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章末验收评价(二)A卷——基本知能盘查(时间:120分钟满分:150分)一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.如果一质点的运动方程为S=2t3(位移单位:米;时间单位:秒),则该质点在t=3秒时的瞬时速度为()A.6米/秒 B.18米/秒C.54米/秒 D.81米/秒解析:选C由S=2t3得S′=6t2,则S′(3)=6×32=54,所以该质点在t=3秒时的瞬时速度为54米/秒.故选C.2.已知函数f(x)=ax2+b的图象开口向下,lieq\o(m,\s\do4(Δx→0))eq\f(fa+Δx-fa,Δx)=4,则a等于()A.eq\r(2) B.-eq\r(2)C.2 D.-2解析:选B由题意知,f′(x)=2ax,由导数的定义可知lieq\o(m,\s\do4(Δx→0))eq\f(fa+Δx-fa,Δx)=f′(a)=2a2=4,解得a=±eq\r(2).因为函数f(x)的图象开口向下,所以a<0,所以a=-eq\r(2).3.如图是导函数y=f′(x)的图象,则下列说法错误的是()A.(-1,3)为函数y=f(x)的单调递增区间B.(3,5)为函数y=f(x)的单调递减区间C.函数y=f(x)在x=0处取得极大值D.函数y=f(x)在x=5处取得极小值解析:选C由题图,可知当x<-1或3<x<5时,f′(x)<0;当x>5或-1<x<3时,f′(x)>0,所以函数y=f(x)的单调递减区间为(-∞,-1),(3,5),单调递增区间为(-1,3),(5,+∞),所以函数y=f(x)在x=-1,x=5处取得极小值,在x=3处取得极大值,故选项C说法错误.4.函数f(x)=x2-2lnx的单调递增区间为()A.(1,+∞) B.(0,1)C.(0,+∞) D.(2,+∞)解析:选A函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=2x-eq\f(2,x)=eq\f(2x+1x-1,x),令f′(x)>0,解得x>1,∴函数f(x)的单调递增区间为(1,+∞),故选A.5.若函数f(x)=eq\f(ax2,x-1)(x>1)有最大值-4,则实数a的值是()A.1 B.-1C.4 D.-4解析:选B由函数f(x)=eq\f(ax2,x-1)(x>1),则f′(x)=eq\f(2axx-1-ax2,x-12)=eq\f(axx-2,x-12).要使得函数f(x)有最大值-4,则a<0,则当x∈(1,2)时,f′(x)>0,函数f(x)在(1,2)上单调递增,当x∈(2,+∞)时,f′(x)<0,函数f(x)在(2,+∞)上单调递减,所以当x=2时,函数f(x)取得最大值,即f(x)max=f(2)=eq\f(4a,2-1)=-4,解得a=-1,满足题意,故选B.6.已知函数f(x)=x+eq\f(1,ax)在(-∞,-1)上单调递增,则实数a的取值范围是()A.[1,+∞) B.(-∞,0)∪(0,1]C.(0,1] D.(-∞,0)∪[1,+∞)解析:选D由题意知f′(x)=1-eq\f(1,ax2),由于f(x)在(-∞,-1)上单调递增,则f′(x)≥0在(-∞,-1)上恒成立,即eq\f(1,a)≤x2在(-∞,-1)上恒成立.当x<-1时,x2>1,则有eq\f(1,a)≤1,解得a≥1或a<0.故选D.7.若函数f(x)=x3-3bx+3在(-1,2)内有极值,则实数b的取值范围是()A.(0,4) B.[0,4)C.[1,4) D.(1,4)解析:选Af′(x)=3x2-3b=0,即x2=b.又∵f(x)在(-1,2)内有极值,∴f′(x)在(-1,2)内有变号零点,∴0<b<4.当b=0时,f(x)=x3+3在R上单调递增,没有极值.故选A.8.若函数f(x)=eq\f(x,x2+a)(a>0)在[1,+∞)上的最大值为eq\f(\r(3),3),则a等于()A.eq\r(3)-1 B.eq\f(3,4)C.eq\f(4,3) D.eq\r(3)+1解析:选A由题意得f′(x)=eq\f(x2+a-2x2,x2+a2)=eq\f(-x-\r(a)x+\r(a),x2+a2)(x>0),所以当0<x<eq\r(a)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当x>eq\r(a)时,f′(x)<0,f(x)单调递减.①当eq\r(a)>1,即a>1时,f(x)在[1,eq\r(a))上单调递增,在(eq\r(a),+∞)上单调递减,故f(x)max=f(eq\r(a))=eq\f(\r(a),\r(a)2+a)=eq\f(1,2\r(a)).令eq\f(1,2\r(a))=eq\f(\r(3),3),解得a=eq\f(3,4),不合题意;②当0<eq\r(a)≤1,即0<a≤1时,f(x)在[1,+∞)上单调递减,故f(x)max=f(1)=eq\f(1,1+a).令eq\f(1,1+a)=eq\f(\r(3),3),解得a=eq\r(3)-1.