2022年全国高考数学真题分类汇编:导数及其应用(附答案解析).pdf

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1、2022年全国高考数学真题分类汇编:导数及其应用选 择 题(共 2 小题)1.函数/(x)=c o&x+(x+1)s i m c+1在区间 0,2T T的最小值、最大值分别为()2 2A.-,719KB.-32L,2LC.-,2L+2D.3兀 f2L+2222 222222.当 x=1时,函数/(x)=R X+上取得最大值-2,则/X(2)=()A.-1B.-Ac.AD.1二.多 选 题(共 2 小题)(多 选)3.已知函数/(x)=#-x+l,则()A.f(x)有两个极值点B./(X)有三个零点C.点(0,1)是曲线y=/(x)的对称中心D.直线y=2 x是曲线y=/(x)的切线(多 选)4

2、.已知函数/(x)及其导函数/(x)的定义域均为几 记g (x)=/(x).若/(旦-2 x),g(2+x)均为偶函数,则()2A.f(0)=0 B.g()=0 C./(-1)=/(4)D.g(-l)=g(2)2三.填 空 题(共 4 小题)5 .若曲线y=(x+a)/有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是.6 .曲线y=/|x|过 坐 标 原 点 的 两 条 切 线 的 方 程 为,.7.已知x x和X X2分别是函数/(X)-la -ex2(a0且aW l )的极小值点和极大值点.若XI 0)后,图像经过(3,0),(5,0),求实数m的值.第 1页(共 30页)(2)若 a-3 且 a

3、 W O,求解不等式/(x)W/(6-x).1 0 .设函数/(x)=$+/6(x 0).(I )求/(x)的单调区间;(I I )已知“,b e R,曲线 y=/(X)上不同的三点(X I,/(xi),(X 2,f(X 2),(X 3,f(X 3)处的切线都经过点(a,b).证明:(i )若 a e,贝|J ob-f(a)A (A-1);2 e(i i )若 0 “e,xix2x3,则2+-Z1_3+JL_/(5)+(Z).X1 3 .已知函数/(x)=-lnx+x-a.x(1)若/(x)0,求a的取值范围;(2)证明:若/(X)有两个零点X I,X 2,则X 1 X 2 0 时,/(x)l

4、n(w+1).12+1 V22+2n 2+n第3页(共30页)2022年全国高考数学真题分类汇编:导数及其应用参考答案与试题解析一.选 择 题(共2小题)1.函数/(x)=c os x+(x+1)s i n x+1在区间 0,2 i r 的最小值、最大值分别为()A _冗兀 R _ 3兀 兀 _兀兀+?口 .3兀兀+?2 2 2 2 2 2 2 2【解答】解:f(x)=c os x+(x+l)s i n x+1,xG 0,2I T,则/(x)=-s i n x+s i n x+(x+1)c os x=(x+1)c os x,令 c os x=0 得,x=-Z减3 兀2 2.当 xq o,2L)

5、时,/(x)o,y(x)单调递增;当(三,-二)时,f a)V O,f(x)单调递减;当 x (2 2 L,2 n 时,/(x)0,f(x)单调递增,2:.f(x)在区间 0,2司上的极大值为/(工)=工+2,极小值为/()=-4,2 2 2 2又;/(0)=2,/(2 i r)=2,二函数/(x)在区间 0,2司的最小值为-2 2 L,最大值为上1+2,2 2故选:D.2.当x=l时,函数/(x)=a/x+也取得最大值-2,则/(2)=()XA.-1 B.-A C.A D.12 2【解答】解:由题意/(I)=h=-2,则/(x)=alnx-1,X则/(X)=包 _卫2,Y 2 2A x x

6、,当X=1时函数取得最值,可得X=1也是函数的一个极值点,:(1)=a+2=0,即 a=-2.:.f(x)=0+2 ,2X易得函数在(0,1)上单调递增,在(1,+8)上单调递减,故x=l处,函数取得极大值,也是最大值,则/(2)=二2*2 2.=.22 2故选:B.第4页(共30页)二.多 选 题(共 2 小题)(多 选)3.已知函数/(x)=炉-*+1,贝 ij()A.f (x)有两个极值点B.f (x)有三个零点C.点(0,1)是曲线y=/(x)的对称中心D.直线夕=2 x 是曲线y=/(x)的切线【解答】解:/(x)=3/-1,令,(x)0,解 得 乂 喙,令,(X)0,f (争上警0

