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专题三 导数及其应用
第八讲 导数的综合应用
2019 年
1.(2019 全国Ⅲ文 20)已知函数 .
(1)讨论 的单调性;
(2)当0 − 2 1
2 1ln lnx xe e x x− < − 1 2 2 1 x xx e x e> 1 2
2 1
x xx e x e< 2 2 ay ax x= − + 2 3 22y a x ax x a= − + + ( )a R∈ ( ) xf x e x a= + − a R∈ e [0,1]b∈ ( ( ))f f b b= a [1, ]e [1,1 ]e+ [ ,1 ]e e+ [0,1]
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14.(2012 陕西)设函数 ,则
A. 为 的极大值点 B. 为 的极小值点
C. 为 的极大值点 D. 为 的极小值点
15.(2011 福建)若 , ,且函数 在 处有极值,
则 的最大值等于
A.2 B.3 C.6 D.9
16.(2011 浙江)设函数 ,若 为函数 的一
个极值点,则下列图象不可能为 的图象是
A B C D
17.(2011 湖南)设直线 与函数 , 的图像分别交于点 ,
则当 达到最小时 的值为
A.1 B. C. D.
二、填空题
18.(2016 年天津)已知函数 为 的导函数,则 的值为____.
19.(2015 四川)已知函数 , (其中 ).对于不相等的实数
,设 = , = .现有如下命题:
①对于任意不相等的实数 ,都有 ;
②对于任意的 及任意不相等的实数 ,都有 ;
③对于任意的 ,存在不相等的实数 ,使得 ;
④对于任意的 ,存在不相等的实数 ,使得 .
( ) xf x xe=
1x = ( )f x 1x = ( )f x
1x = − ( )f x 1x = − ( )f x
0a > 0b > 3 2( ) 4 2 2f x x ax bx= − − + 1x =
ab
( ) ( )2 , ,f x ax bx c a b c R= + + ∈ 1x = − ( ) xf x e
( )y f x=
x t= 2( )f x x= ( ) lng x x= ,M N
MN t
1
2
5
2
2
2
( ) (2 +1) , ( )xf x x e f x′= ( )f x (0)f ′
( ) 2xf x = 2( )g x x ax= + a∈R
1 2,x x m 1 2
1 2
( ) ( )f x f x
x x
−
− n 1 2
1 2
( ) ( )g x g x
x x
−
−
1 2,x x 0m >
a 1 2,x x 0n >
a 1 2,x x m n=
a 1 2,x x m n= −
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其中真命题有___________(写出所有真命题的序号).
20.(2011 广东)函数 在 =______处取得极小值.
三、解答题
21.(2018 全国卷Ⅰ)已知函数 .
(1)设 是 的极值点.求 ,并求 的单调区间;
(2)证明:当 时, .
22.(2018 浙江)已知函数 .
(1)若 在 , ( )处导数相等,证明: ;
(2)若 ,证明:对于任意 ,直线 与曲线 有唯一
公共点.
23.(2018 全国卷Ⅱ)已知函数 .
(1)若 ,求 的单调区间;
(2)证明: 只有一个零点.
24.(2018 北京)设函数 .
(1)若曲线 在点 处的切线斜率为 0,求 ;
(2)若 在 处取得极小值,求 的取值范围.
25.(2018 全国卷Ⅲ)已知函数 .
(1)求曲线 在点 处的切线方程;
(2)证明:当 时, .
26.(2018 江苏)记 分别为函数 的导函数.若存在 ,满足
且 ,则称 为函数 与 的一个“ 点”.
