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1、
0
專題十:函數(shù)與導(dǎo)數(shù)
例 題
已知函數(shù)f(x)=aex+x2,g(x)=sin+bx,直線l與曲線y=f(x)切于點(diǎn)(0,f(0)),且與曲線y=g(x)切于點(diǎn)(1,g(1)).
(1)求a,b的值和直線l的方程;
(2)證明:f(x)>g(x).
【解析】(1)解:f′(x)=aex+2x,g′(x)=cos+b,
f(0)=a,f′(0)=a,g(1)=1+b,g′(1)=b,
曲線y=f(x)在點(diǎn)(0,f(0))處的切線方程為y=ax+a,
曲線y=g(x)在點(diǎn)(1,g(1))處的切線方程為y=b(x-1)+1+b,即y=bx+1.
依題
2、意,有a=b=1,直線l的方程為y=x+1.
(2)證明:由(1)知f(x)=ex+x2,g(x)=sin+x.
設(shè)F(x)=f(x)-(x+1)=ex+x2-x-1,
則F′(x)=ex+2x-1,
當(dāng)x∈(-∞,0)時,F(xiàn)′(x)F′(0)=0.
所以F(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞減,在(0,+∞)上單調(diào)遞增,故F(x)≥F(0)=0.
設(shè)G(x)=x+1-g(x)=1-sin,
則G(x)≥0,當(dāng)且僅當(dāng)x=4k+1(k∈Z)時等號成立.
由上可知,f(x)≥x+1≥g(x),且兩個等號不同時成立,因此f(x)>g(x
3、).
【答案】(1)a=b=1,直線l的方程為y=x+1;(2)見解析.
基礎(chǔ)回歸
解析幾何是高考中重要的題型之一,比重很大,靈活新穎,題型覆蓋選擇題,填空題,解答題.直接與函數(shù)導(dǎo)數(shù)有關(guān)的題型約占30分,間接與函數(shù)導(dǎo)數(shù)有關(guān)的題型約占80分.重要考查的知識點(diǎn)有指、對數(shù)函數(shù),冪函數(shù),二次函數(shù),函數(shù)性質(zhì),導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用等.函數(shù)的教學(xué)貫穿整個高中,主要位于必修1,選修2-2.
規(guī)范訓(xùn)練
[:]
綜合題(48分/60min)
1.(12分/15min)已知函數(shù)f(x)=bx-axln x(a>0)的圖象在點(diǎn)(1,f(1))處的切線與直線y=(1-a)
4、x平行.
(1)若函數(shù)y=f(x)在[e,2e]上是減函數(shù),求實(shí)數(shù)a的最小值;
(2)設(shè)g(x)=,若存在x1∈[e,e2],使g(x1)≤成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
滿分規(guī)范
1.時間:你是否在限定時間內(nèi)完成? □是 □否 2.步驟:答題步驟是否與標(biāo)答一致? □是 □否
3.語言:答題學(xué)科用語是否精準(zhǔn)規(guī)范?□是 □否 4.書寫:字跡是否工整?卷面是否整潔?□是 □否
5.得分點(diǎn):答題得分點(diǎn)是否全面無誤?□是 □否 6.教材:教材知識是否全面掌握? □是 □否
2.(12分/15min)已知函數(shù)f(x)=(x+1
5、)ln x-a(x-1).
(1)當(dāng)a=4時,求曲線y=f(x)在(1,f(1))處的切線方程;
(2)若當(dāng)x∈(1,+∞)時,f(x)>0,求a的取值范圍.
滿分規(guī)范
1.時間:你是否在限定時間內(nèi)完成? □是 □否 2.步驟:答題步驟是否與標(biāo)答一致? □是 □否
3.語言:答題學(xué)科用語是否精準(zhǔn)規(guī)范?□是 □否 4.書寫:字跡是否工整?卷面是否整潔?□是 □否
5.得分點(diǎn):答題得分點(diǎn)是否全面無誤?□是 □否 6.教材:教材知識是否全面掌握? □是 □否
3.(12分/15min)已知函數(shù)f(x)=ax2+
6、ln(x+1).
(1)當(dāng)a=-時,求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若函數(shù)f(x)在區(qū)間[1,+∞)上為減函數(shù),求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(3)當(dāng)x∈[0,+∞)時,不等式f(x)-x≤0恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
滿分規(guī)范
1.時間:你是否在限定時間內(nèi)完成? □是 □否 2.步驟:答題步驟是否與標(biāo)答一致? □是 □否
3.語言:答題學(xué)科用語是否精準(zhǔn)規(guī)范?□是 □否 4.書寫:字跡是否工整?卷面是否整潔?□是 □否
5.得分點(diǎn):答題得分點(diǎn)是否全面無誤?□是 □否 6.教材:教材知識是否全面掌握? □是 □否
4
7、.(12分/15min)已知函數(shù)f(x)=xln x+ax+b在點(diǎn)(1,f(1))處的切線為3x-y-2=0.
(1)求函數(shù)f(x)的解析式;
(2)若k∈Z,且存在x>0,使得k>成立,求k的最小值.
滿分規(guī)范
1.時間:你是否在限定時間內(nèi)完成? □是 □否 2.步驟:答題步驟是否與標(biāo)答一致? □是 □否
3.語言:答題學(xué)科用語是否精準(zhǔn)規(guī)范?□是 □否 4.書寫:字跡是否工整?卷面是否整潔?□是 □否
5.得分點(diǎn):答題得分點(diǎn)是否全面無誤?□是 □否 6.教材:教材知識是否全面掌握? □是 □否
析
解
8、
答
案
與
1.【解析】∵f′(x)=b-a-aln x,
∴f′(1)=b-a,∴b-a=1-a,∴b=1.
