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文档介绍
备战高考数学优质试卷分项版第02期专题03导数与应用文
【2019最新】精选备战高考数学优质试卷分项版第02期专题03导数与应用文 一、选择题 1.【2018黑龙江佳木斯一中调研】已知为定义在上的可导函数,且恒成立,则不等式的解集为( ) A. B. C. D. 【答案】A ∵ ∴,即 ∴,即 故选A 点睛:本题首先需结合已知条件构造函数,然后考查利用导数判断函数的单调性,再由函数的单调性和函数值的大小关系,判断自变量的大小关系. 2.【2018四川南充中学质检】已知函数, ,若对任意的, ,都有成立,则实数的取值范围是( ) A. B. C. D. 【答案】A 31 / 31 则, 所以,令, 则, , 则在区间上, ,则单调递减, 又,所以在单调递增, 单调递减, 所以, 所以,故选A。 点睛:本题考察导数的任意恒成立问题,先求的最大值为1,得,分离参数法得,通过双次求导得到,所以得到。 3.【2018河南中原名校质检】已知定义在上的函数,其导函数的大致图象如图所示,则下列叙述正确的是( ) ①; ②函数在处取得极小值,在处取得极大值; ③函数在处取得极大值,在处取得极小值; ④函数的最小值为. A. ③ B. ①② C. ③④ D. ④ 【答案】A 【点睛】由导函数的图像判断导函数值的正负,再得函数的单调性,可得函数的极值、最值、函数值的大小。 4.【2018吉林乾安七中三模】已知函数若函数恰有个零点,则的取值范围为( ) 31 / 31 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】(1)当时, ,g(x)=0,变形为,所以时,有一解, 无解。 (2)当时,g(x)= ,g(x)=0,解得x=0,` (3)当时, ,若,g(x)=0,则,令 , ,函数h(x)在单调递减,在单调递增。, 当时,此时有两解,当时,有一解,当时,无解。 综上所述, 有三个零点, 有两个零点, ,有一个零点, 时,有两个零点,选B 【点睛】 分段函数的处理常用分段讨论和数形结合,零点问题也常用数形结合及分离参数,所以本题以分段讨论切入,再结合分离参数及导数分析。 5.【2018吉林乾安七中三模】若函数在上递减,则的取值范围是( ) A. B. C. D. 【答案】B 31 / 31 6.【2018华大新高考联盟】若函数满足,则当时,( ) A. 有极大值,无极小值 B. 有极小值,无极大值 C. 既有极大值又有极小值 D. 既无极大值又无极小值 【答案】B 【解析】由题设知,当时,, 可得为常数),又,得C=0 所以. 又,令,解得或(舍去). 所以当时,, 所以当时,有极小值,无极大值. 故选B. 点睛:本题主要考查构造函数,常用的有: ,构造xf(x); 2xf(x)+x2f′(x),构造x2f(x); ,构造; ,构造; ,构造.等等. 7.【2018山东德州质检】函数f(x)在实数集R上连续可导,且2f(x)-f′(x)>0在R上恒成立,则以下不等式一定成立的是( ) 31 / 31 A. B. C. f(-2)>e3f(1) D. f(-2)<e3f(1) 【答案】A 点睛:解答本题的关键是构造新函数,主要考查导数运算法则的逆用.根据含导函数的不等式构造原函数时要注意以下几种类型考虑:①原函数是函数和差的组合;②原函数是函数乘除的组合;③原函数是函数与的乘除的组合;④原函数是函数与的乘除的组合;⑤原函数是函数与的乘除的组合;⑥原函数是函数与的乘除的组合. 8.【2018江西宜春六校联考】已知函数(为自然对数的底数)有两个极值点,则实数的取值范围是( ) A. B. C. D. 