二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分)9.下列函数求导运算正确的为()A.(3x)′=3xlog3e B.(log2x)′=eq\f(1,xln2)C.(ex)′=ex D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,lnx)))′=x解析:选BCA.(3x)′=3xln3,故错误;B.(log2x)′=eq\f(1,xln2),故正确;C.(ex)′=ex,故正确;D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,lnx)))′=-eq\f(1,x·ln2x),故错误.故选B、C.10.设f(x)在x0处可导,下列式子中与f′(x0)相等的是()A.eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(fx0-fx0-2Δx,2Δx)B.eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(fx0+Δx-fx0-Δx,Δx)C.eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(fx0+2Δx-fx0+Δx,Δx)D.eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(fx0+Δx-fx0-2Δx,Δx)解析:选ACA.eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(fx0-fx0-2Δx,2Δx)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(fx0-2Δx+2Δx-fx0-2Δx,2Δx)=f′(x0).B.eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(fx0+Δx-fx0-Δx,Δx)=2eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(fx0-Δx+2Δx-fx0-Δx,2Δx)=2f′(x0).C.eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(fx0+2Δx-fx0+Δx,Δx)=f′(x0).D.eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(fx0+Δx-fx0-2Δx,Δx)=3eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(fx0-2Δx+3Δx-fx0-2Δx,3Δx)=3f′(x0).故选A、C.11.下列函数在其定义域上既是奇函数又是减函数的是()A.f(x)=2x B.f(x)=sinx-xC.f(x)=e-x-ex D.f(x)=-x|x|解析:选BCD对于A,f(x)=2x既不是奇函数也不是偶函数,且单调递增,故A错误;对于B,f(x)的定义域为R,且f(-x)=sin(-x)+x=-(sinx-x)=-f(x),∴f(x)是奇函数,又f′(x)=cosx-1≤0恒成立,故f(x)是减函数,故B正确;对于C,f(x)的定义域为R,且f(-x)=ex-e-x=-f(x),∴f(x)是奇函数,∵f′(x)=-e-x-ex<0,故f(x)是减函数,故C正确;对于D,f(x)的定义域为R,且f(-x)=x|-x|=x|x|=-f(x),∴f(x)是奇函数,又f(x)=-x|x|=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x2,x<0,,-x2,x≥0))是减函数,故D正确.故选B、C、D.12.已知函数f(x)的导函数f′(x)的图象如图,则下列叙述正确的是()A.函数f(x)在(-∞,-4)上单调递减B.函数f(x)在x=2处取得极大值C.函数f(x)在x=-4处取得极值D.函数f(x)只有一个极值点解析:选BD由导函数的图象可得,当x≤2时,f′(x)≥0,函数f(x)单调递增;当x>2时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减.所以函数f(x)的单调递减区间为(2,+∞),故A错误.当x=2时函数取得极大值,故B正确.当x=-4时函数无极值,故C错误.只有当x=2时函数取得极大值,故D正确,故选B、D.三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上)13.(2020·全国卷Ⅲ)设函数f(x)=eq\f(ex,x+a).若f′(1)=eq\f(e,4),则a=________.解析:由于f′(x)=eq\f(exx+a-ex,x+a2),故f′(1)=eq\f(ea,1+a2)=eq\f(e,4),解得a=1.