新版文科数学北师大版练习:第二章 第十节 第三课时 导数的综合应用 Word版含解析

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1 1课时作业A组基础对点练1(20xx榆林市模拟)定义在R上的函数f(x),满足(x1)f(x)0,且yf(x1)为偶函数,当|x11|x21|时,有()Af(x1)f(x2)Bf(x1)f(x2)Cf(x1)f(x2) Df(x1)f(x2)解析:因为函数yf(x1)为偶函数,所以yf(x1)f(x1),即函数yf(x)关于x1对称,所以f(2x1)f(x1),f(2x2)f(x2)当x1时,f(x)0,此时函数yf(x)单调递减,当x1时,f(x)0,此时函数yf(x)单调递增若x11,x21,则由|x11|x21|,得x11x21,即1x1x2,所以f(x1)f(x2)同理若x11,x21,由|x11|x21|,得(x11)(x21),即x2x11,所以f(x1)f(x2)若x1,x2中一个大于1,一个小于1,不妨设x11,x21,则(x11)x21,可得12x1x2,所以f(2x1)f(x2),即f(x1)f(x2)综上有f(x1)f(x2)答案:C2对任意xR,函数f(x)的导数存在,若f(x)f(x),且a0,则以下说法正确的是()Af(a)eaf(0) Bf(a)f(0) Df(a)0,故g(x)为R上的单调递增函数,因此g(a)g(0),即f (0),所以f(a)eaf(0),选A.答案:A3若存在正数x使2x(xa)1成立,则a的取值范围是()A(,) B(2,)C(0,) D(1,)解析:2x(xa)x.令f(x)x,f(x)12xln 20.f(x)在(0,)上单调递增,f(x)f(0)011,a的取值范围为(1,),故选D.答案:D4已知函数f(x)是定义在R上的可导函数,其导函数为f(x),若p:任意x1,x2R,且x1x2,|2 017,q:任意xR,|f(x)|2 017,则p是q的()A充分不必要条件B必要不充分条件C充要条件D既不充分也不必要条件解析:因为任意x1,x2R,且x1x2,所以不妨设x1x2,则由|2 017可得|f(x1)f(x2)|2 017x22 017 x1,则,即.令g(x)f(x)2 017 x,则由单调性的定义可知g(x)在R上单调递增,所以g(x)f(x)2 0170在R上恒成立,即f(x)2 017在R上恒成立,同理令h(x)f(x)2 017x,可得f(x)2 017在R上恒成立,所以p等价于任意xR,|f(x)|2 017,显然q可以推出p,而p推不出q,所以p是q的必要不充分条件答案:B5(20xx昆明市检测)已知函数f(x)若方程f(x)ax0恰有两个不同的实根,则实数a的取值范围是()A(0,) B,)C(, D(,0,)解析:方程f(x)ax0有两个不同的实根,即直线yax与函数f(x)的图像有两个不同的交点作出函数f(x)的图像如图所示当x1时,f(x)ln x,得f(x),设直线ykx与函数f(x)ln x(x1)的图像相切,切点为(x0,y0),则,解得x0e,则k,即yx是函数f(x)ln x(x1)的图像的切线,当a0时,直线yax与函数f(x)的图像有一个交点,不合题意;当0a时,直线yax与函数f(x)ln x(x1)的图像有两个交点,但与射线yx1(x1)也有一个交点,这样就有三个交点,不合题意;当a时,直线yax与函数f(x)的图像至多有一个交点,不合题意;只有当a时,直线yax与函数f(x)的图像有两个交点,符合题意故选B.答案:B6已知函数f(x)m2ln x(mR),g(x),若至少存在一个x01,e,使得f(x0)g(x0)成立,则实数m的取值范围是()A. B.C(,0 D(,0)解析:由题意,不等式f(x)g(x)在1,e上有解,mx2ln x在1,e上有解,即在1,e上有解,令h(x),则h(x),当1xe时,h(x)0,在1,e上,h(x)maxh(e),m.m的取值范围是.故选B.答案:B7若函数f(x)xexa有两个零点,则实数a的取值范围为()AaCea0 D0a0,所以由g(x)0,解得x1,当x1时,g(x)0,函数g(x)为增函数;当x1时,g(x)0,函数g(x)为减函数,所以当x1时函数g(x)有最小值;g(1)e1.