【答案】A 故 时 , , 即, 递增, 时 , , 即, 递减, 故, 而 时 , , 时 , , 若 和 在 有 2 个交点 只需 , 31 / 31 点晴:本题考查函数导数与函数的极值点的个数问题:可利用数形结合的办法判断交点个数,如果函数较为复杂,可结合导数知识确定极值点和单调区间从而确定其大致图象.方程的有解问题就是判断是否存在零点的问题,可参变分离,转化为求函数的值域问题处理. 恒成立问题以及可转化为恒成立问题的问题,往往可利用参变分离的方法,转化为求函数最值处理.也可构造新函数然后利用导数来求解.注意利用数形结合的数学思想方法. 9.【2018四川绵阳质检】已知是函数的零点,是函数的零点,且满足,则实数的最小值是( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】因为,所以函数在上单调递减,在单调递增,故,故为方程的根,故,故解得 ,所以在上有解,即在上有解,令,可求得,所以,解得,故选A. 点睛:解题的关键是得到后,得到,然后将问题转化成方程在上有解的问题处理.在解题的过程中分离参数的方法,转化为求函数在闭区间的最值问题处理,求最值时可用导数或基本不等式处理,具体求解中要注意合理的变形. 10.【2018广西柳州摸底联考】已知函数,直线过点且与曲线相切,则切点的横坐标为( ) A. 1 B. C. 2 D. 【答案】A 31 / 31 点睛:利用导数的几何意义解题,主要是利用导数、切点坐标、切线斜率之间的关系来进行转化.以平行、垂直直线斜率间的关系为载体求参数的值,则要求掌握平行、垂直与斜率之间的关系,进而和导数联系起来求解. 二、填空题 11.【2018黑龙江佳木斯一中调研】函数的极值为__________. 【答案】 【解析】∵函数 ∴ 令, 当且时, ;当时, ∴当时, 有极小值 故答案为 12.【2018湖南五市十校联考】已知函数,且在处的切线与直线垂直,则__________. 【答案】1 【解析】函数,求导得: . 在处的切线斜率为. 解得. 13.【2018安徽十大名校联考】已知函数的图象在点处的切线斜率是1,则此切线方程是__________. 【答案】 31 / 31 14.【2018河南天一联考】若函数在上单调递增,则实数的取值范围为__________. 【答案】 【解析】在上恒成立,所以最大值 令,则,当时 点睛:函数单调性问题,往往转化为导函数符号是否变号或怎样变号问题,即转化为方程或不等式解的问题(有解,恒成立,无解等),而不等式有解或恒成立问题,又可通过适当的变量分离转化为对应函数最值问题. 15.【2018贵州黔东南南州联考】若函数在上存在单调递增区间,则实数的取值范围为__________. 【解析】由题意, 有解,即有解,令, ,当时,当时,所以,故只需. 三、解答题 16.【2018黑龙江佳木斯一中调研】已知函数. (1)求曲线在点处的切线方程; (2)求函数的单调区间及极值; (3)对, 成立,求实数的取值范围. 【答案】(1)(2)单调递减区间为,单调递增区间为.极小值为,无极大值.(3) 试题解析:(1)由题意知的定义域为且, , 又∵,故切线方程为. 31 / 31 (2), , 当时,则, ,此时, 在上单调递减; 当时,则, ,此时, 在上单调递增. 故的单调递减区间为,单调递增区间为. 当时, 取极小值,且极小值为, 无极大值. (3)对, 成立,即, 令,则当时, 恒成立, 因为, ①当时, , 在上单调递增,故, 这与恒成立矛盾; ②当时,二次方程的判别式,令,解得,此时, 在上单调递减, 故,满足恒成立. 由,得,方程的两根分别是, ,其中, , 当时, , 在上单调递增, ,这与恒成立矛盾. 31 / 31 综上可知: . 点睛:对于求不等式成立时的参数范围问题,一般有三个方法,一是分离参数法,使不等式一端是含有参数的式子,另一端是一个区间上具体的函数,通过对具体函数的研究确定含参式子满足的条件;二是讨论分析法,根据参数情况分离讨论,分类时要做到不重不漏;三是数形结合法,将不等式转化为两个函数,通过两个函数图象确定条件. 