答案:114.设a为实数,函数f(x)=x3+ax2+(a-3)x的导函数为f′(x).若f′(x)是偶函数,则a=________,曲线y=f(x)在原点处的切线方程为________.解析:∵f′(x)=3x2+2ax+a-3为偶函数,∴a=0,∴f′(x)=3x2-3,f′(0)=-3,∴所求切线方程为y=-3x.答案:0y=-3x15.某公司需要一年购买某种货物共400吨,每次都购买x吨,运费为4万元/次,一年的总储存费为4x万元,要使一年的总运费与总储存费用之和最小,则x应为________吨.解析:设该公司一年内总共购买n次货物,则n=eq\f(400,x),∴总运费与总储存费之和f(x)=4n+4x=eq\f(1600,x)+4x.令f′(x)=4-eq\f(1600,x2)=0,解得x=20,x=-20(舍去).经检验可知,x=20是函数f(x)的最小值,故当每次购买20吨时,总费用之和最小.答案:2016.设函数f(x)=lnx+eq\f(m,x),m∈R,若任意两个不相等正数a,b,都有eq\f(fb-fa,b-a)<1恒成立,则m的取值范围是________.解析:不妨设b>a>0,原式恒成立等价于f(b)-b<f(a)-a恒成立,设h(x)=f(x)-x=lnx+eq\f(m,x)-x(x>0),则h(b)<h(a),故h(x)在(0,+∞)上单调递减.所以h′(x)=eq\f(1,x)-eq\f(m,x2)-1≤0在(0,+∞)上恒成立,则m≥-x2+x=-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)))2+eq\f(1,4)(x>0)恒成立,所以m≥eq\f(1,4).答案:eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4),+∞))四、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(10分)已知点M是曲线y=eq\f(1,3)x3-2x2+3x+1上任意一点,求曲线在点M处的斜率最小的切线方程.解:∵y′=x2-4x+3=(x-2)2-1,∴当x=2时,y′min=-1,此时y=eq\f(5,3),∴斜率最小的切线过点eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2,\f(5,3))),且斜率k=-1,∴所求切线方程为3x+3y-11=0.18.(12分)已知函数f(x)=eq\f(lnx+k,ex)(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)=eq\f(\f(1,x)-lnx-k,ex).又因为f′(1)=eq\f(1-k,e)=0,故k=1.(2)由(1)知,f′(x)=eq\f(\f(1,x)-lnx-1,ex).设h(x)=eq\f(1,x)-lnx-1(x>0),则h′(x)=-eq\f(1,x2)-eq\f(1,x)<0,即h(x)在(0,+∞)上是减函数.由h(1)=0知,当0<x<1时,h(x)>0,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,+∞).19.(12分)已知函数f(x)=eq\f(2,3)x3-8x+8.(1)求函数f(x)的单调区间;(2)当x∈[0,3],求函数f(x)的最大值与最小值.解:(1)∵函数f(x)=eq\f(2,3)x3-8x+8,∴f′(x)=2x2-8=2(x-2)(x+2),由f′(x)>0得x<-2或x>2,由f′(x)<0得-2<x<2,∴函数f(x)=eq\f(2,3)x3-8x+8的增区间为(-∞,-2)和(2,+∞),减区间为(-2,2).(2)∵x∈[0,3],由(1)可得,当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:x0(0,2)2(2,3)3f′(x)-+f(x)8单调递减-eq\f(8,3)单调递增2∴函数f(x)=eq\f(2,3)x3-8x+8的最大值为8,最小值为-eq\f(8,3).20.(12分)已知函数f(x)=lnx+eq\f(a,x)(a>0).(1)若a=1,求函数f(x)的单调区间;(2)若以函数y=f(x)(x∈(0,3])图象上任意一点P(x0,y0)为切点的切线的斜率k≤eq\f(1,2)恒成立,求实数a的最小值.解:(1)当a=1时,f(x)=lnx+eq\f(1,x),定义域为(0,+∞),f′(x)=eq\f(1,x)-eq\f(1,x2)=eq\f(x-1,x2),当x∈(0,1)时,f′(x)<0,当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,所以f(x)的单调递减区间为(0,1),单调递增区间为(1,+∞).(2)由(1)知f′(x)=eq\f(x-a,x2)(0<x≤3),则k=f′(x0)=eq\f(x0-a,x\o\al(2,0))≤eq\f(1,2)(0<x0≤3)恒成立,即a≥eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)x\o\al(2,0)+x0))max.