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1、
高考數(shù)學精品復習資料
2019.5
專題能力提升練(一) 函數(shù)
一、選擇題(每小題5分)
1.已知f(x)=,則f的值為( )
A. B.-
C.1 D.-1
解析:f=f+1=sin+1=-.
答案:B
2.已知f(x)=為偶函數(shù),則y=loga(x2-4x-5)的單調遞增區(qū)間為( )
A.(-∞,-1) B.(-∞,2)
C.(2,+∞) D.(5,+∞)
解析:因為f(x)=為偶函數(shù),所以f(-1)=f(1),即1-a=1-2,所以a=2,則y=log2(x2-4x-5),令t
2、=x2-4x-5,其對稱軸為x=2,由x2-4x-5>0,得x<-1或x>5.由復合函數(shù)的單調性知,y=loga(x2-4x-5)的單調遞增區(qū)間為(5,+∞).
答案:D
3.已知函數(shù)f(x)=ln,則f(x)是( )
A.非奇非偶函數(shù),且在(0,+∞)上單調遞增
B.奇函數(shù),且在R上單調遞增
C.非奇非偶函數(shù),且在(0,+∞)上單調遞減
D.偶函數(shù),且在R上單調遞減
解析:要使函數(shù)有意義,則ex>e-x,解得x>0,即函數(shù)的定義域是(0,+∞),故函數(shù)是非奇非偶函數(shù).又y=在(0,+∞)上遞增,所以f(x)在(0,+∞)上遞增,故選擇A.
答案:A
4.若關于x的方程ax
3、+=3的正實數(shù)解有且僅有一個,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A.(-∞,0) B.(-∞,0]∪{2}
C.[0,+∞) D.[0,+∞)∪{-2}
解析:在直角坐標系中作出y=的圖象,如圖所示,易知當a≤0時,直線y=3-ax與y=的圖象在第一象限只有一個交點;當a=2時,易知直線y=3-2x與y=的圖象在第一象限內只有一個交點(1,1),故選B.
答案:B
5.設函數(shù)f(x)=sin-1(ω>0)的導函數(shù)f′(x)的最大值為3,則f(x)圖象的一條對稱軸方程是( )
A.x= B.x=
C.x= D.x=
解析:∵f′(x)=ωcos的最大值為3,即ω=3,∴
4、f(x)=sin-1.由3x+=+kπ(k∈Z)得,x=+(k∈Z).故A正確.
答案:A
6.設f(x)=(e為自然對數(shù)的底數(shù)),則f(x)dx=( )
A.- B.-
C. D.
解析:依題意得,f(x)dx=x2dx+dx=x3+lnx=+1=.
答案:D
7.若曲線f(x,y)=0(或y=f(x))上兩個不同點處的切線重合,則稱這條切線為曲線f(x,y)=0(或y=f(x))的自公切線,現(xiàn)有下列曲線:
①x2-y2=1?、趛=3sinx+4cosx?、踶=x2-|x| ④|x|+1=.
其中存在自公切線的是( )
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
5、
解析:對于①,曲線x2-y2=1為等軸雙曲線,不存在自公切線;對于②,曲線y=3sinx+4cosx的一條自公切線為y=5;對于③,函數(shù)y=x2-|x|的圖象如圖1所示,顯然存在自公切線;對于④,函數(shù)|x|+1=的圖象如圖2中實線部分所示,顯然不存在自公切線.
答案:C
8.函數(shù)f(x)=ex-ex,x∈R的單調遞增區(qū)間是( )
A.(0,+∞) B.(-∞,0)
C.(-∞,1) D.(1,+∞)
解析:由題意知,f′(x)=ex-e,
令f′(x)>0,解得x>1,故選D.
答案:D
9.已知函數(shù)f(x)=tx2+2t2x+t-1(x∈R,t>0),若f(x)
6、的最小值為g(t),且g(t)<-2t+m對任意的t∈(0,2)恒成立,則實數(shù)m的取值范圍是( )
A.[-1,+∞) B.(-∞,-1]
C.(1,+∞) D.(-∞,1)
解析:∵f(x)=t(x+t)2-t3+t-1(x∈R,t>0),∴f(x)min=f(-t)=-t3+t-1(t>0),即g(t)=-t3+t-1.由g(t)<-2t+m對任意的t∈(0,2)恒成立,知g(t)+2t<m對任意的t∈(0,2)恒成立,令h(t)=g(t)+2t=-t3+3t-1,只需m>h(t)max(t∈(0,2))即可.由h′(t)=-3t2+3=0得t=1或t=-1(不合題意,舍去).