7、,V (x)有两个极值点,有且仅有一个零点,故选项Z 正确,选项8 错误;又 f(X)-/(-X)=工3-x+1-x3+x+l=2,则 f(X)关 于 点(0,1 )对称,故选项 C 正确;假设y=2 x 是曲线夕=/(x)的切线,设切点为(a,6),则1 3 2 2-1=2,解得,a=l或(a=-l,2 a=b lb=2 lb=-2显 然(1,2)和(-I,-2)均不在曲线y=/(x)上,故选项。错误.故选:AC.(多 选)4.已知函数/(X)及其导函数/(x)的定义域均为R,记 g(x)=/(x).若/(旦-2x),g(2+x)均为偶函数,贝 I()2A.f (0)=0 B.g(_A)=0

8、 C./(-1)=/(4)D.g(-1)=g(2)2【解答】解:为偶函数,.可得/(3-2X)=/(2+2X),关于x2 2 2=3 对称,2令 X=,可得/(2.-2 X )=/(2+2 x 1),即/(-I)=/(4),故 C 正确;4 2 4 2 4Tg(2+x)为偶函数,/.g (2+x)=g (2-x),g(x)关于x=2 对称,故。不正确;V f(x)关于x=3 对 称,.x=2 是函数/(x)的一个极值点,2 2.函数/c o 在(3,力处的导数为o,即g(3)=f(旦)=o,2 2 2第5页(共30页)又.g(x)的图象关于x=2对称,;.g(A)=g(2)=0,.函数f (x

9、)在(旦,力2 2 2的导数为0,;.x=2是函数/(x)的极值点,又f(x)的图象关于x=3对称,;.(旦,f)关于=旦2 2 2 2的对称点为(-X/).2由x=a是函数y(x)的极值点可得x=-a一是函数/(X)的一个极值点,g(-工)=2 2 2f(-A)=o,2进而可得g(1)=g(1)=0,故X=2是函数/(x)的极值点,又/(x)的图象关于2 2 2x=3对称,2/.(,L,r)关于x=3的对称点为(-_ L,力,;.g(-A)f(A)=o,故8正确;2 2 2 2 2,/,(x)图象位置不确定,可上下移动,即每一个自变量对应的函数值是确定值,故/错误.解法二:构造函数法,令/(

10、x)=1 -s i nnx,则/(旦-2 x)=1+COS2TOC,则 g(x)f(x)=-i r cos nx,2g(x+2)=-ncos (2 n+i t r)=-TCOSTLV.满足题设条件,可得只有选项8 c正确,故选:BC.三.填 空 题(共4小题)5.若曲线y=(x+a),有两条过坐标原点的切线,则。的取值范围是(-8,-4)U(0,+8).【解答】解:_/=/+(x+a)e*,设切点坐标为(x o,(x o+a)exo),二切线的斜率2 e*+(x o+a)e;切线方程为y-(x o+a)exo=(e*+(x 0+a)e)(x一出),又 切线过原点,-G o+a)_xo=(pxo

11、+fY+-/o)(-x o),整理得:x j+ax o-an。,.切线存在两条,.方程有两个不等实根,第6页(共30页)A A =a2+4 a 0,解得。0,即a的取值范围是(-8,-4)U(0,+8),故答案为:(-8,-4)U(0,+8).6.曲线歹过坐标原点的两条切线的方程为 x-e”=0,x+e y=0.【解答】解:当x 0时,y=lnx,设切点坐标为(xo,出xo),.了=工,.切线的斜率左=.X 0.切线方程为y -(x-x o),x0又;切线过原点,Tnxo=-L切线方程为厂l=L(x-e 即x-ey=0,e当x 0且aW l)的极小值点和极大值点.若x iX 2,则a的取值范围

12、是_(工,1)_.e【解答】解:对原函数求导,(x)=2 (cflna-ex),分析可知:f(x)在定义域内至少有两个变号零点,对其再求导可得:f(x)=2ax(Ina)2-2 e,当a l时,易知/(x)在R上单调递增,此时若存在x o使 得/(3)=0,则,(x)在(-8,x o)单调递减,(x o,+8)单调递增,此时若函数/G)在X=X 1和X=X 2分别取极小值点和极大值点,应满足X 1 X 2,不满足题意;当0 a 0,第7页(共30页)即1-eio g?=a京 -=1加 e l a(ln a)2 (lna)2In一1(lna)2 lnalna lTn(lna)2,1I n a正解

