2023年高考数学(文数)一轮复习课时14《导数与函数的单调性》达标练习(2份,答案版+教师版)
展开一、选择题
函数y=eq \f(1,2)x2-ln x的单调递减区间为( )
A.(-1,1) B.(0,1] C.(1,+∞) D.(0,2)
【答案解析】答案为:B;
解析:由题意知,函数的定义域为(0,+∞),由y′=x-eq \f(1,x)≤0,得0
已知函数f(x)=eq \f(1,2)x2-tcsx,若其导函数f′(x)在R上单调递增,则实数t的取值范围为( )
A.[-1,- SKIPIF 1 < 0 ] B.[- SKIPIF 1 < 0 ,- SKIPIF 1 < 0 ] C.[-1,1] D.[-1, SKIPIF 1 < 0 ]
【答案解析】答案为:C.
解析:因为f(x)=eq \f(1,2)x2-tcsx,所以f′(x)=x+tsinx.令g(x)=f′(x),
因为f′(x)在R上单调递增,所以g′(x)=1+tcsx≥0恒成立,
所以tcsx≥-1恒成立,因为csx∈[-1,1],
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(-t≥-1,,t≥-1,))所以-1≤t≤1,即实数t的取值范围为[-1,1].
若函数f(x)=x+eq \f(b,x)(b∈R)的导函数在区间(1,2)上有零点,则f(x)在下列区间上单调递增的是( )
A.(-2,0) B.(0,1) C.(1,+∞) D.(-∞,-2)
【答案解析】答案为:D
解析:由题意知, f ′(x)=1-eq \f(b,x2).∵函数f(x)=x+eq \f(b,x)(b∈R)的导函数在区间(1,2)上有零点, ∴当1-eq \f(b,x2)=0时,b=x2,又x∈(1,2),∴b∈(1,4).令f ′(x)>0,解得x<-eq \r(b)或x>eq \r(b),即f(x)的单调递增区间为(-∞,-eq \r(b)),(eq \r(b),+∞),
∵b∈(1,4),∴(-∞,-2)符合题意.故选D.
定义在R上的可导函数f(x)满足f(1)=1,且2f′(x)>1,当x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),\f(3π,2)))时,不等式f(2csx)>eq \f(3,2)-2sin2eq \f(x,2)的解集为( D )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3),\f(4π,3))) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,3),\f(4π,3))) C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,3))) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,3),\f(π,3)))
【答案解析】答案为:D;
解析:令g(x)=f(x)-eq \f(x,2)-eq \f(1,2),则g′(x)=f′(x)-eq \f(1,2)>0,∴g(x)在R上单调递增,
且g(1)=f(1)-eq \f(1,2)-eq \f(1,2)=0,∵f(2csx)-eq \f(3,2)+2sin2eq \f(x,2)=f(2csx)-eq \f(2csx,2)-eq \f(1,2)=g(2csx),
∴f(2csx)>eq \f(3,2)-2sin2eq \f(x,2),即g(2csx)>0,∴2csx>1.
又x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),\f(3π,2))),∴x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,3),\f(π,3))).
已知函数f(x)=x3-ax在(-1,1)上单调递减,则实数a的取值范围为( )
A.(1,+∞) B.[3,+∞) C.(-∞,1] D.(-∞,3]
【答案解析】答案为:B;
解析:∵f(x)=x3-ax,∴f′(x)=3x2-a.又f(x)在(-1,1)上单调递减,
∴3x2-a≤0在(-1,1)上恒成立,∴a≥3,故选B.
f(x)=x2-aln x在(1,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围为( )
A.a<1 B.a≤1 C.a<2 D.a≤2
【答案解析】答案为:D
解析:由f(x)=x2-aln x,得f′(x)=2x-eq \f(a,x),
∵f(x)在(1,+∞)上单调递增,
∴2x-eq \f(a,x)≥0在(1,+∞)上恒成立,即a≤2x2在(1,+∞)上恒成立,
∵x∈(1,+∞)时,2x2>2,∴a≤2.故选D.
