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时间:2019-11-18
《2020高考数学大一轮复习第二章函数、导数及其应用课下层级训练14利用导数研究函数的单调性含解析文新人教A版.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、课下层级训练(十四) 利用导数研究函数的单调性[A级 基础强化训练]1.(2019·湖北八校联考)函数f(x)=lnx-ax(a>0)的单调递增区间为( )A. B.C.D.(-∞,a)A [由f′(x)=-a>0,得02、3.(2019·重庆涪陵月考)已知函数f(x)=x2+2cosx,若f′(x)是f(x)的导函数,则函数f′(x)的图象大致是( )A [设g(x)=f′(x)=2x-2sinx,g′(x)=2-2cosx≥0,所以函数f′(x)在R上单调递增.]4.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)3、在R上单调递增”的充分不必要条件.]5.(2019·广西钦州质检)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.a0,f(x)为增函数;又f(3)=f(-1),且-1<0<<1,因此有f(-1)4、f(x)的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),f′(x)==,令f′(x)<0,解得x<1,故f(x)在(-∞,0),(0,1)递减.]7.(2019·辽宁阜新二中月考)若函数f(x)=x3-ax2+1在(0,2)内单调递减,则实数a的范围为__________.a≥3 [∵函数f(x)=x3-ax2+1在(0,2)内单调递减,∴f′(x)=3x2-2ax≤0在(0,2)内恒成立.即a≥x在(0,2)内恒成立.t=x在(0,2)上的值域为(0,3),∴a≥3.]8.若f(x)=xsinx+cosx,则f(-3),f,f(2)的大小关系为________.f(5、-3)<f(2)<f [函数f(x)为偶函数,因此f(-3)=f(3).又f′(x)=sinx+xcosx-sinx=xcosx,当x∈时,f′(x)≤0.所以f(x)在区间上是减函数,所以f>f(2)>f(3)=f(-3).]9.已知函数f(x)=ex(ax2-2x+2)(a>0).试讨论f(x)的单调性.解 由题意得f′(x)=ex[ax2+(2a-2)x](a>0),令f′(x)=0,解得x1=0,x2=.①当01时,f(x)的6、单调递增区间为和(0,+∞),单调递减区间为.10.(2018·河北邯郸考前保温卷)已知函数f(x)=ex-x2-ax.(1)若函数f(x)的图象在x=0处的切线方程为y=2x+b,求a,b的值;(2)若函数f(x)在R上是增函数,求实数a的最大值.解 (1)∵f(x)=ex-x2-ax,∴f′(x)=ex-2x-a,则f′(0)=1-a.由题意知1-a=2,即a=-1.∴f(x)=ex-x2+x,则f(0)=1.于是1=2×0+b,b=1.(2)由题意f′(x)≥0,即ex-2x-a≥0恒成立,∴a≤ex-2x恒成立.设h(x)=ex-2x,则h′(x)=7、ex-2.∴当x∈(-∞,ln2)时,h′(x)<0,h(x)为减函数;当x∈(ln2,+∞)时,h′(x)>0,h(x)为增函数.∴h(x)min=h(ln2)=2-2ln2.∴a≤2-2ln2,即a的最大值为2-2ln2.[B级 能力提升训练]11.若函数f(x)=x3-x2+ax-5在区间[-1,2]上不单调,则实数a的取值范围是( )A.(-∞,-3]B.(-3,1)C.[1,+∞)D.(-∞,-3]∪[1,+∞)B [因为f(x)=x3-x2+ax-5,所以f′(x)=x2-2x+a=(x-1)2+a-1,如果函数f(x)=x3-x2+ax-5在8、区间[-1,2]上单调,那么a-1≥0或解得a≥1或
2、3.(2019·重庆涪陵月考)已知函数f(x)=x2+2cosx,若f′(x)是f(x)的导函数,则函数f′(x)的图象大致是( )A [设g(x)=f′(x)=2x-2sinx,g′(x)=2-2cosx≥0,所以函数f′(x)在R上单调递增.]4.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)