13、得:l ae,又因为故La 0)后,图像经过(3,0),(5,0),求实数”,m的值.(2)若 a -3 且 a W O,求解不等式/(x)W/(6-x).【解答】解:(1)因为函数/(x)=log 3(a+x)+log 3(6 -x),将函数/(x)图像向下移 m(m 0)后,得(x)-w =log 3(a+x)+log 3(6 -x)-第8页(共30页)m的图像,由函数图像经过点(3,0)和(5,0),log o(3+a)+l_m=0所以 3,log3(5+a)+0-m=0解得 a=-2,m=,(2)a -3 且 aWO 时,不等式/(x)W/(6-x)可化为 logs(a+x)+log3

14、(6-x)Wlogs(a+6-x)+logwa+x 06-x 0等价于a+6-x 0 ,x 0(a+x)(6-x)-ax 6解得,x 0a (x-3)0当-3V a 0 时,0 V-a V 3,3 a+6 6,解不等式得-“x0 时,-QVO,a+6 6,解不等式得 3WxV6;综上知,-3 VQ V 0 时,不等式f(x)W f(6-x)的解集是(-4,3,Q 0时,不等式/(x)W/(6-x)的解集是3,6).1 0.设函数/(x)=-+/HX(X0).(I)求/(x)的单调区间;(I I )已知 4,b R,曲线 y=/(x)上不同的三点(xi,f(XI),(X2,f(X2),(X3,f

15、(X3)处的切线都经过点(a,b),证明:(i)若 a e9 则 06-f(a)(-1 );2 e(i i )若 0 a e,xX2x3,则2+-Z&v:_ L+_ l _ 0),2x(小 力9黄 第9页(共30页)由f,(x)用 工 0,得 X旦,./(x)在(且,+8)上单调递增;由f,(x)=2x-e.0,得 0 x 旦,/(x)在(0,且)上单调递减.2x2 2-2(II)(/)证明:过,b)有三条不同的切线,设切点分别为(XI,f(X I),(X2,f(X2)(X3,f(X3):.f (x/)-b=f()(xz-a),(z=l,2,3),工方程/(x)-b=f(x)(x-a)有 3个

16、不同的根,该方程整理为(工 )(x-)-?_nx+b=0,x 2x2 2xe设 g(x)=(X则 g,(x)=X2xe)(x-a)-Inx+h,2 2x2x2+(x-a)二 +巳 5-=-(x-),x/Jx YA n2 x xJ当 OVxVe 或 时,g(x)0,g(x)在(0,e),(a,+8)上为减函数,在(,。)上为增函数,Vg G)有 3 个不同的零点,g(e)VO且 g()0,:.(-)(e-a)历e+6V0,且(-)(a-a)-?_na+b 0,e 2e2 2e a 2a2 2a整理得到且b -+ln a 二 f(aA/e Na此时,b -+r 且b -+lna=f (a N a

17、/a止 匕 时,b-f (a)二(包-1)(-+lna )-lna+b 0,N 6/a N a N a整理得b寻+L 且b +lna=f (a),N a N a此时,b-f (a)-A (2+1-(导+na)一品-Ina)Ne Ze Na Ne Z Z/a设u(a)为(e,+8)上的减函数,(a)3.-ln e=0,2 2e,*0 b-f (a)春(-1)-N e(ii)当 0 a e 时,同(i)讨论,得:g(x)在(0,a),(e,+8)上为减函数,在(%e)上为增函数,不妨设xix2Vx3,则 0 xiV ax2ex3,:g(x)有 3 个不同的零点,;.g(a)0,-(e-“)-Ine

18、+b 0)且(。)一 -lna+b 0e 2e2 2e a 2 a2 2a第10页(共30页)整 理 得 成+lb 或+lna,V x i X 2 X 3,0 x iaX2e 旦 1,?=包 1,t g X1 a e要证:2户 包!2上 国e 6 e2 X1 x3 a 6e2即证21匕+匕 会-b e 1 a6 e即证:c 2 (m-13)(i r i-m+12)+1 3-2 j 菰五一,而-(m+1)t j +-t 12+lnt1+b=0,且 一(?+l)t3+-t32+lnt3+b=0,*,lnt j -lnt3+-(t 12-t32)-(m+l)(八-n)=0,.2 2、,lnt r l

19、nt 3.%+13-2不=不 又 -,:.即证-2 1 6叮-1酸 且 0,即 证(k+1)Ink(m-13)(企m+)k-1 72 口记。(k)=,.?k l 则。(k)=_ (k 4-2 1 n k)0,k-1(k-1)2 k*.(p (k)在(1,+)为增函数,.(p Qk)(p(m).第11页(共30页).(k+1)Ink(m-13)(m2-m+12)(m+l)lnm(m-13)(m2-m+12)-+-+-,k-l 72 m-1 722设o)(z w)=历加+(:-1)li r r l*J (m-m+12),0 机 1,72(m+l)则co,(x)=(m-1)J (3m3-20mJ-4