设函数f(x)=eq \f(1,2)x2-9lnx在区间[a-1,a+1]上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A.(1,2] B.[4,+∞) C.(-∞,2] D.(0,3]
【答案解析】答案为:A;
解析:∵f(x)的定义域是(0,+∞),f′(x)=x-eq \f(9,x),
∴由f′(x)≤0解得0<x≤3,由题意知eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a-1>0,,a+1≤3,))解得1<a≤2.
已知函数y=f(x)的图象是下列四个图象之一,且其导函数y=f′(x)的图象如图所示,则该函数的图象是( )
【答案解析】答案为:B.
解析:由导函数的图象知,在[-1,1]上f′(x)>0,故函数f(x)在[-1,1]上是单调递增的.
又因为在[-1,0]上f′(x)的值逐渐增大,在[0,1]上f′(x)的值逐渐减小,
所以在[-1,0]上,f(x)的增长率逐渐增大,在[0,1]上 f(x) 的增长率逐渐变小.故选B.
设f(x),g(x)分别是定义在R上的奇函数和偶函数,g(x)≠0,当x<0时,f′(x)g(x)-f(x)g′(x)>0,且f(-3)=0,则不等式 SKIPIF 1 < 0 <0的解集是( )
A.(-3,0)∪(3,+∞) B.(-3,0)∪(0,3)
C.(-∞,-3)∪(3,+∞) D.(-∞,-3)∪(0,3)
【答案解析】答案为:D
解析:∵当x<0时,f′(x)·g(x)-f(x)g′(x)>0,
∴[ SKIPIF 1 < 0 ]′=eq \f(f′xgx-fxg′x,g2x)>0,
∴当x<0时, SKIPIF 1 < 0 是增函数,故当x>0时, SKIPIF 1 < 0 也是增函数.
∵f(x),g(x)分别是定义在R上的奇函数和偶函数,
∴ SKIPIF 1 < 0 为奇函数, SKIPIF 1 < 0 的图象关于原点对称,
函数 SKIPIF 1 < 0 的单调性的示意图,如图所示:
∵f(-3)=0,∴f(3)=0,∴由不等式 SKIPIF 1 < 0 <0,可得x<-3或0
A.eq \f(3,2) B.-eq \f(3,2) C.-eq \f(1,2) D.eq \f(1,2)
【答案解析】答案为:B;
解析:解法一:对函数f(x)求导得f′(x)=eq \f(1,x)-2ax-4=-eq \f(2ax2+4x-1,x)(x>0).
①当a>0时,由f′(x)>0得,0<x<eq \f(\r(4+2a)-2,2a),即f(x)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(\r(4+2a)-2,2a)))上单调递增,
因为f(x)在区间(eq \f(1,4),eq \f(1,3))上单调递增,所以eq \f(\r(4+2a)-2,2a)≥eq \f(1,3),无解,故a不存在;
②当-2<a<0时,由f′(x)>0得,0<x<eq \f(\r(4+2a)-2,2a)或x>eq \f(-\r(4+2a)-2,2a),
即f(x)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(\r(4+2a)-2,2a))),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(-\r(4+2a)-2,2a),+∞))上单调递增,
因为f(x)在区间(eq \f(1,4),eq \f(1,3))上单调递增,所以eq \f(\r(4+2a)-2,2a)≥eq \f(1,3)或eq \f(-\r(4+2a)-2,2a)≤eq \f(1,4),
所以-2<a≤-eq \f(3,2);
③当a≤-2时,f′(x)≥0恒成立,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增,符合题意.
综上所述,a≤-eq \f(3,2),即实数a的最大值为-eq \f(3,2).
