资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台【期末章节复习】一元函数的导数及其应用-2024-2025学年高二数学下学期人教版A版(2019)选择性必修第二册一.选择题(共8小题)1.(2025 甘肃校级模拟)下列求导运算中错误的是( )A.(3x)′=3xln3 B.()′C.(x)′=1 D.(sinx cosx)′=cos2x2.(2025春 成都校级月考)若函数f(x)=ex﹣ax恰有两个零点,则实数a的取值范围为( )A. B.(0,e) C.(e,+∞) D.(e2,+∞)3.(2025 鹰潭模拟)函数在区间(0,2028)上的极值点个数为( )A.675 B.676 C.2027 D.20284.(2025 安徽模拟)已知a,b∈R且b≥0,若定义,则D(a,b)的最小值为( )A.1 B.2 C. D.5.(2025 泰安校级模拟)函数f(x)的大致图象如图所示,设f(x)的导函数为f′(x),则f′(x)f(x)>0的解集为( )A.(﹣∞,0)∪(1,3) B.(1,3)C.(0,1)∪(3,+∞) D.(﹣∞,0)∪(3,+∞)6.(2025 建平县校级模拟)若函数在R上是增函数,则实数a的取值范围为( )A.a>1 B.a<1 C.a≤1 D.a≥17.(2025春 河南月考)已知函数f(x)=2sinx,则曲线y=f(x)在点处的切线方程为( )A. B.C. D.8.(2025 惠农区校级模拟)已知定义在R上的函数f(x)满足f(x)+f′(x)>1,f(1)=3,则不等式exf(x)>ex+2e的解集为( )A.(2,+∞) B.(1,+∞) C.(﹣∞,2) D.(﹣∞,1)二.多选题(共3小题)(多选)9.(2025春 南宁校级期中)曲线的切线的倾斜角为,则该切点的坐标为( )A. B. C.(1,﹣1) D.(﹣1,1)(多选)10.(2025春 南宁校级期中)已知直线l经过点,且与曲线y=x3+x2相切,则直线l的方程可以为( )A.y=0 B.5x+y﹣3=0C.5x﹣y﹣3=0 D.15x+125y﹣9=0(多选)11.(2025春 广西期中)已知函数,则下列结论正确的是( )A.f(x)有两个极值点B.f(x)的图象关于点对称C.若方程f(x)=k有三个实数根,则D.过原点有两条直线与曲线y=f(x)相切三.填空题(共3小题)12.(2025 甘肃校级模拟)设f(x)=x32x+5,当x∈[﹣1,2]时,f(x)<m恒成立,则实数m的取值范围为 .13.(2025 泰安校级模拟)已知,a∈{﹣1,1},g(x)=b﹣x,b∈{1,2,3,4},使f(x)>g(x)恒成立的有序数对(a,b)有 对.14.(2025春 南宁校级期中)设点A在直线上,点B在函数f(x)=lnx的图象上,则|AB|的最小值为 .四.解答题(共5小题)15.(2025 武功县校级模拟)已知函数f(x)=ea(x﹣1)﹣2ax+lnx(a>0),曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线与直线2x+(2e﹣3)y+1=0垂直.(1)求a的值;(2)证明:f(x)不存在极值.16.(2025 江西模拟)已知函数.(1)当a=2时,求曲线y=f(x)在(e,f(e))处的切线方程;(2)若函数f(x)在x=1处取得极大值,求实数a的取值范围.17.(2025 安康模拟)设函数f(x)=ax2+ln(x+1).(1)当时,求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;(2)当a>0时,讨论f(x)的单调性.18.(2025春 沭阳县校级期中)已知函数f(x)=axex﹣(a+1)ex﹣x.(1)若f(x)在x=1处的瞬时变化率为﹣1,求实数a的值;(2)在(1)的条件下,求f(x)在区间[0,1]上的最值;(3)若a=0,对于曲线f(x)的任意一条切线,都存在曲线g(x)=x+2bsinx的某条切线和它垂直,求实数b的取值范围.19.(2025 天津模拟)已知函数f(x)=ax2﹣2lnx.