(新課標)2020版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題六 函數(shù)與導(dǎo)數(shù) 第3講 導(dǎo)數(shù)的簡單應(yīng)用學(xué)案 理 新人教A版

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1、第3講 導(dǎo)數(shù)的簡單應(yīng)用 [做真題] 題型一 導(dǎo)數(shù)的幾何意義 1.(2018·高考全國卷Ⅰ)設(shè)函數(shù)f(x)=x3+(a-1)x2+ax.若f(x)為奇函數(shù),則曲線y=f(x)在點(0,0)處的切線方程為(  ) A.y=-2x       B.y=-x C.y=2x D.y=x 解析:選D.法一:因為函數(shù)f(x)=x3+(a-1)x2+ax為奇函數(shù),所以f(-x)=-f(x), 所以(-x)3+(a-1)(-x)2+a(-x)=-[x3+(a-1)x2+ax],所以2(a-1)x2=0,因為x∈R,所以a=1,所以f(x)=x3+x,所以f′(x)=3x2+1,所以f′(0)

2、=1,所以曲線y=f(x)在點(0,0)處的切線方程為y=x.故選D. 法二:因為函數(shù)f(x)=x3+(a-1)x2+ax為奇函數(shù),所以f(-1)+f(1)=0,所以-1+a-1-a+(1+a-1+a)=0,解得a=1,所以f(x)=x3+x,所以f′(x)=3x2+1,所以f′(0)=1,所以曲線y=f(x)在點(0,0)處的切線方程為y=x.故選D. 2.(2019·高考全國卷Ⅲ)已知曲線y=aex+xln x在點(1,ae)處的切線方程為y=2x+b,則(  ) A.a(chǎn)=e,b=-1 B.a(chǎn)=e,b=1 C.a(chǎn)=e-1,b=1 D.a(chǎn)=e-1,b=-1 解析:選D.因為y′

3、=aex+ln x+1,所以y′|x=1=ae+1,所以曲線在點(1,ae)處的切線方程為y-ae=(ae+1)(x-1),即y=(ae+1)x-1,所以解得 3.(2018·高考全國卷Ⅱ)曲線y=2ln(x+1)在點(0,0)處的切線方程為________. 解析:因為y=2ln(x+1),所以y′=.當x=0時,y′=2,所以曲線y=2ln(x+1)在點(0,0)處的切線方程為y-0=2(x-0),即y=2x. 答案:y=2x 4.(2016·高考全國卷Ⅱ)若直線y=kx+b是曲線y=ln x+2的切線,也是曲線y=ln(x+1)的切線,則b=________. 解析:設(shè)y=kx

4、+b與y=ln x+2和y=ln(x+1)的切點分別為(x1,ln x1+2)和(x2,ln(x2+1)). 則切線分別為y-ln x1-2=(x-x1),y-ln(x2+1)=(x-x2), 化簡得y=x+ln x1+1,y=x-+ln(x2+1), 依題意, 解得x1=, 從而b=ln x1+1=1-ln 2. 答案:1-ln 2 題型二 導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性、極值與最值 1.(2017·高考全國卷Ⅱ)若x=-2是函數(shù)f(x)=(x2+ax-1)ex-1的極值點,則f(x)的極小值為(  ) A.-1 B.-2e-3 C.5e-3 D.1 解析:選A.因為f(x)=

5、(x2+ax-1)ex-1,所以f′(x)=(2x+a)ex-1+(x2+ax-1)ex-1=[x2+(a+2)x+a-1]ex-1.因為x=-2是函數(shù)f(x)=(x2+ax-1)ex-1的極值點,所以-2是x2+(a+2)x+a-1=0的根,所以a=-1,f′(x)=(x2+x-2)ex-1=(x+2)(x-1)ex-1.令f′(x)>0,解得x<-2或x>1,令f′(x)<0,解得-2