7、∵h(t)在(0,1)上單調遞增,在(1,2)上單調遞減,∴h(t)在(0,2)上的最大值為h(1)=1,∴m>1.故應選C.
答案:C
10.已知函數(shù)f(x)=x2-2x+1+alnx有兩個極值點x1,x2,且x1<x2,則( )
A.f(x2)<- B.f(x2)<
C.f(x2)> D.f(x2)>
解析:由題意,f(x)=x2-2x+1+alnx的定義域為(0,+∞),f′(x)=2x-2+=.因為f(x)有兩個極值點x1,x2,所以f′(x)=0有兩個不同的正實根x1,x2,因為0<x1<x2,且x1+x2=1,所以<x2<1,a=2x2-2x,所以f(x2)=x
8、-2x2+1+(2x2-2x)lnx2.令g(t)=t2-2t+1+(2t-2t2)lnt,其中<t<1,則g′(t)=2(1-2t)lnt,當t∈時,g′(t)>0,所以g(t)在上是增函數(shù),所以g(t)>g=,故f(x2)=g(x2)>.
答案:D
二、填空題(每小題5分)
11.若函數(shù)f(x)=的定義域為{x|1≤x≤2},則a+b的值為________.
解析:函數(shù)f(x)的定義域是不等式ax2+abx+b≥0的解集.不等式ax2+abx+b≥0的解集為{x|1≤x≤2},所以,解得所以a+b=--3=-.
答案:-
12.已知f(x)=4x+1,g(x)=4-x.若偶函數(shù)
9、h(x)滿足h(x)=mf(x)+ng(x)(其中m,n為常數(shù)),且最小值為1,則m+n=________.
解析:由h(x)=m(4x+1)+n4-x是偶函數(shù),得h(-x)=m(4-x+1)+n4x=h(x)=m(4x+1)+n4-x,化簡得(m-n)(4x-4-x)=0,所以m=n.又h(x)=m(4x+4-x+1)有最小值1,所以m>0,又h(x)=m(4x+4-x+1)≥3m,所以3m=1,解得m=,故m+n=.
答案:
13.若函數(shù)f(x)=ax2+bx+1是定義在[-1-a,2a]上的偶函數(shù),則該函數(shù)的最大值為________.
解析:由函數(shù)f(x)=ax2+bx+1是定義
10、在[-1-a,2a]上的偶函數(shù),可得b=0,且-1-a+2a=0,解得a=1,所以函數(shù)f(x)=x2+1,x∈[-2,2],故該函數(shù)的最大值為5.
答案:5
14.若函數(shù)y=loga(x2-ax+1)(a>0,a≠1)有最小值,則實數(shù)a的取值范圍是________.
解析:當a>1時,若函數(shù)y=loga(x2-ax+1)(a>0,a≠1)有最小值,則(-a)2-4<0,得1<a<2;當0<a<1時,函數(shù)y=x2-ax+1沒有最大值,從而不能使得函數(shù)y=loga(x2-ax+1)有最小值,不符合題意.綜上可知,實數(shù)a的取值范圍是(1,2).
答案:(1,2)
15.在平面直角坐標系xO
11、y中,點M在曲線C:y=x3-x上,且在y軸左側,已知曲線C在點M處的切線的斜率為2,則點M的坐標為________.
解析:由y′=3x2-1=2,得x=1,又點M在第二象限內,故x=-1,此時y=0,故點M的坐標為(-1,0).
答案:(-1,0)
三、解答題(第16,17,18,19題每題12分,第20題13分,第21題14分)
16.已知f(x)是定義在R上的偶函數(shù),且當x≥0時,f(x)=loga(x+1)(a>0,且a≠1).
(1)求函數(shù)f(x)的解析式;
(2)若-1<f(1)<1,求實數(shù)a的取值范圍.
解:(1)當x<0時,-x>0,
由題意知f(-x)=lo
12、ga(-x+1),
又f(x)是定義在R上的偶函數(shù),∴f(-x)=f(x).
∴當x<0時,f(x)=loga(-x+1),
∴函數(shù)f(x)的解析式為f(x)=.