当x0=1时,-eq\f(1,2)xeq\o\al(2,0)+x0取得最大值eq\f(1,2),所以a≥eq\f(1,2),所以a的最小值为eq\f(1,2).21.(12分)已知函数f(x)=lnx.(1)求f(x)的图象过点P(0,-1)的切线方程;(2)若函数g(x)=f(x)-mx+eq\f(m,x)存在两个极值点x1,x2,求m的取值范围.解:(1)f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=eq\f(1,x).设切点坐标为(x0,lnx0),则切线方程为y=eq\f(1,x0)x+lnx0-1.把点P(0,-1)代入切线方程,得lnx0=0,所以x0=1,所以过点P(0,-1)的切线方程为y=x-1.(2)因为g(x)=f(x)-mx+eq\f(m,x)=lnx-mx+eq\f(m,x),所以g′(x)=eq\f(1,x)-m-eq\f(m,x2)=-eq\f(mx2-x+m,x2).令h(x)=mx2-x+m,要使g(x)存在两个极值点x1,x2,则方程mx2-x+m=0有两个不相等的正数根x1,x2.故m的取值范围为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(1,2))).22.(12分)设函数f(x)=x3-6x2+9x+a.(1)求函数f(x)在区间[-2,2]上的最值;(2)若函数f(x)有且只有两个零点,求a的值.解:(1)对f(x)求导得f′(x)=3x2-12x+9,令f′(x)=0可得x=1或x=3(舍去),因为x∈[-2,2],所以当x∈[-2,1)时,f′(x)>0,f(x)在[-2,1)上单调递增;当x∈(1,2]时,f′(x)<0,f(x)在(1,2]上单调递减.又因为f(1)=4+a,f(-2)=-50+a,f(2)=2+a,所以f(x)min=-50+a,f(x)max=4+a.(2)令f(x)=x3-6x2+9x+a=0,可得a=-x3+6x2-9x.设g(x)=-x3+6x2-9x,则g′(x)=-3x2+12x-9,令g′(x)=0,得x=1或x=3,列表如下,x(-∞,1)1(1,3)3(3,+∞)g′(x)-0+0-g(x)极小值-4极大值0所以g(x)的大致图象如图所示,要使a=-x3+6x2-9x有且只有两个零点,只需直线y=a与g(x)的图象有两个不同交点,所以a=-4或a=0.B卷——高考能力达标(时间:120分钟满分:150分)一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.设f(x)=xlnx,若f′(x0)=2,则x0等于()A.e2 B.eC.eq\f(ln2,2) D.ln2解析:选B∵f(x)=xlnx,∴f′(x)=lnx+x·eq\f(1,x)=lnx+1,∵f′(x0)=2,∴lnx0+1=2,∴x0=e.故选B.2.设eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(f2+Δx-f2-Δx,Δx)=-2,则曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线的倾斜角是()A.eq\f(π,4) B.eq\f(π,3)C.eq\f(3π,4) D.eq\f(2π,3)解析:选C因为eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(f2+Δx-f2-Δx,Δx)=2f′(2)=-2,所以f′(2)=-1,则曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线斜率为-1,故所求切线的倾斜角为eq\f(3π,4).故选C.3.函数f(x)=x3+ax2+3x-9,已知f(x)在x=-3处取得极值,则a=()A.2 B.3C.4 D.5解析:选D∵f′(x)=3x2+2ax+3,又f(x)在x=-3处取得极值,∴f′(-3)=30-6a=0,得a=5.4.函数f(x)的图象如图所示,则不等式(x+3)f′(x)<0的解集为()A.(-∞,-3)∪(-1,1)B.(-∞,-3)C.(-∞,-1)∪(1,+∞)D.(1,+∞)解析:选A当x∈(-∞,-1)时,f′(x)>0,解不等式(x+3)·f′(x)<0,得x<-3.当x∈(-1,1)时,f′(x)<0,解不等式(x+3)·f′(x)<0,得-1<x<1.当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,不等式(x+3)·f′(x)<0无解.综上,不等式(x+3)f′(x)<0的解集为x∈(-∞,-3)∪(-1,1),故选A.5.已知函数f(x)=x3+3x2-9x+1,若f(x)在区间[k,2]上的最大值为28,则实数k的取值范围为()A.[-3,+∞) B.