6、8·高考全國卷Ⅰ)已知函數(shù)f(x)=2sin x+sin 2x,則f(x)的最小值是________. 解析:法一:因為f(x)=2sin x+sin 2x, 所以f′(x)=2cos x+2cos 2x=4cos2x+2cos x-2=4(cos x+1), 由f′(x)≥0得≤cos x≤1,即2kπ-≤x≤2kπ+,k∈Z, 由f′(x)≤0得-1≤cos x≤,即2kπ+π≥x≥2kπ+或2kπ-π≤x≤2kπ-,k∈Z, 所以當x=2kπ-(k∈Z)時,f(x)取得最小值, 且f(x)min=f=2sin+sin 2=-. 法二:因為f(x)=2sin x+sin 2x

7、=2sin x(1+cos x)=4sin cos ·2cos2 =8sin cos3 = , 所以[f(x)]2=×3sin2cos6 ≤· =, 當且僅當3sin2=cos2,即sin2=時取等號, 所以0≤[f(x)]2≤,所以-≤f(x)≤, 所以f(x)的最小值為-. 答案:- [明考情] 1.此部分內(nèi)容是高考命題的熱點內(nèi)容,在選擇題、填空題中多考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,難度較?。? 2.應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、極值、最值,多在選擇題、填空題最后幾題的位置考查,難度中等偏上,屬綜合性問題.有時也常在解答題的第一問中考查,難度一般. 導(dǎo)數(shù)的幾何意義 [典型例題

8、] (1)(2019·高考全國卷Ⅱ)曲線y=2sin x+cos x在點(π,-1)處的切線方程為(  ) A.x-y-π-1=0     B.2x-y-2π-1=0 C.2x+y-2π+1=0 D.x+y-π+1=0 (2)曲線f(x)=x3-x+3在點P處的切線平行于直線y=2x-1,則點P的坐標為________. (3)(2019·廣州市調(diào)研測試)若過點A(a,0)作曲線C:y=xex的切線有且僅有兩條,則實數(shù)a的取值范圍是________. 【解析】 (1)依題意得y′=2cos x-sin x,y′|x=π=(2cos x-sin x)|x=π=2cos π-sin

9、 π=-2,因此所求的切線方程為y+1=-2(x-π),即2x+y-2π+1=0,故選C. (2)f′(x)=3x2-1,令f′(x)=2,則3x2-1=2,解得x=1或x=-1,所以P(1,3)或(-1,3),經(jīng)檢驗,點(1,3),(-1,3)均不在直線y=2x-1上,故點P的坐標為(1,3)或(-1,3). (3)設(shè)切點坐標為(x0,x0ex0),y′=(x+1)ex,y′|x=x0=(x0+1)ex0,所以切線方程為y-x0ex0=(x0+1)ex0(x-x0),將點A(a,0)代入可得-x0ex0=(x0+1)ex0(a-x0),化簡,得x-ax0-a=0,過點A(a,0)作曲線C

10、的切線有且僅有兩條,即方程x-ax0-a=0有兩個解,則有Δ=a2+4a>0,解得a>0或a<-4,故實數(shù)a的取值范圍是(-∞,-4)∪(0,+∞). 【答案】 (1)C (2)(1,3)或(-1,3) (3)(-∞,-4)∪(0,+∞) (1)求曲線y=f(x)的切線方程的3種類型及方法 類型 方法 已知切點P(x0,y0),求切線方程 求出切線的斜率f′(x0),由點斜式寫出方程 已知切線的斜率k,求切線方程 設(shè)切點P(x0,y0),通過方程k=f′(x0)解得x0,再由點斜式寫出方程 已知切線上一點(非切點),求切線方程 設(shè)切點P(x0,y0),利用導(dǎo)數(shù)求得切線斜

