KS5U2009届新课标数学考点预测:导数及其应用
更新时间:2024-06-21 11:41:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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KS5U2010届新课标数学考点预测(15)
导数及其应用
一、考点介绍
导数属于新增内容,是高中数学知识的一个重要的交汇点,命题范围非常广泛,为高考考查函数提供了广阔天地,处于一种特殊的地位,不但一定出大题而相应有小题出现。主要考查导数有关的概念、计算和应用。利用导数工具研究函数的有关性质,把导数应用于单调性、极值等传统、常规问题的同时,进一步升华到处理与自然数有关的不等式的证明,是函数知识和不等式知识的一个结合体,它的解题又融合了转化、分类讨论、函数与方程、数形结合等数学思想与方法,不但突出了能力的考查,同时也注意了高考重点与热点,这一切对考查考生的应用能力和创新意识都大有益处。
1.了解导数概念的某些实际背景(如瞬时速度、加速度、光滑曲线切线的斜率等);掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义;理解导函数的概念.
2.熟记基本导数公式;掌握两个函数和、差、积、商的求导法则.了解复合函数的求导法则,会求某些简单函数的导数.
3.理解可导函数的单调性与其导数的关系;了解可导函数在某点取得极值的必要条件和充分条件(导数在极值点两侧异号);会求一些实际问题(一般指单峰函数)的最大值和最小值.
二、高考真题
1.(2008全国一21).(本小题满分12分)(注意:在试题卷上作答无效) .........已知函数f(x)?x?ax?x?1,a?R. (Ⅰ)讨论函数f(x)的单调区间;
32(Ⅱ)设函数f(x)在区间??,??内是减函数,求a的取值范围. 解:(1)f(x)?x?ax?x?1
2求导:f?(x)?3x?2ax?1
2?2?31?3?32当a≤3时,?≤0,f?(x)≥0
f(x)在R上递增
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?a?a2?3当a?3,f?(x)?0求得两根为x?
32???a?a2?3?a?a2?3??a?a2?3?即f(x)在???,,?递增,??递减,
????333??????a?a2?3?,???递增 ???3????a???(2)???a???a2?32≤?33a2?31≥?337 4,且a2?3 解得:a≥2.(2008全国二21).(本小题满分12分) 设a?R,函数f(x)?ax3?3x2.
(Ⅰ)若x?2是函数y?f(x)的极值点,求a的值;
2],在x?0处取得最大值,求a的取值范围. (Ⅱ)若函数g(x)?f(x)?f?(x),x?[0,解:(Ⅰ)f?(x)?3ax2?6x?3x(ax?2).
因为x?2是函数y?f(x)的极值点,所以f?(2)?0,即6(2a?2)?0,因此a?1. 经验证,当a?1时,x?2是函数y?f(x)的极值点. ············· 4分 (Ⅱ)由题设,g(x)?ax?3x?3ax?6x?ax(x?3)?3x(x?2).
32222]上的最大值为g(0)时, 当g(x)在区间[0,6g(0)≥g(2), 即0≥20a?24.故得a≤. ·············· 9分
562], 反之,当a≤时,对任意x?[0,56g(x)≤x2(x?3)?3x(x?2)
53x3x?(2x2?x?10)?(2x?5)(x?2)≤0, 552]上的最大值为g(0). 而g(0)?0,故g(x)在区间[0,综上,a的取值范围为???,?. ······················ 12分
??6?5?欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com
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3.(2008山东卷21)(本小题满分12分)
已知函数f(x)?1?aln(x?1),其中n∈N*,a为常数. n(1?x)(Ⅰ)当n=2时,求函数f(x)的极值;
(Ⅱ)当a=1时,证明:对任意的正整数n,当x≥2时,有f(x)≤x-1. (Ⅰ)解:由已知得函数f(x)的定义域为{x|x>1}, 当n=2时,f(x)?1?aln(x?1), 2(1?x)2?a(1?x)2 所以 f(x)?. 3(1?x)(1)当a>0时,由f(x)=0得
x1?1?22>1,x2?1?<1, aa?a(x?x1)(x?x2).
(1?x)3此时 f′(x)=
当x∈(1,x1)时,f′(x)<0,f(x)单调递减; 当x∈(x1+∞)时,f′(x)>0, f(x)单调递增.
(2)当a≤0时,f′(x)<0恒成立,所以f(x)无极值. 综上所述,n=2时, 当a>0时,f(x)在x?1?当a≤0时,f(x)无极值. (Ⅱ)证法一:因为a=1,所以f(x)? 当n为偶数时,
令g(x)?x?1?22a2处取得极小值,极小值为f(1?)?(1?ln). aa2a1?ln(x?1).
(1?x)n1?ln(x?1), n(1?x)n1x?2n???>0(x≥2).
(x?1)n?1x?1x?1(x?1)n?1则 g′(x)=1+
所以当x∈[2,+∞]时,g(x)单调递增, 又 g(2)=0 因此g(x)?x?1?1?ln(x?1)≥g(2)=0恒成立, n(x?1) 所以f(x)≤x-1成立.
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当n为奇数时,
要证f(x)≤x-1,由于
1<0,所以只需证ln(x-1) ≤x-1, n(1?x) 令 h(x)=x-1-ln(x-1), 则 h′(x)=1-
1x?2?≥0(x≥2), x?1x?1 所以 当x∈[2,+∞]时,h(x)?x?1?ln(x?1)单调递增,又h(2)=1>0, 所以当x≥2时,恒有h(x) >0,即ln(x-1)<x-1命题成立.
综上所述,结论成立. 证法二:当a=1时,f(x)?1?ln(x?1).
(1?x)n1≤1, n(1?x)
当x≤2,时,对任意的正整数n,恒有故只需证明1+ln(x-1) ≤x-1.
令h(x)?x?1?(1?ln(x?1))?x?2?ln(x?1),x??2,??? 则h?(x)?1?1x?2?, x?1x?1当x≥2时,h?(x)≥0,故h(x)在?2,???上单调递增, 因此 当x≥2时,h(x)≥h(2)=0,即1+ln(x-1) ≤x-1成立. 故 当x≥2时,有
1?ln(x?1)≤x-1. n(1?x) 即f(x)≤x-1. 4..(2008湖南卷21)(本小题满分13分)
x2已知函数f(x)=ln(1+x)-. 1?x2
(I) 求函数f(x)的单调区间; (Ⅱ)若不等式(1?)求?的最大值.