(-3,+∞)C.(-∞,-3) D.(-∞,-3]解析:选D由题意知f′(x)=3x2+6x-9,令f′(x)=0,解得x=1或x=-3,所以f′(x),f(x)随x的变化情况如下表:x(-∞,-3)-3(-3,1)1(1,+∞)f′(x)+0-0+f(x)极大值极小值又f(-3)=28,f(1)=-4,f(2)=3,f(x)在区间[k,2]上的最大值为28,所以k≤-3.6.若函数f(x)=ex-ax-b在R上有小于0的极值点,则实数a的取值范围是()A.(-1,0) B.(0,1)C.(-∞,-1) D.(1,+∞)解析:选B由题意知f′(x)=ex-a.当a≤0时,f′(x)>0恒成立,则f(x)在R上单调递增,不符合题意.当a>0时,令f′(x)=0,解得x=lna,∴当x∈(-∞,lna)时,f′(x)<0;当x∈(lna,+∞)时,f′(x)>0.可知x=lna为f(x)的极值点,∴lna<0,∴a∈(0,1).故选B.7.若函数f(x)在R上可导,且f(x)>f′(x),则当a>b时,下列不等式成立的是()A.eaf(a)>ebf(b)B.ebf(a)>eaf(b)C.ebf(b)>eaf(a)D.eaf(b)>ebf(a)解析:选D∵eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(fx,ex)))′=eq\f(exf′x-exfx,ex2)=eq\f(ex[f′x-fx],ex2)<0,∴y=eq\f(fx,ex)单调递减,又a>b,∴eq\f(fa,ea)<eq\f(fb,eb),∴eaf(b)>ebf(a).8.已知定义在(0,+∞)上的函数f(x)满足xf′(x)-f(x)<0,其中f′(x)是函数f(x)的导函数,若f(m-2021)>(m-2021)f(1),则实数m的取值范围是()A.(0,2021) B.(0,2022)C.(2021,+∞) D.(2021,2022)解析:选D构造函数g(x)=eq\f(fx,x),其中x>0,则g′(x)=eq\f(xf′x-fx,x2)<0,所以函数g(x)=eq\f(fx,x)为(0,+∞)上的减函数,由f(m-2021)>(m-2021)f(1)可得eq\f(fm-2021,m-2021)>f(1),即g(m-2021)>g(1),所以0<m-2021<1,解得2021<m<2022.因此,实数m的取值范围是(2021,2022).故选D.二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分)9.曲线y=x2-1与y=lnx()A.在点(1,0)处相交 B.在点(1,0)处相切C.存在相互平行的切线 D.有两个交点解析:选ACD令f(x)=x2-1,g(x)=lnx,f(1)=g(1)=0,f′(1)=2,g′(1)=1,故选A,排除B.f′(x)=2x∈R,g′(x)=eq\f(1,x)∈(0,+∞),存在f′(1)=g′eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2))),故选C.令F(x)=f(x)-g(x),则F′(x)=2x-eq\f(1,x),故F(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(2),2)))上单调递减,在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),+∞))上单调递增,而Feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2)))=-eq\f(1,2)+eq\f(1,2)ln2<0,Feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,e2)))>F(e)=e2-2>0,故选D.10.若函数y=f(x)的图象上存在不同的两点,使得函数的图象在这两点处的切线的斜率之和等于常数t,则称函数y=f(x)为“t型函数”,下列函数中为“2型函数”的有()A.y=x-x3 B.y=x+exC.y=sinx D.y=x+cosx解析:选CD对于A,求导得y′=1-3x2,令1-3xeq\o\al(2,1)+1-3xeq\o\al(2,2)=2,得3xeq\o\al(2,1)+3xeq\o\al(2,2)=0,不存在,错误;对于B,求导得y′=1+ex,令1+ex1+1+ex2=2,得ex1+ex2=0,不存在,错误;对于C,求导得y′=cosx,cosx1+cosx2=2,存在,正确;对于D,求导得y′=1-sinx,令1-sinx1+1-sinx2=2,得sinx1+sinx2=0,存在,正确.故选C、D.11.函数y=2x3-3x2-12x+5在[-2,1]上的最值情况为()A.最大值为12 B.最大值为5C.最小值为-8 D.最小值为-15解析:选ACy′=6x2-6x-12,由y′=0⇒x=-1或x=2(舍去).x=-2时,y=1;x=-1时,y=12;x=1时,y=-8.∴ymax=12,ymin=-8.