11、率f′(x0),再由斜率公式求得切線斜率,列方程(組)解得x0,再由點斜式或兩點式寫出方程 (2)由曲線的切線求參數(shù)值或范圍的2種類型及解題關(guān)鍵 類型 解題關(guān)鍵 已知曲線在某點處的切線求參數(shù) 關(guān)鍵是用“方程思想”來破解,先求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),從而求出在某點處的導(dǎo)數(shù)值;再根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義與已知條件,建立關(guān)于參數(shù)的方程,通過解方程求出參數(shù)的值 已知曲線的切線方程,求含有雙參數(shù)的代數(shù)式的取值范圍 關(guān)鍵是過好“雙關(guān)”;一是轉(zhuǎn)化關(guān),即把所求的含雙參數(shù)的代數(shù)式轉(zhuǎn)化為含單參數(shù)的代數(shù)式,此時需利用已知切線方程,尋找雙參數(shù)的關(guān)系式;二是求最值關(guān),常利用函數(shù)的單調(diào)性、基本不等式等方法求最值,從而得所求

12、代數(shù)式的取值范圍 [對點訓(xùn)練] 1.(2019·武漢調(diào)研)設(shè)曲線C:y=3x4-2x3-9x2+4,在曲線C上一點M(1,-4)處的切線記為l,則切線l與曲線C的公共點個數(shù)為(  ) A.1 B.2 C.3 D.4 解析:選C.y′=12x3-6x2-18x,所以切線l的斜率k=y(tǒng)′,所以切線l的方程為12x+y-8=0.聯(lián)立方程得消去y,得3x4-2x3-9x2+12x-4=0,所以(x+2)(3x-2)(x-1)2=0,所以x1=-2,x2=,x3=1,所以切線l與曲線C有3個公共點.故選C. 2.(2019·成都第二次診斷性檢測)已知直線l既是曲線C1:y=ex的切線,又

13、是曲線C2:y=e2x2的切線,則直線l在x軸上的截距為(  ) A.2 B.1 C.e2 D.-e2 解析:選B.設(shè)直線l與曲線C1:y=ex的切點為A(x1,ex1),與曲線C2:y=e2x2的切點為B.由y=ex,得y′=ex,所以曲線C1在點A處的切線方程為y-ex1=ex1(x-x1),即y=ex1x-ex1(x1-1) ①. 由y=e2x2,得y′=e2x,所以曲線C2在點B處的切線方程為y-e2x=e2x2(x-x2),即y=e2x2x-e2x?、? 因為①②表示的切線為同一直線,所以解得所以直線l的方程為y=e2x-e2,令y=0,可得直線l在x上的截距為1,故選

14、B. 3.(2019·廣州市綜合檢測(一))若函數(shù)f(x)=ax-的圖象在點(1,f(1))處的切線過點(2,4),則a=________. 解析:f′(x)=a+,f′(1)=a+3,f(1)=a-3,故f(x)的圖象在點(1,a-3)處的切線方程為y-(a-3)=(a+3)(x-1),又切線過點(2,4),所以4-(a-3)=a+3,解得a=2. 答案:2 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性 [典型例題] 命題角度一 求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間或判斷函數(shù)的單調(diào)性 已知函數(shù)f(x)=ln(x+1)-,且1

15、f′(x)=,x>-1. ①當-1<2a-3<0,即10時,f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增, 當2a-30,即2a-3時,f′(x)>0,則f(x)在(-1,0),(2a-3,+∞)上單調(diào)遞增. 當0

16、0)上單調(diào)遞減;當a=時,f(x)在(-1,+∞)上單調(diào)遞增;當

17、′(x)>0或f′(x)<0及方程f′(x)=0均不可解時求導(dǎo)數(shù)并化簡,根據(jù)f′(x)的結(jié)構(gòu)特征,選擇相應(yīng)的基本初等函數(shù),利用其圖象與性質(zhì)確定f′(x)的符號,得單調(diào)區(qū)間.  命題角度二 已知函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù) 已知函數(shù)f(x)=ln x-a2x2+ax(a∈R). (1)當a=1時,求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間; (2)若函數(shù)f(x)在區(qū)間(1,+∞)上是減函數(shù),求實數(shù)a的取值范圍. 【解】 (1)當a=1時,f(x)=ln x-x2+x,其定義域為(0,+∞), 所以f′(x)=-2x+1=-, 令f′(x)=0,則x=1(負值舍去). 當00;當x

