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1、課時作業(yè)(十四)A [第14講 導數的應用(一)]
(時間:45分鐘 分值:100分)
1.函數f(x)=x+elnx的單調遞增區(qū)間為( )
A.(0,+∞)
B.(-∞,0)
C.(-∞,0)和(0,+∞)
D.R
2.[2012·濟寧質檢] 函數f(x)=ax3+x+1有極值的充要條件是( )
A.a≥0 B. a>0
C.a≤0 D.a<0
3.設a∈R,若函數y=ex+ax,x∈R有大于零的極值點,則( )
A.a<-1 B.a>-1
C.a≥- D.a<-
4.函數f(x)=x3-3x2+1在x=________處取得極小值.
2、
5.函數f(x)=ex+e-x在(0,+∞)上( )
A.有極大值 B.有極小值
C.是增函數 D.是減函數
6.[2012·合肥三檢]
圖K14-1
函數f(x)的圖象如圖K14-1所示,則不等式(x+3)f′(x)<0的解集為( )
A.(1,+∞)
B.(-∞,-3)
C.(-∞,-1)∪(1,+∞)
D.(-∞,-3)∪(-1,1)
7.[2012·西安模擬] 若函數f(x)=x3-12x在區(qū)間 (k-1,k+1)上不是單調函數,則實數k的取值范圍是( )
A.k≤-3或-1≤k≤1或k≥3
B.-3
3、
4、(x)是R上的偶函數,且在(0,+∞)上有f′(x)>0,若f(-1)=0,那么關于x的不等式xf(x)<0的解集是________________.
12.[2012·鹽城一模] 函數f(x)=(x2+x+1)ex(x∈R)的單調減區(qū)間為________.
13.已知函數f(x)=x3-bx2+c(b,c為常數),當x=2時,函數f(x)取極值,則b=________;若函數f(x)存在三個不同零點,則實數c的取值范圍是________.
14.(10分)已知函數f(x)=4x3+3tx2-6t2x+t-1,x∈R,其中t∈R.
(1)當t=1時,求曲線y=f(x)在點(0,f(0)
5、)處的切線方程;
(2)當t>0時,求f(x)的單調區(qū)間.
15.(13分)已知f(x)=ax3+bx2+cx(a≠0)在x=±1時取得極值,且f(1)=-1.
(1)試求常數a,b,c的值;
(2)試判斷x=±1是函數的極小值點還是極大值點,并說明理由.
16.(12分)[2013·大連期中測試] 已知函數f(x)=ax-1-lnx(a∈R).
(1)討論函數f(x)在定義域內的極值點的個數;
(2)若函數f(x)在x=1處取得極值,且對?x∈(0,+∞),f(x)≥bx-2恒成立,求實數b的取值范圍;
(3)當0<
6、x
7、0
3.函數f(x)=在區(qū)間(0,1)上( )
A.是減函數 B.是增函數
C.有極小值 D.有極大值
4.已知曲線y=x2-1在x=x0處的切線與曲線y=1-x3在x=x0處的切線互相平行,則x0的值為________.
5.[2012·萊州一中二檢] 已知對任意實數x,有f(-x)=-f(x),g(-x)=g(x),且x>0時,f′(x)>0,g′(x)>0,則x<0時( )
A.f′(x)>0,g′(x)>0 B.f′(x)>0,g′(x)<0
C.f′(x)<0,g′(x)>0 D.f′(x)<0,g′(x)<0
6.若a>0,b>0,且函數
8、f(x)=4x3-ax2-2bx+2在x=1處有極值,則ab的最大值等于( )
A.2 B.3
C.6 D.9
7.[2012·遼寧卷] 函數y=x2-lnx的單調遞減區(qū)間為( )
A.(-1,1] B.(0,1]
C.[1,+∞) D.(0,+∞)
8.[2012·自貢三診] 設函數f(x)在定義域內可導,y=f(x)的圖象如圖K14-2所示,則其導函數y=f′(x)的圖象可能為( )
圖K14-2
圖K14-3
9.[2013·如皋中學階段練習] 已知曲線y=(a-3)x3+lnx存在垂直于y軸的切線,則a的取值范圍為( )
A.a<3
9、 B.a>3
C.a≤3 D.a≥3
10.函數f(x)=xlnx的單調遞增區(qū)間是________________________________________________________________________.
11.若函數f(x)=在x=1處取極值,則a=________.
12.直線y=a與函數f(x)=x3-3x的圖象有相異的三個公共點,則a的取值范圍是________.
圖K14-4
13.如圖K14-4是y=f(x)的導函數的圖象,現有四種說法:
①f(x)在(-3,-1)上是增函數;
②x=-1是f(x)的極小值點;
③f(x)在(2,4)
10、上是減函數,在(-1,2)上是增函數;
④x=2是f(x)的極小值點.
以上正確結論的序號為________.
14.(10分)[2012·海淀模擬] 函數f(x)=(a∈R).
(1)若f(x)在點(1,f(1))處的切線斜率為,求實數a的值;
(2)若f(x)在x=1處取得極值,求函數f(x)的單調區(qū)間.