故选A、C.12.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,则下列说法正确的是()A.f(a)>f(e)>f(d)B.函数f(x)在[a,b]上递增,在[b,d]上递减C.f(x)的极值点为c,eD.f(x)的极大值为f(c)解析:选CD由导数与函数单调性的关系知,当f′(x)>0时,f(x)单调递增,当f′(x)<0时,f(x)单调递减.结合所给图象知,当x∈(a,c)时,f′(x)>0,∴f(x)在(a,c)上单调递增;当x∈(c,e)时,f′(x)<0,∴f(x)在(c,e)上单调递减;当x∈(e,+∞)时,f′(x)>0,∴f(x)在(e,+∞)上单调递增,∴函数f(x)在x=c处取得极大值f(c),在x=e处取得极小值f(e),∴f(x)的极值点为c,e.故选C、D.三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上)13.函数f(x)=exsinx的图象在点(0,f(0))处切线的倾斜角为________.解析:由题意得,f′(x)=exsinx+excosx=ex(sinx+cosx),∴函数f(x)的图象在点(0,f(0))处切线的斜率k=f′(0)=1,则所求的倾斜角为eq\f(π,4).答案:eq\f(π,4)14.已知函数f(x)=eq\f(1,2)asin2x-(a+2)cosx-(a+1)x在eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2)))上无极值,则a=________,f(x)在eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2)))上的最小值是________.解析:f′(x)=acos2x+(a+2)sinx-a-1=a(1-2sin2x)+(a+2)sinx-a-1=-2asin2x+(a+2)sinx-1=-(2sinx-1)(asinx-1).当sinx=eq\f(1,2),即x=eq\f(π,6)∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2)))时,f′(x)=0.所以要使f(x)在eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2)))上无极值,则a=2,此时f′(x)=-(2sinx-1)2≤0恒成立,即f(x)单调递减,故在区间eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2)))上f(x)的最小值为feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)))=-eq\f(3π,2).答案:2-eq\f(3π,2)15.当x∈(0,1]时,不等式ax3-x2+4x+3≥0恒成立,则实数a的取值范围是________.解析:根据题意,当x∈(0,1]时,分离参数a,得a≥eq\f(1,x)-eq\f(4,x2)-eq\f(3,x3)恒成立.令eq\f(1,x)=t,∴t≥1时,a≥t-4t2-3t3恒成立.令g(t)=t-4t2-3t3,则g′(t)=1-8t-9t2=(t+1)(-9t+1),当t≥1时,g′(t)<0,∴函数g(t)在[1,+∞)上是减函数.则g(t)≤g(1)=-6,∴a≥-6.∴实数a的取值范围是[-6,+∞).答案:[-6,+∞)16.海轮每小时使用的燃料费与它的航行速度的立方成正比,已知某海轮的最大航速为30nmile/h,当速度为10nmile/h时,它的燃料费是每小时25元,其余费用(无论速度如何)都是每小时400元.如果甲、乙两地相距800nmile,那么要使该海轮从甲地航行到乙地的总费用最低,它的航速应为________nmile/h.解析:设从甲地到乙地海轮的航速为vnmile/h,燃料费为y元/h,总费用为f(x)元.由题意设y与v满足的关系式为y=av3(0≤v≤30),由题意得25=a·103,∴a=eq\f(1,40).则f(x)=eq\f(1,40)v3×eq\f(800,v)+eq\f(800,v)×400=20v2+eq\f(320000,v).由f′(x)=40v-eq\f(320000,v2)=0,得v=20.当0<v<20时,f′(x)<0;当20<v<30时,f′(x)>0.∴当v=20时,f(x)最小.即当总费用最低时,海轮的航速为20nmile/h.答案:20四、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(10分)已知函数f(x)=x3+a,点A(0,0)在曲线y=f(x)上.(1)求函数y=f(x)的解析式;(2)求曲线y=f(x)在点(-1,-1)处的切线方程;(3)求曲线y=f(x)过点E(2,0)的切线方程.解:(1)当x=0时,f(0)=a=0,所以f(x)=x3.(2)f′(x)=3x2,所以点(-1,-1)处的切线的斜率为k=f′(-1)=3,所以切线方程为:y+1=3(x+1),即3x-y+2=0.