(1)证明:函数 与 不存在“ 点”;
(2)若函数 与 存在“ 点”,求实数 a 的值;
3 2( ) 3 1f x x x= − + x
( ) ln 1= − −xf x ae x
2x = ( )f x a ( )f x
1
ea≥ ( ) 0≥f x
( ) lnf x x x= −
( )f x 1x x= 2x 1 2x x≠ 1 2( ) ( ) 8 8ln 2f x f x+ > −
3 4ln 2a −≤ 0k > y kx a= + ( )y f x=
3 21( ) ( 1)3
= − + +f x x a x x
3=a ( )f x
( )f x
2( ) [ (3 1) 3 2]exf x ax a x a= − + + +
( )y f x= (2, (2))f a
( )f x 1x = a
2 1( ) ex
ax xf x
+ −=
( )y f x= (0, 1)−
1a≥ ( ) e 0f x + ≥
( ), ( )f x g x′ ′ ( ), ( )f x g x 0x ∈R
0 0( ) ( )f x g x= 0 0( ) ( )f x g x′ ′= 0x ( )f x ( )g x S
( )f x x= 2( ) 2 2g x x x= + − S
2( ) 1f x ax= − ( ) lng x x= S
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(3)已知函数 , .对任意 ,判断是否存在 ,使函
数 与 在区间 内存在“ 点”,并说明理由.
27.(2018 天津)设函数 ,其中 ,且 是公差
为 的等差数列.
(1)若 求曲线 在点 处的切线方程;
(2)若 ,求 的极值;
(3)若曲线 与直线 有三个互异的公共点,求 d 的取值范
围.
28.(2017 新课标Ⅰ)已知函数 .
(1)讨论 的单调性;
(2)若 ,求 的取值范围.
29.(2017 新课标Ⅱ)设函数 .
(1)讨论 的单调性;
(2)当 时, ,求 的取值范围.
30.(2017 新课标Ⅲ)已知函数 .
(1)讨论 的单调性;
(2)当 时,证明 .
31.(2017 天津)设 , .已知函数 ,
.
(Ⅰ)求 的单调区间;
(Ⅱ)已知函数 和 的图象在公共点 处有相同的切线,
(i)求证: 在 处的导数等于 0;
2( )f x x a= − + e( )
xbg x x
= 0a > 0b >
( )f x ( )g x (0, )+∞ S
1 2 3( )=( )( )( )f x x t x t x t− − − 1 2 3, ,t t t ∈R 1 2 3, ,t t t
d
2 0, 1,t d= = ( )y f x= (0, (0))f
3d = ( )f x
( )y f x= 2( ) 6 3y x t= − − −
2( ) ( )x xf x e e a a x= − −
( )f x
( ) 0f x ≥ a
2( ) (1 ) xf x x e= −
( )f x
0x≥ ( ) 1f x ax +≤ a
2( ) ln (2 1)f x x ax a x= + + +
( )f x
0a < 3( ) 24f x a − −≤ ,a b∈R | | 1a ≤ 3 2( ) 6 3 ( 4)f x x x a a x b= − − − + ( ) e ( )xg x f x= ( )f x ( )y g x= exy = 0 0( , )x y ( )f x 0x x=
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(ii)若关于 x 的不等式 在区间 上恒成立,求 的取值范围.
32.(2017 浙江)已知函数 .
(Ⅰ)求 的导函数;
(Ⅱ)求 在区间 上的取值范围.
33.(2017 江苏)已知函数 有极值,且导函数
的极值点是 的零点.(极值点是指函数取极值时对应的自变量的值)
(1)求 关于 的函数关系式,并写出定义域;
(2)证明: ;
34.(2016 年全国 I 卷)已知函数 .
(I)讨论 的单调性;
(II)若 有两个零点,求 的取值范围.
35.(2016 年全国 II 卷)已知函数 .
(Ⅰ)当 时,求曲线 在 处的切线方程;
(Ⅱ)若当 时, ,求 的取值范围.
36.(2016 年全国 III 卷)设函数 .
(Ⅰ)讨论 的单调性;
(Ⅱ)证明当 时, ;
(III)设 ,证明当 时, .
37.(2015 新课标 2)已知函数 .
(Ⅰ)讨论 的单调性;
(Ⅱ)当 有最大值,且最大值大于 时,求 的取值范围.
38.(2015 新课标 1)设函数 .