17.【2018湖北咸宁联考】已知函数,函数,函数的导函数为. (1)求函数的极值. (2)若. (i)求函数的单调区间; (ii)求证: 时,不等式恒成立. 【答案】(1)的极小值为;函数的极大值为;(2)(i)函数的单调递增区间是,单调递减区间是;(ii)见解析. 先求出的导数,构造新函数,通过讨论新函数的单调性,从而证出结论。 解析:(1)∵,∴, ∴,或, ∴上, ; 上; 上. ∴的极小值为;函数的极大值为. 31 / 31 (2)∵,∴, . (i)记, , 在上, , 是减函数;在上, , 是増函数, ∴. 则在上, ;在上, , 故函数的单调递增区间是,单调递减区间是. (ii)时, , 由(i)知, . 记,则, 在区间上, , 是增函数;在区间上, , 是减函数, ∴,∴,∴, ∴,即成立. 点睛:本题利用导数求函数的极值和单调区间,在不等式的证明过程中,需要构造新函数,通过求导,利用单调性搭建“1”为桥梁来证明不等式成立 18.【2018湖南湘东五校联考】已知函数. (I)当时,求的单调区间和极值; (II)若对于任意,都有成立,求k的取值范围; (Ⅲ)若,且,证明:. 【答案】(I)极小值为,无极大值;(II);(3)见解析. 31 / 31 (3)设,则,要证,只要证,即证,由此利用导数性质能证明. 试题解析: (1), ①时,因为,所以, 函数的单调递增区间是,无单调递减区间,无极值; ②当时,令,解得, 当时,;当,. 所以函数的单调递减区间是,单调递增区间是, 在区间上的极小值为,无极大值. (2)由题意,, 即问题转化为对于恒成立, 即对于恒成立, 令,则, 令,则, 所以在区间上单调递增,故,故, 所以在区间上单调递增,函数. 31 / 31 要使对于恒成立,只要, 所以,即实数k的取值范围为. (3)证法1 因为,由(1)知,函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,且. 不妨设,则, 要证,只要证,即证. 因为在区间上单调递增,所以, 又,即证, 构造函数, 即,. , 因为,所以,即, 所以函数在区间上单调递增,故, 而,故, 所以,即,所以成立. 证法2 要证成立,只要证:. 因为,且,所以, 即,, 31 / 31 即, ,同理, 从而, 要证,只要证, 令不妨设,则, 即证,即证, 即证对恒成立, 设,, 所以在单调递增,,得证,所以. 19.【2018湖北咸宁联考】设函数(且)是定义域为的奇函数. (1)求的值; (2)若,不等式对恒成立,求实数的最小值. 【答案】(1);(2)2. 31 / 31 数的最小值是2. 试题解析: (1)∵是定义在上的奇函数,∴,解得. (2)由(1)知,因为,所以, 解得或(舍去),故,则易知函数是上的减函数, ∵,∴, ,即在上恒成立, 则,即实数的最小值是2. 20.【2018黑龙江齐齐哈尔八中二模】已知函数. (1)当时,探究函数的单调性; (2)若关于的不等式在上恒成立,求的取值范围. 【答案】(1)的单调增区间为,单调减区间为;(2) (2) 依题意可得, . 分类讨论:当时, 在上单调递增,不合题意; 当,故在上单调递减,满足题意; 当, 在上单调递增,在上单调递减, 不合题意. 综上所述,实数的取值范围是. 31 / 31 试题解析: (1)依题意, , , 令,解得,令,解得, 故函数的单调增区间为,单调减区间为. (2)依题意, . 当时, , ∴在上单调递增, , ∴不合题意; 当,即时, 在上恒成立, 故在上单调递减, , ∴满足题意; 当,即时,由,可得, 由,可得, ∴在上单调递增,在上单调递减, ∴,∴不合题意. 综上所述,实数的取值范围是. 