18、>1時,f′(x)<0. 所以函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,1),單調(diào)遞減區(qū)間為(1,+∞). (2)法一:f′(x)=-2a2x+a=. ①當a=0時,f′(x)=>0, 所以f(x)在區(qū)間(0,+∞)上為增函數(shù),不合題意; ②當a>0時,由f′(x)<0,得x>. 所以f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為. 依題意,得解得a≥1; ③當a<0時,由f′(x)<0,得x>-. 所以f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為. 依題意,得解得a≤-. 綜上所述,實數(shù)a的取值范圍是∪[1,+∞). 法二:f′(x)=-2a2x+a=. 由f(x)在區(qū)間(1,+∞)上是減函數(shù),可得g(x)=-2a

19、2x2+ax+1≤0在區(qū)間(1,+∞)上恒成立. ①當a=0時,1≤0不合題意; ②當a≠0時,可得即 所以 所以a≥1或a≤-. 所以實數(shù)a的取值范圍是∪[1,+∞). (1)已知函數(shù)的單調(diào)性,求參數(shù)的取值范圍,應(yīng)用條件f′(x)≥0(或f′(x)≤0),x∈(a,b)恒成立,解出參數(shù)的取值范圍(一般可用不等式恒成立的理論求解),應(yīng)注意參數(shù)的取值是f′(x)不恒等于0的參數(shù)的范圍. (2)若函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)上不單調(diào),則轉(zhuǎn)化為f′(x)=0在(a,b)上有解.  [對點訓(xùn)練] 1.若函數(shù)f(x)=(x+a)ex在區(qū)間(0,+∞)上不單調(diào),則實數(shù)a的取值范

20、圍為________. 解析:f′(x)=ex(x+a+1),由題意,知方程ex(x+a+1)=0在(0,+∞)上至少有一個實數(shù)根,即x=-a-1>0,解得a<-1. 答案:(-∞,-1) 2.已知函數(shù)f(x)=ex(ex-a)-a2x,討論f(x)的單調(diào)性. 解:函數(shù)f(x)的定義域為(-∞,+∞),f′(x)=2e2x-aex-a2=(2ex+a)(ex-a). ①若a=0,則f(x)=e2x在(-∞,+∞)上單調(diào)遞增. ②若a>0,則由f′(x)=0,得x=ln a. 當x∈(-∞,ln a)時,f′(x)<0; 當x∈(ln a,+∞)時,f′(x)>0. 故f(x)

21、在(-∞,ln a)上單調(diào)遞減,在(ln a,+∞)上單調(diào)遞增. ③若a<0,則由f′(x)=0, 得x=ln. 當x∈時,f′(x)<0; 當x∈時,f′(x)>0; 故f(x)在上單調(diào)遞減, 在上單調(diào)遞增. 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值(最值)問題 [典型例題] 命題角度一 求已知函數(shù)的極值(最值) 已知函數(shù)f(x)=-1. (1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間; (2)設(shè)m>0,求函數(shù)f(x)在區(qū)間[m,2m]上的最大值. 【解】 (1)因為函數(shù)f(x)的定義域為(0,+∞),且f′(x)=, 由得0e. 所以函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0

22、,e),單調(diào)遞減區(qū)間為(e,+∞). (2)①當 即0

23、≥e時,f(x)max=-1. 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)極值、最值的方法 (1)若求極值,則先求方程f′(x)=0的根,再檢查f′(x)在方程根的左右函數(shù)值的符號. (2)若已知極值大小或存在情況,則轉(zhuǎn)化為已知方程f′(x)=0根的大小或存在情況來求解. (3)求函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[a,b]上的最值時,在求得極值的基礎(chǔ)上,結(jié)合區(qū)間端點的函數(shù)值f(a),f(b)與f(x)的各極值進行比較得到函數(shù)的最值.  命題角度二 已知函數(shù)的極值或最值求參數(shù) (2019·高考全國卷Ⅲ)已知函數(shù)f(x)=2x3-ax2+b. (1)討論f(x)的單調(diào)性; (2)是否存在a,b,使得f(x)在區(qū)

