導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用綜合檢測(cè)綜合測(cè)試題(有答案)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
第一章 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用綜合檢測(cè)
時(shí)間120分鐘,滿分150分。
一、(本大題共12個(gè)小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)
1.(2010?全國(guó)Ⅱ文,7)若曲線y=x2+ax+b在點(diǎn)(0,b)處的切線方程是x-y+1=0,則(  )
A.a(chǎn)=1,b=1      
B.a(chǎn)=-1,b=1
C.a(chǎn)=1,b=-1
D.a(chǎn)=-1,b=-1
[答案] A
[解析] y′=2x+a,∴y′x=0=(2x+a)x=0=a=1,
將(0,b)代入切線方程得b=1.
2.一物體的運(yùn)動(dòng)方程為s=2tsint+t,則它的速度方程為(  )
A.v=2sint+2tcost+1
B.v=2sint+2tcost
C.v=2sint
D.v=2sint+2cost+1
[答案] A
[解析] 因?yàn)樽兯龠\(yùn)動(dòng)在t0的瞬時(shí)速度就是路程函數(shù)y=s(t)在t0的導(dǎo)數(shù),S′=2sint+2tcost+1,故選A.
3.曲線y=x2+3x在點(diǎn)A(2,10)處的切線的斜率是(  )
A.4
B.5
C.6
D.7
[答案] D
[解析] 由導(dǎo)數(shù)的幾何意義知,曲線y=x2+3x在點(diǎn)A(2,10)處的切線的斜率就是函數(shù)y=x2+3x在x=2時(shí)的導(dǎo)數(shù),y′x=2=7,故選D.
4.函數(shù)y=xx(x-3)+1(  )
A.極大值為f(2)=5,極小值為f(0)=1
B.極大值為f(2)=5,極小值為f(3)=1
C.極大值為f(2)=5,極小值為f(0)=f(3)=1
D.極大值為f(2)=5,極小值為f(3)=1,f(-1)=-3
[答案] B
[解析] y=xx(x-3)+1
=x3-3x2+1 (x<0或x>3)-x3+3x2+1 (0≤x≤3)
∴y′=3x2-6x (x<0或x>3)-3x2+6x (0≤x≤3)
x變化時(shí),f′(x),f(x)變化情況如下表:
x(-∞,0)0(0,2)2(2,3)3(3,+∞)
f′(x)+0+0-0+
f(x)? 無(wú)極值? 極大值5? 極小值1?
∴f(x)極大=f(2)=5,f(x)極。絝(3)=1
故應(yīng)選B.
5.(2009?安徽理,9)已知函數(shù)f(x)在R上滿足f(x)=2f(2-x)-x2+8x-8,則曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線方程是(  )
A.y=2x-1
B.y=x
C.y=3x-2
D.y=-2x+3
[答案] A
[解析] 本題考查函數(shù)解析式的求法、導(dǎo)數(shù)的幾何意義及直線方程的點(diǎn)斜式.
∵f(x)=2f(2-x)-x2+8x-8,
∴f(2-x)=2f(x)-x2-4x+4,
∴f(x)=x2,∴f′(x)=2x,
∴曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線斜率為2,切線方程為y-1=2(x-1),∴y=2x-1.
6.函數(shù)f(x)=x3+ax2+3x-9,已知f(x)在x=-3時(shí)取得極值,則a等于(  )
A.2
B.3
C.4
D.5
[答案] D
[解析] f′(x)=3x2+2ax+3,
∵f(x)在x=-3時(shí)取得極值,
∴x=-3是方程3x2+2ax+3=0的根,
∴a=5,故選D.
7.設(shè)f(x),g(x)分別是定義在R上的奇函數(shù)和偶函數(shù).當(dāng)x<0時(shí),f′(x)g(x)+f(x)g′(x)>0,且g(-3)=0,則不等式f(x)g(x)<0的解集是(  )
A.(-3,0)∪(3,+∞)
B.(-3,0)∪(0,3)
C.(-∞,-3)∪(3,+∞)
D.(-∞,-3)∪(0,3)
[答案] D
[解析] 令F(x)=f(x)?g(x),易知F(x)為奇函數(shù),又當(dāng)x<0時(shí),f′(x)g(x)+f(x)g′(x)>0,即F′(x)>0,知F(x)在(-∞,0)內(nèi)單調(diào)遞增,又F(x)為奇函數(shù),所以F(x)在(0,+∞)內(nèi)也單調(diào)遞增,且由奇函數(shù)知f(0)=0,∴F(0)=0.
