9、轉化與化歸思想在導數(shù)中的應用
答案 C
解析 ∵f(x)=x3-x2+a,f′(x)=3x2-2x,
在區(qū)間[0,a]上存在x1,x2(00,則a的取值范圍是( )
A.(2,+∞) B.(-∞,-2)
C.(1,+∞) D.(-∞,-1)
考點 函數(shù)極值的綜合應用
題點 函數(shù)
10、零點與方程的根
答案 B
解析 當a=0時,由f(x)=-3x2+1=0,
解得x=±,函數(shù)f(x)有兩個零點,不符合題意.
當a>0時,令f′(x)=3ax2-6x=3ax=0,
解得x=0或x=>0,
此時f′(x),f(x)隨x的變化情況如下表:
x
(-∞,0)
0
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
↗
極大值
↘
極小值
↗
∵當x→-∞時,f(x)→-∞,且f(0)=1>0,
∴存在x0<0,使得f(x0)=0,不符合題意.
當a<0時,令f′(x)=3ax2-6x=3ax=0,
解得x=0或x=<0,
此
11、時f′(x),f(x)隨x的變化情況如下表:
x
0
f′(x)
-
0
+
0
-
f(x)
↘
極小值
↗
極大值
↘
∵f(0)=1>0,且當x→+∞時,f(x)→-∞,
∴存在x0>0,使得f(x0)=0.
又f(x)存在唯一的零點x0,
∴極小值f?=a3-32+1>0,
∴a>2或a<-2.
∵a<0,∴a<-2.
綜上可知,a的取值范圍是(-∞,-2).
二、填空題(本大題共4小題,每小題5分,共20分)
13.若曲線y=kx+ln x在點(1,k)處的切線平行于x軸,則k=________.
考點 求函數(shù)在某點
12、處的切線斜率或切點坐標
題點 求函數(shù)在某點處的切線的斜率
答案 -1
解析 ∵y′=k+,∴y′|x=1=k+1=0,∴k=-1.
14.已知函數(shù)f(x)=-x3+ax在區(qū)間(-1,1)上是增函數(shù),則實數(shù)a的取值范圍是________.
考點 利用導數(shù)求函數(shù)的單調區(qū)間
題點 已知函數(shù)的單調性求參數(shù)(或其范圍)
答案 [3,+∞)
解析 由題意知f′(x)=-3x2+a≥0在區(qū)間(-1,1)上恒成立,則a≥3x2在區(qū)間(-1,1)上恒成立,故a≥3.
15.已知函數(shù)y=xf′(x)的圖象如圖所示(其中f′(x)是函數(shù)f(x)的導函數(shù)),給出以下說法:
①函數(shù)f(x)在區(qū)間
13、(1,+∞)上是增函數(shù);
②函數(shù)f(x)在區(qū)間(-1,1)上無單調性;
③函數(shù)f(x)在x=-處取得極大值;
④函數(shù)f(x)在x=1處取得極小值.
其中正確的說法有________.
考點 函數(shù)極值的綜合應用
題點 函數(shù)極值在函數(shù)圖象上的應用
答案?、佗?
解析 由圖象上可以發(fā)現(xiàn),當x∈(1,+∞)時,xf′(x)>0,于是f′(x)>0,故f(x)在區(qū)間(1,+∞)上是增函數(shù),故①正確;
當x∈(-1,0)時,f′(x)<0,所以函數(shù)f(x)在區(qū)間(-1,1)上是減函數(shù),②錯誤,③也錯誤;
當0
14、所以函數(shù)f(x)在x=1處取得極小值,④正確.
16.若函數(shù)f(x)=x3-3a2x+a(a>0)的極大值為正數(shù),極小值為負數(shù),則a的取值范圍為________.
考點 利用導數(shù)研究函數(shù)的極值
題點 已知極值求參數(shù)
答案
解析 f′(x)=3x2-3a2(a>0),
∴當x<-a或x>a時,f′(x)>0,
當-a.
三、解答題(本大題共6小題,共70分)
17.(10分)已知f(x)=log3,x∈(0,+∞),是否存在實數(shù)a,b,使f(x)同時滿足下列兩個
15、條件:
①f(x)在(0,1)上是減函數(shù),在[1,+∞)上是增函數(shù);
②f(x)的最小值是1.
若存在,求出a,b,若不存在,請說明理由.
考點 導數(shù)在最值問題中的應用
題點 已知最值求參數(shù)
解 設g(x)=,則g′(x)=,
∵f(x)在(0,1)上是減函數(shù),在[1,+∞)上是增函數(shù),
∴g(x)在(0,1)上是減函數(shù),在[1,+∞)上是增函數(shù),
又∵f(x)的最小值為1,則g(x)的最小值為3,
∴∴解得
經(jīng)檢驗,當a=1,b=1時,f(x)滿足題設的兩個條件.
18.(12分)設函數(shù)f(x)=a(x-5)2+6ln x,其中a∈R,f(x)的圖象在點(1,f(1)
16、)處的切線與y軸相交于點(0,6).