解: (Ⅰ)函数f(x)的定义域是(?1,??),
1na?a?e对任意的n?N*都成立(其中e是自然对数的底数).
2ln(1?x)x2?2x2(1?x)ln(1?x)?x2?2xf?(x)???. 221?x(1?x)(1?x)欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com
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设g(x)?2(1?x)ln(1?x)?x2?2x,则g?(x)?2ln(1?x)?2x. 令h(x)?2ln(1?x)?2x,则h?(x)?2?2x?2?. 1?x1?x当?1?x?0时, h?(x)?0, h(x)在(-1,0)上为增函数, 当x>0时,h?(x)?0,h(x)在(0,??)上为减函数.
所以h(x)在x=0处取得极大值,而h(0)=0,所以g?(x)?0(x?0), 函数g(x)在(?1,??)上为减函数. 于是当?1?x?0时,g(x)?g(0)?0, 当x>0时,g(x)?g(0)?0.
所以,当?1?x?0时,f?(x)?0,f(x)在(-1,0)上为增函数. 当x>0时,f?(x)?0,f(x)在(0,??)上为减函数.
故函数f(x)的单调递增区间为(-1,0),单调递减区间为(0,??).
(Ⅱ)不等式(1?)11?e等价于不等式(n?a)ln(1?)?1.由1??1知,
nn111?,x??0,1?,则 a??n. 设G(x)?1ln(1?x)xln(1?)nn?a1n11(1?x)ln2(1?x)?x2G?(x)????2.
(1?x)ln2(1?x)x2x(1?x)ln2(1?x)x2?0,即(1?x)ln2(1?x)?x2?0. 由(Ⅰ)知,ln(1?x)?1?x2所以G?(x)?0,x??0,1?,于是G(x)在?0,1?上为减函数. 故函数G(x)在?0,1?上的最小值为G(1)?所以a的最大值为
1?1. ln21?1. ln25..(2008陕西卷21).(本小题满分12分) 已知函数f(x)?kx?1(c?0且c?1,k?R)恰有一个极大值点和一个极小值点,其x2?c中一个是x??c.
(Ⅰ)求函数f(x)的另一个极值点;
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(Ⅱ)求函数f(x)的极大值M和极小值m,并求M?m≥1时k的取值范围.
k(x2?c)?2x(kx?1)?kx2?2x?ck解:(Ⅰ)f?(x)?,由题意知f?(?c)?0, ?2222(x?c)(x?c)2即得ck?2c?ck?0,(*)?c?0,?k?0.
由f?(x)?0得?kx?2x?ck?0,
由韦达定理知另一个极值点为x?1(或x?c?22). k22,即c?1?. c?1k当c?1时,k?0;当0?c?1时,k??2.
(Ⅱ)由(*)式得k??c)和(1,??)内是减函数,在(?c,1)内是增函数. (i)当k?0时,f(x)在(??,?M?f(1)?k?1k??0, c?12?kc?1?k2m?f(?c)?2??0,
c?c2(k?2)kk2由M?m??≥1及k?0,解得k≥2.
22(k?2)?c)和(1,??)内是增函数,在(?c,1)内是减函数. (ii)当k??2时,f(x)在(??,k?k2?M?f(?c)??0,m?f(1)??0
22(k?2)?k2k(k?1)2?1M?m???1?≥1恒成立.
2(k?2)2k?2综上可知,所求k的取值范围为(??,?2)?[2,??).
6.(2008重庆卷20)(本小题满分13分.(Ⅰ)小问5分.(Ⅱ)小问8分.)
设函数f(x)?ax?bx?c(a?0),曲线y=f(x)通过点(0,2a+3),且在点(-1,f(-1))
处的切线垂直于y轴.
(Ⅰ)用a分别表示b和c;
-x
(Ⅱ)当bc取得最小值时,求函数g(x)=-f(x)e的单调区间.
2解:(Ⅰ)因为f(x)?ax?bx?c,所以f?(x)?2ax?b.
2 又因为曲线y?f(x)通过点(0,2a+3),
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故f(0)?2a?3,而f(0)?c,从而c?2a?3.
又曲线y?f(x)在(-1,f(-1))处的切线垂直于y轴,故f?(?1)?0, 即-2a+b=0,因此b=2a.
329,
4439 故当a??时,bc取得最小值-.
4433 此时有b??,c?.
22323333 从而f(x)??x?x?,f?(x)??x?,
422223233?x?x g(x)??f(x)c?(x?x?)e,
42232?x?x 所以g?(x)?(f(x)?f?(x)e??(x?4)e.
4 (Ⅱ)由(Ⅰ)得bc?2a(2a?3)?4(a?)? 令g?(x)?0,解得x1??2,x2?2.
当x?(??,?2)时,g?(x)?0,故g(x)在x?(??,?2)上为减函数; 当x?(?2,2)时,g?(x)?0,故g(x)在x?(2,??)上为减函数. 当x?(2,??)时,g?(x)?0,故g(x)在x?(2,??)上为减函数.
由此可见,函数g(x)的单调递减区间为(-∞,-2)和(2,+∞);单调递增区间为(-2,2). 7.(2008福建卷19)(本小题满分12分) 已知函数f(x)?13x?x2?2. 32 (Ⅰ)设{an}是正数组成的数列,前n项和为Sn,其中a1=3.若点(an,an?1?2an?1)(n
∈N*)在函数y=f′(x)的图象上,求证:点(n,Sn)也在y=f′(x)的图象上; (Ⅱ)求函数f(x)在区间(a-1,a)内的极值.
本小题主要考查函数极值、等差数列等基本知识,考查分类与整合、转化与化归等数学思想
方法,考查分析问题和解决问题的能力.满分12分. (Ⅰ)证明:因为f(x)?213x?x2?2,所以f′(x)=x2+2x, 3? 由点(an,an?1?2an?1)(n?N)在函数y=f′(x)的图象上, 又an?0(n?N),所以(an?1?an)(an?1?an?2)?0,
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所以Sn?3n?n(n?1)?2=n2?2n,又因为f′(n)=n2+2n,所以Sn?f?(n), 2 故点(n,Sn)也在函数y=f′(x)的图象上.
x f′(x) f(x) (-∞,-2) + ↗ -2 0 极大值 (-2,0) - ↘ 0 0 极小值 (0,+∞) + ↗ (Ⅱ)解:f?(x)?x2?2x?x(x?2), 由f?(x)?0,得x?0或x??2.
