∈[-2,-1],x2∈[1,2],所以即
畫出可行域如圖所示.因為f(-1)=2b-c,由圖知經過點A(0,-3)時,f(-1)取得最小值3,經過點C(0,-12)時,f(-1)取得最大值12,所以f(-1)的取值范圍為
11、[3,12].
答案 C
二、填空題(每小題5分,共10分)
3.已知函數(shù)f(x)=mx3+nx2的圖象在點(-1,2)處的切線恰好與直線3x+y=0平行,若f(x)在區(qū)間[t,t+1]上單調遞減,則實數(shù)t的取值范圍是________.
解析 由題意知,點(-1,2)在函數(shù)f(x)的圖象上,
故-m+n=2.①
又f′(x)=3mx2+2nx,則f′(-1)=-3,
故3m-2n=-3.②
聯(lián)立①②解得:m=1,n=3,即f(x)=x3+3x2,
令f′(x)=3x2+6x≤0,解得-2≤x≤0,
則[t,t+1]?[-2,0],故t≥-2且t+1≤0,
所以t∈
12、[-2,-1].
答案 [-2,-1]
4.(2013·長春調研)已知函數(shù)f(x)=+ln x,若函數(shù)f(x)在[1,+∞)上為增函數(shù),則正實數(shù)a的取值范圍為________.
解析 ∵f(x)=+ln x,∴f′(x)=(a>0),
∵函數(shù)f(x)在[1,+∞)上為增函數(shù),∴f′(x)=≥0對x∈[1,+∞)恒成立,∴ax-1≥0對x∈[1,+∞)恒成立,即a≥對x∈[1,+∞)恒成立,∴a≥1.
答案 [1,+∞)
三、解答題(共25分)
5.(12分)設函數(shù)f(x)=x3+bx2+cx+d(a>0),且方程f′(x)-9x=0的兩根分別為1,4.
(
13、1)當a=3且曲線y=f(x)過原點時,求f(x)的解析式;
(2)若f(x)在(-∞,+∞)內無極值點,求a的取值范圍.
解 由f(x)=x3+bx2+cx+d得f′(x)=ax2+2bx+c.
因為f′(x)-9x=ax2+2bx+c-9x=0的兩個根分別為1,4,
所以(*)
(1)當a=3時,由(*)式得
解得b=-3,c=12.又因為曲線y=f(x)過原點,
所以d=0.故f(x)=x3-3x2+12x.
(2)由于a>0,所以f(x)=x3+bx2+cx+d在(-∞,+∞)內無極值點等價于
f′(x)=ax2+2bx+c≥0在(-∞,+∞)內恒成立.
14、由(*)式得2b=9-5a,c=4a.
又Δ=(2b)2-4ac=9(a-1)(a-9),
由得a∈[1,9].
即a的取值范圍是[1,9].
6.(13分)(2012·新課標全國)已知函數(shù)f(x)滿足f(x)=f′(1)ex-1-f(0)x+x2.
(1)求f(x)的解析式及單調區(qū)間;
(2)若f(x)≥x2+ax+b,求(a+1)b的最大值.
解 (1)由已知得f′(x)=f′(1)ex-1-f(0)+x.
所以f′(1)=f′(1)-f(0)+1,即f(0)=1.
又f(0)=f′(1)e-1,所以f′(1)=e.
從而f(x)=ex-x+x2.由于f′(x
15、)=ex-1+x,
故當x∈(-∞,0)時,f′(x)<0;
當x∈(0,+∞)時,f′(x)>0.
從而,f(x)在(-∞,0)上單調遞減,在(0,+∞)上單調遞增.
(2)由已知條件得ex-(a+1)x≥b.①
(i)若a+1<0,則對任意常數(shù)b,當x<0,且x<時,可得ex-(a+1)x<b,因此①式不成立.
(ii)若a+1=0,則(a+1)b=0.
(iii)若a+1>0,設g(x)=ex-(a+1)x,
則g′(x)=ex-(a+1).
當x∈(-∞,ln(a+1))時,g′(x)<0;
當x∈(ln(a+1),+
16、∞)時,g′(x)>0.
從而g(x)在(-∞,ln(a+1))上單調遞減,在(ln(a+1),+∞)上單調遞增.
故g(x)有最小值g(ln(a+1))=a+1-(a+1)ln(a+1).
所以f(x)≥x2+ax+b等價于b≤a+1-(a+1)·ln(a+1).②
因此(a+1)b≤(a+1)2-(a+1)2ln(a+1).
設h(a)=(a+1)2-(a+1)2ln(a+1),則
h′(a)=(a+1)[1-2ln(a+1)].
所以h(a)在(-1,e-1)上單調遞增,在(e-1,+∞)上單調遞減,故h(a)在a=e-1處取得最大值.
從而h(a)≤,即(a+1)b≤.
當a=e-1,b=時,②式成立.故f(x)≥x2+ax+b.
綜上得,(a+1)b的最大值為.
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