一、选择题。
1.函数y=lnx-x在x∈(0,e]上的最大值为。
a.e b.1
c.-1 d.-e
解析:函数y=lnx-x的定义域为(0,+∞又y′=-1=,令y′=0得x=1,当x∈(0,1)时,y′>0,函数单调递增,当x∈(1,e]时,y′<0,函数单调递减.
当x=1时,函数取得最大值-1,故选c.
答案:c2.(2023年洛阳统考)已知f(x)=x2-cos x,x∈[-1,1],则导函数f ′(x)是。
a.仅有最小值的奇函数。
b.既有最大值,又有最小值的偶函数。
c.仅有最大值的偶函数。
d.既有最大值,又有最小值的奇函数。
解析:f ′(x)=x+sin x,显然f ′(x)是奇函数,令h(x)=f ′(x),则h(x)=x+sin x,求导得h′(x)=1+cos x.当x∈[-1,1]时,h′(x)>0,所以h(x)在[-1,1]上单调递增,有最大值和最小值.所以f ′(x)是既有最大值又有最小值的奇函数.
答案:d3.函数f(x)=x2-2ax+a在区间(-∞1)上有最小值,则函数g(x)=在区间(1,+∞上一定。
a.有最小值 b.有最大值
c.是减函数 d.是增函数。
解析:∵f(x)=x2-2ax+a在区间(-∞1)上有最小值,a<1.
g(x)==x+-2a,则g′(x)=1-=.
x∈(1,+∞a<1,x2-a>0,即g′(x)>0.
g(x)在(1,+∞上是增函数.
答案:d4.(2023年深圳调研)若函数f(x)=x3-6bx+3b在(0,1)内有最小值,则实数b的取值范围是。
a.(0,1) b.(-1)
c.(0,+∞d.(0,)
解析:f(x)在(0,1)内有最小值,即f(x)在(0,1)内有极小值,f ′(x)=3x2-6b,由题意,函数f ′(x)的草图如图,即。
解得0答案:d
5.如图,某农场要修建3个养鱼塘,每个面积为10 000米2,鱼塘前面要留4米的运料通道,其余各边为2米宽的堤埂,则占地面积最少时,每个鱼塘的长、宽分别为。
a.长102米,宽米 b.长150米,宽66米。
c.长、宽均为100米 d.长150米,宽米。
解析:设鱼塘长、宽分别为y米、x米,依题意xy=10 000.
设占地面积为s,则s=(3x+8)(y+6)=18x++30 048,令s′=18-=0,得x=,此时y=150.
答案:d6.(2023年课标全国)设点p在曲线y=ex上,点q在曲线y=ln(2x)上,则|pq|的最小值为。
a.1-ln 2 b. (1-ln 2)
c.1+ln 2 d. (1+ln 2)
解析:由y=ex得ex=2y,所以x=ln 2y,所以y=ex的反函数为y=ln 2x,所以y=ex与y=ln 2x的图象关于直线y=x对称,所以两条曲线上的点的距离的最小值是两条曲线上切线斜率为1的切点之间的距离,令(ln 2x)′=1,解得x1=1,令(ex)′=1,解得x2=ln 2,所以两点为(1,ln 2)和(ln 2,1),故d=(1-ln 2),选b.
答案:b二、填空题。
7.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:令f ′(x)=3x2-12=0,得x=-2或x=2,列表得:
可知m=24,m=-8,∴m-m=32.
答案:328.某工厂生产某种产品,已知该产品的月产量x(吨)与每吨产品的**p(元)之间的关系式为p=24 200-x2,且生产x吨的成本为r=50 000+200x元,则当利润达到最大时该厂每月应生产___吨产品.
解析:当月产量为x吨时利润为。
f(x)=(24 200-x2)x-(50 000+200x)
-x3+24 000x-50 000(x≥0),f ′(x)=-x2+24 000.
令f ′(x)=0,解得x1=200,x2=-200(舍去).
因f(x)在[0,+∞内只有一个点x=200使f ′(x)=0,故它就是最大值点.
答案:200
9.(2023年孝感统考)设函数y=f(x)在(a,b)上的导数为f′(x),f′(x)在(a,b)上的导数为f′′(x),若在(a,b)上,f′′(x)<0恒成立,则称函数f(x)在(a,b)上为“凸函数”.若函数f(x)=x4-mx3-x2为区间(-1,3)上的“凸函数”,则m
解析:由函数f(x)=x4-mx3-x2,得f′(x)=x3-mx2-3x,f′′(x)=x2-mx-3.
若f(x)为区间(-1,3)上的“凸函数”,则有f′′(x)=x2-mx-3<0在区间(-1,3)上恒成立,由二次函数的图象知,即得m=2.