当x变化时,f?(x)﹑f(x)的变化情况如下表: 注意到(a?1)?a?1?2,从而
①当a?1??2?a,即?2?a??1时,f(x)的极大值为f(?2)??值;
②当a?1?0?a,即0?a?1时,f(x)的极小值为f(0)??2,此时f(x)无极大值; ③当a??2或?1?a?0或a?1时,f(x)既无极大值又无极小值.
2,此时f(x)无极小3三、名校试题
1.(2008年潍坊市高三统一考试)
,定义在(0??的三个函数f(x)、g(x)、h(x),已知f(x)=lnx,g(x)=
x2?af(x),h(x)?x?ax,且g(x)在[1,2]为增函数,h(x)在(0,1)为减函数.
(I)求g(x),h(x)的表达式; (II)求证:当1 解(I)由题意:g(x)?x?af(x)?x?alnx. 22g?(x)=2x-2a?0,x?(1,2]恒成立. x∴a?2x,x?(1,2]恒成立. ?a?(2x2)最小?2,?a?2............................................2分 欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 8 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 又h?(x)?1??a1?02xx?(0,1)恒成立. ∴a?2x,x?(0,1),即a?(2,x)最大?2. ?a?2.?a?2.....................................................4分?g(x)=x2?2lnx;h(x)?x?2x...............................5分(II)?1?x?e2,?0?lnx?2, 欲证:x? 2?f(x). 2?f(x)只需证:x[2?f(x)]?2?f(x) 2(x-1) x+12(x?1)2(x-1)?lnx-. 记k(x)?f(x)?x?1x+1即证:f(x)?(x?1)2∴k?(x)?...........................7分 x(x?1)2∴当x>1时,k?(x)?0?k(x)在为增函数?????.9分 [1,??)?k(x)?k(1)?0,?k(x)?0. 即lnx?2(x-1)2(x?1)?0,?lnx? x+1x?1∴结论成立??????????????????..10分 (III)由 (1)知:g(x)?x2?2lnx,h(x)?x?2x. ∴C2对应表达式为h1(x)?x?2x?6 ∴问题转化成求函数g(x)?x2?2lnx与h1(x)?x?2x?6交点的个数. 即求方程:x?2lnx?x?2x?6的根的个数. 即: 22x?2lnx??x2?x?6...................................12分 2设h2(x)?2x?2lnx,h(3x)=-x?x?6. 欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 9 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 h?2(x)?12x(x?2)x?2???. xxxxx∴当x?(0,4)时,h?2(x)?0,h2(x)为减函数. 当x?(4,??)时,h?2(x)?0,h2(x)为增函数. 而h3(x)??x2?x?6的图象开口向下的抛物线 ∴h3(x)与h2(x)的大致图象如图: ∴h3(x)与h2(x)的交点个数为2个. 即C2与C3的交点个数为2个. 2.(湖南师大附中)(本小题满分14分)已知函数f(x)?1?ln(x?1)(x?0). x (Ⅰ)试判断函数f(x)在(0,??)上单调性并证明你的结论; (Ⅱ)若f(x)?k恒成立,求整数k的最大值; x?12n-3 (Ⅲ)求证:(1+1×2)(1+2×3)?[1+n(n+1)]>e.解:(I)f?(x)? . 1x11[?1?ln(x?1)]??[?ln(x?1)]????(2分) 22xx?1xx?11?x?0,?x2?0,?0,ln(x?1)?0,?f?(x)?0. x?1?f(x)在(0,?)上是减函数.????????????????????(4分) (II)f(x)?k(x?1)[1?ln(x?1)]恒成立,即h(x)??k恒成立. x?1x即h(x)的最小值大于k.??????????????????????(6分) x?1?ln(x?1),记g(x)?x?1?ln(x?1)(x?0). xx?0,?g(x)在(0,??)上单调递增, 则g?(x)?x?1h?(x)?又g(2)?1?ln3?0,g(3)?2?2ln2?0. ?g(x)?0存在唯一实根a,且满足a?(2,3),a?1?ln(a?1). 当x?a时,g(x)?0,h?(x)?0,当0?x?a时,g(x)?0,h?(x)?0. ∴h(x)min?h(a)?(a?1)[1?ln(a?1)]?a?1?(3,4) a故正整数k的最大值是3 ????????9分 欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 10 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 1?ln(x?1)3?(x?0) xx?13x33?1?2??2? ??????11分 ∴ln(x?1)?x?1x?1x(Ⅲ)由(Ⅱ)知 令x?n(n?1)(n?N*),则 ln[1?n(n?1)]?2?3 n(n?1)∴ln(1+1×2)+ln(1+2×3)+?+ln[1+n(n+1)] 333)?(2?)???[2?]1?21?3n(n?1)131?2n?3[????] 1?22?3n(n?1)13?2n?3(1?)?2n?3??2n?3n?1n?1?(2?∴(1+1×2)(1+2×3)?[1+n(n+1)]>e 3.(浙江省重点中学2008年5月) 2n-3 ??????14分 已知函数f(x)?ln(2?x)?x(x?0),数列{an}的前n项和为Sn,a1?an?1?f(Sn)?Sn(n?N*). 1,且2lPMQy(Ⅰ)求f(x)的最大值; (Ⅱ)证明:0?Sn?1; (Ⅲ)探究:数列{an}是否单调? 解:(Ⅰ)∵f(x)?ln(2?x)?x(x?0),∴0?x?2. ∵f/(x)?FAOxBm?1x?1,(2分) ?1= 2?xx?2∴当0?x?1时,f/(x)?0,f(x)在(0,1)上单调递增; 当1?x?2时,f/(x)?0,f(x)在(1,2)上单调递减. ∴在区间(0,2)内,f(x)max?f(1)?1.(2分) (Ⅱ)用数学归纳法证明: ① 当n?1时, ∵S1?a1?1,∴0?S1?1,0?Sn?1成立; 2② 假设当n?k时,0?Sk?1成立. 欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 11 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 当n?k?1时,由an?1?f(Sn)?Sn及an?1?Sn?1?Sn,得Sk?1?f(Sk),(2分) 由(Ⅰ) 知,f(x)在(0,1)上单调递增,所以f(0)?f(Sk)?f(1), 而f(0)?ln2?0,f(1)?ln(2?1)?1?1, 故0?Sk?1?1. ∴当n?k?1时,0?Sn?1也成立. 