一、选择题
1.(文)(2013·郑州市质检)已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足f(x)=2xf′(e) lnx,则f′(e)=()
A.1 B.-1
C.-e-1 D.-e
[答案] C
[解析] 依题意得,f′(x)=2f′(e) ,取x=e得f′(e)=2f′(e) ,由此解得f′(e)=-=-e-1,故选C.
(理)(2013·云南检测)已知常数a、b、c都是实数,f(x)=ax3 bx2 cx-34的导函数为f′(x),f′(x)≤0的解集为{x|-2≤x≤3},若f(x)的极小值等于-115,则a的值是()
A.- B.
C.2 D.5
[答案] C
[解析] 依题意得f′(x)=3ax2 2bx c≤0的解集是[-2,3],于是有3a>0,-2 3=-,-2×3=,
b=-,c=-18a,函数f(x)在x=3处取得极小值,于是有f(3)=27a 9b 3c-34=-115,-a=-81,a=2,故选C.
2.(文)(2014·长春市调研)已知函数f(x)=x2的图象在点A(x1,f(x1))与点B(x2,f(x2))处的切线互相垂直,并交于点P,则点P的坐标可能是()
A.(-,3) B.(0,-4)
C.(2,3) D. (1,-)
[答案] D
[解析] 由题意知,A(x1,x),B(x2,x),f′(x)=2x,则过A,B两点的切线斜率k1=2x1,k2=2x2,又切线互相垂直,所以k1k2=-1,即x1x2=-.两条切线方程分别为l1y=2x1x-x,l2y=2x2x-x ,联立得(x1-x2)[2x-(x1 x2)]=0,x1≠x2,x=,代入l1,解得y=x1x2=-,故选D.
(理)在函数y=x3-9x的图象上,满足在该点处的切线的倾斜角小于,且横、纵坐标都为整数的点的个数是()
A.0 B.1C.2 D.3
[答案] A
[解析] 依题意得,y′=3x2-9,令00,b>0)的焦距为2,抛物线y=x2 1与双曲线C的渐近线相切,则双曲线C的方程为()
A.-=1 B.-=1
C.-y2=1 D. x2-=1
[答案] C
[解析] y=x2 1,y′=x,设切点(x0,y0),则切线方程y-y0=x0(x-x0),切线过原点,y0=x ,又切点在抛物线上,y0=x 1 ,由(1)(2)得x0=±4,=|x0|=,a=2b,代入a2 b2=c2=5中得b2=1,a2=4,双曲线方程为-y2=1.
(理)(2014·吉林市质检)若函数f(x)=2sinx(x[0,π])在点P处的切线平行于函数g(x)=2·( 1)在点Q处的切线,则直线PQ的斜率()
A.1 B.
C. D. 2
[答案] C
[解析] f′(x)=2cosx,x[0,π],f′(x)∈[-2,2],g′(x)= ≥2,当且仅当x=1时,等号成立,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则由题意知,2cosx1= ,2cosx1=2且 =2,x1∈[0,π],
x1=0,y1=0,x2=1,y2=,kPQ==.
4.(文)(2013·浙江文,8)已知函数y=f(x)的图象是下列四个图象之一,且其导函数y=f ′(x)的图象如下图所示,则该函数的图象是()
[答案] B
[解析] 本题考查原函数图象与导函数图象之间的关系.
由导数的几何意义可得,y=f(x)在[-1,0]上每一点处的斜率变大,而在[0,1]上则变小,故选B.
(理)(2014·石家庄市质检)定义在区间[0,1]上的函数f(x)的图象如下图所示,以A(0,f(0))、B(1,f(1))、C(x,f(x))为顶点的ABC的面积记为函数S(x),则函数S(x)的导函数S′(x)的大致图象为()
[答案] D
[解析] A、B为定点,|AB|为定值,ABC的面积S(x)随点C到直线AB的距离d而变化,而d随x的变化情况为增大→减小→0→增大→减小,ABC的面积先增大再减小,当A、B、C三点共线时,构不成三角形;然后ABC的面积再逐渐增大,最后再逐渐减小,观察图象可知,选D.
5.(2014·山西大学附中月考)已知函数f0(x)=xex,f1(x)=f′0(x),f2(x)=f1′(x) ,…fn(x)=f′n-1(x)(nN*),则f′2014(0)=()
A.2013 B.2014
C.2015 D.2016
[答案] C
[解析] f0(x)=xex,f1(x)=f0′(x)=ex xex,
f2(x)=f1′(x)=2ex xex,…,
fn(x)=fn-1′(x)=nex xex,f2014′(0)=f2015(0)=2015e0 0=2015.
6.(2013·天津文,8)设函数f(x)=ex x-2,g(x)=lnx x2-3,若实数a、b满足f(a)=0,g(b)=0,则()
A.g(a)0,所以f(b)>0>g(a),故选A.
解法2:f′(x)=ex 1>0,f(x)为增函数,f(0)=-10,且f(a)=0,00,g(x)在(0, ∞)上为增函数,又g(1)=-20,g(b)=0,1f(1)=0,g(a)0,×3m×m-=18,m=8,m=64.
