(步步高 高中理科数学 教学资料)第2讲 第1课时 利用导数研究函数的单调性.doc

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1、第第 2 讲讲导数的应用导数的应用 一、选择题 1.函数 f(x)xln x,则() A.在(0,)上递增B.在(0,)上递减 C.在 0,1 e 上递增D.在 0,1 e 上递减 解析f(x)的定义域为(0, ),f(x)ln x1,令 f(x)0 得 x1 e,令 f(x)0 得 0 x0. 答案C 3.已知函数 f(x)1 2x 3ax4,则“a0”是“f(x)在 R 上单调递增”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f(x)3 2x 2a,当 a0 时,f(x)0 恒成立,故“a0”是“f(x)在 R 上单 调递增”的充分不必要条件.

2、 答案A 4.已知函数 yf(x)的图象是下列四个图象之一, 且其导函数 yf (x)的图象如图所示,则该函数的图象是() 解析由 yf(x)的图象知,yf(x)在1,1上为增函数,且在区间(1,0) 上增长速度越来越快,而在区间(0,1)上增长速度越来越慢. 答案B 5.设函数 f(x)1 2x 29ln x 在区间a1,a1上单调递减,则实数 a 的取值范 围是() A.(1,2B.(4, C.,2)D.(0,3 解析f(x)1 2x 29ln x,f(x)x9 x(x0), 当 x9 x0 时,有 00 且 a13,解得 10 得 x1. 答案(1,) 7.已知 a0,函数 f(x)(x

3、22ax)ex,若 f(x)在1,1上是单调减函数,则实 数 a 的取值范围是_. 解析f(x)(2x2a)ex(x22ax)ex x2(22a)x2aex, 由题意当 x1,1时,f(x)0 恒成立, 即 x2(22a)x2a0 在 x1,1时恒成立. 令 g(x)x2(22a)x2a, 则有 g(1)0, g(1)0, 即 (1)2(22a)(1)2a0, 1222a2a0, 解得 a3 4. 答案 3 4, 8.(2017合肥模拟)若函数 f(x)1 3x 31 2x 22ax 在 2 3,上存在单调递增区 间,则实数 a 的取值范围是_. 解析对 f(x)求导,得 f(x)x2x2a

4、x1 2 2 1 42a. 当 x 2 3,时, f(x)的最大值为 f 2 3 2 92a. 令2 92a0,解得 a 1 9. 所以实数 a 的取值范围是 1 9,. 答案 1 9, 三、解答题 9.(2016北京卷)设函数 f(x)xea xbx,曲线 yf(x)在点(2,f(2)处的切线方程 为 y(e1)x4. (1)求 a,b 的值; (2)求 f(x)的单调区间. 解(1)f(x)xea xbx,f(x)(1x)eaxb. 由题意得 f(2)2e2, f(2)e1,即 2ea 22b2e2, ea 2be1, 解得 a2,be. (2)由(1)得 f(x)xe2 xex, 由 f

5、(x)e2 x(1xex1)及 e2x0 知,f(x)与 1xex1 同号. 令 g(x)1xex 1,则 g(x)1ex1. 当 x(,1)时,g(x)0,g(x)在(1,)上递增, g(x)g(1)1 在 R 上恒成立, f(x)0 在 R 上恒成立. f(x)的单调递增区间为(,). 10.设函数 f(x)1 3x 3a 2x 21. (1)若 a0,求函数 f(x)的单调区间; (2)设函数 g(x)f(x)2x,且 g(x)在区间(2,1)内存在单调递减区间,求实 数 a 的取值范围. 解(1)由已知得,f(x)x2axx(xa)(a0), 当 x(,0)时,f(x)0; 当 x(0

6、,a)时,f(x)0. 所以函数 f(x)的单调递增区间为(,0),(a,), 单调递减区间为(0,a). (2)g(x)x2ax2,依题意,存在 x(2,1), 使不等式 g(x)x2ax20 成立, 即 x(2,1)时,a x2 x max 2 2, 当且仅当 x2 x即 x 2时等号成立. 所以满足要求的实数 a 的取值范围是(,2 2). 11.(2017承德调考)已知 f(x)是可导的函数,且 f(x)f(x)对于 xR 恒成立,则 () A.f(1)e2 017f(0) B.f(1)ef(0),f(2 017)e2 017f(0) C.f(1)ef(0),f(2 017)e2 01

7、7f(0) D.f(1)ef(0),f(2 017)e2 017f(0) 解析令 g(x)f(x) ex , 则 g(x) f(x) exf(x)e xf(x) (ex) e2x f(x)f(x) ex 0, 所以函数 g(x)f(x) ex 在 R 上是单调减函数, 所以 g(1)g(0),g(2 017)g(0), 即f(1) e1 f(0) 1 ,f(2 017) e2 017 f(0) 1 , 故 f(1)ef(0),f(2 017)e2 017f(0). 答案D 12.(2016全国卷)若函数 f(x)x1 3sin 2xasin x 在(,)上单调递增, 则 a 的取值范围是()

8、A.1,1B. 1,1 3 C. 1 3, 1 3D. 1,1 3 解析f(x)x1 3sin 2xasin x, f(x)12 3cos 2xacos x 4 3cos 2xacos x5 3. 由 f(x)在 R 上单调递增,则 f(x)0 在 R 上恒成立. 令 tcos x,t1,1,则4 3t 2at5 30, 在 t1,1上恒成立. 4t23at50 在 t1,1上恒成立. 令 g(t)4t23at5, 则 g(1)3a10, g(1)3a10. 解之得1 3a 1 3. 答案C 13.已知函数 f(x)1 2x 24x3ln x 在区间t,t1上不单调,则实数 t 的取值 范围是

9、_. 解析由题意知 f(x)x43 x (x1) (x3) 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,t1)内,函数 f(x)在区间t,t1上就不单调,由 t1t1 或 t3t1,得 0t1 或 2t0 时,f(x)的增区间为(0,1), 减区间为(1,); 当 a0 时,f(x)的增区间为(1,),减区间为(0,1); 当 a0 时,f(x)不是单调函数. (2)由(1)及题意得 f(2)a 21,即 a2, f(x)2ln x2x3,f(x)2x2 x . g(x)x3 m 2 2 x22x, g(x)3x2(m4)x2. g(x)在区间(t,3)上总不是单调函数, 即 g(x)0 在区间(t,3)上有变号零点. 由于 g(0)2, g(t)0. 当 g(t)0, 即 3t2(m4)t20 对任意 t1,2恒成立, 由于 g(0)0,故只要 g(1)0 且 g(2)0, 即 m5 且 m9,即 m0,即 m37 3 , 所以37 3 m9, 即实数 m 的取值范围是 37 3 ,9 .

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