由①、②知,0?Sn?1对任意n?N*都成立.(4分) (Ⅲ)数列{an}单调递减.(1分) 理由如下: 当n?1时,a2?a1?ln(2?S1)?S1?ln(2?1)?1?ln3?lne?0, ∴a2?a1; 222当n?2时,由an?1?f(Sn)?Sn得an?1?ln(2?Sn). ∵an?1?an?ln(2?Sn)?ln(2?Sn?1)?ln2?Sn,(2分) 2?Sn?1又由 (Ⅱ) 知,0?Sn?1,∴1?2?Sn?2, ∴an?1?ln(2?Sn)?0,即Sn?1?Sn?0(n?N*) ∴1?2?Sn?2?Sn?1?2(n?N*且n?2), ∴ln2?Sn?0,∴an?1?an.(3分) 2?Sn?1综上,数列{an}单调递减. 2?x)?x(x?0),数列{an}的前n项和为Sn,a1?4.已知函数f(x)?ln(1,且2an?1?f(Sn)?Sn(n?N*). lPMQy(Ⅰ)求f(x)的最大值; (Ⅱ)证明:0?Sn?1; (Ⅲ)探究:数列{an}是否单调? 解:(Ⅰ)∵f(x)?ln(2?x)?x(x?0),∴0?x?2. ∵f/(x)?FAOxBm?1x?1,(2分) ?1= 2?xx?2∴当0?x?1时,f/(x)?0,f(x)在(0,1)上单调递增; 欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 12 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 当1?x?2时,f/(x)?0,f(x)在(1,2)上单调递减. ∴在区间(0,2)内,f(x)max?f(1)?1.(2分) (Ⅱ)用数学归纳法证明: ① 当n?1时, ∵S1?a1?1,∴0?S1?1,0?Sn?1成立; 2② 假设当n?k时,0?Sk?1成立. 当n?k?1时,由an?1?f(Sn)?Sn及an?1?Sn?1?Sn,得Sk?1?f(Sk),(2分) 由(Ⅰ) 知,f(x)在(0,1)上单调递增,所以f(0)?f(Sk)?f(1), 而f(0)?ln2?0,f(1)?ln(2?1)?1?1, 故0?Sk?1?1. ∴当n?k?1时,0?Sn?1也成立. 由①、②知,0?Sn?1对任意n?N*都成立.(4分) (Ⅲ)数列{an}单调递减.(1分) 理由如下: 当n?1时,a2?a1?ln(2?S1)?S1?ln(2?1)?1?ln3?lne?0, ∴a2?a1; 222当n?2时,由an?1?f(Sn)?Sn得an?1?ln(2?Sn). ∵an?1?an?ln(2?Sn)?ln(2?Sn?1)?ln2?Sn,(2分) 2?Sn?1又由 (Ⅱ) 知,0?Sn?1,∴1?2?Sn?2, ∴an?1?ln(2?Sn)?0,即Sn?1?Sn?0(n?N*) ∴1?2?Sn?2?Sn?1?2(n?N*且n?2), ∴ln2?Sn?0,∴an?1?an.(3分) 2?Sn?1综上,数列{an}单调递减. 5.(天津市十二区县重点中学) (本小题满分14分) y P M 1?|1已知函数f(x)?2ex|(其中e为自然对数的底数) x欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 13 F1 O F2x 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 (Ⅰ)判断f(x)的奇偶性; (Ⅱ)在(??,0)上求函数f(x)的极值; (Ⅲ)用数学归纳法证明:当x?0时,对任意正整数n都有f()?n!?x111x2?n ?11?|x||?x|解:(Ⅰ) f(?x)?e?2e?f(x)?f(x)是偶函数。??3分 2(?x)x1(Ⅱ)当x?0时,f(x)?2ex x?2111f?(x)?3ex?2ex(?2)??4ex(2x?1) ???5分 xxxx令f?(x)?0有x??0.5, 当x变化时f?(x),f(x)的变化情况如下表: 由表可 知: 1111x f?(x) f(x) 当x??1(??,) 2+ 增 ?1 2(?1,0) 20 极大值 - 减 ???7分 1?2时f(x)取极大值4e. 211?12?x(Ⅲ)当x?0时f(x)?2ex,?f()?xe ???8分 xx 考虑到:x?0时,不等式f()?n!?x1x2?n等价于xe2?x?n!?x2?n?xn?n!?ex?(1) 所以只要用数学归纳法证明不等式(1)对一切n?N都成立即可???9分 x(i)当n?1时,设g(x)?e?x,(x?0) ??x?0时,g?(x)?ex?1?0,?g(x)是增函数, ???10分 x故g(x)?g(0)?1?0,即e?x,(x?0) 欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 14 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 所以,当n?1时,不等式(1)都成立 ???11分 (ii)假设n?k(k?N?)时,不等式(1)都成立,即x?k!?e 当n?k?1时设h(x)?(k?1)!?ex?xk?1,(x?0) 有h?(x)?(k?1)!?ex?(k?1)xk?(k?1)(k!?ex?xk)?0 ???12分 故h(x)?(k?1)!?ex?xk?1,(x?0)为增函数, 所以,h(x)?h(0)?(k?1)!?0,即xk?1?(k?1)!?ex, ???13分 这说明当n?k?1时不等式(1)也都成立, 根据(i)(ii)可知不等式(1)对一切n?N都成立, 故原不等式对一切n?N都成立. ???14分 四、考点分类讲解 考点1 导数的概念 对概念的要求:了解导数概念的实际背景,掌握导数在一点处的定义和导数的几何意义,理解导函数的概念. 例1.(2007年北京卷)f?(x)是f(x)???kx13x?2x?1的导函数,则f?(?1)的值是 . 32[考查目的] 本题主要考查函数的导数和计算等基础知识和能力. 2[解答过程] ?f?(x)?x?2,?f?(?1)???1??2?3. 故填3. 例2. ( 2006年湖南卷)设函数f(x)?x?a,集合M={x|f(x)?0},P={x|f'(x)?0},若MP,则 x?1实数a的取值范围是 ( ) A.(-∞,1) B.(0,1) C.(1,+∞) D. [1,+∞) [考查目的]本题主要考查函数的导数和集合等基础知识的应用能力. [解答过程]由x?a?0,?当a>1时,1?x?a;当a<1时,a?x?1.x?1x?aa?1?x?a?x?1??x?a??y?,?y/?????0. ?22x?1?x?1??x?1??x?1?/ ?a?1.综上可得MP时,?a?1.考点2 曲线的切线 (1)关于曲线在某一点的切线 求曲线y=f(x)在某一点P(x,y)的切线,即求出函数y=f(x)在P点的导数就是曲线在该点的切线的斜率. (2)关于两曲线的公切线 若一直线同时与两曲线相切,则称该直线为两曲线的公切线. 