2023年高考数学真题导数专题

发布 2022-06-13 14:25:28 阅读 4926

2023年高考真题导数专题。

一.解答题(共12小题)

1.已知函数f(x)=ae2x+(a﹣2)ex﹣x.

1)讨论f(x)的单调性;

2)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.

2.已知函数f(x)=ax2﹣ax﹣xlnx,且f(x)≥0.

1)求a;2)证明:f(x)存在唯一的极大值点x0,且e﹣2<f(x0)<2﹣2.

3.已知函数f(x)=x﹣1﹣alnx.

1)若 f(x)≥0,求a的值;

2)设m为整数,且对于任意正整数n,(1+)(1+)…1+)<m,求m的最小值.

4.已知函数f(x)=x3+ax2+bx+1(a>0,b∈r)有极值,且导函数f′(x)的极值点是f(x)的零点.(极值点是指函数取极值时对应的自变量的值)

1)求b关于a的函数关系式,并写出定义域;

2)证明:b2>3a;

3)若f(x),f′(x)这两个函数的所有极值之和不小于﹣,求a的取值范围.

5.设函数f(x)=(1﹣x2)ex.

1)讨论f(x)的单调性;

2)当x≥0时,f(x)≤ax+1,求a的取值范围.

6.已知函数f(x)=(x﹣)e﹣x(x≥).

1)求f(x)的导函数;

2)求f(x)在区间[,+上的取值范围.

7.已知函数f(x)=x2+2cosx,g(x)=ex(cosx﹣sinx+2x﹣2),其中e≈2.17828…是自然对数的底数.

ⅰ)求曲线y=f(x)在点(π,f(π)处的切线方程;

ⅱ)令h(x)=g (x)﹣a f(x)(a∈r),讨论h(x)的单调性并判断有无极值,有极值时求出极值.

8.已知函数f(x)=excosx﹣x.

1)求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;

2)求函数f(x)在区间[0,]上的最大值和最小值.

9.设a∈z,已知定义在r上的函数f(x)=2x4+3x3﹣3x2﹣6x+a在区间(1,2)内有一个零点x0,g(x)为f(x)的导函数.

ⅰ)求g(x)的单调区间;

ⅱ)设m∈[1,x0)∪(x0,2],函数h(x)=g(x)(m﹣x0)﹣f(m),求证:h(m)h(x0)<0;

ⅲ)求证:存在大于0的常数a,使得对于任意的正整数p,q,且∈[1,x0)∪(x0,2],满足|﹣x0|≥.

10.已知函数f(x)=x3﹣ax2,a∈r,1)当a=2时,求曲线y=f(x)在点(3,f(3))处的切线方程;

2)设函数g(x)=f(x)+(x﹣a)cosx﹣sinx,讨论g(x)的单调性并判断有无极值,有极值时求出极值.

11.设a,b∈r,|a|≤1.已知函数f(x)=x3﹣6x2﹣3a(a﹣4)x+b,g(x)=exf(x).

ⅰ)求f(x)的单调区间;

ⅱ)已知函数y=g(x)和y=ex的图象在公共点(x0,y0)处有相同的切线,i)求证:f(x)在x=x0处的导数等于0;

ii)若关于x的不等式g(x)≤ex在区间[x0﹣1,x0+1]上恒成立,求b的取值范围.

12.已知函数 f(x)=ex(ex﹣a)﹣a2x.

1)讨论 f(x)的单调性;

2)若f(x)≥0,求a的取值范围.

2023年高考真题导数专题。

参***与试题解析。

一.解答题(共12小题)

1.(2017新课标ⅰ)已知函数f(x)=ae2x+(a﹣2)ex﹣x.

1)讨论f(x)的单调性;

2)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.

解答】解:(1)由f(x)=ae2x+(a﹣2)ex﹣x,求导f′(x)=2ae2x+(a﹣2)ex﹣1,当a=0时,f′(x)=﹣2ex﹣1<0,当x∈r,f(x)单调递减,当a>0时,f′(x)=(2ex+1)(aex﹣1)=2a(ex+)(ex﹣),令f′(x)=0,解得:x=ln,当f′(x)>0,解得:

x>ln,当f′(x)<0,解得:x<ln,x∈(﹣ln)时,f(x)单调递减,x∈(ln,+∞单调递增;

当a<0时,f′(x)=2a(ex+)(ex﹣)<0,恒成立,当x∈r,f(x)单调递减,综上可知:当a≤0时,f(x)在r单调减函数,当a>0时,f(x)在(﹣∞ln)是减函数,在(ln,+∞是增函数;

2)①若a≤0时,由(1)可知:f(x)最多有一个零点,当a>0时,f(x)=ae2x+(a﹣2)ex﹣x,当x→﹣∞时,e2x→0,ex→0,当x→﹣∞时,f(x)→+当x→∞,e2x→+∞且远远大于ex和x,当x→∞,f(x)→+函数有两个零点,f(x)的最小值小于0即可,由f(x)在(﹣∞ln)是减函数,在(ln,+∞是增函数,f(x)min=f(ln)=a×()a﹣2)×﹣ln<0,1﹣﹣ln<0,即ln+﹣1>0,设t=,则g(t)=lnt+t﹣1,(t>0),求导g′(t)=+1,由g(1)=0,t=>1,解得:0<a<1,a的取值范围(0,1).