15.(13分)已知a∈R,函數f(x)=(-x2+ax)ex(x∈R,e為自然對數的底數).
(1)當a=2時,求函數f(x)的單調遞增區(qū)間;
(2)是否存在實數a使函數f(x)在R上為單調遞減函數?若存在,求出a的取值范圍;若不
11、存在,請說明理由.
16.(12分)[2012·浙江卷] 已知a∈R,函數f(x)=4x3-2ax+a.
(1) 求f(x)的單調區(qū)間;
(2)證明:當0≤x≤1時,f(x)+|2-a|>0.
課時作業(yè)(十四)A
【基礎熱身】
1.A [解析] 因為函數f(x)的定義域為(0,+∞),且f′(x)=1+>0.故f(x)的遞增區(qū)間為(0,+∞).故選A.
2.D [解析] f′(x)=3ax2+1,若函數有極值,則方程3ax2+1=0必有實數根,顯然a≠0,所以x2=->0,解得a<0.故選D.
3.A [解析] y′=
12、ex+a,由條件知,有解,所以a=-ex<-1.故選A.
4.2 [解析] f′(x)=3x2-6x=3x(x-2).當x<0時,f′(x)>0;當0<x<2時,f′(x)<0;當x>2時,f′(x)>0,故當x=2時f(x)取得極小值.
【能力提升】
5.C [解析] 依題意知,當x>0時,f′(x)=ex-e-x>e0-e0=0,因此f(x)在(0,+∞)上是增函數.
6.D [解析] 由不等式(x+3)f′(x)<0得或觀察圖象可知,x<-3或-10得函數的增
13、區(qū)間是(-∞,-2)和(2,+∞),由y′<0得函數的減區(qū)間是(-2,2).由于函數f(x)在(k-1,k+1)上不是單調函數,所以有k-1<-22時,f′(x)>0,函數f(x)為增函數;當0
14、3} [解析] 由題意知f′(-2)=0,f′(0)=0,而f′(x)=3x2-2px,則有12+4p=0,即p=-3.故填{-3}.
11.(-∞,-1)∪(0,1) [解析] 在(0,+∞)上有f′(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)上單調遞增.又函數f(x)是R上的偶函數,所以f(x)在(-∞,0)上單調遞減,又f(1)=f(-1)=0.當x>0時,xf(x)<0,所以0<x<1;當x<0,xf(x)<0,所以x<-1.
12.(-2,-1) [解析] 因f′(x)=(2x+1)ex+(x2+x+1)ex=(x2+3x+2)ex,令f′(x)<0,則x2+3x+2<0,解得-2
15、<-1.
13.1 0<c< [解析] 因為f′(x)=x2-2bx,又x=2是f(x)的極值點,
則f′(2)=22-2b×2=0,∴b=1.
且x∈(0,2)時,f′(x)<0,f(x)單調遞減,
x∈(-∞,0),(2,+∞)時,f′(x)>0,f(x)單調遞增,
若f(x)=0有3個不同實根,則解得0<c<.
14.解:(1)當t=1時,f(x)=4x3+3x2-6x,f(0)=0,
f′(x)=12x2+6x-6,f′(0)=-6.
所以曲線y=f(x)在點(0, f(0))處的切線方程為y=-6x.
(2)f′(x)=12x2+6tx-6t2.
令f′(x)=0
16、,解得x=-t或x=.
因t>0,則-t<.當x變化時,f′(x),f(x)的變化情況如下表:
x
(-∞,-t)
f′(x)
+
-
+
f(x)
所以,f(x)的單調遞增區(qū)間是(-∞,-t),;
f(x)的單調遞減區(qū)間是.
15.解:(1)f′(x)=3ax2+2bx+c,
因為x=±1是函數f(x)的極值點,且f(x)在定義域內任意一點處可導.
所以x=±1使方程f′(x)=0,即x=±1為3ax2+2bx+c=0的兩根,
由根與系數的關系得
又f(1)=-1,
所以a+b+c=-1,③
由①②③解得a=,b=0,c=-.
17、
(2)由(1)知f(x)=x3-x,
所以f′(x)=x2-=(x-1)(x+1),
當x>1或x<-1時,f′(x)>0;
當-10時,由f′(x)≤0得0
18、x≥,
∴f(x)在上單調遞減,在上單調遞增,即f(x)在x=處有極小值.
∴當a≤0時,f(x)在(0,+∞)上沒有極值點,
當a>0時,f(x)在(0,+∞)上有一個極值點.
(2)∵函數f(x)在x=1處取得極值,∴a=1,
∴f(x)≥bx-2?1+-≥b.
令g(x)=1+-,可得g(x)在(0,e2]上遞減,在[e2,+∞)上遞增,
∴g(x)min=g(e2)=1-,即b≤1-.
(3)令h(x)=-=g(x)-1,
由(2)可知g(x)在(0,e2)上單調遞減,則h(x)在(0,e2)上單調遞減,
∴當0h(y),即>.