画出函数yxex的图像,如图所示,显然当 a0时,函数f(x)xexa有两个零点,故选A.答案:A8当x2,1时,不等式ax3x24x30恒成立,则实数a的取值范围是()A5,3 B.C6,2 D4,3解析:当x(0,1时,得a3342,令t,则t1,),a3t34t2t,令g(t)3t34t2t,t1,),则g(t)9t28t1(t1)(9t1),显然在1,)上,g(t)0,g(t)单调递减,所以g(t)maxg(1)6,因此a6;同理,当x2,0)时,得a2.由以上两种情况得6a2,显然当x0时也成立,故实数a的取值范围为6,2答案:C9若函数f (x)2xsin x对任意的m2,2,f(mx3)f(x)0恒成立,f(x)在R上为增函数,又f(x)为奇函数,故在定义域内为增函数,f(mx3)f(x)0可变形为f(mx3)f(x),mx3x,将其看作关于m的一次函数,则g(m)xm3x,m2,2,可得当m2,2时,g(m)0恒成立,若x0,g(2)0,若x0,g(2)0,解得3x1.答案:3x110已知函数f(x)ln x3x8的零点x0a,b,且ba1,a,bN*,则ab_.解析:f(2)ln 268ln 220,且函数f(x)ln x3x8在(0,)上为增函数,x02,3,即a2,b3.ab5.答案:511已知函数f(x)axxln x(aR)(1)若函数f(x)在区间e,)上为增函数,求a的取值范围;(2)当a1且kZ时,不等式k(x1)f(x)在x(1,)上恒成立,求k的最大值解析:(1)f(x)aln x1,由题意知f(x)0在e,)上恒成立,即ln xa10在e,)上恒成立,即a(ln x1)在e,)上恒成立,而(ln x1)max(ln e1)2,a2,即a的取值范围为2,)(2)当a1时,f(x)xxln x,x(1,),原不等式可化为k,即k1恒成立令g(x),则g(x).令h(x)xln x2(x1),则h(x)10,h(x)在(1,)上单调递增h(3)1ln 30,存在x0(3,4)使h(x0)0,即g(x0)0.即当1xx0时,h(x)0,即g(x)x0时,h(x)0,即g(x)0.g(x)在(1,x0)上单调递减,在(x0,)上单调递增由h(x0)x0ln x020,得ln x0x02,g(x)ming(x0)x0(3,4),kg(x)minx0且kZ,即kmax3.12(20xx德州中学月考)已知函数f(x)mx2xln x.(1)若在函数f(x)的定义域内存在区间D,使得该函数在区间D上为减函数,求实数m的取值范围;(2)当0m时,若曲线C:yf(x)在点x1处的切线l与曲线C有且只有一个公共点,求m的值或取值范围解析:(1)f(x)2mx1,即2mx2x10时,由于函数y2mx2x1的图像的对称轴x0,故需且只需0,即18m0,解得m.故0m,综上所述,实数m的取值范围为.(2)f(1)m1,f(1)2m,故切线方程为ym12m(x1),即y2mxm1.从而方程mx2xln x2mxm1在(0,)上有且只有一解设g(x)mx2xln x(2mxm1),则g(x)在(0,)上有且只有一个零点又g(1)0,故函数g(x)有零点x1.则g(x)2mx12m.当m时,g(x)0,又g(x)不是常数函数,故g(x)在(0,)上单调递增函数g(x)有且只有一个零点x1,满足题意当0m1,由g(x)0,得0x;由g(x)0,得1x.故当x在(0,)上变化时 ,g(x),g(x)的变化情况如下表:x(0,1)1g(x)00g(x)极大值极小值根据上表知g0,故在上,函数g(x)又有一个零点,不满足题意综上所述,m.B组能力提升练1已知函数f(x)x(ln xax)有极值,则实数a的取值范围是()A(,) B(0,)C(, D(0,解析:f(x)xln xax2(x0),f(x)ln x12ax.令g(x)ln x12ax,函数f(x)x(ln xax)有极值,则g(x)0在(0,)上有实根g(x)2a,当a0时,g(x)0,函数g(x)在(0,)上单调递增,当x0时,g(x),当x,g(x),故存在x0(0,),使得f(x)在(0,x0)上单调递减,在(x0,)上单调递增,故f(x)存在极小值f(x0),符合题意当a0时,令g(x)0,得x.