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导数的运算题库
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2000
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高中数学>导数的运算
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简介
高中数学-导数的运算
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题目预览
【简答题】
[1/2000]已知函数 【图片】. (Ⅰ)若 【图片】,且对于任意 【图片】恒成立,试确定实数 【图片】的取值范围; (Ⅱ)设函数 【图片】, 求证: 【图片】
参考答案:
(Ⅰ) (Ⅱ)详见解析
参考解析:

(Ⅰ) 是偶函数,只需研究 对任意 成立即可,即当
(Ⅱ)观察结论,要证 ,即证 ,变形可得
可证 .问题得以解决.
(Ⅰ)由 可知 是偶函数.
于是 对任意 成立等价于 对任意 成立.  (1分)

①当 时,
此时 上单调递增.  故 ,符合题意.(3分)
②当 时,
变化时 的变化情况如下表:                 (4分)









单调递减
极小值
单调递增
由此可得,在 上,
依题意, ,又
综合①,②得,实数 的取值范围是 .               (7分)
(Ⅱ)


(10分)

                 (12分)
由此得:

成立.        (14分).
【简答题】
[2/2000]已知 【图片】是实数,函数 【图片】, 【图片】和 【图片】,分别是 【图片】的导函数,若 【图片】在区间 【图片】上恒成立,则称 【图片】和 【图片...
参考答案:
(Ⅰ) ;(Ⅱ) .
参考解析:

(Ⅰ)由不等式恒成立,即可求出结果. (Ⅱ) 在以 为端点的开区间上恒成立,对 的大小分类讨论,以确定 的取值范围,从而去确定 的最大值.
由已知,
(Ⅰ)由题设“单调性一致”定义知, 在区间 上恒成立,
 在区间 上恒成立,
,所以 ,所以, 在区间 上恒成立,
在区间 上恒成立,而 上最大值
所以, ,即
(Ⅱ)由“单调性一致”定义知, 在以 为端点的开区间上恒成立,
在以 为端点的开区间上恒成立,
,所以,由 ,得
①若 ,则开区间为 ,取 ,由 知, 在区间 上单调性不一致,不符合题设;
②若 ,因 均为非负,故不在以 为端点的开区间内;所以,只有可能 在区间上;
在以 为端点的区间上恒成立,知 要么不小于 中的大者,要么不大于 中的小者;
因为 都不大于0,所以, ,所以,由 ,所以
时,由 在区间 上恒成立,即 在区间 上恒成立,知 最大值为 ,而由 解得
此时, ,配方后知,取不到最大值;
时,显然,此时,当 ,即 时, 取得最大值 ;综上, 的最大值为 .
【简答题】
[3/2000]已知 【图片】,则 【图片】          &...
参考答案:
参考解析:
解:因为
【简答题】
[4/2000]已知函数 【图片】. (1)当 【图片】时,求函数 【图片】的单调区间; (2)当 【图片】时,若 【图片】, 【图片】恒成立,求实数 【图片】的最小...
参考答案:
(1) 的单减区间是 ,单增区间是 ;(2) ;(3)详见解析.
参考解析:

(1)函数问题先求定义域 ,当 时,由于函数 中含有绝对值符号,故要考虑 两种情况,接着求分别 ,令 求出其单调增区间或减区间;(2)当 时,
,即 ,构造新函数 ,用导数法求函数 的最小值,必须对 分类讨论,从而求出 的最小值;(3)由(2)得,  ,当 时,不等式左边 ,所以不等式成立,当 时,令 代入 ,用放缩法证明不等式成立.
(1)当 时,
时,

上是减函数;
时,
,令 得,
上单减,在 上单增
综上得, 的单减区间是 ,单增区间是 .      4分
(2)当 时,

,设   5分
时, ,不合题意;    6分
时,
得,
时, 上恒成立, 上单增,
,故 符合题意;  8分
②当 时, ,对
不合题意.综上, 的最小值为 .               9分
(3)由(2)得,    ①
证明:当n=1时,不等式左边=2-ln3<2=右边,所以不等式成立.
当n≥2时,令①式中