19、
當00,∴>;
當e
20、)>0.所以在區(qū)間(0,1)上f(x)是減函數,x=e時有極小值f(e)=e.故選A.
4.-或0 [解析] 依題意兩曲線在x=x0的導數相等,即2x0=-3x,解得x0=-或x0=0.
【能力提升】
5.B [解析] 由已知得f(x)是奇函數,g(x)是偶函數,且x>0時,f(x)與g(x)都是增函數,根據奇函數和偶函數的對稱性可知,當x<0時,f(x)是增函數,g(x)是減函數,所以f′(x)>0,g′(x)<0.故選B.
6.D [解析] f′(x)=12x2-2ax-2b,由函數f(x)在x=1處有極值,可知函數f(x)在x=1處的導數值為零,即12-2a-2b=0,所以a+b
21、=6.由題意知a,b都是正實數,所以ab≤==9,當且僅當a=b=3時取到等號.
7.B [解析] ∵y′=′=x-==,又因為定義域為(0,+∞),令y′<0,得到00,排除A,C;當x>0時,f(x)的單調性依次是遞增、遞減、遞增,所以f′(x)在對應的區(qū)間上的符號依次為正、負、正.選項D正確.故選D.
9.A [解析] 函數的定義域為(0,+∞),依題意y′=0有實數根,即3(a-3)x2+=0有實數根,整理得x3=,所以>0,得a<3.
10.,+∞ [解析] 函數f
22、(x)的定義域為(0,+∞),因為f′(x)=lnx+1,由f′(x)>0,得x>,所以f(x)的單調遞增區(qū)間為,+∞.
11.3 [解析] 因為f(x)在x=1處取極值,所以f′(1)=0,又f′(x)=,
所以f′(1)==0,即2×1×(1+1)-(1+a)=0,故a=3.
12.(-2,2) [解析] 令f′(x)=3x2-3=0,得x=±1,可得極大值為f(-1)=2,極小值為f(1)=-2,所以當-2<a<2時,直線y=a與f(x)恰有三個不同的公共點.
13.②③ [解析] 當x∈(-3,-1)時,f′(x)<0,即f(x)在(-3,-1)上是減函數,故①錯誤;對于②,在
23、x=-1附近,當x<-1時,f′(x)<0,當x>-1時,f′(x)>0,故x=-1是f(x)的極小值點,故②正確,同理可知④錯誤;當x∈(2,4)時,f′(x)<0,f(x)是減函數;當x∈(-1,2)時,f′(x)>0,f(x)是增函數,故③正確.
14.解:(1)f′(x)==,
若f(x)在點(1,f(1))處的切線斜率為,則f′(1)=.
所以,f′(1)==,得a=1.
(2)因為f(x)在x=1處取得極值,所以f′(1)=0,
即1+2-a=0,a=3,所以f′(x)=.
因為f(x)的定義域為{x|x≠-1},所以有:
x
(-∞,-3)
-3
(-3,-1
24、)
(-1,1)
1
(1,+∞)
f′(x)
+
0
-
-
0
+
f(x)
遞增
極大值
遞減
遞減
極小值
遞增
所以,f(x)的單調遞增區(qū)間是(-∞,-3),(1,+∞),單調遞減區(qū)間是(-3,-1),(-1,1).
15.解:(1)當a=2時,f(x)=(-x2+2x)ex,
所以f′(x)=(-2x+2)ex+(-x2+2x)ex=(-x2+2)ex.
令f′(x)>0,即(-x2+2)ex>0,
因為ex>0,所以-x2+2>0,解得-<x<.
所以函數f(x)的單調遞增區(qū)間是(-,).
(2)若函數f(x)在R上單調遞減,則f′
25、(x)≤0對x∈R都成立,
即[-x2+(a-2)x+a]ex≤0對x∈R都成立.
因為ex>0,所以x2-(a-2)x-a≥0對x∈R都成立.
所以Δ=(a-2)2+4a≤0,即a2+4≤0,這是不可能的.
故不存在實數a使函數f(x)在R上單調遞減.
【難點突破】
16.解:(1)由題意得f′(x)=12x2-2a.
當a≤0時,f′(x)≥0恒成立,此時f(x)的單調遞增區(qū)間為(-∞,+∞).
當a>0 時,f′(x)=12,此時
函數f(x)的單調遞增區(qū)間為和,
單調遞減區(qū)間為.
(2)由于0≤x≤1,故
當a≤2時,f(x)+|a-2|=4x3-2ax+2≥4x3-4x+2.
當a>2時,f(x)+|a-2|=4x3+2a(1-x)-2≥4x3+4(1-x)-2=4x3-4x+2.
設g(x)=2x3-2x+1,0≤x≤1,則
g′(x)=6x2-2=6,
于是
x
0
1
g′(x)
-
0
+
g(x)
1
減
極小值
增
1
所以,g(x)min=g=1->0.
所以當0≤x≤1時,2x3-2x+1>0.
故f(x)+|a-2|≥4x3-4x+2>0.