第四讲 导数及其应用
题号 答案 一、选择题
12
1.函数y=x-ln x的单调递减区间为( )
2
A.(-1,1] B.(0,1] C.[1,+∞) D.(0,+∞)
121
解析:∵y=x-ln x,∴y′=x-,由y′≤0,解得-1≤x≤1,又x>0,∴0<x≤1.
2x故选B.
答案:B
2.设P为曲线C:y=x+2x+3上的点,且曲线C在点P处切线倾斜角的取值范围为
2
1 2 3 4 5 6 7 ?0,π?,则点P横坐标的取值范围为( )
?4???
1??A.?-1,-? B.[-1,0]
2??
?1?C.[0,1] D.?,1?
?2?
解析:设P(x0,y0), ∵y′=2x+2,
∴曲线C在点P处的切线斜率为2x0+2.
?π?又切线倾斜角范围是?0,?,
4??
∴斜率范围是[0,1].
1??即2x0+2∈[0,1],∴x0∈?-1,-?.
2??答案:A
1
12
3.若f(x)=-x+bln(x+2)在(-1,+∞)上是减函数,则b的取值范围是( )
2A.[-1,+∞) B.(-1,+∞) C.(-∞,-1] D.(-∞,-1)
-x-2x+b-(x+1)+b+1
解析:∵f′(x)==.
x+2x+2则由已知f′(x)≤0在(-1,+∞)上恒成立,∴1+b≤0. ∴b≤-1. 答案:C
4.(2014·湖南卷)若0<x1<x2<1,则( ) A.ex2-ex1>ln x2-ln x1 B.ex1-ex2<ln x2-ln x1 C.x2ex1>x1ex2 D.x2ex1<x1ex2
e1x
解析:设函数f(x)=e-ln x且g(x)=,对函数求导可得f′(x)=e-,g′(x)
xx
x
x
2
2
(x-1)e
=,因为x∈(0,1),所以f′(x)符号不确定且g′(x)<0,所以函数f(x)单调2
x
ex1ex2
>x1x2
x
性不确定,函数g(x)在(0,1)上单调递减,则g(x1)>g(x2) >x1ex2,所以选项C是正确的.故选C.
答案:C
x2ex1
a2232
5.(2014·江西卷)在同一直角坐标系中,函数y=ax-x+与y=ax-2ax+x+
2a(a∈R)的图象不可能的是( )
2
解析:当a=0时,两函数图象为D所示,当a≠0时,对函数y=ax-2ax+x+a,令11a1222
y′=3ax-4ax+1=0得:x=或x=,y=ax-x+的对称轴为x=.当a<0时,由
a3a22a111111
<<知B不对,当a>0时,由>>知A,C正确. a2a3aa2a3a
答案:B
6.设定义在R上的函数f(x)是最小正周期为2π的偶函数,f′(x)是f(x)的导函数,π?π?当x∈[0,π]时,0<f(x)<1;当x∈(0,π) 且x≠时,?x-?f′(x)>0,则函数y
2?2?=f(x)-sin x在[-2π,2π] 上的零点个数为( )
A.2个 B.4个 C.5个 D.8个
π?π?解析:由当x∈(0,π) 且x≠时 ,?x-?f′(x)>0,
2?2?
23
2
?π??π?知x∈?0,?时,f′(x)<0,f(x)为减函数;x∈?,π?时,f′(x)>0,f(x)为增
2???2?
函数.
又x∈[0,π]时,0<f(x)<1,在R上的函数f(x)是最小正周期为2π的偶函数,在同一坐标系中作出y=sin x和y=f(x)草图(如下图),由图知y=f(x)-sin x在[-2π,2π] 上的零点个数为4个.
3
答案:B
?3?7.函数y=f(x)在定义域?-,3? 内可导,其图象如图所示,记y=f(x)的导函数为?2?
y=f′(x),则不等式f′(x)≤0的解集为( )
1??48??1??A.?-,1?∪[2,3) B.?-1,?∪?,? 2??33??3??1??14??31??3
C.?-,?∪[1,2] D.?-,-?∪?,?
3??23??22??2 答案:A
4
二、填空题
8.已知2≤
(kx+1)dx≤4,则实数k的取值范围为__________________.
?2?答案:?,2? ?3?
9.曲线y=x+3x+6x-1的切线中,斜率最小的切线方程为______________________.
解析:y′=3x+6x+6=3(x+1)+3≥3.当x=-1时,y′min=3;当x=-1时,y=-5.∴切线方程为y+5=3(x+1),即3x-y-2=0.
答案:3x-y-2=0
三、解答题
10.已知函数f(x)=2x+ax与g(x)=bx+c的图象都过点P(2,0),且在点P处有相同的切线.
(1)求实数a,b,c的值;
(2)设函数F(x)=f(x)+g(x),求F(x)的单调区间,并指出函数F(x)在该区间上的单调性.
解析:(1)因为函数f(x)=2x+ax与g(x)=bx+c的图象都过点P(2,0),
??2×2+2a=0,所以?得a=-8,4b+c=0.
?4b+c=0.?
3
3
2
3
2
2
2
3
2
故f(x)=2x-8x,f′(x)=6x-8.
又当x=2时,f′(x)=16,又g′(x)=2bx, 所以2b×2=16,得b=4,c=-16. 所以a=-8,b=4,c=-16. (2)因为F(x)=2x+4x-8x-16, 所以F′(x)=6x+8x-8. 2由F′(x)>0,得x<-2或x>;
3
23
2
32
5