所以当n≥2时不等式成立.
命题得证.                       14分
【简答题】
[5/2000]已知a≤ 【图片】+ln x对任意x∈[ 【图片】,2]恒成立,则a的最大值为(  ) A.0B.1C.2D.3
参考答案:
A
参考解析:
设f(x)= +ln x,则f′(x)= .当x∈[ ,1)时,f′(x)<0,故函数f(x)在[ ,1)上单调递减;当x∈(1,2]时,f′(x)>0,故函数f(x)在(1,2]上单调递增,∴f(x) min=f(1)=0,∴a≤0,即a的最大值为0.
【简答题】
[6/2000]已知a为实数f(x)=(x2-4)(x-a),(1)求导函数f′(x);(2)若f′(-1)=0,求f(x)在[-2,2]上的最大值和最小值;(3)若...
参考答案:
解:(1)由原式得f(x)=x3-ax2-4x+4a,
∴f′(x)=3x2-2ax-4;
(2)由f′(-1)=0得,此时有f(x)=(x2-4),f′(x)=3x2-x-4,
由f′(x)=0得或x=-1,
,f(-2)=0,f(2)=0,
所以f(x)在[-2,2]上的最大值为,最小值为
(3)f′(x)=3x2-2ax-4的图象为开口向上且过点(0,-4)的抛物线,
由条件得f′(-2)≥0,f′(2)≥0,即
∴-2≤a≤2,
所以a的取值范围为[-2,2]。
参考解析:
【简答题】
[7/2000]函数y=x+ 1x在x=1处的导数是______.
参考答案:
y=x+
1
x
,得:y=(x+
1
x
)=x+(
1
x
)
=1-
1
x2

所以,y|x=1=1-1=0.
故答案为0.
参考解析:
【简答题】
[8/2000]下面四图都是在同一坐标系中某三次函数及其导函数的图像,其中一定不正确的序号是(  ) 【图片】A.①②B.③④C.①③D.①④
参考答案:
B
参考解析:

解:由图象可知,在图①、②在每个区间上函数的单调性与对应的导数的符号是正确的,即单调增区间导数大于零,单调减区间上导数小于零;在③中显示在区间 上导函数的值为负值,而该区间上的函数图象显示不单调,二者不一致,所以③不正确;在④图象显示在区间 上导函数的值总为正数,而相应区间上的函数图象却显示为减函数,二者相矛盾,所以不正确.故选B.
【简答题】
[9/2000]已知函数 【图片】. (Ⅰ)求函数 【图片】的单调区间; (Ⅱ)若函数 【图片】在区间 【图片】上是减函数,求实数 【图片】的最小值; (Ⅲ)若存在 ...
参考答案:
(Ⅰ)函数 的减区间是 ,增区间是
(Ⅱ) 的最小值为 ;(Ⅲ) .
参考解析:

(Ⅰ)求出 的导数 ,由 的符号确定 的单调区间;
(Ⅱ)求出 的导数 ,由 上恒成立求得实数 的最小值;(Ⅲ)注意左右两边的自变量 是独立的.若存在 使 成立,则 .故首先求出 然后解不等式求实数 的取值范围.
解:(Ⅰ)由 得, ,则函数 的定义域为 ,
,令 ,即 ,解得
时, ;当 ,
函数 的减区间是 ,增区间是                            4分
(Ⅱ)由题意得:函数 上是减函数,
上恒成立,即 上恒成立
,因此 即可