点睛:导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,而函数是高中数学中重要的知识点,所以在历届高考中,对导数的应用的考查都非常突出 ,本专题在高考中的命题方向及命题角度 31 / 31 从高考来看,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行: (1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系. (2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数. (3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题. (4)考查数形结合思想的应用. 21.【2018辽宁鞍山一中二模】已知函数, . (1)求函数的单调区间; (2)对一切, 恒成立,求实数的取值范围; (3)证明:对一切,都有成立. 【答案】(1)递增区间是,递减区间是;(2);(3)见解析 (3)问题等价于,即证,令,根据函数的单调性即可作出证明. 试题解析: (1),得由,得 ∴的递增区间是,递减区间是 (2)对一切, 恒成立, 可化为对一切恒成立. 令, , 当时, ,即在递减 当时, ,即在递增,∴, ∴,即实数的取值范围是 (3)证明: 等价于,即证 31 / 31 由(1)知,(当时取等号) 令,则,易知在递减,在递增 ∴(当时取等号)∴对一切都成立 则对一切,都有成立. 点睛:本题主要考查了导数在函数中的综合应用问题,其中解答中涉及到利用导数研究函数的单调性,利用导数研究函数的极值与最值,以及函数恒成立问题的求解等知识点的综合运用,试题有一定的难度,属于难题,解答中把要证明的结论转化为新函数的性质是解答的关键. 22.【2018陕西西安××区联考】 已知函数,曲线在点处的切线为,若时,有极值. (1)求的值; (2)求在上的最大值和最小值. 【答案】(1) (2)最小 ,最大13 (2)利用导数求出区间 内的极值与端点处函数值,然后进行大小比较,其中最大者为最大值,最小者为最小值; 试题解析:(1)f′(x)=3x2+2ax+b, 则f(﹣1)=a﹣b+c﹣1,f′(﹣1)=﹣2a+b+3, 31 / 31 故切线方程是:y=(3﹣2a+b)x+(﹣a+c+2), 而切线方程是:y=﹣5x+5, 故3﹣2a+b=﹣5,①, a﹣c﹣2=﹣5,②, 若时,y=f(x)有极值, 则f′()=++b=0,③, 由①②③联立方程组,解得:; (2)由(1)f(x)=x3+2x2﹣4x+5, f′(x)=3x2+4x﹣4=(3x﹣2)(x+2), 令f′(x)>0,解得:x>或x<﹣2, 令f′(x)<0,解得:﹣2<x<, 故f(x)在[﹣3,﹣2)递增,在(﹣2,)递减,在(,2]递减, 由f(﹣3)=8,f(﹣2)=13,f()=,f(2)=13, 故函数的最小值是f()=, 最大值是f(2)=f(﹣2)=13. 23.【2018豫西南高中联考】已知函数的极小值为0. (1)求实数的值; (2)若不等式对任意恒成立,求实数的取值范围. 【答案】(1);(2) (1)∵,令,解得, 31 / 31 ∴在上单调递减,在上单调递增,故的极小值为, 由题意有,解得. (2)由(1)知不等式对任意恒成立,∵,∴在上恒成立,∵不妨设, ,则. 当时, ,故,∴在上单调递增,从而,∴不成立.当时,令,解得,若,即,当时, , 在上为增函数,故,不合题意;若,即,当时, , 在上为减函数,故,符合题意.综上所述, 的取值范围为. 点睛:本题考查导数在研究函数极值与最值的过程中的应用;第二问恒成立求参的问题,解决方法有如下几种:第一,可以考虑参变分离,再转化为函数最值问题;第二,直接含参讨论,研究函数的单调性和最值。 24.【2018豫西南高中联考】设函数 . (1)若为偶函数,求的值; (2)当时,若函数的图象有且仅有两条平行于轴的切线,求的取值范围. 