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[基础题组练]
1.(2019·河北省九校第二次联考)函数y=x++2ln x的单调递减区间是( )
A.(-3,1) B.(0,1)
C.(-1,3) D.(0,3)
解析:选B.法一:令y′=1-+<0,得-3<x<1,又x>0,故所求函数的单调递减区间为
(0,1).故选B.
法二:由题意知x>0,故排除A、C选项;又f(1)=4<f(2)=+2ln 2,故排除D选项.故选
B.
2.(2019·济南调研)已知定义在R上的函数f(x),其导函数f′(x)的大致图象如图所示,则
下列叙述正确的是( )
A.f(b)>f(c)>f(d)
B.f(b)>f(a)>f(e)
C.f(c)>f(b)>f(a)
D.f(c)>f(e)>f(d)
解析:选C.由题意得,当x∈(-∞,c)时,f′(x)>0,所以函数f(x)在(-∞,c)上是增函数,
因为af(b)>f(a),故选C.
3.(2019·江西七校第一次联考)若函数f(x)=2x3-3mx2+6x在区间(1,+∞)上为增函数,
则实数m的取值范围是( )
A.(-∞,1] B.(-∞,1)
C.(-∞,2] D.(-∞,2)
解析:选C.因为f′(x)=6(x2-mx+1),且函数f(x)在区间(1,+∞)上是增函数,所以f′(x)=
6(x2-mx+1)≥0在(1,+∞)上恒成立,即x2-mx+1≥0在(1,+∞)上恒成立,所以m≤=x+
在(1,+∞)上恒成立,即m≤(x∈(1,+∞)),因为当x∈(1,+∞)时,x+>2,所以m≤2. 故选
C.
4.设函数f(x)=x2-9ln x在区间[a-1,a+1]上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A.(1,2] B.(4,+∞)
C.(-∞,2) D.(0,3]
解析:选A.因为f(x)=x2-9ln x,所以f′(x)=x-(x>0),由x-≤0,得00且a+1≤3,解得10,解得a>-3,所以实数a
的取值范围是(-3,0)∪(0,+∞).
答案:(-3,0)∪(0,+∞)
8.已知函数y=f(x)(x∈R)的图象如图所示,则不等式xf′(x)≥0的解集为________.
解析:由f(x)图象特征可得,
f′(x)在和[2,+∞)上大于0,在上小于0,
所以xf′(x)≥0 或⇔0≤x≤或x≥2,
所以xf′(x)≥0的解集为∪[2,+∞).
⇔
答案:∪[2,+∞)
9.已知函数f(x)=(k为常数,e是自然对数的底数),曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与
x轴平行.
(1)求k的值;
(2)求f(x)的单调区间.
解:(1)由题意得f′(x)=,
又因为f′(1)==0,故k=1.
(2)由(1)知,f′(x)=,
设h(x)=-ln x-1(x>0),
则h′(x)=--<0,即h(x)在(0,+∞)上是减函数.
由h(1)=0知,当00,从而f′(x)>0;
当x>1时,h(x)<0,从而f′(x)<0.
综上可知,f(x)的单调递增区间是(0,1),单调递减区间是(1,+∞).
10.已知函数f(x)=x3-ax-1.
(1)若f(x)在R上为增函数,求实数a的取值范围;
(2)若函数f(x)在(-1,1)上为单调减函数,求实数a的取值范围;
(3)若函数f(x)的单调递减区间为(-1,1),求实数a的值;
(4)若函数f(x)在区间(-1,1)上不单调,求实数a的取值范围.
解:(1)因为f(x)在(-∞,+∞)上是增函数,
所以f′(x)=3x2-a≥0在(-∞,+∞)上恒成立,
即a≤3x2对x∈R恒成立.
因为3x2≥0,
所以只需a≤0.
又因为a=0时,f′(x)=3x2≥0,
f(x)=x3-1在R上是增函数,所以a≤0,即实数a的取值范围为(-∞,0].
(2)由题意知f′(x)=3x2-a≤0在(-1,1)上恒成立,
所以a≥3x2在(-1,1)上恒成立,
因为当-10.
令f′(x)=0,解得x=±.
因为f(x)在区间(-1,1)上不单调,所以f′(x)=0在(-1,1)上有解,需0<<1,得00 B.x+x>0
1 2 1 2
C.x-x>0 D.x-x<0
解析:选D.由f(x)=xsin x,得f′(x)=sin x+xcos x=cos x(tan x+x),当x∈时,f′(x)>0,
即f(x)在上为增函数,又f(-x)=-xsin(-x)=xsin x=f(x),所以f(x)为偶函数,所以当
f(x)0,函数
单调递增,所以由f(x2+2)0时,xf′(x)-f(x)<0,则使
得f(x)>0成立的x的取值范围是________.
解析:设y=g(x)=(x≠0),则g′(x)=,当x>0时,xf′(x)-
f(x)<0,所以 g′(x)<0,所以 g(x)在(0,+∞)上为减函数,且g(1)=
f(1)=-f(-1)=0.
因为 f(x)为奇函数,所以 g(x)为偶函数,
所以 g(x)的图象的示意图如图所示.
当x>0,g(x)>0时,f(x)>0,0<x<1,
当x<0,g(x)<0时,f(x)>0,x<-1,
所以 使得f(x)>0成立的x的取值范围是(-∞,-1)∪(0,1).
答案:(-∞,-1)∪(0,1)
5.(综合型)设函数f(x)=aln x+,其中a为常数.
(1)若a=0,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)讨论函数f(x)的单调性.
解:(1)由题意知a=0时,f(x)=,x∈(0,+∞),
此时f′(x)=,
可得f′(1)=,又f(1)=0,
所以曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为x-2y-1=0.
(2)函数f(x)的定义域为(0,+∞).
f′(x)=+=.
当a≥0时,f′(x)>0,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;
当a<0时,令g(x)=ax2+(2a+2)x+a,
Δ=(2a+2)2-4a2=4(2a+1).
①当a=-时,Δ=0,f′(x)=≤0,
函数f(x)在(0,+∞)上单调递减.②当a<-时,Δ<0,g(x)<0,
f′(x)<0,函数f(x)在(0,+∞)上单调递减.
③当-0,
设x,x(x0,
1
所以当x∈(0,x)时,g(x)<0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减,当x∈(x,x)时,g(x)>0,f′
1 1 2
(x)>0,
函数f(x)单调递增,
当x∈(x,+∞)时,g(x)<0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减.
2
综上可得:
当a≥0时,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;
当a≤-时,函数f(x)在(0,+∞)上单调递减;
当-0时,f(x)的单调增区间为(0,1),
单调减区间为(1,+∞);
当a<0时,f(x)的单调增区间为(1,+∞),单调减区间为(0,1);
当a=0时,f(x)为常函数.
(2)由(1)及题意得f′(2)=-=1,即a=-2,
所以f(x)=-2ln x+2x-3,f′(x)=.
所以g(x)=x3+x2-2x,
所以g′(x)=3x2+(m+4)x-2.
因为g(x)在区间(t,3)上总不是单调函数,
即g′(x)在区间(t,3)上有变号零点.
由于g′(0)=-2,
所以当g′(t)<0时,
即3t2+(m+4)t-2<0对任意t∈[1,2]恒成立,
由于g′(0)<0,故只要g′(1)<0且g′(2)<0,
即m<-5且m<-9,即m<-9;
由g′(3)>0,即m>-.
所以-