(2)∵-1<f(1)<1,∴-1<loga2<1,
∴l(xiāng)oga<loga2<logaa.
①當a>1時,原不等式等價于,解得a>2;
②當0<a<1時,原不等式等價于,解得0<a<.
綜上,實數(shù)a的取值范圍為∪(2,+∞).
17.已知函數(shù)f(x)=ax-lnx,g(x)=eax+2x,其中a∈R.
(1)當a=2時,求函數(shù)f(x)的極值;
(2)若存在區(qū)間D?(0,+∞),使得f(x)與g(x)在區(qū)間D上具
13、有相同的單調性,求實數(shù)a的取值范圍.
解:(1)當a=2時,f(x)=2x-lnx,定義域為(0,+∞),則f′(x)=2-,
故當x∈時,f′(x)<0,
f(x)單調遞減;當x∈時,f′(x)>0,f(x)單調遞增.
所以f(x)在x=處取得極小值,且f=1+ln2,無極大值.
(2)由題意知,f′(x)=a-,g′(x)=aeax+2,
當a>0時,g′(x)>0,即g(x)在R上單調遞增,而f(x)在上單調遞增,
故必存在區(qū)間D?(0,+∞),使得f(x)與g(x)在區(qū)間D上單調遞增;
當a=0時,f′(x)=-<0,故f(x)在(0,+∞)上單調遞減,而g(x)在(0
14、,+∞)上單調遞增,故不存在滿足條件的區(qū)間D;當a<0時,f ′(x)=a-<0,即f(x)在(0,+∞)上單調遞減,而g(x)在上單調遞減,在上單調遞增,若存在區(qū)間D?(0,+∞),使得f(x)與g(x)在區(qū)間D上有相同的單調性,則有l(wèi)n>0,解得a<-2.
綜上可知,a>0或a<-2.
18.已知函數(shù)f(x)=,a∈R.
(1)若函數(shù)y=f(x)在x=1處取得極值,求a的值;
(2)若函數(shù)y=f(x)的圖象上存在兩點關于原點對稱,求a的取值范圍.
解:(1)當x>0時,f(x)=2ex-(x-a)2+3,f′(x)=2(ex-x+a).
因為y=f(x)在x=1處取得極值,所以
15、f′(1)=0,即2(e-1+a)=0,解得a=1-e,經(jīng)驗證滿足題意,所以a=1-e.
(2)由題意知y=f(x)的圖象上存在兩點關于原點對稱,即y=2ex-(x-a)2+3(x>0)圖象上存在一點(x0,y0)(x0>0),使得(-x0,-y0)在y=x2+3ax+a2-3(x<0)的圖象上,
即有,
消去y0,得2ex0-(x0-a)2+3=-x+3ax0-a2+3,
化簡得a=.
y=f(x)的圖象上存在兩點關于原點對稱,即關于x0的方程a=在(0,+∞)上有解.
設h(x)=(x>0),則h′(x)=.
因為x>0,所以當x>1時,h′(x)>0;
當0<x<1時,h
16、′(x)<0.
所以h(x)在(0,1)上為減函數(shù),在(1,+∞)上為增函數(shù).
所以h(x)≥h(1)=2e,且x→+∞時,h(x)→+∞;x→0時,h(x)→+∞,即h(x)的值域為[2e,+∞).
所以當a≥2e時,方程a=在(0,+∞)上有解.
所以當a≥2e時,y=f(x)的圖象上存在兩點關于原點對稱.
19.已知函數(shù)f(x)=alnx+(a≠0).
(1)求函數(shù)f(x)的單調區(qū)間;
(2)若{x|f(x)≤0}=[b,c](其中b<c),求a的取值范圍,并說明[b,c]?(0,1).
解:(1)f′(x)=-=(x>0).
(ⅰ)當a<0時,f′(x)<0,則函數(shù)f
17、(x)的單調遞減區(qū)間是(0,+∞).
(ⅱ)當a>0時,令f′(x)=0,得x=.
當x變化時,f′(x),f(x)的變化情況如下表:
x
f′(x)
-
0
+
f(x)
極小值
所以f(x)的單調遞減區(qū)間是,單調遞增區(qū)間是.
(2)由(1)知,
當a<0時,函數(shù)f(x)在(0,+∞)上是減函數(shù),所以函數(shù)f(x)至多存在一個零點,不符合題意.
