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高考数学导数试题分类汇编

2014-5-11 0:12:55下载本试卷

高考数学导数试题分类汇编()

已知对任意实数,有,且时,,则时(  B )

A.        B.

C.        D.

(海南理10)

曲线在点处的切线与坐标轴所围三角形的面积为(  D )

A.       B.       C.       D.

(海南文10)

曲线在点处的切线与坐标轴所围三角形的面积为(  D )

A.       B.       C.     D.

(江苏9)

已知二次函数的导数为,对于任意实数都有,则的最小值为(  C  )

A.         B.         C.      D.

(江西理9)

12.设内单调递增,,则的( B )

A.充分不必要条件              B.必要不充分条件

C.充分必要条件            D.既不充分也不必要条件

(江西理5)

5.若,则下列命题中正确的是( D )

A.            B.        

C.          D.

(江西文8)

,则下列命题正确的是(  B )

A.     B.     C.     D.

(辽宁理12)

已知是定义在上的连续函数,如果仅当时的函数值为0,且,那么下列情形不可能出现的是(  )

A.0是的极大值,也是的极大值

B.0是的极小值,也是的极小值

C.0是的极大值,但不是的极值

D.0是的极小值,但不是的极值

(全国一文11)

曲线在点处的切线与坐标轴围成的三角形面积为( A  )

A.     B.     C.     D.

(全国二文8)

已知曲线的一条切线的斜率为,则切点的横坐标为(  A )

A.1          B.2          C.3          D.4

(浙江理8)

是函数的导函数,将的图象画在同一个直角坐标系中,不可能正确的是(  D )

 (北京文9)

的导函数,则的值是____.3

(广东文12)

函数的单调递增区间是____.

(江苏13)

已知函数在区间上的最大值与最小值分别为,则__.32

(湖北文13)

已知函数的图象在点处的切线方程是,则____.3

(湖南理13)

函数在区间上的最小值是____.

(浙江文15)

曲线在点处的切线方程是____.

(安徽理 18)

a≥0,f (x)=x-1-ln2 x+2a ln xx>0).

(Ⅰ)令Fx)=xfx),讨论Fx)在(0.+∞)内的单调性并求极值;

(Ⅱ)求证:当x>1时,恒有x>ln2x-2a ln x+1.

本小题主要考查函数导数的概念与计算,利用导数研究函数的单调性、极值和证明不等式的方法,考查综合运用有关知识解决问题的能力.本小题满分14分.

(Ⅰ)解:根据求导法则有

于是

列表如下:

2

0

极小值

故知内是减函数,在内是增函数,所以,在处取得极小值

(Ⅱ)证明:由知,的极小值

于是由上表知,对一切,恒有

从而当时,恒有,故内单调增加.

所以当时,,即

故当时,恒有

(安徽文 20)

设函数fx)=-cos2x-4tsincos+4t2+t2-3t+4,x∈R,其中≤1,将f(x)的最小值记为g(t).

(Ⅰ)求g(t)的表达式;

(Ⅱ)诗论g(t)在区间(-1,1)内的单调性并求极值.

本小题主要考查同角三角函数的基本关系,倍角的正弦公式,正弦函数的值域,多项式函数的导数,函数的单调性,考查应用导数分析解决多项式函数的单调区间,极值与最值等问题的综合能力.

解:(I)我们有

        

        

        

由于,故当时,达到其最小值,即

 (II)我们有

列表如下:

极大值

极小值

由此可见,在区间单调增加,在区间单调减小,极小值为,极大值为

(北京理 19)

如图,有一块半椭圆形钢板,其半轴长为,短半轴长为,计划将此钢板切割成等腰梯形的形状,下底是半椭圆的短轴,上底的端点在椭圆上,记,梯形面积为

(I)求面积为自变量的函数式,并写出其定义域;

(II)求面积的最大值.

解:(I)依题意,以的中点为原点建立直角坐标系(如图),则点的横坐标为

的纵坐标满足方程

解得

 

其定义域为

(II)记

,得

因为当时,;当时,,所以的最大值.

因此,当时,也取得最大值,最大值为

即梯形面积的最大值为

(福建理 22)

已知函数

(Ⅰ)若,试确定函数的单调区间;

(Ⅱ)若,且对于任意恒成立,试确定实数的取值范围;

(Ⅲ)设函数,求证:

本小题主要考查函数的单调性、极值、导数、不等式等基本知识,考查运用导数研究函数性质的方法,考查分类讨论、化归以及数形结合等数学思想方法,考查分析问题、解决问题的能力.满分14分.