(3)设切点坐标为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x0,x\o\al(3,0))),切线的斜率为k=f′(x0)=3xeq\o\al(2,0),所以切线方程为:y-xeq\o\al(3,0)=3xeq\o\al(2,0)(x-x0),将点E(2,0)代入切线方程得:-xeq\o\al(3,0)=3xeq\o\al(2,0)(2-x0),则2xeq\o\al(2,0)(x0-3)=0,解得x0=0或x0=3,所以切线方程为:y=0或27x-y-54=0.18.(12分)已知函数f(x)=eq\f(1,3)x3+ax2+bx(a,b∈R)在x=-3处取得极大值为9.(1)求a,b的值;(2)求函数f(x)在区间[-4,4]上的最大值与最小值.解:(1)由题意得:f′(x)=x2+2ax+b,∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(f′-3=9-6a+b=0,f-3=-9+9a-3b=9,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a=1,b=-3.))当eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a=1,b=-3))时,f(x)=eq\f(1,3)x3+x2-3x,f′(x)=x2+2x-3=(x+3)(x-1),∴当x∈(-∞,-3)和(1,+∞)时,f′(x)>0;当x∈(-3,1)时,f′(x)<0,∴f(x)在(-∞,-3),(1,+∞)上单调递增,在(-3,1)上单调递减,∴f(x)的极大值为f(-3)=9,满足题意.(2)由(1)得:f(x)的极大值为f(-3)=9,极小值为f(1)=eq\f(1,3)+1-3=-eq\f(5,3),又f(-4)=eq\f(20,3),f(4)=eq\f(76,3),∴f(x)在区间[-4,4]上的最大值为eq\f(76,3),最小值为-eq\f(5,3).19.(12分)已知函数f(x)=eq\r(x)-alnx.(1)若曲线f(x)在x=1处的切线方程为x-2y+1=0,求实数a的值;(2)求函数f(x)在区间[1,4]上的极值.解:(1)因为f(x)=eq\r(x)-alnx,所以f′(x)=eq\f(1,2\r(x))-eq\f(a,x),所以f′(1)=eq\f(1,2)-a.因为曲线f(x)在x=1处的切线方程为x-2y+1=0,所以eq\f(1,2)-a=eq\f(1,2),解得a=0.故实数a的值为0.(2)由(1),知f′(x)=eq\f(1,2\r(x))-eq\f(a,x)=eq\f(\r(x)-2a,2x).①当2a≤1,即a≤eq\f(1,2)时,f′(x)≥0在[1,4]上恒成立,所以函数f(x)在[1,4]上单调递增,所以函数f(x)在[1,4]上无极值.②当2a≥2,即a≥1时,f′(x)≤0在[1,4]上恒成立,所以函数f(x)在[1,4]上单调递减,所以函数f(x)在[1,4]上无极值.③当1<2a<2,即eq\f(1,2)<a<1时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:x[1,4a2)4a2(4a2,4]f′(x)-0+f(x)极小值所以当x=4a2时,f(x)取得极小值,为2a-2aln(2a),无极大值.20.(12分)已知函数f(x)=(1-x)2-3aln(2+x).(1)若a=-1,求函数f(x)的单调区间;(2)若f(x)有两个极值点,求实数a的取值范围.解:(1)当a=-1时,f(x)=(1-x)2+3ln(2+x)(x>-2),f′(x)=2x-2+eq\f(3,2+x)=eq\f(2x2+2x-1,x+2),当f′(x)=0时,x=eq\f(-1±\r(3),2),当f′(x)>0时,x<eq\f(-1-\r(3),2)或x>eq\f(-1+\r(3),2),此时f(x)为增函数;当f′(x)<0时,eq\f(-1-\r(3),2)<x<eq\f(-1+\r(3),2),此时f(x)为减函数,∴f(x)的单调递增区间为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-2,\f(-1-\r(3),2))),eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(-1+\r(3),2),+∞)),单调递减区间为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(-1-\r(3),2),\f(-1+\r(3),2))).(2)函数f(x)=(1-x)2-3aln(2+x)的定义域为{x|x>-2},f′(x)=2x-2-3a·eq\f(1,2+x)=eq\f(2
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