20、9 m+72)(nr l)2(3m,3)。,72m(+1)2 72m(m+l)2.,.(1)(?)在(0,1 )上是增函数,.*.0)(加)0)(1)=0,./什旦二义鱼二”)域 二 史 也_ 0m-1 H 72,若 O V a V e,xi X2%3,则2+立生_ _ 1_#_0,解 得 二3令(x)0,解得Y二O X /(s)+f(t).【解答】解:(I)对函数求导可得:父(x)=eX l n(x+l)-f -x+1将x=0代入原函数可得/(O)=0,将x=0代入导函数可得:f(0)=1,故在x=0处切线斜率为1,故y-O=l (x-0),化简得:y=x;(H)由(I)有:gG)=f,(x

21、)=m(x+l)心,g (x)=eX i n(x+1)+令h (x)=l n(x+1)十2_ _x+11x+1 (x+1)令 户1=左(421),2小22设m(k)=l nk+ym (k)=R”0恒成立,k k2 k3故(x)在 0,+8)单调递增,又因为人(0)=1,故(x)0 在 0,+8)恒成立,故 g (x)0,故g (x)在 0,+8)单调递增;(I I I)证明:由(I I )有g (x)在 0,+8)单调递增,又g (0)=1,故g (x)0在 0,+8)恒成立,故/(x)在 0,+8)单调递增,设 w(x)f(x+f)-f(x),w(x)f(x+f)-f(x),由(H)有g (

22、x)在 0,+8)单调递增,又因为x+f x,所以/(x+Z)f (x),故w(x)单调递增,又因为s 0,故w(s)w(0),即:f(5+Z)-f(5)/(f)-f(0),又因为函数/(O)=0,故/X s+力 /(S)4/a),得证.X1 3.已知函数/(x)=-lnx+x-a.X第13页(共30页)(1)若/(x)2 0,求“的取值范围;(2)证明:若/(X)有两个零点X I,XI,则 X 1 X 2 1.【解答】解 的 定 义 域 为(0,+8),f,(x)=C (-1)_ 工+1=0,解得X1,故函数/G)在(0,1)单调递减,(1,+8)单调递增,故/(%)力=/(1)=e+l -

23、a,要使得/(x)2 0 恒成立,仅需 e+1 -故 a W e+1,故 a的取值范围是(-8,e+l ;(2)证明:由已知有函数/(x)要有两个零点,故/(I)=e+l-a V 0,即 a e+l,不妨设0 X l l X 2,要证明X 1 X 2 1,即证明x0J j2 xtV0 x i i,X1即证明:又因为/(X)在(1,+8)单调递增,2 X1即证明:f(X 2)f f(X )f ,2 X1 1 X1构造函数h (x)=f (x)-f 0 x 因为 O V x V l,所以 Q X X故/(x)0在(0,1)恒成立,故 加(x)在(0,1)单调递增,故 m(x)0在(0,1)恒成立,

24、故 G)在(0,1)单调递增,又因为%(1)=0,故 (%)/(1)=0,故 f(X i )f 即X 1 X 2 0 则f,(x)=_=1-声X X X X易知函数/(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+8)上单调递减,/(x)在X=1处取得极大值,同时也是最大值,函数/G)的最大值为/(I)=-1;c,/、1 a+1 ax2-(a+1)x+l_(x-1)(ax-1)f(x)=a4-T-=-2-2-,X A X X 当。=0时,由(1)可知,函数/,(X)无零点;当aVO时,易知函数/G)在(0,1)上单调递增,在(1,+8)上单调递减,又故此时函数/(X)无零点;当OVqVl时,易知函数/

25、(尢)在(0,1),(工,MQ)上单调递增,在(1,工)单a a调递减,且/(I)=。7 0,f()=l-a+(a+1)lna 0,a又 由(1)可得,4-inxr 即 则。lrr/x 则 ln x l 时,f(x)=ax-(a+1)lnxax2-2(a+1)*Vx ax-(2a+3)Vx,X X故存在m=(3+2)2工,使得/()0,a a,此 时/(x)在(0,+8)上存在唯一零点;当Q=1时,f,(x)=x-1)函数/(X)在(0,+)上单调递增,X又/(I)=0,故此时函数/(X)有唯一零点;当。1时,易知函数/(X)在(0,工),(1,+8)上单调递增,在 3,1)上单a a调递减,