解:(Ⅰ)由,所以

    由,故的单调递增区间是

    由,故的单调递减区间是

    (Ⅱ)由可知是偶函数.

    于是对任意成立等价于对任意成立.

    由

    ①当时,

    此时上单调递增.

    故,符合题意.

    ②当时,

    当变化时的变化情况如下表:

单调递减

极小值

单调递增

由此可得,在上,

依题意,,又

综合①,②得,实数的取值范围是

(Ⅲ)

 

由此得,

(福建文 20)

设函数

(Ⅰ)求的最小值

(Ⅱ)若恒成立,求实数的取值范围.

本题主要考查函数的单调性、极值以及函数导数的应用,考查运用数学知识分析问题解决问题的能力.满分12分.

解:(Ⅰ)

时,取最小值

(Ⅱ)令

(不合题意,舍去).

变化时的变化情况如下表:

递增

极大值

递减

内有最大值

内恒成立等价于内恒成立,

即等价于

所以的取值范围为

(广东理、文 20)

已知是实数,函数.如果函数在区间上有

零点,求的取值范围.

: ,  ,显然在上没有零点, 所以 

     令    得 

    当 时, 恰有一个零点在上;

     当  即  时, 也恰有一个零点在上;

当  上有两个零点时, 则

       或

解得

因此的取值范围是  或  ;

(海南理 21)

设函数

(I)若当时,取得极值,求的值,并讨论的单调性;

(II)若存在极值,求的取值范围,并证明所有极值之和大于

解:(Ⅰ)

依题意有,故

从而

的定义域为,当时,

时,

时,

从而,分别在区间单调增加,在区间单调减少.

(Ⅱ)的定义域为

方程的判别式

(ⅰ)若,即,在的定义域内,故的极值.

(ⅱ)若,则

时,,当时,,所以无极值.

也无极值.

(ⅲ)若,即,则有两个不同的实根

时,,从而的定义域内没有零点,故无极值.

时,的定义域内有两个不同的零点,由根值判别方法知取得极值.

综上,存在极值时,的取值范围为

的极值之和为

(海南文 19)

设函数

(Ⅰ)讨论的单调性;

(Ⅱ)求在区间的最大值和最小值.

解:的定义域为

(Ⅰ)

时,;当时,;当时,

从而,分别在区间单调增加,在区间单调减少.

(Ⅱ)由(Ⅰ)知在区间的最小值为

所以在区间的最大值为

(湖北理 20)

已知定义在正实数集上的函数,其中.设两曲线有公共点,且在该点处的切线相同.

(I)用表示,并求的最大值;

(II)求证:).

本小题主要考查函数、不等式和导数的应用等知识,考查综合运用数学知识解决问题的能力.

解:(Ⅰ)设在公共点处的切线相同.

,由题意

得:,或(舍去).

即有

,则.于是

,即时,

,即时,

为增函数,在为减函数,

于是的最大值为

(Ⅱ)设

为减函数,在为增函数,

于是函数上的最小值是

故当时,有,即当时,

(湖北文 19)

设二次函数,方程的两根满足

(I)求实数的取值范围;

(II)试比较的大小.并说明理由.

本小题主要考查二次函数、二次方程的基本性质及二次不等式的解法,考查推理和运算能力.

解法1:(Ⅰ)令

则由题意可得

故所求实数的取值范围是

(II),令

时,单调增加,时,

,即

解法2:(I)同解法1.

(II),由(I)知

.又于是

,故

解法3:(I)方程,由韦达定理得

,于是

故所求实数的取值范围是

(II)依题意可设,则由,得

,故

(湖南理 19)

如图4,某地为了开发旅游资源,欲修建一条连接风景点和居民区的公路,点所在的山坡面与山脚所在水平面所成的二面角为),且,点到平面的距离(km).沿山脚原有一段笔直的公路可供利用.从点到山脚修路的造价为万元/km,原有公路改建费用为万元/km.当山坡上公路长度为km()时,其造价为万元.已知

(I)在上求一点,使沿折线修建公路的总造价最小;

(II) 对于(I)中得到的点,在上求一点,使沿折线修建公路的总造价最小.

(III)在上是否存在两个不同的点,使沿折线修建公路的总造价小于(II)中得到的最小总造价,证明你的结论.

解:(I)如图,

由三垂线定理逆定理知,,所以

山坡与所成二面角的平面角,则

.则

记总造价为万元,

据题设有

,即时,总造价最小.