【答案】(1);(2) 31 / 31 (1)因为为偶函数且定义域为,所以,所以, 即,也即,所以. (2)由题意知有两个不等的根 ,显然不是方程的根,则,即的图像与直线有两个不同的交点,因为,所以当及时, , 为减函数.当时, , 为增函数,所以当时, ,当时, 且递减,所以,故的取值范围为. 点睛:这个题第一问考查函数的奇偶性,知道性质求参,直接由定义得即可;第二问考查函数零点问题,已知零点个数求参,可以参变分离,转化为常函数和变函数的交点个数;也可以直接研究原函数的单调性找原函数和轴的交点;还可以分离成两个常见函数找两个函数的交点。 25.【2018安徽十大名校联考】设函数 (为自然对数的底数),. (1)证明:当时, 没有零点; (2)若当时, 恒成立,求的取值范围. 【答案】(1)见解析;(2) (2)由题意,分离参数得,设出新函数,得出函数的单调性,求解函数的最小值,即可求解的取值范围. 试题解析: 31 / 31 (1)解法一:∵,∴. 令,解得;令,解得, ∴在上单调递减,在上单调递增. ∴. 当时, , ∴的图象恒在轴上方,∴没有零点. 解法二:由得,令, , 则没有零点,可以看作函数与的图象无交点, 设直线切于点,则,解得, ∴,代入得,又, ∴直线与曲线无交点,即没有零点. (2)当时, ,即, ∴,即. 令,则. 当时, 恒成立, 令,解得;令,解得, ∴在上单调递减,在上单调递增, ∴.∴的取值范围是. 31 / 31 点睛:本题主要考查了导数在函数问题的综合应用,其中解答中涉及到利用导数研究函数的单调性、利用求解函数的极值与最值,以及导数的几何意义等知识点的综合运用,同时着重考查了分离参数思想和构造函数思想方法的应用,本题的解答中根据题意构造新函数,利用新函数的性质是解答的关键,试题综合性强,难度较大,属于难题,平时注重总结和积累. 26.【2018安徽十大名校联考】设函数. (1)当时,求的极值; (2)设,讨论函数的单调性. 【答案】(1)极大值为,极小值为;(2)见解析 试题解析: (1)当时, ,∴, 令,解得或;令,解得, ∴在和上单调递增,在上单调递减, ∴的极大值为,极小值为. (2)由题意知,函数的定义域为, , 由得. ①当,即时, 恒成立,则函数在上单调递增; ②当,即时,令,解得或, 令,解得,则函数在和上单调递增,在上单调递减; 31 / 31 ③当,即时,令,解得或, 令,解得,则函数在和上单调递增,在上单调递减. 27.【2018安徽马鞍山联考】已知函数的图象在处的切线过点. (1)若,求函数的极值点; (2)设是函数的两个极值点,若,证明: .(提示) 【答案】(1) 或;(2)证明见解析. 试题解析: , 又,曲线在处的切线过点, ,得. (1), 令,得, 解得或的极值点为或. (2)是方程的两个根, , 31 / 31 , 是函数的极大值, 是函数的极小值, 要证,只需, , 令,则, 设,则,函数在上单调递减, , . 点睛:应用导数研究函数的单调性比用函数单调性的定义要方便,但应注意f′(x)>0(或f′(x)<0)仅是f(x)在某个区间上递增(或递减)的充分条件。在区间(a,b)内可导的函数f(x)在(a,b)上递增(或递减)的充要条件应是f′(x)≥0或f′(x)≤0恒成立,且f′(x)在(a,b)的任意子区间内都不恒等于0。这就是说,函数f(x)在区间上的增减性并不排斥在该区间内个别点x0处有f′(x0)=0. 28.【2018湖北重点中学联考】已知函数, . (Ⅰ)若曲线在点处的切线与直线垂直,求函数的极值; (Ⅱ 31 / 31 )设函数.当时,若区间上存在,使得,求实数的取值范围.(为自然对数底数) 【答案】(1) 极小值为;(2) 实数的取值范围为. (1), 因为曲线在点处的切线与直线的垂直, 所以,即,解得. 所以. ∴当时, , 在上单调递减; 当时, , 在上单调递增; ∴当时, 取得极小值, ∴极小值为. (2)令 , 则,欲使在区间上上存在,使得, 只需在区间上的最小值小于零. 