高中数学同步题库含详解76利用导数研究函数的图像与性质(3)

2018-12-17 16:15

答案

第一部分 1. A

【解析】因为 ?? ?? =2??3+3??2?12??+9,

所以 ??? ?? =6??2+6???12=6 ??+2 ???1 , 则当 01 时,??? ?? >0,函数 ?? ?? 递增, 所以 ?? ?? min=?? 1 =2,

因为 ?? ?? =???2?6???3=? ??+3 2+6≤6, 作函数 ??=?? ?? 的图象,如图所示,

当 ?? ?? =2 时,方程两根分别为 ?5 和 ?1, 则 ?? 的最小值为 ?5. 2. A

【解析】因为 ?? ?? =e??+???2,

所以 ??? ?? =e??+1>0, 则 ?? ?? 在 ?? 上为增函数,

又 ?? 0 =e0?2<0,?? 1 =e?1>0,且 ?? ?? =0, 所以 0

因为 ?? ?? =ln??+??2?3, 所以 ??? ?? =+2??.

??1

当 ??∈ 0,+∞ 时,??? ?? >0, 所以 ?? ?? 在 0,+∞ 上为增函数,

又 ?? 1 =ln1?2=?2<0,?? 2 =ln2+1>0,且 ?? ?? =0, 所以 1

?? ?? >?? ?? =0,所以

?? ??

【解析】由题意得 ??? ?? =

1??ln2

+1>0 在 0,+∞ 上恒成立,

所以函数 ?? ?? =log2??+???2 在 0,+∞ 上单调递增, 因为 ?? 1 =?1<0,?? 2 =1+2?2=1>0,

所以函数 ?? ?? =log2??+???2 的零点所在的区间为 1,2 .

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4. D 5. D

∣cos??∣??

【解析】由于方程

=?? 在 0,+∞ 上有两个不同的解 ??,??(??

即方程 ????=∣cos??∣ 在 0,+∞ 上有两个不同的解 ??,??(??

也就是说,直线 ??=???? 与函数 ?? ?? =∣cos??∣ 在 ?? 轴右侧的图象有且仅有两个交点, 由图象可知,

当直线 ??=???? 与曲线 ?? ?? =∣cos??∣ 相切时满足题意,且切点的横坐标为 ??,此时 ≤??≤π,

2

π

又当 ≤??≤π 时,?? ?? =?cos??,则 ??? ?? =sin??,

2

π

故 ??=??? ?? =sin??,

在切点处有 ????=?? ?? =?cos??,即 ??=sin??=?故 tan??=?,tan ??+ ==

??41?tan??6. D

1

π

tan??+1

?+111+??1??

cos????

=

???1??+1

2 33

【解析】??? ?? =3??2?4,令 ??? ?? =0 得 ??=?

2 332 33

或 ??=

2 33

2 33

所以 ?? ?? 在 ?∞,?所以 ?? ?? 在 ?∞,?所以 ??1

32 33

上单调递增,在 ? , ?

2 32 33

,

3

上单调递减,在 ,+∞ 上单调递增.

2 32 32 3, , ,+∞ 上各有一个零点. 333

2 33

2 3 >0,?? 0 =??>0,?? 1 =?3+??<0,?? <0,

所以 00, 所以 ??3<2,故C错误. 7. A

8. A

9. C

【解析】因为函数 ?? ?? =3??3+??2????? 在区间 1,+∞ 上单调递增,

1

所以 ??? ?? =??2+2????? 在区间 1,+∞ 上的值大于或等于 0 恒成立; 即 ??2+2?????≥0 在区间 1,+∞ 上恒成立, 所以 ??≤??2+2??,??∈ 1,+∞ 恒成立, 因为当 ??>1 时,??2+2??>3, 所以 ??≤3;???①

因为函数 ?? ?? =3??3+??2????? 在区间 1,+∞ 上单调递增,且在区间 1,2 上有零点, 所以 ?? 1 <0,?? 2 >0, 所以 3

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4

103

1

;???②

4

由 ①,② 得:3

【解析】函数 ?? ?? =??cos???sin???sin??,??∈ ???π,0 ∪ 0,??π 的零点的个数等于方程 ??cos???

??

??

sin??=sin??,??∈ ???π,0 ∪ 0,??π 解的个数;

??

??

设 ??1=??cos???sin??,??2=??sin??, 因为 ???1=???sin??, 所以 ??1=??cos???sin??.

在 ?, ?5π,?4π , ?3π,?2π , ?π,0 , 0,π , 2π,3π , 4π,5π ,? 上单调递减; 在 ?, ?4π,?3π , ?2π,?π , π,2π , 3π,4π ,? 上单调递增; 如图中实线所示;

??

???2=??

??cos???sin??

??2,由 ??1=??cos???sin?? 的图象可得:??>0 时,??2=sin?? 的图象,如图中虚线所示;

??