又由g(-3)=0,知g(3)=0
∴F(-3)=0,進(jìn)而F(3)=0
于是F(x)=f(x)g(x)的大致圖象如圖所示
∴F(x)=f(x)?g(x)<0的解集為(-∞,-3)∪(0,3),故應(yīng)選D.
8.下面四圖都是同一坐標(biāo)系中某三次函數(shù)及其導(dǎo)函數(shù)的圖象,其中一定不正確的序號(hào)是(  )
A.①②
B.③④
C.①③
D.①④
[答案] B
[解析] ③不正確;導(dǎo)函數(shù)過(guò)原點(diǎn),但三次函數(shù)在x=0不存在極值;④不正確;三次函數(shù)先增后減再增,而導(dǎo)函數(shù)先負(fù)后正再負(fù).故應(yīng)選B.
9.(2010?湖南理,5)241xdx等于(  )
A.-2ln2
B.2ln2
C.-ln2
D.ln2
[答案] D
[解析] 因?yàn)?lnx)′=1x,
所以 241xdx=lnx42=ln4-ln2=ln2.
10.已知三次函數(shù)f(x)=13x3-(4-1)x2+(152-2-7)x+2在x∈(-∞,+∞)是增函數(shù),則的取值范圍是(  )
A.<2或>4
B.-4<<-2
C.2<<4
D.以上皆不正確
[答案] D
[解析] f′(x)=x2-2(4-1)x+152-2-7,
由題意得x2-2(4-1)x+152-2-7≥0恒成立,∴Δ=4(4-1)2-4(152-2-7)
=642-32+4-602+8+28
=4(2-6+8)≤0,
∴2≤≤4,故選D.
11.已知f(x)=x3+bx2+cx+d在區(qū)間[-1,2]上是減函數(shù),那么b+c(  )
A.有最大值152
B.有最大值-152
C.有最小值152
D.有最小值-152
[答案] B
[解析] 由題意f′(x)=3x2+2bx+c在[-1,2]上,f′(x)≤0恒成立.
所以f′(-1)≤0f′(2)≤0
即2b-c-3≥04b+c+12≤0
令b+c=z,b=-c+z,如圖
過(guò)A-6,-32得z最大,
最大值為b+c=-6-32=-152.故應(yīng)選B.
12.設(shè)f(x)、g(x)是定義域?yàn)镽的恒大于0的可導(dǎo)函數(shù),且f′(x)g(x)-f(x)g′(x)<0,則當(dāng)aA.f(x)g(x)>f(b)g(b)
B.f(x)g(a)>f(a)g(x)
C.f(x)g(b)>f(b)g(x)
D.f(x)g(x)>f(a)g(x)
[答案] C
[解析] 令F(x)=f(x)g(x)
則F′(x)=f′(x)g(x)-f(x)g′(x)g2(x)<0
f(x)、g(x)是定義域?yàn)镽恒大于零的實(shí)數(shù)
∴F(x)在R上為遞減函數(shù),
當(dāng)x∈(a,b)時(shí),f(x)g(x)>f(b)g(b)
∴f(x)g(b)>f(b)g(x).故應(yīng)選C.
二、題(本大題共4個(gè)小題,每小題4分,共16分.將正確答案填在題中橫線上)
13.-2-1dx(11+5x)3=________.
[答案] 772
[解析] 取F(x)=-110(5x+11)2,
從而F′(x)=1(11+5x)3
則-2-1dx(11+5x)3=F(-1)-F(-2)
=-110×62+110×12=110-1360=772.
14.若函數(shù)f(x)=ax2-1x的單調(diào)增區(qū)間為(0,+∞),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________.