26、且/=a-10,又由(1)可得,当 0%1,则 1一则 lnx 2(1 一XV X V X止 匕 时 f(x)=ax-2(a+1)(1 ),+(g D,x Vx x Vx故存在n=一_-X 使得/()0,f(x)无最小值,故。0,当/(x)=0 时,x=lna,当 g,(x)=0 时,x=fa当xlna时,f(x)0,函数/G)在(hm,+8)上单调递增,故 f(x)min f(Ina)=a -alna,g(x)的定义域为(0,+8),V g (x)ax-lnx91 g (x)=a -令 g (x)=0,解得了=工,a当 O Vx V-i j l 寸,g(x)0,函数g (x)在(工,+8)上

27、单调递增,a a故 g (x)min=+lna,.函数/(x)=e-o x 和g(x)=o x -有相同的最小值 a-alna 1+历a,Va 0,:.a-alna=+lna 化为 Ina-1二 n,a+1令 h(x)=lnx-xT,x 0,x+1第16页(共30页)贝 co _ 2 _=_ A2ti_X (x+1)2 X (x+i)2 x(x+l)2Vx0,2x1./(x)=-o恒成立,x(x+1)2:.h(x)在(0,+8)上单调递增,又 =0,:.h(a)=h(1),仅有此一解,:.a=l.(2)证明:由(1)知 a=l,函数/(x)=/-%在(-8,0)上单调递减,在(0,+8)上单调

28、递增,函数g G)=x-Inx S (0,1)上单调递减,在(1,+8)上单调递增,设 u(x)=f(x)-g(x)=-2x+lnx(x0),则 (x)-2+-2,当 时,u1(x)2 e-2 0,x所以函数(X)在(1,+8)上单调递增,因为(1)=e-2 0,所以当了2 1 时,u(x)(1)0 恒成立,即/(x)-g(x)0 在 时 恒 成 立,所以 时,f (x)g(x),因为/(0)=1,函数/(x)在(0,+8)上单调递增,g(1)=1,函数g(x)在(0,1)上单调递减,所以函数/(x)与函数g(x)的图象在(0,1)上存在唯一交点,设该交点为3n,/(加)(0 w l),的大致

29、图象,由图象知当直线y=b 与两条曲线y=/(x)和y=g(x)共有三个不同的交点时,第”页(共30页)直线y=6必经过点A/(?,/(?),即,=/(机),因为/(;)g(w),所以 d-机=加-/?,即 e -2加+/加=0,令/(x)b=f(?w)得 e*-x=e -m m-Inm,解得 x=m 或 xlnm,由 0 w 1,得lnmO 0时,/(X)ln(+1).【解答】解:(1)当。=1 时,y(x)=x/-/=/a-1),f(x)=/(x -1)+ef=xex,W0,.当 x (0,+8)时,(X)0,/(X)单调递增;当 x e(-8,0)时,(X)0),:f(x)-1,/(x)

30、+l 0,.g(x)0 上恒成立,又 g (x)=*+.叩 泮-令(x)=g(x),则/(x)=aeax+a x+axeax-(=a(2eO A+a x ea x)-:.h(0)=2a-1,当 2a-l 0,即 a 上,h(0)=.取名 底)飞 0)=g 但)0,2*城 x-0*扉 x第 18页(共 30页).,.3x o O,使得当 x e(0,x o),有,g (X)0,:,(x)0,X所以g (x)单调递增,g(x o)g(0)=0当 2a-1 W 0,即2g(x)=e+xa*_/=(1+a x)泮-若 1+a x W O,贝!J g1(x)0,则 g (x)=eax+xax-/0(所以

31、g (x)在 0,+8)上单调递减,g(x)综上所述,实数a的取值范围是a W上.2(3)由(2)可知,当。=1寸,/(x)=,25令 x=In(1+A.)(N*)得,.n n整理得,I n (id)1d 0n V n n1),矛盾;,g (0)=0,符合题意.e)W g (0)=0,符合题意.j,eT x-eOX 0),I n(l-U-)e-e、i,./ln(),厂V n +n n k=W k=ln(+l),即/1 +/1 +.+/1V 12+1 V 22+2 V n2+nIn(k+1 )=/X X X n+1 )2+k 念 k 1 2 n ln(+l).第 19页(共 30页)考点卡片1.