典型例题 欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 15 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 例3.(2007年湖南文)已知函数f(x)?极值点. (I)求a2?4b的最大值; (II)当a2?4b?8时,设函数y?f(x)在点A(1,f(1))处的切线为l,若l在点A处穿过函数y?f(x)的图象(即动点在点A附近沿曲线y?f(x)运动,经过点A时,从l的一侧进入另一侧),求函数f(x)的表达式. 思路启迪:用求导来求得切线斜率. 解答过程:(I)因为函数f(x)?1312x?ax?bx在区间[?11),,(1,3]内各有一个321312x?ax?bx在区间[?11),,(1,3]内分别有一个极值32点,所以f?(x)?x2?ax?b?0在[?11),,(1,3]内分别有一个实根, 设两实根为x1,x2(x1?x2),则x2?x1?a2?4b,且0?x2?x1≤4.于是 x2?3,即a??2,b??3时等号0?a2?4b≤4,0?a2?4b≤16,且当x1??1,成立.故a2?4b的最大值是16. (II)解法一:由f?(1)?1?a?b知f(x)在点(1,f(1))处的切线l的方程是 y?f(1)?f?(1)(x?1),即y?(1?a?b)x?21?a, 32因为切线l在点A(1,f(x))处空过y?f(x)的图象, 所以g(x)?f(x)?[(1?a?b)x?21?a]在x?1两边附近的函数值异号,则 32x?1不是g(x)的极值点. 而g(x)?131221x?ax?bx?(1?a?b)x??a,且 3232g?(x)?x2?ax?b?(1?a?b)?x2?ax?a?1?(x?1)(x?1?a). 若1??1?a,则x?1和x??1?a都是g(x)的极值点. 2所以1??1?a,即a??2,又由a?4b?8,得b??1,故f(x)?13x?x2?x. 3解法二:同解法一得g(x)?f(x)?[(1?a?b)x?21?a] 3213a3?(x?1)[x2?(1?)x?(2?a)]. 322欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 16 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 因为切线l在点A(1,f(1))处穿过y?f(x)的图象,所以g(x)在x?1两边附近的函数值异号,于是存在m1,m2(m1?1?m2). 当m1?x?1时,g(x)?0,当1?x?m2时,g(x)?0; 或当m1?x?1时,g(x)?0,当1?x?m2时,g(x)?0. 设h(x)?x2??1???3a??3a?x?2????,则 2??2?当m1?x?1时,h(x)?0,当1?x?m2时,h(x)?0; 或当m1?x?1时,h(x)?0,当1?x?m2时,h(x)?0. 由h(1)?0知x?1是h(x)的一个极值点,则h(1)?2?1?1?2所以a??2,又由a?4b?8,得b??1,故f(x)?3a?0, 213x?x2?x. 3例4.(2006年安徽卷)若曲线y?x4的一条切线l与直线x?4y?8?0垂直,则l的方程为( ) A.4x?y?3?0 B.x?4y?5?0 C.4x?y?3?0 D.x?4y?3?0 [考查目的]本题主要考查函数的导数和直线方程等基础知识的应用能力. [解答过程]与直线x?4y?8?0垂直的直线l为4x?y?m?0,即y?x4在某一点的导数为4,而y??4x3,所以y?x4在(1,1)处导数为4,此点的切线为4x?y?3?0. 故选A. 例5. ( 2006年重庆卷)过坐标原点且与x+y-4x+2y+5=0相切的直线的方程为 ( ) 22 2A.y=-3x或y=1x B. y=-3x或y=-1x C.y=-3x或y=-1x D. y=3x或y=1x 3333[考查目的]本题主要考查函数的导数和圆的方程、直线方程等基础知识的应用能力. [解答过程]解法1:设切线的方程为y?kx,?kx?y?0. 又?x?2?2??y?1?2?5,?圆心为?2,?1?. 2?2k?1k2?11?y?x,或y??3x. 3?51,?3k2?8k?3?0.?k?,k??3. 23故选A. 31?由 解法2:由解法1知切点坐标为(1,?3),??,?,22?22?欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 17 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 5??(x?2)??y?1????,???x?2??x22//?2(x?2)?2?y?1?yx/?0,x?2?yx??.y?1/ 1?.3?k1?yx/13(,?)22??3,k2?yx/31(,)221?y??3x,y?x.3故选A. 例6.已知两抛物线C1:y?x2?2x,C2:y??x2?a, a取何值时C1,C2有且只有一条公切线,求出此时公切线的方程. 思路启迪:先对C1:y?x2?2x,C2:y??x2?a求导数. 解答过程:函数y?x2?2x的导数为y'?2x?2,曲线C1在点P(x1,x12?2x1)处的切线方程为 2y?(x12?2x1)?2(x1?2)(x?x1),即 y?2(x1?1)x?x1 ① 曲线C1在点Q(x2,?x22?a)的切线方程是y?(?x2?a)??2x2(x?x2)即 y??2x2x?x22?a ② 若直线l是过点P点和Q点的公切线,则①式和②式都是l的方程,故得 x1?1??x2,?x12?x22?1,消去x2得方程,2x1?2x1?1?a?0 2若△=4?4?2(1?a)?0,即a??1时,解得x1??1,此时点P、Q重合. 22∴当时a??1,C1和C2有且只有一条公切线,由①式得公切线方程为y?x?1 . 24考点3 导数的应用 中学阶段所涉及的初等函数在其定义域内都是可导函数,导数是研究函数性质的重要而有力的工具,特别是对于函数的单调性,以“导数”为工具,能对其进行全面的分析,为我们解决求函数的极值、最值提供了一种简明易行的方法,进而与不等式的证明,讨论方程解的情况等问题结合起来,极大地丰富了中学数学思想方法.复习时,应高度重视以下问题: 1.. 求函数的解析式; 2. 求函数的值域; 3.解决单调性问题; 4.求函数的极值(最值); 5.构造函数证明不等式. 典型例题 例7.(2006年天津卷)函数f(x)的定义域为开区间(a,b),导函数f?(x)在(a,b)内的图象如图所示,则函数f(x)在开区间(a,b)内有极小值点( ) A.1个 B.2个 C.3个 D. 4个 y y?f?(x)b a欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com O x18 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 [考查目的]本题主要考查函数的导数和函数图象性质等基础知识的应用能力. [解答过程]由图象可见,在区间(a,0)内的图象上有一个极小值点. 