( ) ( 1)ln ( 1)f x x x a x= + − −
4a = ( )y f x= ( )1, (1)f
( )1,x∈ +∞ ( ) 0f x > a
( ) exg x ≤ 0 0[ 1, 1]x x− + b
( ) ( 2 1) xf x x x e−= − − 1( )2x≥
( )f x
( )f x 1[ , )2
+∞
3 2( ) 1f x x ax bx= + + + ( 0, )a b> ∈R ( )f x′
( )f x
b a
2 3b a>
2 2( ) ( 2) ( 1)f x x e a x= − + −
( )f x
( )f x a
( ) ln 1f x x x= − +
( )f x
(1, )x∈ +∞ 11 ln
x xx
−< < 1c > (0,1)x∈ 1 ( 1) xc x c+ − >
( ) ln (1 )f x x a x= + −
( )f x
( )f x 2 2a − a
( ) 2e lnxf x a x= −
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(Ⅰ)讨论 的导函数 零点的个数;
(Ⅱ)证明:当 时 .
39.(2014 新课标 2)已知函数 ,曲线 在点(0,2)处的
切线与 轴交点的横坐标为-2.
(Ⅰ)求 ;
(Ⅱ)证明:当 时,曲线 与直线 只有一个交点.
40.(2014 山东)设函数 ( 为常数, 是自然对数
的底数)
(Ⅰ)当 时,求函数 的单调区间;
(Ⅱ)若函数 在 内存在两个极值点,求 的取值范围.
41.(2014 新课标 1)设函数 ,
曲线 处的切线斜率为 0
(Ⅰ)求 ;
(Ⅱ)若存在 使得 ,求 的取值范围.
42.(2014 山东)设函数 ,其中 为常数.
(Ⅰ)若 ,求曲线 在点 处的切线方程;
(Ⅱ)讨论函数 的单调性.
43.(2014 广东) 已知函数
(Ⅰ)求函数 的单调区间;
(Ⅱ)当 时,试讨论是否存在 ,使得 .
44.(2014 江苏)已知函数 ,其中 e 是自然对数的底数.
(Ⅰ)证明: 是 R 上的偶函数;
(Ⅱ)若关于 的不等式 ≤ 在 上恒成立,求实数 的取值范围;
3 21( ) 1( )3f x x x ax a R= + + + ∈
( )f x
0a < 0 1 1(0, ) ( ,1)2 2x ∈ 0 1( ) ( )2f x f= xxxf −+= ee)( )(xf x )(xmf 1e −+− mx ),0( +∞ m ( )f x ( )f x′ 0a > ( ) 22 lnf x a a a
+≥
3 2( ) 3 2f x x x ax= − + + ( )y f x=
x
a
1k < ( )y f x= 2y kx= − ( ) )ln2(2 x exf x +−= k 2.71828e = 0k ≤ ( )f x ( )f x ( )0,2 k ( ) ( )21ln 12 af x a x x bx a −= + − ≠ ( ) ( )( )1 1y f x f= 在点 , b 0 1,x ≥ ( )0 1 af x a < − a 1( ) ln 1 xf x a x x −= + + a 0a = ( )y f x= (1, (1))f ( )f x
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(Ⅲ)已知正数 满足:存在 ,使得 成立.试比较
与 的大小,并证明你的结论.
45.(2013 新课标 1)已知函数 ,曲线 在点
处切线方程为 .
(Ⅰ)求 的值;
(Ⅱ)讨论 的单调性,并求 的极大值.
46.(2013 新课标 2)已知函数 .
(Ⅰ)求 的极小值和极大值;
(Ⅱ)当曲线 的切线 的斜率为负数时,求 在 轴上截距的取值范围.
47.(2013 福建)已知函数 ( , 为自然对数的底数).
(Ⅰ)若曲线 在点 处的切线平行于 轴,求 的值;
(Ⅱ)求函数 的极值;
(Ⅲ)当 的值时,若直线 与曲线 没有公共点,求 的最大
值.
48.(2013 天津)已知函数 .
(Ⅰ)求函数 的单调区间;
(Ⅱ) 证明:对任意的 ,存在唯一的 ,使 .
