高中数学高考2018高考数学（理）大一轮复习习题：第三章 导数及其应用 课时达标检测（十五） 导数与函数的单调性 Word版含答案

课时达标检测（十五）  导数与函数的单调性

1．函数f(x)＝ex－ex，x∈R的单调递增区间是(　　)

A．(0，＋∞)　　　　　　　　　B．(－∞，0)

C．(－∞，1)   D．(1，＋∞)

解析：选D　由题意知，f′(x)＝ex－e，令f′(x)>0，解得x>1，故选D.

2．已知函数f(x)＝x3＋ax＋4，则“a＞0”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：选A　f′(x)＝x2＋a，当a>0时，f′(x)>0，即a>0时，f(x)在R上单调递增，由f(x)在R上单调递增，可得a≥0.故“a＞0”是“f(x)在R上单调递增”的充分不必要条件．

3.已知函数f(x)的导函数f′(x)＝ax2＋bx＋c的图象如图所示，则f(x)的图象可能是(　　)

解析：选D　当x<0时，由导函数f′(x)＝ax2＋bx＋c<0，知相应的函数f(x)在该区间内单调递减；当x>0时，由导函数f′(x)＝ax2＋bx＋c的图象可知，导函数在区间(0，x1)内的值是大于0的，则在此区间内函数f(x)单调递增．只有D选项符合题意．

4．若函数f(x)＝sin x＋ax为R上的减函数，则实数a的取值范围是________．

解析：∵f′(x)＝cos x＋a，由题意可知，f′(x)≤0对任意的x∈R都成立，∴a≤－1，故实数a的取值范围是(－∞，－1]．

答案：(－∞，－1]

5．已知函数f(x)的导函数为f′(x)＝5＋cos 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________．

解析：∵导函数f′(x)是偶函数，且f(0)＝0，∴原函数f(x)是奇函数，∴所求不等式变形为f(1－x)<f(x2－1)，∵导函数值恒大于0，∴原函数在定义域上单调递增，又f(x)的定义域为(－1,1)，∴－1<1－x<x2－1<1，解得1<x<，∴实数x的取值范围是(1，)．

答案：(1，)

一、选择题

1．已知函数f(x)＝x2－5x＋2ln x，则函数f(x)的单调递增区间是(　　)

A.和(1，＋∞)   B．(0,1)和(2，＋∞)

C.和(2，＋∞)   D．(1,2)

解析：选C　函数f(x)＝x2－5x＋2ln x的定义域是(0，＋∞)，令f′(x)＝2x－5＋＝＝>0，解得0<x<或x>2，故函数f(x)的单调递增区间是，(2，＋∞)．

2．若函数f(x)＝x3－tx2＋3x在区间上单调递减，则实数t的取值范围是(　　)

A.   B.

C.  D.

解析：选C　f′(x)＝3x2－2tx＋3，由于f(x)在区间上单调递减，则有f′(x)≤0在上恒成立，

即3x2－2tx＋3≤0在上恒成立，则t≥在上恒成立，因为y＝在上单调递增，所以t≥＝，故选C.

3.已知函数f(x)＝x3＋bx2＋cx＋d的图象如图所示，则函数y＝log2x2＋bx＋的单调递减区间为(　　)

A.   B．   D．(－∞，－2)

解析：选D　因为f(x)＝x3＋bx2＋cx＋d，所以f′(x)＝3x2＋2bx＋c，由图可知f′(－2)＝f′(3)＝0，所以解得令g(x)＝x2＋bx＋，则g(x)＝x2－x－6，g′(x)＝2x－1，由g(x)＝x2－x－6>0，解得x<－2或x>3.当x<时，g′(x)<0，所以g(x)＝x2－x－6在(－∞，－2)上为减函数，所以函数y＝log2的单调递减区间为(－∞，－2)．

4．(2017·甘肃诊断考试)函数f(x)在定义域R内可导，若f(x)＝f(2－x)，且当x∈(－∞，1)时，(x－1)f′(x)<0，设a＝f(0)，b＝f，c＝f(3)，则(　　)

A．a<b<c   B．c<b<a

C．c<a<b   D．b<c<a

解析：选C　因为当x∈(－∞，1)时，(x－1)f′(x)<0，所以f′(x)>0，所以函数f(x)在(－∞，1)上是单调递增函数，所以a＝f(0)<f＝b，又f(x)＝f(2－x)，所以c＝f(3)＝f(－1)，所以c＝f(－1)<f(0)＝a，所以c<a<b，故选C.