??

则函数 ?? ?? 共有 2???1 个零点;

由函数图象的对称性可得,当 ??<0 时,函数 ?? ?? 零点个数仍为 2???1 个. 11. A 【解析】由题意,??? ?? =则 ??=

??ln????

?? 1?ln??

??21

,取切点 ??,?? ,

,??=2??,

eln????

?? 1?ln??

所以 ?? ?? =,??? ?? =

??2

e 1?ln??

??2

=2,所以 ??=e. ,

函数 ?? ?? 在 0,e 上单调递增, e,+∞ 上单调递减, ?? 1 =0,??→+∞,?? ?? →0,由于 ?? e =1,?? 1 =0,

所以当函数 ?? ?? =?? ?? ?? ??? 恰有一个零点时,实数 ?? 的取值范围是 0 .

12. A 【解析】?? ?? =??2+?? ??>0 的导数 ??? ?? =

e??

e??

e?? ??2?2??+??

, ??2+?? 2

因为 ?? ?? =??2+?? ??>0 的两个极值点分别为 ??1,??2 ??1

所以方程 ??2?2??+??=0 由两个不等实根,??=4?4??>0?0

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且 ??1??2=??,

所以 ?? ln??1+ln??2 =??ln?? 0

当 ??∈ 0,e 时,??? ?? =ln??+1<0,??∈ e,1 时,??? ?? =ln??+1>0, 函数 ?? ?? =??ln?? 0

1

1

1

函数 ?? ?? 的值域为 ?,0 .

e

1

则 ?? ln??1+ln??2 的取值范围是 ?,0 .

13. B 【解析】函数 ?? ?? =??+e??,对任意 ??∈??,?? ?? >???? 恒成立, 所以 ??+e??>???? 恒成立,即 e??> ???1 ?? 恒成立; 设 ?? ?? =e??,?? ?? = ???1 ??,??∈??;

在同一坐标系内画出两个函数的图象,如图所示:

11

1

e1

1

则满足不等式恒成立的是 ?? ?? 的图象在 ?? ?? 的图象下方, ?? ?? 的导数为 ??? ?? =?e???,

则过 ?? ?? 图象上点 ??0,??0 的切线方程为 ?????0=?e???0 ?????0 , 且该切线方程过原点 0,0 , 则 ??0=?e???0???0,

即 e???0=?e???0???0,解得 ??0=?1; 所以切线斜率为 ??=?e???0=?e, 所以应满足 0≥???1>?e, 所以 1?e

所以实数 ?? 的取值范围是 1?e,1 . 14. D 15. B

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【解析】函数 ?? ?? 的图象恒在直线 ??=???? 的下方, 由于 ?? ?? 的图象和 ??=???? 的图象都过原点, 当直线 ??=???? 为 ??=?? ?? 的切线时,切点为 0,0 , 由 ?? ?? 的导数 ??? ?? =

cos?? 2+cos?? ?sin?? ?sin??

2+cos?? 21

2cos??+1

= 2+cos?? 2,

13

可得切线的斜率为 2+cos0 2=3,

可得切线的方程为 ??=??,结合图象,可得 ??≥.

31

2cos0+1

16. B 【解析】设 ?? ?? =??e??,?? ?? =2???????,

由题意可得 ?? ?? =??e?? 有部分在直线 ?? ?? =2??????? 下方, ??? ?? = ??+1 e??,?? ?? =2??????? 恒过定点 2,0 ,

设直线与曲线相切于 ??,?? ,可得 2??= ??+1 e??,??e??=2???????, 消去 ??,可得 2??2????1=0,解得 ??=1 舍去 或 ?,

21

1

1

则切线的斜率为 2??= ?+1 e?2,解得 ??=

2

114 e,

又由题设知原不等式无整数解,

由图象可得当 ??=?1 时,?? ?1 =?e?1,?? ?1 =?3??, 由 ?? ?1 =?? ?1 ,可得 ??=3e, 由直线绕着点 ,0 旋转,可得

21

13e1

≤??<

14 e.

17. C 【解析】因为函数 ?? ?? =?? ??2+?? ?ln?? ??>0 有唯一零点 ??0,所以方程 ??2+??=??ln?? 有一个根,即 ?? ?? =??2+ 与 ?? ?? =ln?? 有一个公共点,??? ?? =

??

??

2

1

2 ??3?1 ??2

221

所以 ?? ?? =??2+?? 在 0,1 减,在 1,+∞ 上增, 而由题意知,?? ?? =ln?? 是一个增函数,

??1

2

故两函数在 1,+∞ 上有一个公共点,且过该点存在一条为两函数的公共切线,不妨令该点坐标 ??,?? , 2?????2=????,

两式联立,消去 ?? 可得,??2+2= 2??2?2 ln??, 则必有 21????

??2+??=??ln??

第15页(共48页)

2

1


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