則f(x)=x-axln x.
(1)∵y=f(x)在[e,2e]上為減函數(shù),
∴f′(x)=1-a-aln x≤0在[e,2e]上恒成立,
即a≥在[e,2e]上恒成立.
∵函數(shù)h(x)=在[e,2e]上遞減,
∴h(x)的最大值為,∴實(shí)數(shù)a的最小值為.
(2)∵g(x)==-ax,
∴g′(x)=-a=-2+-a=-2+-a,
故當(dāng)=,即x=e2時,g′(x)max=-a.
若存在x1∈[e,e2],使g(x1)≤成立,
等價于當(dāng)x∈[e,e2
9、]時,有g(shù)(x)min≤.
當(dāng)a≥時,g(x)在[e,e2]上為減函數(shù),
∴g(x)min=g(e2)=-ae2≤,故a≥-.
當(dāng)00,g(x)為增函數(shù).
所以g(x)min=g(x0)=-ax0≤,x0∈(e,e2).
所以a≥-≥->-=,與0
10、】(1);(2).
2.【解析】(1)f(x)的定義域?yàn)?0,+∞).
當(dāng)a=4時,f(x)=(x+1)ln x-4(x-1),f′(x)=ln x+-3,
f′(1)=-2,f(1)=0.
曲線y=f(x)在(1,f(1))處的切線方程為2x+y-2=0.
(2)當(dāng)x∈(1,+∞)時,f(x)>0等價于ln x->0.
設(shè)g(x)=ln x-,
則g′(x)=-=,g(1)=0.
①當(dāng)a≤2,x∈(1,+∞)時,x2+2(1-a)x+1≥x2-2x+1>0,
故g′(x)>0,g(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增,因此g(x)>0.
②當(dāng)a>2時,令g′(x)=0得,
x1
11、=a-1-,x2=a-1+.
由x2>1和x1x2=1得x1<1,
故當(dāng)x∈(1,x2)時,g′(x)<0,
g(x)在(1,x2)上單調(diào)遞減,此時g(x)-1),
∴f′(x)=-x+=-.
令f′(x)>0,得-11.
∴f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是(-1,1),單調(diào)遞減區(qū)間是(1,+∞).
(2)因?yàn)楹瘮?shù)f(x)在區(qū)間[1,+∞)上為減函數(shù),
∴f′(x)=2
12、ax+≤0對?x∈[1,+∞)恒成立.
即a≤-對?x∈[1,+∞)恒成立.
∴a≤-.故實(shí)數(shù)a的取值范圍為.
(3)∵當(dāng)x∈[0,+∞)時,不等式f(x)-x≤0恒成立,
即ax2+ln(x+1)-x≤0恒成立,
設(shè)g(x)=ax2+ln(x+1)-x(x≥0),
只需g(x)max≤0即可.
g′(x)=2ax+-1=.
①當(dāng)a=0時,g′(x)=-,
當(dāng)x>0時,g′(x)<0,函數(shù)g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,
∴g(x)≤g(0)=0成立.
②當(dāng)a>0時,令g′(x)=0,
∵x≥0,解得x=-1.
(i)當(dāng)-1<0,即a>時,在區(qū)間(0,+∞)上g′(
13、x)>0,
則函數(shù)g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,
∴g(x)在[0,+∞)上無最大值,不合題設(shè).
(ii)當(dāng)-1≥0,即00.
∴函數(shù)g(x)在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增,
同樣g(x)在[0,+∞)無最大值,不滿足條件.
③當(dāng)a<0時,由x≥0,故2ax+(2a-1)<0,
∴g′(x)=<0,
∴函數(shù)g(x)在[0,+∞)上單調(diào)遞減,
∴g(x)≤g(0)=0成立,
綜上所述,實(shí)數(shù)a的取值范圍是(-∞,0].
【答案】(1)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是(-1,1),單調(diào)遞減區(qū)間是(1,+∞);(2);(3)(
14、-∞,0].
4.【解析】(1)f(x)的定義域?yàn)?0,+∞),
f′(x)=ln x+1+a,
∴
∴
∴f(x)=xln x+2x-1.
(2)k>可化為k>,
令g(x)=,?x∈(0,+∞),使得k>,
則k>g(x)min.
g′(x)=,x∈(0,+∞),
令h(x)=x-1-ln(x+1),
則h′(x)=1-=>0,
∴h(x)在(0,+∞)上為增函數(shù).
又h(2)=1-ln 3<0,h(3)=2-ln 4>0,
故存在唯一的x0∈(2,3)使得h(x0)=0,
即x0-1=ln(x0+1).
當(dāng)x∈(0,x0)時,h(x)<0,
∴g′(x)<0,∴g(x)在(0,x0)上為減函數(shù);
當(dāng)x∈(x0,+∞)時,h(x)>0,
∴g′(x)>0,∴g(x)在(x0,+∞)上為增函數(shù).
∴g(x)min=g(x0)===x0+2,
∴k>x0+2.
∵x0∈(2,3),∴x0+2∈(4,5).
∵k∈Z,∴k的最小值為5.
【答案】(1)f(x)=xln x+2x-1;(2)5.
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