当且仅当 ,即 时取等号
因此 ,故 的最小值为 .                             8分
(Ⅲ)命题“若存在 ,使 ,”等价于
“当 时,有 ”,
由(Ⅱ)得,当 时, ,则
故问题等价于:“当 时,有 ”,
,由(Ⅱ)知 ,
(1)当 时, 上恒成立,因此  上为减函数,则 ,故 ,
(2)当 时, 上恒成立,因此 上为增函数,
,不合题意
(3)当 时,由于 上为增函数,
的值域为 ,即
的单调性和值域知,存在唯一 ,使 ,且满足:当 时, 为减函数;当 时, 为增函数;
所以,
所以, 矛盾,不合题意
综上,得 .                                             12分
【简答题】
[10/2000]设函数f(x)=lnx-ax,g(x)=e x-ax,其中a为实数. (1)若f(x)在(1,+∞)上是单调减函数,且g(x)在(1,+∞)上有最小值...
参考答案:
(1) a∈(e,+∞).
(2) 当a≤0或a=e -1时,f(x)的零点个数为1,当0<a<e -1时,f(x)的零点个数为2. 证明见解析
参考解析:
解:(1)令f′(x)= -a= <0,考虑到f(x)的定义域为(0,+∞),故a>0,进而解得x>a -1,即f(x)在(a -1,+∞)上是单调减函数.同理,f(x)在(0,a -1)上是单调增函数.由于f(x)在(1,+∞)上是单调减函数,故(1,+∞)⊆(a -1,+∞),从而a -1≤1,即a≥1.令g′(x)=e x-a=0,得x=ln a.当x<ln a时,g′(x)<0;当x>ln  a时,g′(x)>0.又g(x)在(1,+∞)上有最小值,所以ln a>1,即a>e.
综上,有a∈(e,+∞).
(2)当a≤0时,g(x)必为单调增函数;当a>0时,令g′(x)=e x-a>0,
解得a<e x,即x>ln a,因为g(x)在(-1,+∞)上是单调增函数,类似(1)有ln a≤-1,即0<a≤e -1.结合上述两种情况,有a≤e -1.
(ⅰ)当a=0时,由f(1)=0以及f′(x)= >0,得f(x)存在唯一的零点;
(ⅱ)当a<0时,由于f(e a)=a-ae a=a(1-e a)<0,f(1)=-a>0,且函数f(x)在[e a,1]上的图象不间断,所以f(x)在(e a,1)上存在零点.另外,当x>0时,f′(x)= -a>0,故f(x)在(0,+∞)上是单调增函数,所以f(x)只有一个零点.
(ⅲ)当0<a≤e -1时,令f′(x)= -a=0,解得x=a -1.当0<x<a -1时,f′(x)>0,当x>a -1时,f′(x)<0,所以,x=a -1是f(x)的最大值点,且最大值为f(a -1)=-ln a-1.
①当-ln a-1=0,即a=e -1时,f(x)有一个零点x=e.
②当-ln a-1>0,即0<a<e -1时,f(x)有两个零点.
实际上,对于0<a<e -1,由于f(e -1)=-1-ae -1<0,f(a -1)>0,且函数f(x)在[e -1,a -1]上的图象不间断,所以f(x)在(e -1,a -1)上存在零点.
另外,当x∈(0,a -1)时,f′(x)= -a>0,故f(x)在(0,a -1)上是单调增函数,所以f(x)在(0,a -1)上只有一个零点.
下面考虑f(x)在(a -1,+∞)上的情况.先证f(e a -1)=a(a -2-e a -1)<0.
为此,我们要证明:当x>e时,e x>x 2.设h(x)=e x-x 2,则h′(x)=e x-2x,再设l(x)=h′(x)=e x-2x,则l′(x)=e x-2.
当x>1时,l′(x)=e x-2>e-2>0,所以l(x)=h′(x)在(1,+∞)上是单调增函数.故当x>2时,h′(x)=e x-2x>h′(2)=e 2-4>0,从而h(x)在(2,+∞)上是单调增函数.进而当x>e时,
h(x)=e x-x 2>h(e)=e e-e2>0.即当x>e时,e x>x 2.
当0<a<e -1,即a -1>e时,f(e a -1)=a -1-ae a -1=a(a -2-e a -1)<0,又f(a -1)>0,且函数f(x)在[a -1,e a -1]上的图象不间断,所以f(x)在(a -1,e a -1)上存在零点.又当x>a -1时,f′(x)= -a<0,故f(x)在(a -1,+∞)上是单调减函数,所以f(x)在(a -1,+∞)上只有一个零点.
综合(ⅰ),(ⅱ),(ⅲ),当a≤0或a=e -1时,f(x)的零点个数为1,当0<a<e -1时,f(x)的零点个数为2.