答案:2三、解答题。
10.(2023年江苏)请你设计一个包装盒,如图所示,abcd是边长为60 cm的正方形硬纸片,切去阴影部分所示的四个全等的等腰直角三角形,再沿虚线折起,使得a,b,c,d四个点重合于图中的点p,正好形成一个正四棱柱形状的包装盒.e、f在ab上,是被切去的一个等腰直角三角形斜边的两个端点,设ae=fb=x(cm).
1)若广告商要求包装盒的侧面积s(cm2)最大,试问x应取何值?
2)若厂商要求包装盒的容积v(cm3)最大,试问x应取何值?并求出此时包装盒的高与底面边长的比值.
解:设包装盒的高为h(cm),底面边长为a(cm).由已知得。
a=x,h==(30-x),0(1)s=4ah=8x(30-x)=-8(x-15)2+1 800,所以当x=15时,s取得最大值.
2)v=a2h=2 (-x3+30x2),v′=6x(20-x).
由v′=0得x=0(舍)或x=20.
当x∈(0,20)时,v′>0;当x∈(20,30)时,v′<0.
所以当x=20时,v取得极大值,也是最大值.
此时=.即包装盒的高与底面边长的比值为。
11.(2023年安徽)设函数f(x)=aex++b(a>0).
1)求f(x)在[0,+∞内的最小值;
2)设曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为y=x,求a,b的值.
解:(1)f′(x)=aex-,当f′(x)>0,即x>-ln a时,f(x)在(-ln a,+∞上递增;
当f′(x)<0,即x<-ln a时,f(x)在(-∞ln a)上递减.
当00,f(x)在(0,-ln a)上递减,在(-ln a,+∞上递增,从而f(x)在[0,+∞上的最小值为f(-ln a)=2+b;
当a≥1时,-ln a≤0,f(x)在[0,+∞上递增,从而f(x)在[0,+∞上的最小值为f(0)=a++b.
2)依题意f′(2)=ae2-=,解得ae2=2或ae2=-(舍去).
所以a=,代入原函数可得2++b=3,即b=.
故a=,b=.
12.(2023年陕西)设函数f(x)定义在(0,+∞上, f(1)=0,导函数f ′(x)=,g(x)=f(x)+f ′(x).
1)求g(x)的单调区间和最小值;
2)讨论g(x)与g()的大小关系.
解:(1)由题设易知f(x)=lnx,g(x)=lnx+,g′(x)=,令g′(x)=0得x=1,当x∈(0,1)时,g′(x)<0,故(0,1)是g(x)的单调减区间,当x∈(1,+∞时,g′(x)>0,故(1,+∞是g(x)的单调增区间,因此,x=1是g(x)的惟一极值点,且为极小值点,从而是最小值点,所以最小值为g(1)=1.
2)g()=lnx+x,设h(x)=g(x)-g()=2lnx-x+,则h′(x)=-当x=1时,h(1)=0,即g(x)=g(),当x∈(0,1)∪(1,+∞时h′(x)<0,h′(1)=0,因此,h(x)在(0,+∞内单调递减,当0h(1)=0,即g(x)>g(),当x>1时,h(x)[热点**]
13.(2023年河北正定中学高三第二次月考)已知函数f(x)=+lnx(a>0).
1)若函数f(x)在[1,+∞上是增函数,求正实数a的取值范围;
2)若a=1,k∈r且k<,设f(x)=f(x)+(k-1)lnx,求函数f(x)在[,e]上的最大值和最小值.
解:(1)由题设可得f ′(x)=(a>0)
因为函数f(x)在[1,+∞上是增函数,所以,当x∈[1,+∞时,不等式f ′(x)=≥0即a≥恒成立.
因为,当x∈[1,+∞时,的最大值为1,则实数a的取值范围是[1,+∞
2)a=1, f(x)=+lnx,f(x)=+lnx+(k-1)lnx=+klnx
所以,f′(x)=+
若k=0,则f′(x)=,在[,e]上,恒有f′(x)<0,所以f(x)在[,e]上单调递减,f(x)min=f(e)=,f(x)max=f()=e-1
k≠0时f′(x)==
ⅰ)若k<0,在[,e]上,恒有<0,所以f(x)在[,e]上单调递减.
f(x)min=f(e)=+klne=+k=+k-1,f(x)max=f()=e-k-1.
ⅱ)k>0时,因为k<,所以》e,x-)<0,所以<0,所以f(x)在[,e]上单调递减.
f(x)min=f(e)=+klne=+k=+k-1,f(x)max=f()=e-k-1.
综上所述:当k=0时,f(x)min=,f(x)max=e-1;当k≠0且k《时,f(x)max=e-k-1,f(x)min=+k-1.
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