24、間[0,1]的最小值為-1且最大值為1?若存在,求出a,b的所有值;若不存在,說明理由. 【解】 (1)f′(x)=6x2-2ax=2x(3x-a). 令f′(x)=0,得x=0或x=. 若a>0,則當x∈(-∞,0)∪時,f′(x)>0;當x∈時,f′(x)<0.故f(x)在(-∞,0),單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減; 若a=0,f(x)在(-∞,+∞)單調(diào)遞增; 若a<0,則當x∈∪(0,+∞)時,f′(x)>0;當x∈時,f′(x)<0.故f(x)在,(0,+∞)單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減. (2)滿足題設(shè)條件的a,b存在. (i)當a≤0時,由(1)知,f(x)在[0,1]單調(diào)遞增,所

25、以f(x)在區(qū)間[0,1]的最小值為f(0)=b,最大值為f(1)=2-a+b.此時a,b滿足題設(shè)條件當且僅當b=-1,2-a+b=1,即a=0,b=-1. (ii)當a≥3時,由(1)知,f(x)在[0,1]單調(diào)遞減,所以f(x)在區(qū)間[0,1]的最大值為f(0)=b,最小值為f(1)=2-a+b.此時a,b滿足題設(shè)條件當且僅當2-a+b=-1,b=1,即a=4,b=1. (iii)當0

26、=0,與0

27、(1)當a=1時,f(x)=ln x+x2-3x,x>0, f′(x)=+2x-3=, 令f′(x)=0,解得x1=,x2=1, 當00,所以函數(shù)f(x)在上單調(diào)遞增; 當1時,f′(x)>0,所以函數(shù)f(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增. 所以f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為,(1,+∞),單調(diào)遞減區(qū)間為. (2)f′(x)==, 令f′(x)=0,得x′1=1,x′2=, 因為f(x)在x=1處取得極值,所以x′2=≠x′1=1, 當<0時,f(x)在(0,1)上單調(diào)遞增,在(1,e]上單調(diào)遞減

28、, 所以f(x)在(0,e]上的最大值為f(1),令f(1)=1,解得a=-2. 當0<<1時,f(x)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在(1,e]上單調(diào)遞增, 所以最大值1可能在x=或x=e處取得, 而f=ln +a-(2a+1)×=ln --1<0, 所以f(e)=ln e+ae2-(2a+1)e=1,解得a=. 當1<

29、)在(0,1)上單調(diào)遞增,在(1,e]上單調(diào)遞減, 所以最大值1在x=1處取得,而f(1)=ln 1+a-(2a+1)<0,不符合題意. 綜上所述,a=或a=-2. 一、選擇題 1.已知直線2x-y+1=0與曲線y=aex+x相切(其中e為自然對數(shù)的底數(shù)),則實數(shù)a的值是(  ) A.         B.1 C.2 D.e 解析:選B.由題意知y′=aex+1=2,則a>0,x=-ln a,代入曲線方程得y=1-ln a,所以切線方程為y-(1-ln a)=2(x+ln a),即y=2x+ln a+1=2x+1?a=1. 2.已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx+a2在

30、x=1處的極值為10,則數(shù)對(a,b)為(  ) A.(-3,3) B.(-11,4) C.(4,-11) D.(-3,3)或(4,-11) 解析:選C.f′(x)=3x2+2ax+b,依題意可得即消去b可得a2-a-12=0,解得a=-3或a=4,故或 當時,f′(x)=3x2-6x+3=3(x-1)2≥0,這時f(x)無極值,不合題意,舍去,故選C. 3.(2019·南昌市第一次模擬測試)已知f(x)在R上連續(xù)可導(dǎo),f′(x)為其導(dǎo)函數(shù),且f(x)=ex+e-x-f′(1)x·(ex-e-x),則f′(2)+f′(-2)-f′(0)f′(1)=(  ) A.4e2+4e-2