(1)当a=1时,求y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;(2)若对 x∈[1,3],都有f(x)恒成立,求a的取值范围;(3)已知a>0,若 x1,x2且满足0<x1<x2,使得f(x1)=f(x2),求证:(x1+x2)2﹣2(x1+x2)>0.【期末章节复习】一元函数的导数及其应用-2024-2025学年高二数学下学期人教版A版(2019)选择性必修第二册参考答案与试题解析一.选择题(共8小题)题号 1 2 3 4 5 6 7 8答案 C C B D C D A B二.多选题(共3小题)题号 9 10 11答案 CD ACD AD一.选择题(共8小题)1.(2025 甘肃校级模拟)下列求导运算中错误的是( )A.(3x)′=3xln3 B.()′C.(x)′=1 D.(sinx cosx)′=cos2x【解答】解:,,.故选:C.2.(2025春 成都校级月考)若函数f(x)=ex﹣ax恰有两个零点,则实数a的取值范围为( )A. B.(0,e) C.(e,+∞) D.(e2,+∞)【解答】解:根据f(x)=ex﹣ax,可得导函数f′(x)=ex﹣a,若a≤0,导函数f′(x)>0,函数f(x)在R单调递增,此时至多有一个零点,舍去;若a>0,令导函数f′(x)=0,解得x=lna,当x∈(lna,+∞)时,f′(x)>0,f(x)在(lna,+∞)单调递增;当x∈(﹣∞,lna)时,f′(x)<0,f(x)在(﹣∞,lna)单调递减,因此当x=lna时,函数取得极小值,也时最小值f(x)min=f(lna)=a﹣alna,又根据x→+∞时,f(x)→+∞;x→﹣∞时,f(x)→+∞,要使得函数f(x)=ex﹣ax恰有两个零点,则满足a﹣alna<0,即lna>1,解得a>e,所以实数a的取值范围为(e,+∞).故选:C.3.(2025 鹰潭模拟)函数在区间(0,2028)上的极值点个数为( )A.675 B.676 C.2027 D.2028【解答】解:因为,所以,为了找到极值点,我们需要解方程f'(x)=0,即.这个方程比较复杂,我们可以通过分析f(x)的形式来确定极值点的个数.因为函数f(x)是x和的乘积,正弦型函数的周期为,在每个周期内,正弦函数有两个零点,一个最大值和一个最小值,因此,函数f(x)在每个周期内将有两个极值点(一个极大值和一个极小值),现在,我们需要确定在区间(0,2028)内有多少个周期,由于每个周期的长度为6,区间(0,2028)内的周期数为:,每个周期内有2个极值点,因此在338个周期内有338×2=676个极值点,因此,函数在区间(0,2028)上的极值点个数为676.故选:B.4.(2025 安徽模拟)已知a,b∈R且b≥0,若定义,则D(a,b)的最小值为( )A.1 B.2 C. D.【解答】解:设A(a,ea),,设F为抛物线y2=4x的焦点,D(0,1),则点B(b,2)在抛物线y2=4x上,F(1,0),抛物线的准线方程为x=﹣1,过点B作BC垂直于直线x=﹣1,垂足为点C,由抛物线的性质可知,|BC|=|BF|=b+1,所以,对于曲线y=ex,求导得y′=ex,所以在点D(0,1)处的切线斜率为k=e0=1,所以在点D(0,1)处的切线方程为y=x+1,与之垂直的直线方程为y=﹣x+1,恰好通过点F,所以,所以D(a,b)的最小值为1.故选:D.5.(2025 泰安校级模拟)函数f(x)的大致图象如图所示,设f(x)的导函数为f′(x),则f′(x)f(x)>0的解集为( )A.(﹣∞,0)∪(1,3) B.(1,3)C.(0,1)∪(3,+∞) D.(﹣∞,0)∪(3,+∞)【解答】解:由图像可知,在(﹣∞,0)与(3,+∞)上,f(x)<0,在(0,3)上,f(x)>0,在(﹣∞,1)上,f'(x)>0,在(1,+∞)上,f'(x)<0,因为f′(x)f(x)>0,所以f′(x),f(x)同号,综上:在(0,1)∪(3,+∞)区间上,f′(x),f(x)同号.故选:C.6.(2025 建平县校级模拟)若函数在R上是增函数,则实数a的取值范围为( )A.a>1 B.a<1 C.a≤1 D.a≥1【解答】解:函数,f′(x)=x2﹣2x+a,若f(x)在R递增,则x2﹣2x+a≥0在R恒成立,可得Δ=4﹣4a≤0,解得a≥1,故选:D.7.