故选A. 例8 .(2007年全国一)设函数f(x)?2x3?3ax2?3bx?8c在x?1及x?2时取得极值. (Ⅰ)求a、b的值; (Ⅱ)若对于任意的x?[0,3],都有f(x)?c2成立,求c的取值范围. 思路启迪:利用函数f(x)?2x3?3ax2?3bx?8c在x?1及x?2时取得极值构造方程组求a、b的值. 解答过程:(Ⅰ)f?(x)?6x2?6ax?3b, 因为函数f(x)在x?1及x?2取得极值,则有f?(1)?0,f?(2)?0. ?6?6a?3b?0,即? 24?12a?3b?0.?解得a??3,b?4. (Ⅱ)由(Ⅰ)可知,f(x)?2x3?9x2?12x?8c, f?(x)?6x2?18x?12?6(x?1)(x?2). 当x?(0,1)时,f?(x)?0; 当x?(1,2)时,f?(x)?0; 当x?(2,3)时,f?(x)?0. 所以,当x?1时,f(x)取得极大值f(1)?5?8c,又f(0)?8c,f(3)?9?8c. 则当x??0,3?时,f(x)的最大值为f(3)?9?8c. 因为对于任意的x??0,3?,有f(x)?c恒成立, 22所以 9?8c?c, 解得 c??1或c?9, 因此c的取值范围为(??,?1)?(9,??). 例9.函数y?2x?4?x?3的值域是_____________. 思路启迪:求函数的值域,是中学数学中的难点,一般可以通过图象观察或利用不等式性质求解,也可以利用函数的单调性求出最大、最小值。此例的形式结构较为复杂,采用导数法求解较为容易。 欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 19 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 2x?4?0得,解答过程:由?x??2,即函数的定义域为[?2,??). ??x?3?0 y'?112x?3?2x?4, ??2x?42x?322x?4?x?32x?8, 2x?3?2x?4又2x?3?2x?4??当x??2时,y'?0, ?函数y?2x?4?x?3在(?2,??)上是增函数,而f(?2)??1,?y?2x?4?x?3的值域是[?1,??). 例10.(2006年天津卷)已知函数f?x??4x3?3x2cos??3cos?,其中x?R,?为参数,且 160???2?. (1)当时cos??0,判断函数f?x?是否有极值; (2)要使函数f(x)的极小值大于零,求参数?的取值范围; (3)若对(2)中所求的取值范围内的任意参数?,函数f?x?在区间?2a?1,a?内都是增函数,求实数a的取值范围. [考查目的]本小题主要考查运用导数研究三角函数和函数的单调性及极值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力,以及分类讨论的数学思想方法. [解答过程](Ⅰ)当cos??0时,f(x)?4x3,则f(x)在(??,??)内是增函数,故无极值. (Ⅱ)f'(x)?12x2?6xcos?,令f'(x)?0,得x1?0,x2?cos?. 2由(Ⅰ),只需分下面两种情况讨论. ①当cos??0时,随x的变化f'(x)的符号及f(x)的变化情况如下表: x f'(x) f(x) (??,0) 0 0 极大值 (0,cos? )2cos? 2(cos?,??) 2+ ↗ - ↘ 0 极小值 + ↗ 因此,函数f(x)在x?cos?处取得极小值f(cos?),且f(cos?)??1cos3??3? 222416.要使f(cos?)?0,必有?1cos?(cos2??3)?0,可得0?cos??3. 2442由于0?cos??3,故?????或3????11?. 26226②当时cos??0,随x的变化,f'(x)的符号及f(x)的变化情况如下表: x 0 cos? cos? cos?(??,)(,0) 2(0,??) 22f'(x) f(x) + 0 极大值 - 0 极小值 + ? ? 16? 因此,函数f(x)在x?0处取得极小值f(0),且f(0)?3cos?. 欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 20 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 若f(0)?0,则cos??0.矛盾.所以当cos??0时,f(x)的极小值不会大于零. 综上,要使函数f(x)在(??,??)内的极小值大于零,参数?的取值范围为(?,?)?(3?,11?). 6226(III)解:由(II)知,函数f(x)在区间(??,??)与(cos?,??)内都是增函数。 2由题设,函数f(x)在(2a?1,a)内是增函数,则a须满足不等式组 2a?1?a a?0 或 2a?1?a 12a?1?cos?26由(II),参数时??(?,?)?(3?,11?)时,0?cos??3.要使不等式2a?1?1cos?关于参数 62222?恒成立,必有2a?1?3,即4?3?a. 48综上,解得a?0或4?3?a?1. 8所以a的取值范围是(??,0)?[4?3,1). 8例11.(2006年山东卷)设函数f(x)=ax-(a+1)ln(x+1),其中a?-1,求f(x)的单调区间. [考查目的]本题考查了函数的导数求法,函数的极值的判定,考查了应用数形结合的数学思想分析问题解决问题的能力 [解答过程]由已知得函数f(x)的定义域为(?1,??),且f'(x)?ax?1(a??1), x?1(1)当?1?a?0时,f'(x)?0,函数f(x)在(?1,??)上单调递减, (2)当a?0时,由f'(x)?0,解得x?1. af'(x)、f(x)随x的变化情况如下表 x f'(x) f(x) 1(?1,) a1 a1(,??) a— 0 极小值 + ? ? 从上表可知 当x?(?1,1)时,f'(x)?0,函数f(x)在(?1,1)上单调递减. aa当x?(1,??)时,f'(x)?0,函数f(x)在(1,??)上单调递增. aa综上所述:当?1?a?0时,函数f(x)在(?1,??)上单调递减. 当a?0时,函数f(x)在(?1,1)上单调递减,函数f(x)在(1,??)上单调递增. aa例12.(2006年北京卷)已知函数f(x)?ax3?bx2?cx在点x0处取得极大值5,其导函数y?f'(x)的图象经过点(1,0),(2,0),如图所示.求: 欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 21 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 (Ⅰ)x0的值; (Ⅱ)a,b,c的值. [考查目的]本小题考查了函数的导数,函数的极值的判定,闭区间上二次函数的最值, 函数与方程的转化等基础知识的综合应用,考查了应用数形结合的数学思想分析问题解决问题的能力 [解答过程]解法一:(Ⅰ)由图像可知,在???,1?上上f'?x??0, 故f(x)在上递增,在(1,2)上递减, (-?,1),(2,+?)