當a>0時,因為f(x)在上是減函數(shù),在上是增函數(shù),所以要使{x|f(x)≤0}=[b,c],必需f<0,即aln+a<0.
所以a>e.
當a>e時,f=aln+a2=-2alna+a2=a(a-
18、2lna).
令g(x)=x-2lnx(x≥e),則g′(x)=1-=(x≥e).
當x>e時,g′(x)>0,所以g(x)在[e,+∞)上是增函數(shù).
所以當a>e時,g(a)=a-2lna>g(e)=e-2>0.
所以f>0.
因為<<1,f<0,f(1)=1>0,
所以f(x)在上存在一個零點,不妨記為b,在上存在一個零點,不妨記為c.
因為f(x)在上是減函數(shù),在上是增函數(shù),
所以{x|f(x)≤0}=[b,c].
綜上所述,a的取值范圍是(e,+∞).
因為b∈,c∈,所以[b,c]?(0,1).
20.已知函數(shù)f(x)=ex-1-x.
(1)若存在x0∈,使a
19、-ex+1+x<0成立,求a的取值范圍;
(2)當x≥0時,f(x)≥(t-1)x恒成立,求t的取值范圍.
解:(1)由題知a<ex-1-x,即a<f(x),令f′(x)=ex-1=0,得x=0.
∵x>0時,f′(x)>0,x<0時,
f′(x)<0,∴f(x)在(-∞,0)上為減函數(shù),在(0,+∞)上為增函數(shù).
∴當x0∈時,f(x)在區(qū)間端點處取得最大值.
又f(-1)=e-1-1+1=,
f=-1-ln,
f(-1)-f=-+1+ln=-+ln>0.
∴f(-1)>f,
∴f(x)在上的最大值為,
故a的取值范圍是a<.
(2)由已知可得x≥0時,ex-1-tx
20、≥0恒成立,
令g(x)=ex-1-tx,則g′(x)=ex-t,
若t≤1,則當x∈(0,+∞)時,g′(x)>0,
g(x)為增函數(shù),g(0)=0,
從而當x≥0時,g(x)≥0,
即f(x)≥(t-1)x恒成立.
若t>1,則當x∈(0,lnt)時,
g′(x)<0,g(x)為減函數(shù),而g(0)=0,
從而當x∈(0,lnt)時,g(x)<0,即f(x)<(t-1)x,
所以t>1不符合題意,綜上可得t的取值范圍為(-∞,1].
21.已知函數(shù)f(x)=alnx+x2-(1+a)x.
(1)求函數(shù)f(x)的單調區(qū)間;
(2)若f(x)≥0對定義域內的任意x恒成立,
21、求實數(shù)a的取值范圍;
(3)證明:對于任意正整數(shù)m,n,不等式++…+>恒成立.
解:f′(x)=+x-(1+a)==.
(1)當a≤0時,若0<x<1,則f′(x)<0,若x>1,則f′(x)>0,故此時函數(shù)f(x)的單調遞減區(qū)間是(0,1),單調遞增區(qū)間是(1,+∞);
當0<a<1時,f′(x),f(x)的變化情況如下表:
x
(0,a)
a
(a,1)
1
(1,+∞)
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
單調遞增
極大值
單調遞減
極小值
單調遞增
所以函數(shù)f(x)的單調遞增區(qū)間是(0,a),(1,+∞),單調遞減區(qū)間是(a,1);
22、
當a=1時,f′(x)=≥0,函數(shù)f(x)的單調遞增區(qū)間是(0,+∞);
當a>1時,函數(shù)f(x)的單調遞增區(qū)間是(0,1),(a,+∞),單調遞減區(qū)間是(1,a).
(2)由于f(1)=--a,顯然當a>0時,f(1)<0,此時f(x)≥0對定義域內的任意x不是恒成立的,
當a≤0時,根據(jù)(1),函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,+∞)上的極小值、也是最小值是f(1)=--a,此時只要f(1)≥0即可,解得a≤-,故實數(shù)a的取值范圍是.
(3)由(2)知,當a=-時,f(x)=-lnx+x2-x≥0,當且僅當x=1時等號成立,即lnx≤x2-x,當x>1時,這個不等式可以變換為>=,
在上面不等式中分別令x=m+1,m+2,…,m+n,則
++…+>++…+=++…+=-=,
所以++…+>.