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2017版高考数学(文)(全国)一轮复习 练习 第三章 导数及其应用 第3讲 含解析

2023-05-24 来源:钮旅网
基础巩固题组 (建议用时:40分钟)

一、选择题

1。函数f(x)=2x3-6x2-18x-7在[1,4]上的最小值为( ) A.-64

B。-61

C。-56

D.-51

解析 f′(x)=6x2-12x-18=6(x2-2x-3)=6(x-3)(x+1), 由f′(x)>0,得x>3或x<-1; 由f′(x)<0,得-1<x<3,

故函数f(x)在[1,3]上单调递减,在[3,4]上单调递增, ∴f(x)min=f(3)=2×27-6×9-18×3-7=-61。 答案 B

2.函数f(x)=x3+3x2+3x-a的极值点的个数是( ) A。2

B.1

C.0

D.由a确定

解析 ∵f′(x)=3x2+6x+3=3(x2+2x+1)=3(x+1)2≥0,∴函数f(x)在R上单调递增,故f(x)无极值点。 答案 C

3。设函数f(x)=ax2+bx+c(a,b,c∈R).若x=-1为函数f(x)ex的一个极值点,则下列图象不可能为y=f(x)图象的是( )

解析 因为[f(x)ex]′=f′(x)ex+f(x)(ex)′=[f(x)+f′(x)]ex,且x=-1为函数f(x)ex的一个极值点,所以f(-1)+f′(-1)=0;选项D中,f(-1)>0,f′(-1)>0,不满足f′(-1)+f(-1)=0。 答案 D

4.(2015·泰安模拟)函数f(x)=x3-3bx+3b在(0,1)内有极小值,则( )

A.b<错误! B。b<1 C.b>0 D.0<b<1

解析 由f(x)=x3-3bx+3b,得f′(x)=3x2-3b。

由已知可得f′(x)=3x2-3b在(0,1)上与x轴有交点,且满足错误!即错误!∴0<b<1。 答案 D

5。(2016·长沙模拟)已知函数f(x)=x3+ax2+(a+6)x+1有极大值和极小值,则实数a的取值范围是( ) A.(-1,2) C.(-3,6)

B。(-∞,-3)∪(6,+∞) D。(-∞,-1)∪(2,+∞)

解析 ∵f′(x)=3x2+2ax+(a+6), 由已知可得f′(x)=0有两个不相等的实根, ∴Δ=4a2-4×3×(a+6)>0,即a2-3a-18>0。 ∴a>6或a<-3。 答案 B 二、填空题

6。已知函数f(x)=x3-12x+8在区间[-3,3]上的最大值与最小值分别为M,m,则M-m=________.

解析 由题意,得f′(x)=3x2-12,令f′(x)=0,得x=±2,又f(-3)=17,f(-2)=24,f(2)=-8,f(3)=-1,所以M=24,m=-8,M-m=32. 答案 32

7.(2016·广州模拟)已知f(x)=x3+3ax2+bx+a2在x=-1时有极值0,则a-b=________。

解析 由题意得f′(x)=3x2+6ax+b,则

错误!解得错误!或错误!

经检验当a=1,b=3时,函数f(x)在x=-1处无法取得极值,而a=2,b=9

满足题意,故a-b=-7。 答案 -7

8.(2015·荆州模拟)函数(fx)=ax3+bx2+cx+d在x=0处有极大值1,在x=2处有极小值0,则常数a,b,c,d分别为________。 解析 f′(x)=3ax2+2bx+c, 则错误!即错误!

解得a=错误!,b=-错误!,c=0,d=1。 答案 a=错误!,b=-错误!,c=0,d=1 三、解答题

9.(2015·柳州、北海、钦州三市联考)求函数f(x)=-错误!x3+2ax2-3a2x+1(0<a<1)的极大值。

解 ∵f′(x)=-x2+4ax-3a2,且0<a<1.

当f′(x)>0时,得a<x<3a;当f′(x)<0时,得x<a或x>3a; ∴f(x)的单调递增区间为(a,3a);

f(x)的单调递减区间为(-∞,a)和(3a,+∞)。

故当x=3a时,f(x)有极大值,其极大值为f(3a)=1.

10。(2016·郑州质量预测)当a∈错误!时,函数f(x)=ax-1+ln x在区间(0,e)上的最大值为-4,求a的值.

11解 由题意f′(x)=a+x,令f′(x)=0,解得x=-a。 ∵a∈错误!,∴0<-错误!<e,

由f′(x)>0,解得0<x<-错误!,由f′(x)<0,解得-错误!<x<e。

从而f(x)的单调增区间为错误!,减区间为错误!.∴f(x)max=f错误!=-1-1+ln错误!=-4,解得a=-e2.