31、 B.4e2-4e-2 C.0 D.4e2 解析:選C.由題意,得f′(x)=ex-e-x-f′(1) [ex-e-x+x(ex+e-x)],所以f′(0)=e0-e0-f′(1)[e0-e0+0·(e0+e0)]=0,f′(2)+f′(-2)=0,所以f′(2)+f′(-2)-f′(0)f′(1)=0,故選C. 4.已知f(x)=x2+ax+3ln x在(1,+∞)上是增函數(shù),則實數(shù)a的取值范圍為(  ) A.(-∞,-2] B. C.[-2,+∞) D.[-5,+∞) 解析:選C.由題意得f′(x)=2x+a+=≥0在(1,+∞)上恒成立?g(x)=2x2+ax+3≥0

32、在(1,+∞)上恒成立?Δ=a2-24≤0或?-2≤a≤2或?a≥-2,故選C. 5.函數(shù)f(x)(x>0)的導(dǎo)函數(shù)為f′(x),若xf′(x)+f(x)=ex,且f(1)=e,則(  ) A.f(x)的最小值為e B.f(x)的最大值為e C.f(x)的最小值為 D.f(x)的最大值為 解析:選A.設(shè)g(x)=xf(x)-ex, 所以g′(x)=f(x)+xf′(x)-ex=0, 所以g(x)=xf(x)-ex為常數(shù)函數(shù). 因為g(1)=1×f(1)-e=0, 所以g(x)=xf(x)-ex=g(1)=0, 所以f(x)=,f′(x)=, 當0

33、0,當x>1時,f′(x)>0, 所以f(x)≥f(1)=e. 6.若函數(shù)f(x)=ex-(m+1)ln x+2(m+1)x-1恰有兩個極值點,則實數(shù)m的取值范圍為(  ) A.(-e2,-e) B. C. D.(-∞,-e-1) 解析:選D.由題意,函數(shù)的定義域為(0,+∞),f′(x)=ex-(m+1)=0在(0,+∞)上有兩個不相等的實數(shù)根,所以m+1=在(0,+∞)上有兩個不相等的實數(shù)根,令g(x)=,則g′(x)=,所以函數(shù)g(x)在,上單調(diào)遞增,在(1,+∞)上單調(diào)遞減,其圖象如圖所示,要使m+1=在(0,+∞)上有兩個不相等的實數(shù)根,則m+1

34、e,m<-e-1,所以實數(shù)m的取值范圍是(-∞,-e-1).故選D. 二、填空題 7.(2019·高考全國卷Ⅰ)曲線y=3(x2+x)ex在點(0,0)處的切線方程為________. 解析:因為y′=3(2x+1)ex+3(x2+x)ex=3(x2+3x+1)ex,所以曲線在點(0,0)處的切線的斜率k=y(tǒng)′|x=0=3,所以所求的切線方程為y=3x. 答案:y=3x 8.函數(shù)f(x)=x2-ln x的最小值為________. 解析:因為f(x)=x2-ln x(x>0),所以f′(x)=2x-,令2x-=0得x=,令f′(x)>0,則x>;令f′(x)<0,則0

35、以f(x)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以f(x)的極小值(也是最小值)為-ln =. 答案: 9.若函數(shù)f(x)=x2-4ex-ax在R上存在單調(diào)遞增區(qū)間,則實數(shù)a的取值范圍為________. 解析:因為f(x)=x2-4ex-ax,所以f′(x)=2x-4ex-a.由題意,f′(x)=2x-4ex-a>0,即a<2x-4ex有解,即a<(2x-4ex)max即可.令g(x)=2x-4ex,則g′(x)=2-4ex.令g′(x)=0,解得x=-ln 2.當x∈(-∞,-ln 2)時,函數(shù)g(x)=2x-4ex單調(diào)遞增;當x∈(-ln 2,+∞)時,函數(shù)g(x)=2x-4ex單調(diào)遞減.