(II)设,总造价为万元,根据题设有

,由,得

时,内是减函数;

时,内是增函数.

故当,即(km)时总造价最小,且最小总造价为万元.

(III)解法一:不存在这样的点

事实上,在上任取不同的两点.为使总造价最小,显然不能位于之间.故可设位于之间,且=,总造价为万元,则.类似于(I)、(II)讨论知,,当且仅当同时成立时,上述两个不等式等号同时成立,此时取得最小值,点分别与点重合,所以不存在这样的点 ,使沿折线修建公路的总造价小于(II)中得到的最小总造价.

解法二:同解法一得

当且仅当,即同时成立时,取得最小值,以上同解法一.

(湖南文 21)

已知函数在区间内各有一个极值点.

(I)求的最大值;

(II)当时,设函数在点处的切线为,若在点处穿过函数的图象(即动点在点附近沿曲线运动,经过点时,从的一侧进入另一侧),求函数的表达式.

解:(I)因为函数在区间内分别有一个极值点,所以内分别有一个实根,

设两实根为),则,且.于是

,且当,即时等号成立.故的最大值是16.

(II)解法一:由在点处的切线的方程是

,即

因为切线在点处空过的图象,

所以两边附近的函数值异号,则

不是的极值点.

,且

,则都是的极值点.

所以,即,又由,得,故

解法二:同解法一得

因为切线在点处穿过的图象,所以两边附近的函数值异号,于是存在).

时,,当时,

或当时,,当时,

,则

时,,当时,

或当时,,当时,

的一个极值点,则

所以,又由,得,故

(辽宁理 22)

已知函数

(I)证明:当时,上是增函数;

(II)对于给定的闭区间,试说明存在实数   ,当时,在闭区间上是减函数;

(III)证明:

(辽宁文 22)

已知函数,且对任意的实数均有

(I)求函数的解析式;

(II)若对任意的,恒有,求的取值范围.

(全国一 理20)

设函数

(Ⅰ)证明:的导数

(Ⅱ)若对所有都有,求的取值范围.

解:(Ⅰ)的导数

由于,故

(当且仅当时,等号成立).

(Ⅱ)令,则

(ⅰ)若,当时,

上为增函数,

所以,时,,即

(ⅱ)若,方程的正根为

此时,若,则,故在该区间为减函数.

所以,时,,即,与题设相矛盾.

综上,满足条件的的取值范围是

(全国一文 20)

设函数时取得极值.

(Ⅰ)求ab的值;

(Ⅱ)若对于任意的,都有成立,求c的取值范围.

解:(Ⅰ)

因为函数取得极值,则有

解得

(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,

时,

时,

时,

所以,当时,取得极大值,又

则当时,的最大值为

因为对于任意的,有恒成立,

所以 

解得 

因此的取值范围为

(全国二理 22)

已知函数

(1)求曲线在点处的切线方程;

(2)设,如果过点可作曲线的三条切线,证明:

解:(1)求函数的导数;

    曲线在点处的切线方程为:

       

    即 

(2)如果有一条切线过点,则存在,使

   

于是,若过点可作曲线的三条切线,则方程

   

有三个相异的实数根.

记 

则 

        

变化时,变化情况如下表:

0

0

0

极大值

极小值

的单调性,当极大值或极小值时,方程最多有一个实数根;

时,解方程,即方程只有两个相异的实数根;

时,解方程,即方程只有两个相异的实数根.

综上,如果过可作曲线三条切线,即有三个相异的实数根,则

即 

(全国二文 22)

已知函数

处取得极大值,在处取得极小值,且

(1)证明

(2)若z=a+2b,求z的取值范围。

解:求函数的导数

(Ⅰ)由函数处取得极大值,在处取得极小值,知的两个根.

所以

时,为增函数,,由

(Ⅱ)在题设下,等价于 即

化简得

此不等式组表示的区域为平面上三条直线:

所围成的的内部,其三个顶点分别为:

在这三点的值依次为

所以的取值范围为

(山东理 22)

设函数,其中

(Ⅰ)当时,判断函数在定义域上的单调性;

(Ⅱ)求函数的极值点;

(Ⅲ)证明对任意的正整数,不等式都成立.

解:(Ⅰ)由题意知,的定义域为

,其图象的对称轴为

时,

上恒成立,

时,

时,函数在定义域上单调递增.

(Ⅱ)①由(Ⅰ)得,当时,函数无极值点.