能力提升题组 (建议用时:25分钟)

11.已知函数f(x)=-x3+ax2-4在x=2处取得极值,若m,n∈[-1,1],则f(m)

+f′(n)的最小值是( ) A.-13

B.-15

C。10

D。15

解析 对函数f(x)求导得f′(x)=-3x2+2ax, 由函数f(x)在x=2处取得极值知f′(2)=0, 即-3×4+2a×2=0,∴a=3.

由此可得f(x)=-x3+3x2-4,f′(x)=-3x2+6x, 易知f(x)在(-1,0)上单调递减,在(0,1)上单调递增, ∴当m∈[-1,1]时,f(m)min=f(0)=-4. 又∵f′(x)=-3x2+6x的图象开口向下, 且对称轴为x=1,∴当n∈[-1,1]时,

f′(n)min=f′(-1)=-9。故f(m)+f′(n)的最小值为-13。 答案 A

12。(2016·福州质量检测)若函数f(x)=错误!-错误!x2+x+1在区间错误!上有极值点,则实数a的取值范围是( ) A。错误!

B.错误!

C.错误!

D。错误!

解析 若函数f(x)在区间错误!上无极值,

则当x∈错误!时,f′(x)=x2-ax+1≥0恒成立或当x∈错误!时,f′(x)=x2-ax+1≤0恒成立.当x∈错误!时,y=x+错误!的值域是错误!;当x∈错误!时,f′(x)=x2-ax+1≥0,即a≤x+错误!恒成立,a≤2;

当x∈错误!,f′(x)=x2-ax+1≤0,即a≥x+错误!恒成立,a≥错误!.因此要使函数f(x)在错误!上有极值点,实数 a的取值范围是错误!,故选C。 答案 C

13。(2015·太原二模)已知f′(x)=a(x+1)(x-a)是函数f(x)的导函数,若f(x)在x=a处取得极大值,则实数a的取值范围是________。

解析 ∵f′(-1)=f′(a)=0,∴当a<-1时,x<a时,f′(x)<0,f(x)单调递减;a<x<-1时,f′(x)>0,f(x)单调递增;x>-1时,f′(x)<0,f(x)单调递减,此时f(x)在x=a处取得极小值,不符合题意。当-1<a<0时,x<-1时,f′(x)<0,f(x)单调递减;-1<x<a时,f′(x)>0,f(x)单调递增;x>a时,f′(x)<0,f(x)单调递减,此时f(x)在x=a处取得极大值,符合题意.当a>0时,x<-1时,f′(x)>0,f(x)单调递增;-1<x<a时,f′(x)<0,f(x)单调递减;x>a时,f′(x)>0,f(x)单调递增,此时f(x)在x=a处取得极小值,不符合题意.∴实数a的取值范围是(-1,0). 答案 (-1,0)

14。(2015·成都诊断)已知a∈R,函数f(x)=错误!+ln x-1。 (1)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程; (2)求f(x)在区间(0,e]上的最小值。

解 (1)当a=1时,f(x)=错误!+ln x-1,x∈(0,+∞), 所以f′(x)=-错误!+错误!=错误!,x∈(0,+∞).

因此f′(2)=错误!,即曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线斜率为错误!。 又f(2)=ln 2-错误!,

所以曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为 y-错误!=错误!(x-2),即x-4y+4ln 2-4=0。 (2)因为f(x)=错误!+ln x-1,

所以f′(x)=-错误!+错误!=错误!,x∈(0,+∞)。 令f′(x)=0,得x=a.

①若a≤0,则f′(x)>0,f(x)在区间(0,e]上单调递增,此时函数f(x)无最小值。

②若0<a<e,当x∈(0,a)时,f′(x)<0,

函数f(x)在区间(0,a)上单调递减,当x∈(a,e]时, f′(x)>0,函数f(x)在区间(a,e]上单调递增,

所以当x=a时,函数f(x)取得最小值ln a。

③若a≥e,则当x∈(0,e]时,f′(x)≤0,函数f(x)在区间(0,e]上单调递减, 所以当x=e时,函数f(x)取得最小值错误!.

综上可知,当a≤0时,函数f(x)在区间(0,e]上无最小值; 当0<a<e时,函数f(x)在区间(0,e]上的最小值为ln a; 当a≥e时,函数f(x)在区间(0,e]上的最小值为错误!。

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