北京市各城区二模数学(理科)导数解答题含答案

2019-02-15 00:21

【西城二模】

19.(本小题满分13分)

已知函数f(x)?lnx?ax,曲线y?f(x)在x?1处的切线经过点(2,?1). x(Ⅰ)求实数a的值;

1

(Ⅱ)设b?1,求f(x)在区间[,b]上的最大值和最小值.

b19.(本小题满分13分)

1?lnx?ax2解:(Ⅰ)f(x)的导函数为f?(x)?, ……………… 2分

x2所以f?(1)?1?a. 依题意,有 即

f(1)?(?1)?1?a,

1?2?a?1?1?a, ……………… 4分 1?2解得 a?1. ……………… 5分

1?x2?lnx(Ⅱ)由(Ⅰ)得f?(x)?.

x2当01时,1?x2?0,?lnx?0,所以f?(x)?0,故f(x)单调递减.

所以 f(x)在区间(0,1)上单调递增,在区间(1,??)上单调递减. ………… 8分

1?1?b, 所以 f(x)最大值为f(1)??1. ……………… 9分 b111设 h(b)?f(b)?f()?(b?)lnb?b?,其中b?1. ………………10分

bbb1则 h?(b)?(1?2)lnb?0,

b因为 0?故 h(b)在区间(1,??)上单调递增. ………………11分

1所以 h(b)?h(1)?0, 即 f(b)?f(), ………………12分

b11故 f(x)最小值为f()??blnb?. ………………13分

bb

【海淀二模】

(19)(本小题13分)

已知函数f(x)?eax?ax?3(a?0) (Ⅰ)求f(x)的极值; (Ⅱ)当a110时,设g(x)=eax?ax2?3x,求证:曲线y?g(x)存在两条斜率

a2为?1且不重合的切线.

19. (本小题共13分)

解:(Ⅰ)f'(x)?a?eax?a?a?(eax?1)(a?0,x?R),

令f'(x)?0,得x?0.

①当a?0时,f'(x)与eax?1符号相同, 当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:

x f'(x) f(x)

(??,0) 0 0 极小 (0,??) ? ↘ ? ↗ ②当a?0时,f'(x)与eax?1符号相反, 当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:

x f'(x) f(x) (??,0) 0 0 极小 (0,??) ? ↘ ? ↗ ································· 7分 综上,f(x)在x?0处取得极小值f(0)??2. ·

(Ⅱ)g'(x)?eax?ax?3?f(x)(a?0,x?R),

故g'(x)??1?f(x)??1.

2?2注意到f(0)??2??1,f()?e?5??1,f(?)?e?1??1,

2a2a22,0),x2?(0,),使得f(x1)?f(x2)??1. aa因此,曲线y?g(x)在点P2(x2,f(x2))处的切线斜率均为?1. 1(x1,f(x1)),P所以,?x1?(?下面,只需证明曲线y?g(x)在点P2(x2,f(x2))处的切线不重合. 1(x1,f(x1)),P曲线y?g(x)在点P(i?1,2)处的切线方程为y?g(xi)??(x?xi),i(xi,f(xi))即y??x?g(xi)?xi.假设曲线y?g(x)在点Pi(xi,f(xi))(i?1,2)处的切线重合,则

g(x2)?x2?g(x1)?x1.

令G(x)?g(x)?x,则G(x1)?G(x2),且G'(x)?g'(x)?1?f(x)?1. 由(Ⅰ)知,当x?(x1,x2)时,f(x)??1,故G'(x)?0.

所以,G(x)在区间[x1,x2]上单调递减,于是有G(x1)?G(x2),矛盾! ········· 13分 因此,曲线y?g(x)在点Pi(xi,f(xi))(i?1,2)处的切线不重合.

【东城二模】 (19)(本小题14分)

12f(x)?xsinx?cosx?ax,x?[??,?]. 已知函数

2(I)当a=0时,求f(x)的单调区间; (II)当a?0时,讨论f(x)的零点个数. (19)(共14分)

解:(I)当a?0时,f(x)?xsinx?cosx,x?[??,?].

f'(x)?sinx?xcosx?sinx?xcosx.

当x在区间[??,?]上变化时,f'(x),f(x)的变化如下表

x f'(x) ?? (??,?) 2???2 (??2,0) 0 0 极小 值1 (0,) 2?? 20 极大 (,?) 2?? ? 0 极大 ? ? ? f(x) ?1 ?值 2?值 2?1 所以f(x)的单调增区间为(??,??),(0,);f(x)的单调减区间为(?,0), 222??(,?).……………………………………………………………………………5分

2(II)任取x?[??,?].

?11f(?x)?(?x)sin(?x)?cos(?x)?a(?x)2?xsinx?cosx?ax2?f(x),

22所以f(x)是偶函数.

f'(x)?ax?xcosx?x(a?cosx).

当a?1时,a?cosx?0在[0,?)上恒成立,所以x?[0,?)时,f'(x)?0. 所以f(x)在[0,?]上单调递增.

又因为f(0)?1,所以f(x)在[0,?]上有0个零点. 又因为f(x)是偶函数,所以f(x)在[??,?]上有0个零点.

当0?a?1时,令f'(x)?0,得cosx??a. 由?1??a?0可知存在唯一x0?(?2,?)使得cosx0??a.

所以当x?[0,x0)时,f'(x)?0,f(x)单调递增; 当x?(x0,?)时,f'(x)?0,f(x)单调递减. 因为f(0)?1,f(x0)?1,f(?)?①当

12a??1. 2122a??1?0,即2?a?1时,f(x)在[0,?]上有0个零点. 2?由f(x)是偶函数知f(x)在[??,?]上有0个零点. ②当

122a??1?0,即0?a?2时,f(x)在[0,?]上有1个零点. 2?由f(x)是偶函数知f(x)在[??,?]上有2个零点. 综上,当0?a?2?2时,f(x)有2个零点;当a?2?2时,f(x)有0个零点.

………………………………………………………………………………………14分

【朝阳二模】

18.(本小题满分13分)

已知函数f(x)?xex?ax2?2ax(a?R). (Ⅰ)若曲线y?值;

f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为3x?y?0,求a的

1(Ⅱ)当??a?0时,讨论函数f(x)的零点个数.

2【解析】f?(x)?(x?1)(ex?2a) (Ⅰ)因为曲线y?f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为3x?y?0.

0?f(0)?0f(0)??3e所以,.由?2a??3得a??2.

1(Ⅱ)当??a?0时,令f?(x)?(x?1)(ex?2a)?0

2得x??1或x?ln(?2a). ① 当ln(?2a)??1即a?(?1,0)时, 2e当x变化时,f?(x),f(x)的变化情况如下表:

x f?(x) (??,ln(?2a)) ln(?2a) (ln(?2a),?1) ?1 0 (?1,??) ? ↗ 0 ? ? ↗ f(x) 极大值 ↘ 极小值 所以函数f(x)在(ln(?2a),?1)上单调递减,在(??,ln(?2a))和

(?1,??)上单调递增.

又因为f(ln(?2a))?aln2(?2a)?0,f(0)?0, 所以函数f(x)有一个零点. ② 当ln(?2a)??1,即a??1时, 2e当x变化时,f?(x),f(x)的变化情况如下表:

x f?(x) (??,?1) ?1 0 (?1,??) ? ↗ ? ↗ f(x) 1f(?1)??a? e所以函数f(x)在(??,??)上单调递增. 又因为

f(0)?0,所以函数f(x)有一个零点.

11③ 当?1?ln(?2a)?0,即a?(?,?)时,

22e


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