(1)求a的值;
(2)求函數(shù)f(x)的單調區(qū)間與極值.
考點 函數(shù)在某點處取得極值的條件
題點 含參數(shù)求極值問題
解 (1)∵f(x)=a(x-5)2+6ln x(x>0),
∴f′(x)=2a(x-5)+(x>0).
令x=1,得f(1)=16a,f′(1)=6-8a,
∴f(x)的圖象在點(1,f(1))處的切線方程為y-16a=(6-8a)(x-1).
∵切線與y軸相交于點(0,6),
∴6-16a=8a-6,∴a=.
(2)由(1)知,f(x)=(x-5)2+6ln x(x>0),
f′(x)=(x-5)+=(x>0).
17、
令f′(x)=0,得x=2或x=3.
當03時,f′(x)>0,f(x)在區(qū)間(0,2),(3,+∞)上為增函數(shù);
當2
18、)-x2,
f′(x)=ex-1+xex-x=(ex-1)(x+1).
令f′(x)=0,則x=-1或0,
當x∈(-∞,-1)時,f′(x)>0;
當x∈(-1,0)時,f′(x)<0;
當x∈(0,+∞)時,f′(x)>0.
故f(x)在(-∞,-1),(0,+∞)上單調遞增,在(-1,0)上單調遞減.
(2)f(x)=x(ex-1-ax).
令g(x)=ex-1-ax,則g′(x)=ex-a.
若a≤1,則當x∈(0,+∞)時,g′(x)>0,g(x)為增函數(shù),
而g(0)=0,從而當x≥0時,g(x)≥0,即f(x)≥0.
若a>1,則當x∈(0,ln a)時,g
19、′(x)<0,g(x)為減函數(shù),而g(0)=0,
從而當x∈(0,ln a)時,g(x)<0,即f(x)<0,不符合題意.
綜上,實數(shù)a的取值范圍為(-∞,1].
20.(12分)某分公司經(jīng)銷某種品牌產(chǎn)品,每件產(chǎn)品的成本為30元,并且每件產(chǎn)品需向總公司繳納a元(a為常數(shù),2≤a≤5)的管理費,根據(jù)多年的管理經(jīng)驗,預計當每件產(chǎn)品的售價為x元時,產(chǎn)品一年的銷售量為(e為自然對數(shù)的底數(shù))萬件.已知當每件產(chǎn)品的售價為40元時,該產(chǎn)品一年的銷售量為500萬件,經(jīng)物價部門核定,每件產(chǎn)品的售價x最低不低于35元,最高不超過41元.
(1)求分公司經(jīng)營該產(chǎn)品一年的利潤L(x)(萬元)與每件產(chǎn)品的售價x
20、的函數(shù)關系式;
(2)當每件產(chǎn)品的售價為多少元時,分公司一年的利潤L(x)最大?并求出L(x)的最大值.
考點 利用導數(shù)求解生活中的最值問題
題點 利用導數(shù)求解最大利潤問題
解 (1)設該產(chǎn)品一年的銷售量為Q(x)=,
則=500,
所以k=500e40,則該產(chǎn)品一年的銷售量Q(x)=,
則該產(chǎn)品一年的利潤L(x)=(x-a-30)
=500e40·(35≤x≤41).
(2)L′(x)=500e40·.
①若2≤a≤4,則33≤a+31≤35,
當35≤x≤41時,L′(x)≤0,L(x)單調遞減,
所以當x=35時,L(x)取得最大值為500(5-a)e5;
②若
21、4
22、)=,
即g(x)=ln x+,所以g′(x)=-=.
令g′(x)=0,得x=1.
當x∈(0,1)時,g′(x)<0,故g(x)在(0,1)上單調遞減.
當x∈(1,+∞)時,g′(x)>0,故g(x)在(1,+∞)上單調遞增,
因此,x=1是g(x)的唯一極值點,且為極小值點,從而是最小值點.
所以最小值為g(1)=1.
(2)g=-ln x+x.
設h(x)=g(x)-g=2ln x-x+,
則h′(x)=-≤0,
即h(x)在(0,+∞)上單調遞減.
當x=1時,h(1)=0,即g(x)=g.
當0h(1)=0,即g(x)>g.
當x>
23、1時,h(x)0,
所以g(x)在(1,e)上單調遞
24、減,在(e,+∞)上單調遞增.
故當x=e時,g(x)有最小值且最小值為g(e)=e.
所以m≤e.即m的取值范圍是(-∞,e].
(2)由題意,得k(x)=x-2ln x-a.令φ(x)=x-2ln x,
又函數(shù)k(x)在(1,3)上恰有兩個不同零點,
相當于函數(shù)φ(x)=x-2ln x與直線y=a有兩個不同的交點.
φ′(x)=1-=,
當x∈(1,2)時,φ′(x)<0,φ(x)單調遞減,
當x∈(2,3)時,φ′(x)>0,φ(x)單調遞增.
又φ(1)=1,φ(2)=2-2ln 2,φ(3)=3-2ln 3,
要使直線y=a與函數(shù)φ(x)=x-2ln x有兩個交點,
則2-2ln 2