因此f?x?在x?1处取得极大值,所以x0?1 (Ⅱ)f'(x)?3ax2?2bx?c, '由f( 1)=0,(f'2)=0,(f'1)=5,得?12a?4b?c?0, ??a?b?c?5,??3a?2b?c?0,,2f'?x??0,在?1?上f'?x??0,在?2,???解得a?2,b??9,c?12. 解法二:(Ⅰ)同解法一 (Ⅱ)设f'(x)?m(x?1)(x?2)?mx2?3mx?2m, 又f'(x)?3ax2?2bx?c, 所以a?m,b??3m,c?2m 32f(x)?m332|x?mx?2mx, 3232由f(1)?5,即m?3m?2m?5,得m?6, 所以a?2,b??9,c?12 例13.(2006年湖北卷)设x?3是函数f?x???x2?ax?b?e3?x?x?R?的一个极值点. (Ⅰ)求a与b的关系式(用a表示b),并求f?x?的单调区间; 25?x2(Ⅱ)设a?0,g?x????a??e.若存在?1,?2??0,4?使得f??1??g??2??1成立,求a的取值范 ?4?围. [考查目的]本小题主要考查函数、不等式和导数的应用等知识,考查综合运用数学知识解决问题的能力. [解答过程](Ⅰ)f `(x)=-[x+(a-2)x+b-a ]e由f `(3)=0,得 -[3+(a-2)3+b-a ]e则 f `(x)=[x+(a-2)x-3-2a-a ]e=-[x+(a-2)x-3-3a ]e2 2 2 2 3-x, 3-3=0,即得b=-3-2a, 3-x 3-x=-(x-3)(x+a+1)e3-x. 令f `(x)=0,得x1=3或x2=-a-1,由于x=3是极值点, 欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 22 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 所以x+a+1≠0,那么a≠-4. 当a<-4时,x2>3=x1,则 在区间(-∞,3)上,f `(x)<0, f (x)为减函数; 在区间(3,―a―1)上,f `(x)>0,f (x)为增函数; 在区间(―a―1,+∞)上,f `(x)<0,f (x)为减函数. 当a>-4时,x2<3=x1,则 在区间(-∞,―a―1)上,f `(x)<0, f (x)为减函数; 在区间(―a―1,3)上,f `(x)>0,f (x)为增函数; 在区间(3,+∞)上,f `(x)<0,f (x)为减函数. (Ⅱ)由(Ⅰ)知,当a>0时,f (x)在区间(0,3)上的单调递增,在区间(3,4)上单调递减,那么f (x)在区间[0,4]上的值域是[min(f (0),f (4) ),f (3)], 而f (0)=-(2a+3)e<0,f (4)=(2a+13)e>0,f (3)=a+6, 那么f (x)在区间[0,4]上的值域是[-(2a+3)e,a+6]. 又g(x)?(a2?25)ex在区间[0,4]上是增函数, 433-1且它在区间[0,4]上的值域是[a+25,(a+25)e], 224 42242 由于(a+25)-(a+6)=a-a+1=(a?1)≥0,所以只须仅须 442(a+25)-(a+6)<1且a>0,解得0 242故a的取值范围是(0,3). 2例14 (2007年全国二) 已知函数f(x)?13ax?bx2?(2?b)x?1 3在x?x1处取得极大值,在x?x2处取得极小值,且0?x1?1?x2?2. (1)证明a?0; (2)若z=a+2b,求z的取值范围。 [解答过程]求函数f(x)的导数f?(x)?ax?2bx?2?b. (Ⅰ)由函数f(x)在x?x1处取得极大值,在x?x2处取得极小值,知x1,x2是f?(x)?0的两个根. 2欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 23 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 所以f?(x)?a(x?x1)(x?x2) 当x?x1时,f(x)为增函数,f?(x)?0,由x?x1?0,x?x2?0得a?0. ?f?(0)?0?2?b?0??(Ⅱ)在题设下,0?x1?1?x2?2等价于?f?(1)?0 即?a?2b?2?b?0. ?f?(2)?0?4a?4b?2?b?0???2?b?0?化简得?a?3b?2?0. ?4a?5b?2?0?4a?5b?2?0.此不等式组表示的区域为平面aOb上三条直线:2?b?0,a?3b?2?0, 所围成的△ABC的内部,其三个顶点分别为:A?,?,B(2,,2)C(4,2). ?46??77?b z在这三点的值依次为 所以z的取值范围为?16,6,8. 7?16?,8?. 7??2 B(2,2) 1 ?46?A?,? ?77? O 2 4 a 小结:本题的新颖之处在把函数的导数与线性 规划有机结合. 考点4 导数的实际应用 建立函数模型,利用 典型例题 例15. (2007年重庆文) 用长为18 cm的钢条围成一个长方体形状的框架,要求长方体的长与宽之比为2:1,问该长方体的长、宽、高各为多少时,其体积最大?最大体积是多少? [考查目的]本小题主要考查函数、导数及其应用等基本知识,考查运用数学知识分析和解决实际问题的能力. [解答过程]设长方体的宽为x(m),则长为2x(m),高为 18?12x3??h??4.5?3x(m)?0<x<?. 42??故长方体的体积为 V(x)?2x2(4.5?3x)?9x2?6x3(m3)3(0<x<). 2C(4,2) 从而V?(x)?18x?18x2(4.5?3x)?18x(1?x). 令V′(x)=0,解得x=0(舍去)或x=1,因此x=1. 欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 24 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 当0<x<1时,V′(x)>0;当1<x< 2时,V′(x)<0, 3故在x=1处V(x)取得极大值,并且这个极大值就是V(x)的最大值。 233 从而最大体积V=V′(x)=9×1-6×1(m),此时长方体的长为2 m,高为1.5 m. 3 答:当长方体的长为2 m时,宽为1 m,高为1.5 m时,体积最大,最大体积为3 m。 例16.(2006年福建卷)统计表明,某种型号的汽车在匀速行驶中每小时的耗 油量y(升)关于行驶速度x(千米/小时)的函数解析式可以表示为: y?13x3?x?8(0?x?120).已知甲、乙两地相距100千米. 12800080(I)当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地要耗油多少升? (II)当汽车以多大的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少?最少为多少升? [考查目的]本小题主要考查函数、导数及其应用等基本知识,考查运用数学知识分析和解决实际问题的能力. [解答过程](I)当x?40时,汽车从甲地到乙地行驶了100?2.5小时, 40要耗没(13?403??40?8)?2.5?17.5(升). 