5．若函数f(x)＝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)

解析：选D　由题意知，f′(x)＝1－，∵函数f(x)＝x＋(b∈R)的导函数在区间(1,2)上有零点，∴当1－＝0时，b＝x2，又x∈(1,2)，∴b∈(1,4)．令f′(x)＞0，解得x＜－或x＞，即f(x)的单调递增区间为(－∞，－)，(，＋∞)，∵b∈(1,4)，∴(－∞，－2)符合题意，故选D.

6．已知y＝f(x)为(0，＋∞)上的可导函数，且有f′(x)＋>0，则对于任意的a，b∈(0，＋∞)，当a>b时，有(　　)

A．af(a)<bf(b)   B．af(a)>bf(b)

C．af(b)>bf(a)   D．af(b)<bf(a)

解析：选B　由f′(x)＋>0得>0，即>0，即′x>0.∵x>0，∴′>0，即函数y＝xf(x)为增函数，由a，b∈(0，＋∞)且a>b，得af(a)>bf(b)，故选B.

二、填空题

7．若幂函数f(x)的图象过点，则函数g(x)＝exf(x)的单调递减区间为________．

解析：设幂函数为f(x)＝xα，因为图象过点，所以＝α，α＝2，所以f(x)＝x2，故g(x)＝exx2，令g′(x)＝exx2＋2exx＝ex(x2＋2x)<0，得－2<x<0，故函数g(x)的单调递减区间为(－2,0)．

答案：(－2,0)

8．已知函数f(x)＝x2＋2ax－ln x，若f(x)在区间上是增函数，则实数a的取值范围为________．

解析：f′(x)＝x＋2a－≥0在上恒成立，即2a≥－x＋在上恒成立，∵max＝，∴2a≥，即a≥.

答案：

9．已知R上可导函数f(x)的图象如图所示，则不等式(x2－2x－3)·f′(x)>0的解集为________．

解析：由题图可知，

不等式(x2－2x－3)f′(x)>0等价于或解得x∈(－∞，－1)∪(3，＋∞)∪(－1,1)．

答案：(－∞，－1)∪(3，＋∞)∪(－1,1)

10．若函数f(x)＝－x3＋x2＋2ax在上存在单调递增区间，则a的取值范围是________．

解析：对f(x)求导，得f′(x)＝－x2＋x＋2a＝－2＋＋2a.当x∈时，f′(x)的最大值为f′＝＋2a.令＋2a＞0，解得a＞－.所以a的取值范围是.

答案：

三、解答题

11．已知函数f(x)＝x－＋1－aln x，a>0.讨论f(x)的单调性．

解：由题意知，f(x)的定义域是(0，＋∞)，导函数f′(x)＝1＋－＝.

设g(x)＝x2－ax＋2，二次方程g(x)＝0的判别式Δ＝a2－8.

①当Δ<0，即0<a<2时，对一切x>0都有f′(x)>0.

此时f(x)是(0，＋∞)上的单调递增函数．

②当Δ＝0，即a＝2 时，仅对x＝有f′(x)＝0，对其余的x>0都有f′(x)>0.此时f(x)是(0，＋∞)上的单调递增函数．

③当Δ>0，即a>2时，方程g(x)＝0有两个不同的实根x1＝，x2＝，0<x1<x2.

所以f(x)，f′(x)随x的变化情况如下表：

此时f(x)在上单调递增，在，上单调递减，在上单调递增．

12．(2017·郑州质检)已知函数f(x)＝aln x－ax－3(a∈R)．

(1)求函数f(x)的单调区间；

(2)若函数y＝f(x)的图象在点(2，f(2))处的切线的倾斜角为45°，对于任意的t∈，函数g(x)＝x3＋x2·在区间(t,3)上总不是单调函数，求m的取值范围．

解：(1)函数f(x)的定义域为(0，＋∞)，且f′(x)＝.当a＞0时，f(x)的增区间为(0,1)，减区间为(1，＋∞)；

当a＜0时，f(x)的增区间为(1，＋∞)，减区间为(0,1)；

当a＝0时，f(x)不是单调函数．

(2)由(1)及题意得f′(2)＝－＝1，即a＝－2，

∴f(x)＝－2ln x＋2x－3，f′(x)＝.

∴g(x)＝x3＋x2－2x，

∴g′(x)＝3x2＋(m＋4)x－2.

∵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，即3t2＋(m＋4)t－2＜0对任意t∈恒成立，

由于g′(0)＜0，故只要g′(1)＜0且g′(2)＜0，

即m＜－5且m＜－9，

即m＜－9；

由g′(3)＞0，得m＞－.

所以－＜m＜－9.

即实数m的取值范围是.