时,有两个相同的解

时,

时,

时,函数上无极值点.

③当时,有两个不同解,

时,

时,的变化情况如下表:

极小值

由此表可知:时,有惟一极小值点

时,

此时,的变化情况如下表:

极大值

极小值

由此表可知:时,有一个极大值和一个极小值点

综上所述:

时,有惟一最小值点

时,有一个极大值点和一个极小值点

时,无极值点.

(Ⅲ)当时,函数

令函数

时,,所以函数上单调递增,

时,恒有,即恒成立.

故当时,有

对任意正整数,则有

所以结论成立.

(山东文 21)

    设函数,其中

    证明:当时,函数没有极值点;当时,函数有且只有一个极值点,并求出极值.

证明:因为,所以的定义域为

   

    当时,如果上单调递增;

              如果上单调递减.

    所以当,函数没有极值点.

    当时,

   

    令

    将(舍去),

    当时,的变化情况如下表:

0

极小值

从上表可看出,

    函数有且只有一个极小值点,极小值为

    当时,的变化情况如下表:

0

极大值

    从上表可看出,

函数有且只有一个极大值点,极大值为

    综上所述,

    当时,函数没有极值点;

    当时,

    若时,函数有且只有一个极小值点,极小值为

    若时,函数有且只有一个极大值点,极大值为

(陕西理 20)

设函数f(x)=其中a为实数.

(Ⅰ)若f(x)的定义域为R,求a的取值范围;

(Ⅱ)当f(x)的定义域为R时,求f(x)的单减区间.

解:(Ⅰ)的定义域为恒成立,

,即当的定义域为

(Ⅱ),令,得

,得,又

时,由

时,;当时,由

即当时,的单调减区间为

时,的单调减区间为

(陕西文21)

已知在区间[0,1]上是增函数,在区间上是减函数,又

(Ⅰ)求的解析式;

(Ⅱ)若在区间(m>0)上恒有x成立,求m的取值范围.

解:(Ⅰ),由已知

解得

(Ⅱ)令,即

在区间上恒成立,

(上海理科19)

   已知函数,常数

   (1)讨论函数的奇偶性,并说明理由;

   (2)若函数上为增函数,求的取值范围.

解:(1)当时,

   对任意为偶函数. 

   当时,

   取,得 , 

  

    函数既不是奇函数,也不是偶函数. 

   (2)解法一:设

   , 

   要使函数上为增函数,必须恒成立.

   ,即恒成立. 

   又

   的取值范围是

  解法二:当时,,显然在为增函数. 

时,反比例函数为增函数,

为增函数. 

   当时,同解法一. 

(上海文科19)

   已知函数,常数

   (1)当时,解不等式

   (2)讨论函数的奇偶性,并说明理由.

解: (1)

        ,         

        .        

    原不等式的解为.     

   (2)当时,

   对任意

   为偶函数. 

   当时,

   取,得

   ,  

 函数既不是奇函数,也不是偶函数. 

(四川理 22)

设函数.

(Ⅰ)当x=6时,求的展开式中二项式系数最大的项;

(Ⅱ)对任意的实数x,证明

(Ⅲ)是否存在,使得an<恒成立?若存在,试证明你的结论并求出a的值;若不存在,请说明理由.

本题考察函数、不等式、导数、二项式定理、组合数计算公式等内容和数学思想方法。考查综合推理论证与分析解决问题的能力及创新意识。

(Ⅰ)解:展开式中二项式系数最大的项是第4项,这项是

(Ⅱ)证法一:因

证法二:因

故只需对进行比较。

,有

,得

因为当时,单调递减;当时,单调递增,所以在有极小值

故当时,

从而有,亦即

故有恒成立。

所以,原不等式成立。

(Ⅲ)对,且

又因,故

,从而有成立,

即存在,使得恒成立。

(四川文20)

设函数为奇函数,其图象在点处的切线与直线垂直,导函数的最小值为

(Ⅰ)求的值;

(Ⅱ)求函数的单调递增区间,并求函数上的最大值和最小值.

解析:本题考查函数的奇偶性、单调性、二次函数的最值、导数的应用等基础知识,以及推理能力和运算能力.

(Ⅰ)∵为奇函数,

的最小值为

又直线的斜率为

因此,

(Ⅱ)

   ,列表如下:

极大

极小

   所以函数的单调增区间是

上的最大值是,最小值是

(天津理 20)

已知函数,其中

(Ⅰ)当时,求曲线在点处的切线方程;

(Ⅱ)当时,求函数的单调区间与极值.