36、所以當x=-ln 2時,g(x)=2x-4ex取得最大值-2-2ln 2,所以a<-2-2ln 2. 答案:(-∞,-2-2ln 2) 三、解答題 10.已知函數(shù)f(x)=ln x-ax2+x,a∈R. (1)當a=0時,求曲線y=f(x)在點(e,f(e))處的切線方程; (2)討論f(x)的單調(diào)性. 解:(1)當a=0時,f(x)=ln x+x, f(e)=e+1,f′(x)=+1,f′(e)=1+,所以曲線y=f(x)在點(e,f(e))處的切線方程為y-(e+1)=(x-e),即y=x. (2)f′(x)=-2ax+1=,x>0, ①當a≤0時,顯然f′(x)>0,所以

37、f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增; ②當a>0時,令f′(x)==0,則-2ax2+x+1=0,易知其判別式為正, 設(shè)方程的兩根分別為x1,x2(x10. 令f′(x)>0,得x∈(0,x2),令f′(x)<0得x∈(x2,+∞),其中x2=. 所以函數(shù)f(x)在上單調(diào)遞增, 在上單調(diào)遞減. 11.已知常數(shù)a≠0,f(x)=aln x+2x. (1)當a=-4時,求f(x)的極值; (2)當f(x)的最小值不小于-a時,求實數(shù)a的取值范圍. 解:(1)由已知得f(x)的定義域為(0,+∞),

38、f′(x)=+2=. 當a=-4時,f′(x)=. 所以當02時,f′(x)>0,即f(x)單調(diào)遞增. 所以f(x)只有極小值,且在x=2時,f(x)取得極小值f(2)=4-4ln 2. 所以當a=-4時,f(x)只有極小值4-4ln 2. (2)因為f′(x)=, 所以當a>0,x∈(0,+∞)時,f′(x)>0, 即f(x)在x∈(0,+∞)上單調(diào)遞增,沒有最小值; 當a<0時,由f′(x)>0得,x>-, 所以f(x)在上單調(diào)遞增; 由f′(x)<0得,x<-, 所以f(x)在上單調(diào)遞減. 所以當a<0

39、時,f(x)的最小值為極小值,即f=aln-a. 根據(jù)題意得f=aln-a≥-a, 即a[ln(-a)-ln 2]≥0. 因為a<0,所以ln(-a)-ln 2≤0,解得a≥-2, 綜上實數(shù)a的取值范圍是[-2,0). 12.(2019·廣州市調(diào)研測試)已知函數(shù)f(x)=xex+a(ln x+x). (1)若a=-e,求f(x)的單調(diào)區(qū)間; (2)當a<0時,記f(x)的最小值為m,求證:m≤1. 解:(1)當a=-e時,f(x)=xex-e(ln x+x),f(x)的定義域是(0,+∞). f′(x)=(x+1)ex-e=(xex-e). 當0

40、當x>1時.f′(x)>0. 所以函數(shù)f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(0,1),單調(diào)遞增區(qū)間為(1,+∞). (2)證明:f(x)的定義域是(0,+∞),f′(x)=(xex+a), 令g(x)=xex+a,則g′(x)=(x+1)ex>0,g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增. 因為a<0,所以g(0)=a<0,g(-a)=-ae-a+a>-a+a=0, 故存在x0∈(0,-a),使得g(x0)=x0ex0+a=0. 當x∈(0,x0)時,g(x)<0,f′(x)=(xex+a)<0,f(x)單調(diào)遞減; 當x∈(x0,+∞)時,g(x)>0,f′(x)=(xex+a)>0,f(x)單調(diào)遞增. 故x=x0時,f(x)取得最小值,即m=f(x0)=x0ex0+a(ln x0+x0). 由x0ex0+a=0得m=x0ex0+a ln(x0ex0)=-a+a ln(-a), 令x=-a>0,h(x)=x-x ln x,則h′(x)=1-(1+ln x)=-ln x, 當x∈(0,1)時,h′(x)=-ln x>0,h(x)=x-xln x單調(diào)遞增, 當x∈(1,+∞)時,h′(x)=-ln x<0,h(x)=x-xln x單調(diào)遞減, 故x=1,即a=-1時,h(x)=x-x ln x取得最大值1,故m≤1. - 17 -

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