(2025春 河南月考)已知函数f(x)=2sinx,则曲线y=f(x)在点处的切线方程为( )A. B.C. D.【解答】解:因为f(x)=2sinx,所以f′(x)=2cosx,所以,所以所求切线方程为.故选:A.8.(2025 惠农区校级模拟)已知定义在R上的函数f(x)满足f(x)+f′(x)>1,f(1)=3,则不等式exf(x)>ex+2e的解集为( )A.(2,+∞) B.(1,+∞) C.(﹣∞,2) D.(﹣∞,1)【解答】解:不等式exf(x)>ex+2e exf(x)﹣ex>2e,设g(x)=exf(x)﹣ex(x∈R),因为f(x)+f′(x)>1,所以g′(x)=exf(x)+exf′(x)﹣ex=ex[f(x)+f′(x)﹣1]>0恒成立,所以y=g(x)在定义域R上单调递增.故原不等式可转化为exf(x)﹣ex>2e,又f(1)=3,所以g(1)=ef(1)﹣e=2e,所以g(x)>g(1),所以x>1,故不等式exf(x)>ex+2e的解集为(1,+∞).故选:B.二.多选题(共3小题)(多选)9.(2025春 南宁校级期中)曲线的切线的倾斜角为,则该切点的坐标为( )A. B. C.(1,﹣1) D.(﹣1,1)【解答】解:,设切点坐标为(x0,y0),且切线的斜率为1,所以,解得x0=±1,当x0=1时,f(1)=﹣1,切点的坐标为(1,﹣1),当x0=﹣1时,f(1)=1,切点的坐标为(﹣1,1).故选:CD.(多选)10.(2025春 南宁校级期中)已知直线l经过点,且与曲线y=x3+x2相切,则直线l的方程可以为( )A.y=0 B.5x+y﹣3=0C.5x﹣y﹣3=0 D.15x+125y﹣9=0【解答】解:因为y=x3+x2的导数为y′=3x2+2x,设切点为(t,t3+t2),则切线斜率为k=3t2+2t,所以切线方程为y﹣(t3+t2)=(3t2+2t)(x﹣t),又切线过点,所以﹣(t3+t2)=(3t2+2t)(t),解得a,1,0,所以代入切线方程整理得切线方程为15x+125y﹣9=0或5x﹣y﹣3=0或y=0.故选:ACD.(多选)11.(2025春 广西期中)已知函数,则下列结论正确的是( )A.f(x)有两个极值点B.f(x)的图象关于点对称C.若方程f(x)=k有三个实数根,则D.过原点有两条直线与曲线y=f(x)相切【解答】解:f′(x)=x2﹣4x+3=(x﹣1)(x﹣3),当x>3或x<1时,f′(x)>0,当1<x<3时,f′(x)<0,故f(x)在(﹣∞,1)和(3,+∞)上单调递增,在(1,3)上单调递减,即x=1和x=3为函数的极值点,A正确;令f″(x)=2x﹣4=0可得x=2,因为f(2),B错误;因为f(1),f(3)=0,当x→+∞时,f(x)→+∞,x→﹣∞时,f(x)→﹣∞,若方程f(x)=k有三个实数根,则0<k,C错误;当原点为切点时,k=f′(0)=3,此时切线方程为y=3x,当原点不是切点时,设切点为(a,f(a)),a≠0,则k=f′(a)=a2﹣4a+3,解得a=3,此时直线为y=0,D正确.故选:AD.三.填空题(共3小题)12.(2025 甘肃校级模拟)设f(x)=x32x+5,当x∈[﹣1,2]时,f(x)<m恒成立,则实数m的取值范围为 (7,+∞) .【解答】解:f′(x)=3x2﹣x﹣2=0解得:x=1或当x∈时,f'(x)>0,当x∈时,f'(x)<0,当x∈(1,2)时,f'(x)>0,∴f(x)max={f(),f(2)}max=7由f(x)<m恒成立,所以m>fmax(x)=7.故答案为:(7,+∞)13.(2025 泰安校级模拟)已知,a∈{﹣1,1},g(x)=b﹣x,b∈{1,2,3,4},使f(x)>g(x)恒成立的有序数对(a,b)有 4 对.【解答】解:函数的定义域为(0,+∞),要想f(x)>g(x)恒成立,只需恒成立,只需恒成立,设,所以当a=﹣1时,,当0<x<3时,h′(x)<0,h(x)单调递减;当x>3时,h′(x)>0,h(x)单调递增,所以h(x)min=h(3)=4﹣2ln3,使f(x)>g(x)恒成立的b可取1;所以当a=1时,,当0<x<1时,h′(x)<0,h(x)单调递减;当x>1时,h′(x)>0,h(x)单调递增,所以h(x)min=h(1)=4,使f(x)>g(x)恒成立的b可取1,2,3,所以(a,b)一共有(1,1),(﹣1,1),(1,2),(1,3),共4对.