(Ⅲ)设(Ⅱ)中所确定的 关于 的函数为 ,
证明:当 时,有 .
49.(2013 江苏)设函数 , ,其中 为实数.
(Ⅰ)若 在 上是单调减函数,且 在 上有最小值,求 的取
值范围;
(Ⅱ)若 在 上是单调增函数,试求 的零点个数,并证明你的结
a ),1[0 +∞∈x )3()( 0
3
00 xxaxf +−< 1e −a 1e−a 2( ) ( ) 4xf x e ax b x x= + − − ( )y f x= (0, (0))f 4 4y x= + ,a b ( )f x ( )f x 2( ) xf x x e−= ( )f x ( )y f x= l l x ( ) 1 x af x x e = − + a R∈ e ( )y f x= (1, (1))f x a ( )f x 1a = : 1l y kx= − ( )y f x= k 2 l( ) nf x x x= 2 ln ( ) 1 5 ln 2 g t t < < ( ) ln f x x ax= − ( ) xg x e ax= − a ( )f x ( )1,+∞ ( )g x ( )1,+∞ a ( )g x ( )1,− +∞ ( )f x ( )f x 0t > s ( )t f s=
s t ( )s g t=
2t e>
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论.
50.(2012 新课标)设函数 f(x)= -ax-2
(Ⅰ)求 的单调区间
(Ⅱ)若 , 为整数,且当 时, ,求 的最大值
51.(2012 安徽)设函数
(Ⅰ)求 在 内的最小值;
(Ⅱ)设曲线 在点 的切线方程为 ;求 的值。
52.(2012 山东)已知函数 ( 为常数, 是自然对数的底
数),曲线 在点 处的切线与 轴平行.
(Ⅰ)求 的值;
(Ⅱ)求 的单调区间;
(Ⅲ)设 ,其中 是 的导数.
证明:对任意的 , .
53.(2011 新课标)已知函数 ,曲线 在点 处的切线方程
为 .
(Ⅰ)求 , 的值;
(Ⅱ)证明:当 ,且 时, .
54.(2011 浙江)设函数 ,
(Ⅰ)求 的单调区间;
(Ⅱ)求所有实数 ,使 对 恒成立.
注: 为自然对数的底数.
55.(2011 福建)已知 , 为常数,且 ,函数 ,
(e=2.71828…是自然对数的底数).
(Ⅰ)求实数 的值;
( )
xe
kxxf
+= ln k 71828.2=e
( )xfy = ( )( )1,1 f x
k
( )xf
0>x ( ) 21 −+< exg xe ( )f x 1a = k 0x > ( ) ( ) 1 0x k f x x′− + + > k
1( ) ( 0)x
xf x ae b aae
= + + >
( )f x [0, )+∞
( )y f x= (2, (2))f 3
2y x= ,a b
2( ) ( ) ( )g x x x f x′= + ( )f x′ ( )f x
ln( ) 1
a x bf x x x
= ++ ( )y f x= (1, (1))f
2 3 0x y+ − =
a b
0x > 1x ≠ ln( ) 1
xf x x
> −
axxxaxf +−= 22 ln)( 0>a
)(xf
a 2)(1 exfe ≤≤− ],1[ ex ∈
e
a b 0a ≠ ( ) lnf x ax b ax x= − + + ( ) 2f e =
b
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(Ⅱ)求函数 的单调区间;
(Ⅲ)当 时,是否同时存在实数 和 ( ),使得对每一个 ∈ ,直
线 与曲线 ( ∈[ ,e])都有公共点?若存在,求出最小的实数
和最大的实数 ;若不存在,说明理由.
56.(2010 新课标)设函数
(Ⅰ)若 = ,求 的单调区间;
(Ⅱ)若当 ≥0 时 ≥0,求 的取值范围.
( )f x
1a = m M m M< t [ , ]m M y t= ( )y f x= x 1 e m M ( ) 2( ) 1xf x x e ax= − − a 1 2 ( )f x x ( )f x a