[答案] a≥0
[解析] f′(x)=ax-1x′=a+1x2,
由題意得,a+1x2≥0,對(duì)x∈(0,+∞)恒成立,
∴a≥-1x2,x∈(0,+∞)恒成立,∴a≥0.
15.(2009?陜西理,16)設(shè)曲線y=xn+1(n∈N*)在點(diǎn)(1,1)處的切線與x軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為xn,令an=lgxn,則a1+a2+…+a99的值為_(kāi)_______.
[答案]。2
[解析] 本小題主要考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義和對(duì)數(shù)函數(shù)的有關(guān)性質(zhì).
k=y(tǒng)′x=1=n+1,
∴切線l:y-1=(n+1)(x-1),
令y=0,x=nn+1,∴an=lgnn+1,
∴原式=lg12+lg23+…+lg99100
=lg12×23×…×99100=lg1100=-2.
16.如圖陰影部分是由曲線y=1x,y2=x與直線x=2,y=0圍成,則其面積為_(kāi)_______.
[答案] 23+ln2
[解析] 由y2=x,y=1x,得交點(diǎn)A(1,1)
由x=2y=1x得交點(diǎn)B2,12.
故所求面積S=01xdx+121xdx
=23x3210+lnx21=23+ln2.
三、解答題(本大題共6個(gè)小題,共74分.解答應(yīng)寫出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟)
17.(本題滿分12分)(2010?江西理,19)設(shè)函數(shù)f(x)=lnx+ln(2-x)+ax(a>0).
(1)當(dāng)a=1時(shí),求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若f(x)在(0,1]上 的最大值為12,求a的值.
[解析] 函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?0,2),
f ′(x)=1x-12-x+a,
(1)當(dāng)a=1時(shí),f ′(x)=-x2+2x(2-x),所以f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,2),單調(diào)遞減區(qū)間為(2,2);
(2)當(dāng)x∈(0,1]時(shí),f ′(x)=2-2xx(2-x)+a>0,
即f(x)在(0,1]上單調(diào)遞增,故f(x)在(0,1]上的最大值為f(1)=a,因此a=12.
18.(本題滿分12分)求曲線y=2x-x2,y=2x2-4x所圍成圖形的面積.
[解析] 由y=2x-x2,y=2x2-4x得x1=0,x2=2.
由圖可知,所求圖形的面積為S=02(2x-x2)dx+02(2x2-4x)dx=02(2x-x2)dx-02(2x2-4x)dx.
因?yàn)閤2-13x3′=2x-x2,
23x3-2x2′=2x2-4x,
所以S=x2-13x320-23x3-2x220=4.
19.(本題滿分12分)設(shè)函數(shù)f(x)=x3-3ax+b(a≠0).
(1)若曲線y=f(x)在點(diǎn)(2,f(2))處與直線y=8相切,求a,b的值;
(2)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間與極值點(diǎn).
[分析] 考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,極值點(diǎn)的性質(zhì),以及分類討論思想.
[解析] (1)f′(x)=3x2-3a.
因?yàn)榍y=f(x)在點(diǎn)(2,f(2))處與直線y=8相切,
所以f′(2)=0,f(2)=8.即3(4-a)=0,8-6a+b=8.
解得a=4,b=24.
(2)f′(x)=3(x2-a)(a≠0).
當(dāng)a<0時(shí),f′(x)>0,函數(shù)f(x)在(-∞,+∞)上單調(diào)遞增,此時(shí)函數(shù)f(x)沒(méi)有極值點(diǎn).
當(dāng)a>0時(shí),由f′(x)=0得x=±a.
當(dāng)x∈(-∞,-a)時(shí),f′(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增;
當(dāng)x∈(-a,a)時(shí),f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減;
當(dāng)x∈(a,+∞)時(shí),f′(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增.
此時(shí)x=-a是f(x)的極大值點(diǎn),x=a是f(x)的極小值點(diǎn).
20.(本題滿分12分)已知函數(shù)f(x)=12x2+lnx.
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)求證:當(dāng)x>1時(shí),12x2+lnx<23x3.