3、在R上单调递增”的充分不必要条件.]5.(2019·广西钦州质检)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.a0,f(x)为增函数;又f(3)=f(-1),且-1<0<<1,因此有f(-1)4、f(x)的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),f′(x)==,令f′(x)<0,解得x<1,故f(x)在(-∞,0),(0,1)递减.]7.(2019·辽宁阜新二中月考)若函数f(x)=x3-ax2+1在(0,2)内单调递减,则实数a的范围为__________.a≥3 [∵函数f(x)=x3-ax2+1在(0,2)内单调递减,∴f′(x)=3x2-2ax≤0在(0,2)内恒成立.即a≥x在(0,2)内恒成立.t=x在(0,2)上的值域为(0,3),∴a≥3.]8.若f(x)=xsinx+cosx,则f(-3),f,f(2)的大小关系为________.f(5、-3)<f(2)<f [函数f(x)为偶函数,因此f(-3)=f(3).又f′(x)=sinx+xcosx-sinx=xcosx,当x∈时,f′(x)≤0.所以f(x)在区间上是减函数,所以f>f(2)>f(3)=f(-3).]9.已知函数f(x)=ex(ax2-2x+2)(a>0).试讨论f(x)的单调性.解 由题意得f′(x)=ex[ax2+(2a-2)x](a>0),令f′(x)=0,解得x1=0,x2=.①当01时,f(x)的6、单调递增区间为和(0,+∞),单调递减区间为.10.(2018·河北邯郸考前保温卷)已知函数f(x)=ex-x2-ax.(1)若函数f(x)的图象在x=0处的切线方程为y=2x+b,求a,b的值;(2)若函数f(x)在R上是增函数,求实数a的最大值.解 (1)∵f(x)=ex-x2-ax,∴f′(x)=ex-2x-a,则f′(0)=1-a.由题意知1-a=2,即a=-1.∴f(x)=ex-x2+x,则f(0)=1.于是1=2×0+b,b=1.(2)由题意f′(x)≥0,即ex-2x-a≥0恒成立,∴a≤ex-2x恒成立.设h(x)=ex-2x,则h′(x)=7、ex-2.∴当x∈(-∞,ln2)时,h′(x)<0,h(x)为减函数;当x∈(ln2,+∞)时,h′(x)>0,h(x)为增函数.∴h(x)min=h(ln2)=2-2ln2.∴a≤2-2ln2,即a的最大值为2-2ln2.[B级 能力提升训练]11.若函数f(x)=x3-x2+ax-5在区间[-1,2]上不单调,则实数a的取值范围是( )A.(-∞,-3]B.(-3,1)C.[1,+∞)D.(-∞,-3]∪[1,+∞)B [因为f(x)=x3-x2+ax-5,所以f′(x)=x2-2x+a=(x-1)2+a-1,如果函数f(x)=x3-x2+ax-5在8、区间[-1,2]上单调,那么a-1≥0或解得a≥1或
4、f(x)的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),f′(x)==,令f′(x)<0,解得x<1,故f(x)在(-∞,0),(0,1)递减.]7.(2019·辽宁阜新二中月考)若函数f(x)=x3-ax2+1在(0,2)内单调递减,则实数a的范围为__________.a≥3 [∵函数f(x)=x3-ax2+1在(0,2)内单调递减,∴f′(x)=3x2-2ax≤0在(0,2)内恒成立.即a≥x在(0,2)内恒成立.t=x在(0,2)上的值域为(0,3),∴a≥3.]8.若f(x)=xsinx+cosx,则f(-3),f,f(2)的大小关系为________.f(
5、-3)<f(2)<f [函数f(x)为偶函数,因此f(-3)=f(3).又f′(x)=sinx+xcosx-sinx=xcosx,当x∈时,f′(x)≤0.所以f(x)在区间上是减函数,所以f>f(2)>f(3)=f(-3).]9.已知函数f(x)=ex(ax2-2x+2)(a>0).试讨论f(x)的单调性.解 由题意得f′(x)=ex[ax2+(2a-2)x](a>0),令f′(x)=0,解得x1=0,x2=.①当01时,f(x)的
6、单调递增区间为和(0,+∞),单调递减区间为.10.(2018·河北邯郸考前保温卷)已知函数f(x)=ex-x2-ax.(1)若函数f(x)的图象在x=0处的切线方程为y=2x+b,求a,b的值;(2)若函数f(x)在R上是增函数,求实数a的最大值.解 (1)∵f(x)=ex-x2-ax,∴f′(x)=ex-2x-a,则f′(0)=1-a.由题意知1-a=2,即a=-1.∴f(x)=ex-x2+x,则f(0)=1.于是1=2×0+b,b=1.(2)由题意f′(x)≥0,即ex-2x-a≥0恒成立,∴a≤ex-2x恒成立.设h(x)=ex-2x,则h′(x)=
7、ex-2.∴当x∈(-∞,ln2)时,h′(x)<0,h(x)为减函数;当x∈(ln2,+∞)时,h′(x)>0,h(x)为增函数.∴h(x)min=h(ln2)=2-2ln2.∴a≤2-2ln2,即a的最大值为2-2ln2.[B级 能力提升训练]11.若函数f(x)=x3-x2+ax-5在区间[-1,2]上不单调,则实数a的取值范围是( )A.(-∞,-3]B.(-3,1)C.[1,+∞)D.(-∞,-3]∪[1,+∞)B [因为f(x)=x3-x2+ax-5,所以f′(x)=x2-2x+a=(x-1)2+a-1,如果函数f(x)=x3-x2+ax-5在
8、区间[-1,2]上单调,那么a-1≥0或解得a≥1或
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