32、对数函数的图象与性质【知识点归纳】对数函数的性质图象l o g a X(a l)l o g a x(0 a 0 且 aWl)1 0 gMx)=_!_*(l o gae)=-(a 0 Ji.ax xlnaWl)=工.x第 20页(共 30页)2、和差积商的导数,(x)+g (x)了 =/(x)+g (x)/(x)-g(X)=f(x)-g (x)/(x)g (x)=f(x)g (x)+f(x)g(x)f(x),f(x)g(x)-f(x)g(x)g(x)g(x)23、复合函数的导数设 y=u(f),(x),则 y(x)=u (/)v(x)=u v(x)vr(x)【典型例题分析】题型一:和差积商的导数

33、典 例 1:已知函数/(x)=s i n r 也:3+4 (R,bW R),(x)为/(x)的导函数,则/(20 1 4)-20 1 4)4/(20 1 5)-/(-20 1 5)=()A.0 B.20 1 4 C.20 1 5 D.8解:f(x)=a co s x+36%2,:,(-x)=acos(-x)+3b(-x)2:.f(x)为偶函数;f(20 1 5)-f(-20 1 5)=0A/(20 1 4)4/(-20 1 4)=asin(20 1 4)+/)-20 1 43+4+t z s i n (-20 1 4)+b(-20 1 4)3+4 =8;,V(20 1 4)4/(-20 1 4

34、)+f故选D题型二:复合函数的导数典例2:下列式子不正确的是A.(3X2+C OSX)=6 x-s i n xC,(2s i n 2x)=2co s 2x解:由复合函数的求导法则对于选项力,(3X2+C OSX)=6x-s i n x 成立,故/正 确;(20 1 5)-/(-20 1 5)=8()B.U nx-2X)=工 _ 2*/2XD.(sirix),xcosx-sinx第 21页(共 30页)对于选项6,(l n x-2X)二工-2,l n 2成立,故8正确;x对于选项 C,(2s i n 2x)f=4 co s 2x 7 2co s 2x,故 C 不正确;/对于选项D,伊11,)二

35、三。54二5”壬成立,故。正确.X X2故选C.【解题方法点拨】1 .由常数函数、幕函数及正、余弦函数经加、减、乘运算得到的简单的函数均可利用求导法则与导数公式求导,而不需要回到导数的定义去求此类简单函数的导数.2.对于函数求导,一般要遵循先化简,再求导的基本原则.求导时,不但要重视求导法则的应用,而且要特别注意求导法则对求导的制约作用.在实施化简时,首先要注意化简的等价性,避免不必要的运算失误.3 .利用导数研究函数的单调性【知识点的知识】1、导数和函数的单调性的关系:(1)若,(x)0在(。,6)上恒成立,则/(x)在(a,b)上是增函数,f(x)0的解集与定义域的交集的对应区间为增区间;

36、(2)若/(x)0在(a,b)上恒成立,则/(x)在(a,b)上是减函数,f(x)0,则/(x)在对应区间上是增函数,对应区间为增区间;f(x)2,则/(x)2x+4的解集为()A.(-1,1)B.(-1,+)C.(-8,-1)D.(-0 0,+0)解:f(x)2 x+4,即 f(x)-lx-4 0,设 g (x)f(x)-2 x-4,则 g (x)=/(x)-2,.对任意*e R,f(x)2,对任意 xC R,g(x)0,即函数g (x)单调递增,,:f(-1)=2,:.g(-1)=/(-I)+2 -4=4 -4=0,则由 g (x)g (-1)=0 得x -1,即/(x)2 x+4 的解集

37、为(-1,+8),故选:B题型二:导数和函数单调性的综合应用典例 2:已知函数(x)alnx-ax-3(a G R).(I )求函数/(x)的单调区间;(H )若函数y=/(x)的图象在点(2,/(2)处的切线的倾斜角为4 5 ,对于任意的正口,2 ,函数g(x)=x3+x 2 f,(x)贵 在 区 间(3 3)上总不是单调函数,求加的取值范围;(I I I)求证:X-2,n N*)-2 3 4 n n解(x)=L(x 0)(2 分)x当。0 时,/(x)的单调增区间为(0,1,减区间为 1,+8);当 0 时,/(x)的单调增区间为 1,+8),减区间为(0,1;当”=0 时,/(X)不是单

38、调函数(4 分)第23页(共30页)(II)f,(2)=*=1得 a=-2,/(x)-2lnx+2x-3 g (x)=x3+(y+2)X2-2X;.g (x)=3X2+(m+4)x-2(6 分)V g (x)在 区 间(f,3)上总不是单调函数,且g (0)=-2(t)0:g o(8分)由题意知:对于任意的正 1,2 ,g (/)。恒成立,Y(1)0所以有:,g (2)o 3(111)令 a=-1 此时/(x)=-lnx+x-3,所以/(I)=-2,由(I )知/(4)=-lnx+x-3在(1,+8)上单调递增,当 xW (1,+8)时/G)/(1),BP -Inx+x-1 0,历xV x-1