故答案为:4.14.(2025春 南宁校级期中)设点A在直线上,点B在函数f(x)=lnx的图象上,则|AB|的最小值为 .【解答】解:设切点为(x0,lnx0),则切线与平行,即有,所以,所以切点为,当B点为切点时,点B到直线距离最小,由点到直线的距离公式有,故答案为:.四.解答题(共5小题)15.(2025 武功县校级模拟)已知函数f(x)=ea(x﹣1)﹣2ax+lnx(a>0),曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线与直线2x+(2e﹣3)y+1=0垂直.(1)求a的值;(2)证明:f(x)不存在极值.【解答】解:(1)导函数,那么,根据题知,,整理得aea﹣2a﹣e+2=0,令函数t(a)=aea﹣2a﹣e+2(a>0),那么导函数t'(a)=(a+1)ea﹣2,令函数H(a)=(a+1)ea﹣2,那么导函数H'(a)=(a+2)ea>0,因此t'(a)在(0,+∞)上单调递增,又因为t'(1)=2e﹣2>0,t'(0)=﹣1<0,因此 a0∈(0,1),使得t'(a0)=0.当a∈(a0,+∞)时,t'(a)>0,t(a)单调递增;当a∈(0,a0)时,t'(a)<0,t(a)单调递减,又因为t(0)=2﹣e<0,因此t(a0)<0,因此t(a)在(0,+∞)上仅有一个零点,又t(1)=0,因此a=1.(2)证明:易知函数f(x)的定义域为(0,+∞),导函数.令函数g(x)=xex﹣1﹣2x+1(x>0),那么导函数g'(x)=(x+1)ex﹣1﹣2.令函数h(x)=(x+1)ex﹣1﹣2(x>0),那么导函数h'(x)=(x+2)ex﹣1>0,因此函数h(x)在区间(0,+∞)上单调递增,且h(1)=0,因此当x∈(1,+∞)时,h(x)>0,即导函数g'(x)>0;当x∈(0,1)时,h(x)<0,即导函数g'(x)<0,所以g(x)在区间(0,1)上单调递减,在区间(1,+∞)上单调递增,所以g(x)min=g(1)=0,即f'(x)≥0,所以f(x)在区间(0,+∞)上单调递增,故f(x)在(0,+∞)上不存在极值.16.(2025 江西模拟)已知函数.(1)当a=2时,求曲线y=f(x)在(e,f(e))处的切线方程;(2)若函数f(x)在x=1处取得极大值,求实数a的取值范围.【解答】解:(1)当a=2时,f(x)=xlnx﹣x2+x﹣e2,所以f′(x)=lnx﹣2x+2,因为f(e)=2e﹣2e2,f′(e)=3﹣2e,所以切点为(e,2e﹣2e2),则所求曲线的切线方程为y﹣(2e﹣2e2)=(3﹣2e)(x﹣e),即(3﹣2e)x﹣y﹣e=0.(2)因为,所以其定义域为(0,+∞),且f′(x)=lnx﹣ax+a.因为f(x)在x=1处取得极大值,所以f′(1)=ln1﹣a+a=0,且f′(x)在x=1处两侧的值异号.①当a≤0时,f′(x)在(0,+∞)上单调递增,而f′(1)=0,所以在(0,1)上,f′(x)<0,f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上,f′(x)>0,f(x)在(1,+∞)上单调递增,则f(x)在x=1处取得极小值,不符合题意.②当a>0时,(ⅰ)若a>1,设g(x)=f′(x)=lnx﹣ax+a,则,当时,g′(x)>0,当时,g′(x)<0,所以g(x)在上单调递增,在上单调递减.因为g(1)=f′(1)=ln1﹣a+a=0,所以在上,g(x)>0,f(x)单调递增,在(1,+∞)上,g(x)<0,f(x)单调递减,则f(x)在x=1处取得极大值,符合题意.(ⅱ)若a=1,f′(x)=lnx﹣x+1=lnx﹣(x﹣1),令φ(x)=lnx﹣(x﹣1),则,当x>1时,φ′(x)<0,即函数φ(x)=lnx﹣(x﹣1)在(1,+∞)上为减函数,当0<x<1,φ′(x)>0,即函数φ(x)=lnx﹣(x﹣1)在(0,1)上为增函数,所以φ(x)=lnx﹣(x﹣1)≤φ(1)=0,当且仅当x=1时取到等号,所以f′(x)=lnx﹣x+1=lnx﹣(x﹣1)≤0则在x∈(0,+∞)上,f(x)为减函数,所以x=1不是极值点,不符合题意.