12800080答:当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油17.5升。 (II)当速度为x千米/小时时,汽车从甲地到乙地行驶了100小时,设耗油量为h(x)升, x依题意得h(x)?( 131001280015x3?x?8).?x??(0?x?120), 12800080x1280x4x800x3?803h'(x)???(0?x?120). 640x2640x2令h'(x)?0,得x?80. 当x?(0,80)时,h'(x)?0,h(x)是减函数;当x?(80,120)时,h'(x)?0,h(x)是增函数. 当x?80时,h(x)取到极小值h(80)?11.25. 因为h(x)在(0,120]上只有一个极值,所以它是最小值. 答:当汽车以80千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少,最少为11.25升. 五、考点预测 1.已知函数f?x??x?2a(x?0,a?R)若f?x?在?2,???是增函数,求实数a的范围。 x解析:f(x)?2x?/a3≥0在?2,???上恒成立?a?2x在?2,???上恒成立 2x3而2x在?2,???上的最小值为16,故a?16。 2.已知定义在R上的函数y=f(x)的导函数f/(x)在R上也可导,且其导函数[f/(x)]/<0, 则y=f(x)的图象可能是下图中的 ( ) A.①② B.①③ C.②③ D.③④ yyyy xxxOOOO欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com ②③④①25 x 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 C解析:由[f/(x)]/<0知f/(x)在R上递减,即函数y=f(x)的图象上从左到右各点处的切线斜率递减,不难看出图象②③满足这一要求。 3.f(x)是定义在(0,+∞)上的非负可导函数,且满足xf/(x)+f(x)≤0,对任意正数a、b,若a<b,则必有 ( ) (07陕西理11) A.af(b) ≤bf(a) B.bf(a) ≤af(b) C.af(a) ≤f(b) D.bf(b) ≤f(a) 解析:xf/(x)+f(x)≤0?[xf(x)]/ ≤0?函数F(x)= xf(x) 在(0,+∞)上为常函数或递减, 又0 11??0 ② 22abf(a)f(b)??0? af(b) ≤bf(a),故选A。 ab1324.已知函数f(x)?ax?bx?(2?b)x?1在x?x1处取得极大值,在x?x2处取得极小 3值,且0?x1?1?x2?2.(1)证明a?0;(2)若z=a+2b,求z的取值范围。 解析:函数f(x)的导数f?(x)?ax2?2bx?2?b. (Ⅰ)由函数f(x)在x?x1处取得极大值,在x?x2处取得极小值,知x1,x2是f?(x)?0的两个根.所以f?(x)?a(x?x1)(x?x2);当x?x1时,f(x)为增函数,f?(x)?0,由 x?x1?0,x?x2?0得a?0. ?f?(0)?0?2?b?0??(Ⅱ)在题设下,0?x1?1?x2?2等价于?f?(1)?0 即?a?2b?2?b?0. ?f?(2)?0?4a?4b?2?b?0???2?b?0?化简得?a?3b?2?0.此不等式组表示的区域为平面aOb上三条直线: ?4a?5b?2?0?2?b?0,a?3b?2?0,4a?5b?2?0所围成的△ABC的内部,由“线性规划”的知识 容易求得:z的取值范围为??16?,8?. ?7?3225.已知函数f(x)?x?ax?bx?a在x?1处有极值10,则f(2)? '2/解析: f(x)?3x?2ax?b?0,∴f(1)=2a?b?3?0 ① ?a??3?a?4或? f(1)?1?a?b?a2?10 ② 由①②得:??b??11?b?3欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 26 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 当??a??3时,f'(x)?3x2?6x?3?3(x?1)2?0,此时函数f(x)无极值,舍去; ?b?3?a?4时f/(x)?3x2?8x?11,函数f(x)在x?1处左减右增,有极小值; ?b??11当?此时∴f(2)?18 。 6.设函数f(x)?2x3?3ax2?3bx?8c在x?1及x?2时取得极值. (Ⅰ)求a、b的值;(Ⅱ)若对于任意的x?[0, 3],都有f(x)?c2成立,求c的取值范围.解析:(Ⅰ)f?(x)?6x2?6ax?3b,由f?(1)?0,f?(2)?0.解得a??3,b?4. 3] (Ⅱ)f(x)?c2在[0,3]上恒成立即c2?fmax(x),x?[0,由(Ⅰ)可知,f(x)?2x3?9x2?12x?8c,f?(x)?6x2?18x?12?6(x?1)(x?2). 1)时,f?(x)?0;当x?(1,2)时,f?(x)?0;当x?(2,3)时,f?(x)?0. 当x?(0,即f(x)在[0,1]上递增,[1,2]上递减,[2,3]上递增;∴当x?1时,f(x)取得极大值 f(1)?5?8c,又f(3)?9?8c.故当x??0,3?时,f(x)的最大值为f(3)?9?8c. 2?1)?(9,??)。 于是有:9?8c?c,解得 c??1或c?9,因此c的取值范围为(??,7.已知定义在正实数集上的函数f(x)?12x?2ax,g(x)?3a2lnx?b,其中a?0.设2两曲线y?f(x),y?g(x)有公共点,且在该点处的切线相同.用a表示b,并求b的最大值; 解析:设y?f(x)与y?g(x)(x?0)在公共点(x0,y0)处的切线相同. 3a2∵f?(x)?x?2a,g?(x)?,由题意f(x0)?g(x0),f?(x0)?g?(x0). x?122x?2ax?3alnx0?b,00?3a2?2即?由x0?2a?得:x0?a,或x0??3a(舍去). 23ax0?x0?2a?,?x0?即有b?125a?2a2?3a2lna?a2?3a2lna. 22欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 27 高考资源网(www.ks5u.com),您身边的高考专家 522令h(t)?t?3tlnt(t?0),则h?()t?2(t13nl?)t213.于是当t(1?3lnt)?0,即0?t?e131??时,h?(t)?0;当t(1?3lnt)?0,即t?e时,h?(t)?0.故h(t)在?0,e3?为增函数, ??12?1???3?∞?为减函数,∴h(t)在(0,在?e3,?∞)的最大值为h?e3??e3. ????2 www.ks5u.com 欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。www.ks5u.com 28
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