39、对 一 切(1,+8)成立,(12分)22,EN*,贝I J有 0V/V-1,.Q lnnn 0,则/(x)仍为增函数(减函数的情形完全类似).即在区间内,(x)0是 八x)在此区间上为增函数的充分条件,而不是必要条件.4.利用导数研究函数的极值【知识点的知识】1、极值的定义:(1)极大值:一般地,设函数/(X)在点X 0附近有定义,如果对X 0附近的所有的点,都有,f(x)f(xo),就说/(xo)是函数/(x)的一个极小值,记作V极 小 值=/(xo),X 0是极小值点.2、极值的性质:(1)极值是一个局部概念,由定义知道,极值只是某个点的函数值与它附近点的函数值比较是最大或最小,并不意味

40、着它在函数的整个的定义域内最大或最小:(2)函数的极值不是唯一的,即一个函数在某区间上或定义域内极大值或极小值可以不止一个;(3)极大值与极小值之间无确定的大小关系,即一个函数的极大值未必大于极小值;(4)函数的极值点一定出现在区间的内部,区间的端点不能成为极值点,而使函数取得最大值、最小值的点可能在区间的内部,也可能在区间的端点.3、判别/(xo)是极大、极小值的方法:若xo满足,G o)=0,且在xo的两侧f(x)的导数异号,则xo是/(x)的极值点,/(刈)是极值,并且如果,(x)在xo两侧满足“左正右负”,则x o是/(x)的极大值点,f(xo)是极大值;如果/(x)在x o两侧满足“

41、左负右正”,则x o是/(x)的极小值点,/(x o)是极小值.4、求函数/(x)的极值的步骤:(1)确定函数的定义区间,求导数/G);(2)求方程/(x)=0的根;(3)用函数的导数为0的点,顺次将函数的定义区间分成若干小开区间,并列成表格,检查/(x)在方程根左右的值的符号,如果左正右负,那么/(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么/(x)在这个根处取得极小值;如果左右不改变符号即都为正或都为负,则/(x)在这个根处无极值.【解题方法点拨】在理解极值概念时要注意以下几点:(1)按定义,极值点x o是区间 a,切内部的点,不会是端点a,b(因为在端点不可导).第25页(共3 0页)(

42、2)极值是一个局部性概念,只要在一个小领域内成立即可.要注意极值必须在区间内的连续点取得.一个函数在定义域内可以有许多个极小值和极大值,在某一点的极小值也可能大于另一个点的极大值,也就是说极大值与极小值没有必然的大小关系,即极大值不一定比极小值大,极小值不一定比极大值小.(3)若/(X)在(a,b)内有极值,那么/(x)在(a,b)内绝不是单调函数,即在区间上单调的函数没有极值.(4)若函数/(x)在口,切上有极值且连续,则它的极值点的分布是有规律的,相邻两个极大值点之间必有一个极小值点,同样相邻两个极小值点之间必有一个极大值点,一般地,当函数/(x)在 小 句 上连续且有有限个极值点时,函数

43、/(X)在 a,0内的极大值点、极小值点是交替出现的,(5)可导函数的极值点必须是导数为0的点,但导数为0的点不一定是极值点,不可导的点也可能是极值点,也可能不是极值点.5.利用导数研究函数的最值【利用导数求函数的最大值与最小值】1、函数的最大值和最小值观察图中一个定义在闭区间 a,0上的函数/(x)的图象.图中/(x i)与/(X 3)是极小值,/(X 2)是极大值.函数/(X)在口,上的最大值是/(6),最小值是/(X I).一般地,在闭区间口,可上连续的函数/(x)在 a,切上必有最大值与最小值.说明:(1)在开区间(a,b)内连续的函数/(x)不一定有最大值与最小值.如函数/(x)=在

44、(0,+8)内连续,但没有最大值与最小值;x(2)函数的最值是比较整个定义域内的函数值得出的;函数的极值是比较极值点附近函数值得出的.(3)函数/(X)在闭区间 a,6 上连续,是f (x)在闭区间口,6 上有最大值与最小值的充分条件而非必要条件.(4)函数在其定义区间上的最大值、最小值最多各有一个,而函数的极值可能不止一个,也可能没有一个2、用导数求函数的最值步骤:由上面函数/(x)的图象可以看出,只要把连续函数所有的极值与定义区间端点的函数值进行比较,就可以得出函数的最值了.第26页(共30页)设函数/(x)在口,句上连续,在(a,b)内可导,则求/(x)在 a,0上的最大值与最小值的步骤

