新高考数学一轮复习《导数小题综合练》课时练习(2份打包,教师版+原卷版)
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新高考数学一轮复习《导数小题综合练》课时练习一 、选择题1.点P是曲线y=f(x)=x2﹣ln x上任意一点,则点P到直线x﹣y﹣2=0的最短距离为( )A. B. C. D.【答案解析】答案为:D解析:由y=f(x)=x2﹣ln x,可得f′(x)=2x﹣(x>0),令f′(x)=1,即1=2x﹣(x>0),解得x=1或x=﹣(舍).曲线上距离直线最近的点的坐标为(1,1),则距离为d== .2.若曲线f(x)=ln x﹣(a+1)x存在与直线x﹣2y+1=0垂直的切线,则实数a的取值范围为( )A.(﹣,+∞) B.[﹣,+∞ C.(1,+∞) D.[1,+∞)【答案解析】答案为:C解析:函数f(x)=ln x﹣x,x>0,则f′(x)=﹣a﹣1,若函数f(x)存在与直线x﹣2y+1=0垂直的切线,可得﹣a﹣1=﹣2有大于0的解,则=a﹣1>0,解得a>1,则实数a的取值范围是(1,+∞).3.函数f(x)=﹣x3+12x+6在区间[﹣,3]上的零点个数是( )A.0 B.1 C.2 D.3【答案解析】答案为:A解析:f′(x)=﹣3x2+12,令f′(x)=0,得x=±2.所以当x∈[﹣,2)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当x∈(2,3]时,f′(x)<0,f(x)单调递减,所以f(x)的极大值为f(2)=22.因为f(﹣)>0,f(3)>0,所以函数f(x)在区间[﹣,3]上没有零点.4.设函数f(x)=ln x+ax2﹣x,若x=1是函数f(x)的极大值点,则函数f(x)的极小值为( )A.ln 2﹣2 B.ln 2﹣1 C.ln 3﹣2 D.ln 3﹣1【答案解析】答案为:A解析:∵f(x)=ln x+ax2﹣x(x>0),∴f′(x)=+2ax﹣,∵x=1是函数f(x)的极大值点,∴f′(1)=1+2a﹣=2a﹣=0,解得a=,∴f′(x)=+﹣==,∴当0<x<1时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当1<x<2时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x>2时,f′(x)>0,f(x)单调递增;∴当x=2时,f(x)有极小值,且极小值为f=ln 2﹣2.5.已知函数f(x)=sin 2x+2cos x(0≤x≤π),则f(x)( )A.在[0,]上单调递增 B.在[0,]上单调递减C.在[,]上单调递减 D.在[,]上单调递增【答案解析】答案为:C解析:令f′(x)=2cos 2x﹣2sin x=﹣2(2sin 2x+sin x﹣1)>0⇒(2sin x﹣1)(sin x+1)<0,0≤x≤π,故﹣1<sin x<⇒x∈[0,)∪(,π],故f(x)在[0,)和(,π]上单调递增,在[,]上单调递减.6.已知函数f(x)=ln x﹣(m<0)在区间[1,e]上取得最小值4,则m的值为( )A.﹣e2 B.﹣e3 C.﹣2e D.﹣3e【答案解析】答案为:D解析:f′(x)=+=.令f′(x)=0得x=﹣m,且当0<x<﹣m时,f′(x)<0,f(x)单调递减,当x>﹣m时,f′(x)>0,f(x)单调递增.当﹣m≤1,即﹣1≤m<0时,f(x)min=f(1)=﹣m≤1,不可能等于4,故不符合题意;当1<﹣m<e,即﹣e<m<﹣1时,f(x)min=f(﹣m)=ln(﹣m)+1,当ln(﹣m)+1=4时,得m=﹣e3∉(﹣e,﹣1),故不符合题意;当﹣m≥e,即m≤﹣e时,f(x)min=f(e)=1﹣,令1﹣=4,得m=﹣3e,符合题意.综上所述,m=﹣3e.7.若当x>0时,函数f(x)=2﹣ex+mx2有两个极值点,则实数m的取值范围是( )A.(,+∞) B.(0,) C.(0,2e) D.(2e,+∞)【答案解析】答案为:A解析:因为函数f(x)=2﹣ex+mx2,则f′(x)=﹣ex+2mx,若当x>0时,函数f(x)=2﹣ex+mx2有两个极值点,则f′(x)=﹣ex+2mx=0在x∈(0,+∞)上有两个根,即m=在x∈(0,+∞)上有两个解,令g(x)=,则g′(x)==,当x>1时,g′(x)>0,则g(x)在x∈(1,+∞)上单调递增,当0<x<1时,g′(x)<0,则g(x)在x∈上单调递减,所以函数g(x)=在x=1处取得最小值,即g(1)=,又x→0+时,g(x)→+∞,当x→+∞时,g(x)→+∞,故m>.二 、多选题8. (多选)已知函数f(x)=﹣x3+ax2+bx+c,下列结论中正确的是( )A.∃x0∈R,f(x0)=0B.若f(x)有极大值M,极小值m,则必有M>mC.若x0是f(x)的极小值点,则f(x)在区间上单调递减D.若f′(x0)=0,则x0是f(x)的极值点【答案解析】答案为:ABC.