令得, 或. 当,即时, 在上单调递减,则的最小值为, ∴,解得, ∵,∴; 当,即时, 在上单调递增,则的最小值为, ∴,解得,∴; 当,即时, 在上单调递减,在上单调递增, 31 / 31 则的最小值为, ∵,∴. ∴,此时不成立. 综上所述,实数的取值范围为 点睛:这个题目考查了函数的单调性和最值的综合应用,首先函数在某处的导数值,就是函数在这个点处的切线的斜率;对函数恒成立有解求参的问题,一般可以采用变量分离,转化为函数最值问题;还可以直接构造函数研究函数最值;还能分离成两个函数表达式,使其中一个函数图像在另一个的上方。 29.【2018河南漯河中学三模】已知,曲线在处的切线方程为. (1)求的值; (2)证明: . 【答案】(1);(2)证明见解析; ,则当时, 取极小值,也是最小值,所以最小值为, . 31 / 31 试题解析: 解:(1)函数的定义域为, ,由题意得, 所以. (2)由(1)知, 则,所以在上单调递增, 又,所以在上有唯一的实数根,且, 当时, ,当 时, , 从而当时, 取极小值,也是最小值, 由,得,则, 故,所以. 30.【2018湖南株洲两校联考】已知函数,函数. (Ⅰ)求函数的单调区间; (Ⅱ)若不等式在上恒成立,求实数a的取值范围; (Ⅲ)若,求证不等式. 【答案】(1) g(x)的增区间,减区间;(2) ;(3)见解析. 【解析】试题分析:(1)根据导数的正负情况研究函数的单调性;(2)恒成立求参转化为 恒成立,求到研究函数单调性和最值;(3)转化为在上恒成立。通过求导研究函数单调性,求得函数最值。 31 / 31 (Ⅱ) 即在上恒成立 设,考虑到 ,在上为增函数, , 当时, , 在上为增函数, 恒成立 当时, , 在上为增函数 ,在上, , 递减, ,这时不合题意, 综上所述, (Ⅲ)要证明在上, 只需证明 ,由(Ⅱ)当a =0时,在上, 恒成立, 再令, 在上, , 递增,所以 即,相加,得,所以原不等式成立. 点睛:这是一道比较综合的导数题目,首先研究函数的单调区间,一般是通过求导,研究导函数的正负,来判断。恒成立求参的问题,可以转化为函数最值问题,或者含参讨论,证明不等式恒成立,也可以转化为函数最值问题,或者转化为一边函数的最小值,大于另一边函数的最大值,这种方法仅限于证明。 31.【2018河南天一联考】已知函数, . (1)求函数在上的最值; (2)求函数的极值点. 【答案】(1)最大值为,最小值为;(2)见解析. 31 / 31 试题解析:(1)依题意, ,令,解得.因为, , ,且,故函数在上的最大值为,最小值为. (2)依题意, , ,当时,令,则.因为,所以 ,其中, .因为,所以, ,所以当时, ,当时, ,所以函数在上是增函数,在上是减函数,故为函数的极大值点,函数无极小值点. 32.【2018江苏南宁联考】已知函数,. (l)求的单调区间; (2)若函数在区间内存在唯一的极值点,求的值. 【答案】(1)单调递增区间为,单调递减区间为.(2)或. 试题解析:(1)由已知得,. 当时,由,得, 由,得. 所以函数的单调递增区间为,单调递减区间为. (2)因为 , 则 . 31 / 31 由(1)可知,函数在上单调递增,在上单调递减. 又因为,. 所以在上有且只有一个零点. 又在上,在上单调递减; 在上,在上单调递增. 所以为极值点,此时. 又,, 所以在上有且只有一个零点. 又在上,在上单调递增; 在上,在上单调递减. 所以为极值点,此时. 综上所述,或. 【点睛】 本题先把极值点问题转化为,导函数零点问题,即零点存在性定理。利用方程根的存在性定理求解三步曲是:①先移项使方程右边为零,再令方程左边为函数f(x);②求区间(a,b)两端点的函数值f(a)和(b);③若函数在该区间上连续且f(a)f(b)<0,则方程在该区间内必有根. 31 / 31查看更多