方法二:(1)由f(x)=ae2x+(a﹣2)ex﹣x,求导f′(x)=2ae2x+(a﹣2)ex﹣1,当a=0时,f′(x)=2ex﹣1<0,当x∈r,f(x)单调递减,当a>0时,f′(x)=(2ex+1)(aex﹣1)=2a(ex+)(ex﹣),令f′(x)=0,解得:x=﹣lna,当f′(x)>0,解得:

x>﹣lna,当f′(x)<0,解得:x<﹣lna,x∈(﹣lna)时,f(x)单调递减,x∈(﹣lna,+∞单调递增;

当a<0时,f′(x)=2a(ex+)(ex﹣)<0,恒成立,当x∈r,f(x)单调递减,综上可知:当a≤0时,f(x)在r单调减函数,当a>0时,f(x)在(﹣∞lna)是减函数,在(﹣lna,+∞是增函数;

2)①若a≤0时,由(1)可知:f(x)最多有一个零点,当a>0时,由(1)可知:当x=﹣lna时,f(x)取得最小值,f(x)min=f(﹣lna)=1﹣﹣ln,当a=1,时,f(﹣lna)=0,故f(x)只有一个零点,当a∈(1,+∞时,由1﹣﹣ln>0,即f(﹣lna)>0,故f(x)没有零点,当a∈(0,1)时,1﹣﹣ln<0,f(﹣lna)<0,由f(﹣2)=ae﹣4+(a﹣2)e﹣2+2>﹣2e﹣2+2>0,故f(x)在(﹣∞lna)有一个零点,假设存在正整数n0,满足n0>ln(﹣1),则f(n0)=(a+a﹣2)﹣n0>﹣n0>﹣n0>0,由ln(﹣1)>﹣lna,因此在(﹣lna,+∞有一个零点.

a的取值范围(0,1).

2.(2017新课标ⅱ)已知函数f(x)=ax2﹣ax﹣xlnx,且f(x)≥0.

1)求a;2)证明:f(x)存在唯一的极大值点x0,且e﹣2<f(x0)<2﹣2.

解答】(1)解:因为f(x)=ax2﹣ax﹣xlnx=x(ax﹣a﹣lnx)(x>0),则f(x)≥0等价于h(x)=ax﹣a﹣lnx≥0,求导可知h′(x)=a﹣.

则当a≤0时h′(x)<0,即y=h(x)在(0,+∞上单调递减,所以当x0>1时,h(x0)<h(1)=0,矛盾,故a>0.

因为当0<x<时h′(x)<0、当x>时h′(x)>0,所以h(x)min=h(),又因为h(1)=a﹣a﹣ln1=0,所以=1,解得a=1;

2)证明:由(1)可知f(x)=x2﹣x﹣xlnx,f′(x)=2x﹣2﹣lnx,令f′(x)=0,可得2x﹣2﹣lnx=0,记t(x)=2x﹣2﹣lnx,则t′(x)=2﹣,令t′(x)=0,解得:x=,所以t(x)在区间(0,)上单调递减,在(,+上单调递增,所以t(x)min=t()=ln2﹣1<0,从而t(x)=0有解,即f′(x)=0存在两根x0,x2,且不妨设f′(x)在(0,x0)上为正、在(x0,x2)上为负、在(x2,+∞上为正,所以f(x)必存在唯一极大值点x0,且2x0﹣2﹣lnx0=0,所以f(x0)=﹣x0﹣x0lnx0=﹣x0+2x0﹣2=x0﹣,由x0<可知f(x0)<(x0﹣)max=﹣+

由f′()0可知x0<<,所以f(x)在(0,x0)上单调递增,在(x0,)上单调递减,所以f(x0)>f()=

综上所述,f(x)存在唯一的极大值点x0,且e﹣2<f(x0)<2﹣2.

3.(2017新课标ⅲ)已知函数f(x)=x﹣1﹣alnx.

1)若 f(x)≥0,求a的值;

2)设m为整数,且对于任意正整数n,(1+)(1+)…1+)<m,求m的最小值.

解答】解:(1)因为函数f(x)=x﹣1﹣alnx,x>0,所以f′(x)=1﹣=,且f(1)=0.

所以当a≤0时f′(x)>0恒成立,此时y=f(x)在(0,+∞上单调递增,这与f(x)≥0矛盾;

当a>0时令f′(x)=0,解得x=a,所以y=f(x)在(0,a)上单调递减,在(a,+∞上单调递增,即f(x)min=f(a),又因为f(x)min=f(a)≥0,所以a=1;

2)由(1)可知当a=1时f(x)=x﹣1﹣lnx≥0,即lnx≤x﹣1,所以ln(x+1)≤x当且仅当x=0时取等号,所以ln(1+)<k∈n*.

一方面,ln(1+)+ln(1+)+ln(1+)<1﹣<1,即(1+)(1+)…1+)<e;

另一方面,(1+)(1+)…1+)>1+)(1+)(1+)=2;

从而当n≥3时,(1+)(1+)…1+)∈2,e),因为m为整数,且对于任意正整数n,(1+)(1+)…1+)<m成立,所以m的最小值为3.

4.(2017江苏)已知函数f(x)=x3+ax2+bx+1(a>0,b∈r)有极值,且导函数f′(x)的极值点是f(x)的零点.(极值点是指函数取极值时对应的自变量的值)

1)求b关于a的函数关系式,并写出定义域;

2)证明:b2>3a;

3)若f(x),f′(x)这两个函数的所有极值之和不小于﹣,求a的取值范围.

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