本小题考查导数的几何意义,两个函数的和、差、积、商的导数,利用导数研究函数的单调性和极值等基础知识,考查运算能力及分类讨论的思想方法.满分12分.

(Ⅰ)解:当时,

所以,曲线在点处的切线方程为

(Ⅱ)解:

由于,以下分两种情况讨论.

(1)当时,令,得到.当变化时,的变化情况如下表:

0

0

极小值

极大值

所以在区间内为减函数,在区间内为增函数.

函数处取得极小值,且

函数处取得极大值,且

(2)当时,令,得到,当变化时,的变化情况如下表:

0

0

极大值

极小值

所以在区间内为增函数,在区间内为减函数.

函数处取得极大值,且

函数处取得极小值,且

(天津文 21)

设函数),其中

(Ⅰ)当时,求曲线在点处的切线方程;

(Ⅱ)当时,求函数的极大值和极小值;

(Ⅲ)当时,证明存在,使得不等式对任意的恒成立.

本小题主要考查运用导数研究函数的性质、曲线的切线方程,函数的极值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力及分类讨论的思想方法.满分14分.

(Ⅰ)解:当时,,得,且

所以,曲线在点处的切线方程是,整理得

(Ⅱ)解:

,解得

由于,以下分两种情况讨论.

(1)若,当变化时,的正负如下表:

因此,函数处取得极小值,且

函数处取得极大值,且

(2)若,当变化时,的正负如下表:

因此,函数处取得极小值,且

函数处取得极大值,且

(Ⅲ)证明:由,得,当时,

由(Ⅱ)知,上是减函数,要使

只要

        ①

,则函数上的最大值为

要使①式恒成立,必须,即

所以,在区间上存在,使得对任意的恒成立.

(浙江理 22)

,对任意实数,记

(I)求函数的单调区间;

(II)求证:(ⅰ)当时,对任意正实数成立;

(ⅱ)有且仅有一个正实数,使得对任意正实数成立.

本题主要考查函数的基本性质,导数的应用及不等式的证明等基础知识,以及综合运用所学知识分析和解决问题的能力.满分15分.

(I)解:

,得

因为当时,

时,

时,

故所求函数的单调递增区间是

单调递减区间是

(II)证明:(i)方法一:

,则

时,由,得

时,

所以内的最小值是

故当时,对任意正实数成立.

方法二:

对任意固定的,令,则

,得

时,

时,

所以当时,取得最大值

因此当时,对任意正实数成立.

(ii)方法一:

由(i)得,对任意正实数成立.

即存在正实数,使得对任意正实数成立.

下面证明的唯一性:

时,

由(i)得,

再取,得

所以

时,不满足对任意都成立.

故有且仅有一个正实数

使得对任意正实数成立.

方法二:对任意

因为关于的最大值是,所以要使对任意正实数成立的充分必要条件是:

,                  ①

又因为,不等式①成立的充分必要条件是

所以有且仅有一个正实数

使得对任意正实数成立.

(重庆理 20)

已知函数(x>0)在x = 1处取得极值--3--c,其中a,b,c为常数。

(1)试确定a,b的值;

(2)讨论函数f(x)的单调区间;

(3)若对任意x>0,不等式恒成立,求c的取值范围。

解:(I)由题意知,因此,从而

又对求导得

由题意,因此,解得

(II)由(I)知),令,解得

时,,此时为减函数;

时,,此时为增函数.

因此的单调递减区间为,而的单调递增区间为

(III)由(II)知,处取得极小值,此极小值也是最小值,要使)恒成立,只需

,从而

解得

所以的取值范围为

(重庆文20)

用长为18 cm的钢条围成一个长方体形状的框架,要求长方体的长与宽之比为2:1,问该长方体的长、宽、高各为多少时,其体积最大?最大体积是多少?

(20)(本小题12分)

解:设长方体的宽为x(m),则长为2x(m),高为

.

故长方体的体积为

从而

V′(x)=0,解得x=0(舍去)或x=1,因此x=1.

当0<x<1时,V′(x)>0;当1<x时,V′(x)<0,

故在x=1处Vx)取得极大值,并且这个极大值就是Vx)的最大值。

从而最大体积VV′(x)=9×12-6×13(m3),此时长方体的长为2 m,高为1.5 m.

答:当长方体的长为2 m时,宽为1 m,高为1.5 m时,体积最大,最大体积为3 m3