解析:因为当x→+∞时,f(x)→﹣∞,当x→﹣∞时,f(x)→+∞,由零点存在定理知∃x0∈R,f(x0)=0,故A正确;因为f′(x)=﹣3x2+2ax+b,若f(x)有极大值M,极小值m,则f′(x)=0有两根x1,x2,不妨设x1<x2,易得f(x)在(x1,x2)上单调递增,在(﹣∞,x1),(x2,+∞)上单调递减,所以f(x2)=M>f(x1)=m,故B,C正确;导数为0的点不一定是极值点,故D错误.9. (多选)已知函数f(x)=sin x﹣xcos x,现给出如下结论,其中正确的结论为( )A.f(x)是奇函数B.0是f(x)的极值点C.f(x)在区间(﹣,)上有且仅有三个零点D.f(x)的值域为R【答案解析】答案为:AD.解析:由题意,函数f(x)=sin x﹣xcos x的定义域为R关于原点对称,又由f(﹣x)=sin (﹣x)+xcos(﹣x)=﹣(sin x﹣xcos x)=﹣f(x),所以函数f(x)为奇函数,所以A项正确;又由f′(x)=cos x﹣cos x+xsin x=xsin x,当x∈(﹣,0)时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;当x∈(0,)时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增,所以0不是函数f(x)的极值点,所以B不正确;又由f(0)=0,所以函数f(x)在区间(﹣,)上有且仅有一个零点,所以C不正确;例如当x=2kπ,k∈Z时,可得f(2kπ)=﹣2kπ,当k→+∞且k∈Z,f(x)→﹣∞,当x=2kπ+π,k∈Z时,可得f(2kπ+π)=2kπ+π,当k→+∞且k∈Z,f(x)→+∞,由此可得函数的值域为R,所以D正确.10. (多选)若0<x1<x2<1,e为自然数对数的底数,则下列结论错误的是( )A.x2<x1 B.x2>x1C.﹣>ln x2﹣ln x1 D.﹣<ln x2﹣ln x1【答案解析】答案为:ACD解析:令f(x)=,由f′(x)==,当x<1时,f′(x)<0,故f(x)=在(0,1)上单调递减,所以>⇒x2>x1,则A错,B正确;令g(x)=ln x﹣ex,则g′(x)=﹣ex,当x=时,有g′()=2﹣>0,当x=1时,有g′(1)=1﹣e<0,所以存在x0∈(,1),有g′(x0)=0,所以g(x)在(0,1)上不单调.在C中,﹣>ln x2﹣ln x1化为ln x1﹣>ln x2﹣,因为0<x1<x2<1,故C错误;在D中,﹣<ln x2﹣ln x1化为ln x1﹣<ln x2﹣,则D错误.三 、填空题11.已知函数f(x)=,则曲线y=f(x)在(0,0)处的切线方程为________.【答案解析】答案为:y=x.解析:因为f′(x)=,f′=1,f(0)=0,所以切线方程为y=x.12.已知函数f(x)=﹣x3+ax2﹣x﹣1在(﹣∞,+∞)上是单调函数,则实数a的取值范围是________.【答案解析】答案为:[﹣,].解析:由题意,函数f(x)=﹣x3+ax2﹣x﹣1,则f′(x)=﹣3x2+2ax﹣1,因为函数f(x)在(﹣∞,+∞)上是单调函数,所以Δ=(2a)2﹣4×(﹣3)×(﹣1)=4a2﹣12≤0,即a2≤3,解得﹣≤a≤,即实数a的取值范围是[﹣,].13.设函数f(x)=﹣﹣ax﹣bln x,若x=1是f(x)的极小值点,则a的取值范围为________.【答案解析】答案为:(﹣∞,﹣1).解析:函数f(x)=﹣﹣ax﹣bln x的定义域为(0,+∞),f′(x)=﹣a﹣=,x=1是f(x)的极小值点.则f′(1)=﹣a﹣b+1=0,所以b=1﹣a,f′(x)=﹣=﹣.(1)当a≥0时,由f′(x)<0得x>1,由f′(x)>0得,0<x<1,可得f(x)在上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.不满足条件.(2)当a<0时,由f′(x)=0,得x=1或x=﹣.若a=﹣1,则f′(x)≥0在定义域上恒成立,函数单调递增,不满足条件.若﹣1<a<0,则可得f(x)在上单调递增,在(1,﹣)上单调递减,在(﹣,+∞)上单调递增,则函数在x=1处有极大值,不满足条件.若a<﹣1,则可得f(x)在(0,﹣)上单调递增,在(﹣,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,则函数在x=1处有极小值,满足条件.所以满足条件的a的取值范围是a<﹣1.14.某企业拟建造一个容器(不计厚度,长度单位:米),该容器的下部为圆柱形,高为l,底面半径为r,上部为半径为r的半球形,按照设计要求,容器的体积为π立方米.假设该容器的建造费用仅与其表面积有关,已知圆柱形部分每平方米建造费用为3万元,半球形部分每平方米建造费用为4万元,则该容器的建造费用最小时,半径r的值为________.【答案解析】答案为:.解析:由题意知V=πr2l+×πr3=πr2l+πr3=π,故l==﹣r=,由l>0可知0<r<.∴建造费用y=×3+×4πr2×4=6πr×+11πr2=+7πr2(0<r<),则y′=14πr﹣=.当r∈(0,)时,y′<0,r∈(,)时,y′>0.∴当r=时,该容器的建造费用最小.
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