45、如下:(1)求/(x)在(a,b)内的极值;(2)将/(x)的各极值与/(a)、/(6)比较得出函数/(x)在口,6 上的最值.【解题方法点拨】在理解极值概念时要注意以下几点:(1)按定义,极值点刖是区间 a,3内部的点,不会是端点”,(因为在端点不可导).(2)极值是一个局部性概念,只要在一个小领域内成立即可.要注意极值必须在区间内的连续点取得.一个函数在定义域内可以有许多个极小值和极大值,在某一点的极小值也可能大于另一个点的极大值,也就是说极大值与极小值没有必然的大小关系,即极大值不一定比极小值大,极小值不一定比极大值小.(3)若/(x)在(a,b)内有极值,那么/(x)在(a,b)内绝不

46、是单调函数,即在区间上单调的函数没有极值.(4)若函数/(x)在口,可上有极值且连续,则它的极值点的分布是有规律的,相邻两个极大值点之间必有一个极小值点,同样相邻两个极小值点之间必有一个极大值点,一般地,当函数/(x)在 a,仪上连续且有有限个极值点时,函数/(x)在 a,切内的极大值点、极小值点是交替出现的,(5)可导函数的极值点必须是导数为0的点,但导数为0的点不一定是极值点,不可导的点也可能是极值点,也可能不是极值点.6.极限及其运算【知识点的知识】1.数列极限(1)数列极限的表示方法:t a n%=a当 -8 时,4 a .(2)几个常用极限:l im C=C (C为常数)l im _

47、 L=o (左&N,娓常数)-0才第27页(共30页)对于任意实常数,当同 1 时,lim a=O,n f 8当同=1 时,若。=1,则若。=-1,则 lim。(-1)不存在n-oo oo当间1时,lim d=不存在.n8(3)数列极限的四则运算法则:如 果 把 产&映 熄=,那么 limla内 幼皎)=a b lim(an bn)=a bZ 2-4 C D lim =g(b#0)一 九 b特别地,如果C 是常数,那 么 把 9 4)=期。期*=C a-.(4)数列极限的应用:求无穷数列的各项和,特别地,当团1时,无穷等比数列的各项和为S=H (团1).1-q(化循环小数为分数方法同上式)注:

48、并不是每一个无穷数列都有极限.lim f(x)=aX-*x。2.函数极限;(1)当自变量x 无限趋近于常数出(但不等于x o)时,如果函数/)无限趋进于一个常数 a,就是说当x 趋近于xo时,函数/(x)的极限为a.记 作 lim f (x)=。或当xo时,x-*xof (x)*a.注:当x-x o 时,/(X)是否存在极限与/G)在 xo处是否定义无关,因为X-XO并不要求X=xo.(当然,/(x)在 xo是否有定义也与/(x)在 X0处是否存在极限无关.函数/(X)在X0有 定 义 是 Mm f(v)存在的既不充分乂不必要条件.)XfV 1,V 1如 P(x)=|X,x-L 在 =1处无定

49、义,但 lim P(x)存在,因为在x=l处左右极-x+1;x 1 X X。限均等于零.第28页(共30页)(2)函数极限的四则运算法则:如 果 巴/,那么 l im(f(x)g(x)=ab l im(f(x)g(x)=a bX T XQ l imX T R g(x)b特别地,如果。是常数,那么l im(C /(x)=C l im/(x).JR X T Rl im=Hm f(x)n(we.V*)X T%X T%.注:各个函数的极限都应存在.四则运算法则可推广到任意有限个极限的情况,但不能推广到无限个情况.(3)几个常用极限:l im 2=0 x l im ax=0 (X a l)r,x C D

50、.l i.m-s-i-n-x=1 4 =lvim -x-=1.x-0 x x-0 sinx1 l un G +l)x=e,f oi(l +x):=e (=2.7 1 8 2 8 1 8 3 )x-oo x x-03.函数的连续性:(1)如果函数/(x),g(X)在某一点x=xo连续,那么函数f(x)g (x).f(x).g(x),f(x),(g (x)W0)在 点X=X O处都连续.g(x)(2)函数/(x)在点x=x o处连续必须满足三个条件:函数/(X)在点x=x o处有定义;l i m f(x)存在;函数/(X)在点x=x o处的极xx0限值等于该点的函数值,即.l i m f (x)=

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