[解析] (1)依題意知函數(shù)的定義域?yàn)閧xx>0},
∵f′(x)=x+1x,故f′(x)>0,
∴f(x)的單調(diào)增區(qū)間為(0,+∞).
(2)設(shè)g(x)=23x3-12x2-lnx,
∴g′(x)=2x2-x-1x,
∵當(dāng)x>1時(shí),g′(x)=(x-1)(2x2+x+1)x>0,
∴g(x)在(1,+∞)上為增函數(shù),
∴g(x)>g(1)=16>0,
∴當(dāng)x>1時(shí),12x2+lnx<23x3.
21.(本題滿分12分)設(shè)函數(shù)f(x)=x3-92x2+6x-a.
(1)對(duì)于任意實(shí)數(shù)x, f′(x)≥恒成立,求的最大值;
(2)若方程f(x)=0有且僅有一個(gè)實(shí)根,求a的取值范圍.
[分析] 本題主要考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用及轉(zhuǎn)化思想,以及求參數(shù)的范圍問(wèn)題.
[解析] (1)f′(x)=3x2-9x+6=3(x-1)(x-2).
因?yàn)閤∈(-∞,+∞).f′(x)≥,即3x2-9x+(6-)≥0恒成立.
所以Δ=81-12(6-)≤0,得≤-34,即的最大值為-34.
(2)因?yàn)楫?dāng)x<1時(shí),f′(x)>0;當(dāng)12時(shí)f′(x)>0.
所以當(dāng)x=1時(shí),f(x)取極大值f(1)=52-a,
當(dāng)x=2時(shí),f(x)取極小值f(2)=2-a.
故當(dāng)f(2)>0或f(1)<0時(shí),方程f(x)=0僅有一個(gè)實(shí)根,解得a<2或a>52.
22.(本題滿分14分)已知函數(shù)f(x)=-x3+ax2+1(a∈R).
(1)若函數(shù)y=f(x)在區(qū)間0,23上遞增,在區(qū)間23,+∞上遞減,求a的值;
(2)當(dāng)x∈[0,1]時(shí),設(shè)函數(shù)y=f(x)圖象上任意一點(diǎn)處的切線的傾斜角為θ,若給定常數(shù)a∈32,+∞,求θ的取值范圍;
(3)在(1)的條件下,是否存在實(shí)數(shù),使得函數(shù)g(x)=x4-5x3+(2-)x2+1(∈R)的圖象與函數(shù)y=f(x)的圖象恰有三個(gè)交點(diǎn).若存在,請(qǐng)求出實(shí)數(shù)的值;若不存在,試說(shuō)明理由.
[解析] (1)依題意f′23=0,
由f′(x)=-3x2+2ax,得-3232+2a?23=0,即a=1.
(2)當(dāng)x∈[0,1]時(shí),tanθ=f′(x)=-3x2+2ax=-3x-a32+a23.
由a∈32,+∞,得a3∈12,+∞.
①當(dāng)a3∈12,1,即a∈32,3時(shí),f′(x)ax=a23,
f(x)in=f′(0)=0.
此時(shí)0≤tanθ≤a23.
②當(dāng)a3∈(1,+∞),即a∈(3,+∞)時(shí),f′(x)ax=f′(1)=2a-3,f′(x)in=f′(0)=0,
此時(shí),0≤tanθ≤2a-3.
又∵θ∈[0,π),∴當(dāng)32當(dāng)a>3時(shí),θ∈[0,arctan(2a-3)].
(3)函數(shù)y=f(x)與g(x)=x4-5x3+(2-)x2+1(∈R)的圖象恰有3個(gè)交點(diǎn),等價(jià)于方程-x3+x2+1=x4-5x3+(2-)x2+1恰有3個(gè)不等實(shí)根,
∴x4-4x3+(1-)x2=0,
顯然x=0是其中一個(gè)根(二重根),
方程x2-4x+(1-)=0有兩個(gè)非零不等實(shí)根,則
Δ=16-4(1-)>01-≠0
∴>-3且≠1
故當(dāng)>-3且≠1時(shí),函數(shù)y=f(x)與y=g(x)的圖象恰有3個(gè)交點(diǎn).


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