(理)(2014·沈阳市二检)已知函数f(x)=x(x-a)(x-b)的导函数为f′(x),且f′(0)=4,则a2 2b2的最小值为________.
[答案] 8
[解析] f′(x)=(x-a)(x-b) x[(x-a) (x-b)],f′(0)=ab=4,a2 2b2≥2ab=8,故填8.
8.已知函数f(x)=ax3 ax2-bx b-1在x=1处的切线与x轴平行,若函数f(x)的图象经过四个象限,则实数a的取值范围是________.
[答案] (,)
[解析] 依题意得,f ′(1)=0,又f ′(x)=ax2 ax-b,
b=2a,
f ′(x)=ax2 ax-2a=a(x 2)(x-1),令f ′(x)=0,得x=-2或x=1,
当a=0时,不合题意;
当a>0时,要使图象过四个象限,
只需结合a>0,解得a(,);
当a0,解得a>2或a0时,(x-k)f ′(x) x 1>0,求k的最大值.
[分析] (1)求函数f(x)的单调区间,需判断f ′(x)的正负,因为含参数a,故需分类讨论;(2)分离参数k,将不含有参数的式子看作一个新函数g(x),将求k的最大值转化为求g(x)的最值问题.
[解析] (1)f(x)的定义域为(-∞, ∞),f ′(x)=ex-a.
若a≤0,则f ′(x)>0,所以f(x)在(-∞, ∞)上单调递增.
若a>0,则当x(-∞,lna)时,f ′(x)0,
所以,f(x)在(-∞,lna)上单调递减,在(lna, ∞)上单调递增.
(2)由于a=1,所以(x-k)f ′(x) x 1=(x-k)(ex-1) x 1.
故当x>0时,(x-k)f ′(x) x 1>0等价于
k0).
令g(x)= x,则
g′(x)= 1=.
由(1)知,函数h(x)=ex-x-2在(0, ∞)上单调递增.而h(1)0,所以h(x)在(0, ∞)上存在唯一的零点.故g′(x)在(0, ∞)存在唯一的零点.设此零点为α,则α(1,2).
当x(0,α)时,g′(x)0.所以g(x)在(0, ∞)上的最小值为g(α).又由g′(α)=0,可得eα=α 2,所以g(α)=α 1(2,3).
由于式等价于k0,f(x)在R上单调递增.即f(x)的单调递增区间为(-∞, ∞),f(x)没有单调递减区间.
(2)当ke2012·f(0)
B.f(1)e2012·f(0)
C.f(1)>e·f(0),f(2012)0,即F(x)在xR上为增函数,
F(1)>F(0),F(2012)>F(0),
即>,>,
f(1)>ef(0),
f(2012)>e2012f(0).
(理)(2013·浙江苍南求知中学月考)设函数f(x)=x2 bx c(xR)且f ′(x) f(x)>0恒成立,则对a∈(0, ∞),下面不等式恒成立的是()
A.f(-a)eaf(0)
C.f(a)eaf(0)
[答案] A
[解析] 令F(x)=f(x)ex,则F′(x)=f ′(x)·ex f(x)·ex=(f ′(x) f(x))ex>0,
F(x)为增函数,对任意a(0, ∞),有-a(-∞,0),
F(-a)0a2.
所求概率P==.
(理)(2014·郑州市质检)已知a>1, 且函数y=ax与函数y=logax的图象有且仅有一个公共点,则此公共点的坐标为________.
[答案] (e,e)
[解析] 设公共点为P(x0,y0),则点P(x0,y0)为函数y=ax与y=logax的图象的切点,且点P(x0,y0)又在直线y=x上,y′=axlna,ax0lna=1,ax0==logae,又ax0=y0=logax0=logae,x0=e,y0=e.
17.函数f(x)=x2-3x 2lnx,则函数f(x)在[1,e]上的最大值为________,最小值为________.
[答案] e2-3e 2 2ln2-4
[解析] 由f(x)=x2-3x 2lnx可得,
f ′(x)=x -3==.
当x(1,2)时,f ′(x)0,
f(x)在[2,e]上是增函数.
当x=2时,f(x)min=f(2)=2ln2-4.
又f(1)=-,f(e)=e2-3e 2,
f(e)-f(1)=e2-3e 2-(-)
=(e2-6e 9)=(e-3)2>0,
f(e)>f(1),
f(x)max=f(e)=e2-3e 2.
综上,函数f(x)在[1,e]上的最大值为e2-3e 2,最小值为2ln2-4.
三、解答题
18.(文)已知函数f(x)=(ax2 bx c)ex在[0,1]上单调递减且满足f(0)=1,f(1)=0.
(1)求a的取值范围;
(2)设g(x)=f(x)-f′(x),求g(x)在[0,1]上的最大值和最小值.
[解析] (1)由f(0)=1,f(1)=0得c=1,a b=-1,
则f(x)=[ax2-(a 1)x 1]ex,
f ′(x)=[ax2 (a-1)x-a]ex
依题意须对于任意x(0,1),有f ′(x)0时,因为二次函数y=ax2 (a-1)x-a的图象开口向上,而f ′(0)=-a0(t>1),
即lnt>1-(t>1).
令t=1 ,得ln>,
即ln()n 1>lne,
所以()n 1>e,即