下列函数中,在(0,+∞)上为增函数的是( )
A.f(x)=sin 2x B.f(x)=xex C.f(x)=x3-x D.f(x)=-x+ln x
【答案解析】答案为:B
解析:对于A,易得f(x)=sin 2x的单调递增区间是[kπ-eq \f(π,4),kπ+eq \f(π,4)](k∈Z);
对于B, f ′(x)=ex(x+1),当x∈(0,+∞)时, f ′(x)>0,
所以函数f(x)=xex在(0,+∞)上为增函数;对于C, f ′(x)=3x2-1,
令f ′(x)>0,得x>eq \f(\r(3),3)或x<-eq \f(\r(3),3),
所以函数f(x)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-∞,-\f(\r(3),3)))和eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),3),+∞))上单调递增;
对于D, f ′(x)=-1+eq \f(1,x)=-eq \f(x-1,x),令f ′(x)>0,得0<x<1,
所以函数f(x)在区间(0,1)上单调递增.综上所述,选B.
求形如y=f(x)g(x)的函数的导数,我们常采用以下做法:先两边同取自然对数得ln y=g(x)ln f(x),再两边同时求导得·y′=g′(x)ln f(x)+g(x)··f′(x),
于是得到y′=f(x)g(x)[g′(x)ln f(x)+g(x)··f′(x)],
运用此方法求得函数y=的单调递增区间是( )
A.(e,4) B.(3,6) C.(0,e) D.(2,3)
【答案解析】答案为:C.
解析:由题设,y′=·(-·ln x+)=·(x>0).
令y′>0,得1-ln x>0,所以0
已知函数f(x)=-eq \f(1,2)x2+4x-3lnx在区间[t,t+1]上不单调,则t的取值范围是 .
【答案解析】答案为:(0,1)∪(2,3);
解析:由题意知f′(x)=-x+4-eq \f(3,x)=-eq \f(x-1x-3,x),
由f′(x)=0,得函数f(x)的两个极值点为1和3,
则只要这两个极值点有一个在区间(t,t+1)内,
函数f(x)在区间[t,t+1]上就不单调,
由t<1<t+1或t<3<t+1,得0<t<1或2<t<3.
已知函数f(x)=eq \f(1,3)x3-eq \f(1,2)ax2+(a-1)x(a∈R)是区间(1,4)上单调函数,则a取值范围是______.
【答案解析】答案为:(-∞,2]∪[5,+∞).
解析:[f′(x)=x2-ax+a-1=(x-1)[x-(a-1)]
∵f(x)是区间(1,4)上的单调函数.∴a-1≤1或a-1>4,解得a≤2或a≥5.]
已知函数f(x)的导函数为f ′(x)=5+cs x,x∈(-1,1),且f(0)=0,如果f(1-x)+f(1-x2)<0,则实数x的取值范围为__________.
【答案解析】答案为:(1,eq \r(2))
解析:∵f ′(x)是偶函数,且f(0)=0,
∴原函数f(x)是奇函数,且定义域为(-1,1).又导函数值恒大于0,
∴原函数在定义域上单调递增, ∴所求不等式可变形为f(1-x)<f(x2-1),
∴-1<1-x<x2-1<1,解得1<x<eq \r(2),∴实数x的取值范围是(1,eq \r(2)).
定义在R上的奇函数y=f(x)满足f(3)=0,且当x>0时,不等式f(x)>-xf′(x)恒成立,则函数g(x)=xf(x)+lg |x+1|的零点的个数是________.
【答案解析】答案为:3
解析:定义在R上的奇函数f(x)满足:
f(0)=0=f(3)=f(-3),且f(-x)=-f(x),
又x>0时,f(x)>-xf′(x),即f(x)+xf′(x)>0,
∴[xf(x)]′>0,函数h(x)=xf(x)在x>0时是增函数,
又h(-x)=-xf(-x)=xf(x),∴h(x)=xf(x)是偶函数;
∴x<0时,h(x)是减函数,结合函数的定义域为R,
且f(0)=f(3)=f(-3)=0,
可得函数y1=xf(x)与y2=-lg |x+1|的大致图象如图所示,
∴由图象知,函数g(x)=xf(x)+lg |x+1|的零点的个数为3个.
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