当0x时,g(x)0,函数g(x)单调递增;当x时,g(x)0,函数g(x)单调递减,x时,函数g(x)取得极大值当x0和x时,均有g(x),要使g(x)0在(0,)上有实根,且f(x)有极值,则g()ln0,解得0a.综上可知,实数a的取值范围是(,),选A.答案:A2已知函数f(x)k(ln x),若x2是函数f(x)的唯一极值点,则实数k的取值范围为()A(,e B0,eC(,e) D0,e)解析:f(x)k(ln x),则f(x)(exkx),x2是函数f(x)的唯一极值点,x2是f(x)0的唯一根exkx0在(0,)上恒成立令g(x)exkx(x(0,),则g(x)exk.当k0时,g(x)0恒成立,g(x)在(0,)上单调递增,又g(0)1,g(x)0恒成立当k0时,g(x)0的根为xln k,当0xln k时,g(x)0,g(x)单调递减;当xln k时,g(x)0,g(x)单调递增g(x)的最小值为g(ln k)kkln k,kkln k0,0ke,综上所述,ke.故选A.答案:A3(20xx宜州调研)设f(x)|ln x|,若函数g(x)f(x)ax在区间(0,4)上有三个零点,则实数a的取值范围是()A. B.ZXXKC. D.解析:令y1f(x)|ln x|,y2ax,若函数g(x)f(x)ax在区间(0,4)上有三个零点,则y1f(x)|ln x|与y2ax的图像(图略)在区间(0,4)上有三个交点由图像易知,当a0时,不符合题意;当a0时,易知y1|ln x|与y2ax 的图像在区间(0,1)上有一个交点,所以只需要y1|ln x|与y2ax的图像在区间(1,4)上有两个交点即可,此时|ln x|ln x,由ln xax,得a.令h(x),x(1,4),则h(x),故函数h(x)在(1,e)上单调递增,在(e,4)上单调递减,h(e),h(1)0,h(4),所以a0)有唯一的零点x0,且mx00,x0)因为函数f(x)有唯一零点x0,所以函数g(x),h(x)的图像有唯一一个交点,即g(x),h(x)有唯一公切点(x0,y0),即由得x2ln x00,令(x)x2ln x0,则(1)30,(2)57ln 20,(e)e20,所以x0(2,e),所以m2,n3,所以mn5.答案:C6若函数f(x)1(a0)没有零点,则实数a的取值范围为_解析:f(x).当a0,解得ae2,所以此时e2a0,故实数a的取值范围为(e2,0)答案:(e2,0)7若正数x,y满足15xy22,则x3y3x2y2的最小值为_解析:由正数x,y满足15xy22,可得y15x220,则x,y0,又x3y3x2y2(x3x2)(y3y2),其中y3y2yy(y2y)y(y)20,即y3y2y,当且仅当y时取得等号,设f(x)x3x2,f(x)的导数为f(x)3x22xx(3x2),当x时,f(x)0,f(x)递增,x时,f(x)0,f(x)递减即有f(x)在x取得极小值,也为最小值,此时y1522,则x3y3x2y2(x3x2)(y3y2)y1.当且仅当xy时,取得最小值1.答案:18(20xx长沙模拟)已知函数f(x)x|x2a|,若存在x1,2,使得f(x)2,则实数a的取值范围是_解析:当x1,2时,f(x)|x3ax|,由f(x)2可得2x3ax2,即为x2a5,即a5;设h(x)x2,导数为h(x)2x,当x1,2时,h(x)0,即h(x)在1,2上单调递减,可得h(x)max121.即有a1.综上可得,a的取值范围是1a5.答案:(1,5)9已知f(x)ax2,g(x)2ln x,若方程f(x)g(x)在区间,e上有两个不等解,试求a的取值范围解析:原式等价于方程a在区间,e上有两个不等解令(x),由(x)易知,(x)在(,)上为增函数,在(,e)上为减函数,则(x)max(),而(e),().由(e)()0,所以(e)()所以(x)min(e),如图可知(x)a有两个不等解时,需a1.证明:(1)g(x),当0x1时,g(x)1时,g(x)0,即g(x)在(0,1)上为减函数,在(1,)上为增函数所以g(x)g(1)1,得证(2)f(x)1,f(x),所以当0x2时,f(x)2时,f(x)0,即f(x)在(0,2)上为减函数,在(2,)上为增函数,所以f(x)f(2)1,又由(1)知xln x1,且等号不同时取得所以(xln x)f(x)1.
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