(iii)若0<a<1,,当时,g′(x)>0,当时,g′(x)<0,g(x)在上单调递增,在上单调递减.因为g(1)=f′(1)=ln1﹣a+a=0,所以在(0,1)上,g(x)<0,f(x)单调递减,在上,g(x)>0,f(x)单调递增,则函数f(x)在x=1处取得极小值,不符合题意.综上,a>1,即a的取值范围为(1,+∞).17.(2025 安康模拟)设函数f(x)=ax2+ln(x+1).(1)当时,求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;(2)当a>0时,讨论f(x)的单调性.【解答】解:(1)当时,,则,则曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线斜率为f'(0)=1,因为f(0)=0,所以曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=x.(2)f(x)的定义域为(﹣1,+∞),当a>0时,,令g(x)=2ax2+2ax+1(x>﹣1),则g(x)在上单调递减,在上单调递增,因此,g(x)的最小值为.当0<a≤2时,,则f'(x)≥0,此时,f(x)在(﹣1,+∞)上单调递增.当a>2时,令g(x)=0,得.当时,f'(x)>0,f(x)单调递增;当,时,f'(x)<0,f(x)单调递减;当时,f'(x)>0f(x)单调递增.综上,当0<a≤2时,f(x)在(﹣1,+∞)上单调递增,当a>2时,f(x)在,上单调递增,在,上单调递减.18.(2025春 沭阳县校级期中)已知函数f(x)=axex﹣(a+1)ex﹣x.(1)若f(x)在x=1处的瞬时变化率为﹣1,求实数a的值;(2)在(1)的条件下,求f(x)在区间[0,1]上的最值;(3)若a=0,对于曲线f(x)的任意一条切线,都存在曲线g(x)=x+2bsinx的某条切线和它垂直,求实数b的取值范围.【解答】解:(1)根据函数f(x)=axex﹣(a+1)ex﹣x,得导函数f′(x)=a(x+1)ex﹣(a+1)ex﹣1,由于函数f(x)在x=1处的瞬时变化率为﹣1,因此f′(1)=﹣1,即2ae﹣(a+1)e﹣1=﹣1,因此a=1.(2)当a=1时,函数f(x)=xex﹣2ex﹣x,导函数f′(x)=(x﹣1)ex﹣1,当x∈[0,1],因此x﹣1<0,又因为ex>0,因此(x﹣1)ex﹣1<0,即f′(x)<0,因此函数f(x)在[﹣2,﹣1],[0,1]上单调递减,因此当x=0时,函数f(x)取到最大值f(0)=﹣2;当x=1时,函数f(x)取到最小值f(1)=﹣e﹣1.(3)当a=0时,函数f(x)=﹣ex﹣x,那么导函数f′(x)=﹣ex﹣1,由于ex>0,因此﹣ex﹣1<﹣1,因此,由于函数g(x)=x+2bsinx,因此导函数g′(x)=1+2bcosx,由于﹣1≤cosx≤1,因此1+2bcosx∈[1﹣2|b|,1+2|b|],即导函数g′(x)∈[1﹣2|b|,1+2|b|],由于f(x)的任意一条切线,都存在g(x)=x+2bsinx的某条切线和它垂直,因此(0,1) [1﹣2|b|,1+2|b|],所以,解得或,所以实数b的取值范围.19.(2025 天津模拟)已知函数f(x)=ax2﹣2lnx.(1)当a=1时,求y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;(2)若对 x∈[1,3],都有f(x)恒成立,求a的取值范围;(3)已知a>0,若 x1,x2且满足0<x1<x2,使得f(x1)=f(x2),求证:(x1+x2)2﹣2(x1+x2)>0.【解答】解:(1)当a=1时,f(x)=x2﹣2lnx,f(1)=1,f′(x)=2x,k=f′(1)=0,所以f(x)在(1,f(1))处的切线方程为y=1.(2)由题意f(x)max,f′(x)=2ax,①当a≤0时,f′(x)<0,f(x)在[1,3]上单调递减,所以f(x)max=f(1)=a恒成立,所以a≤0,②当a>0时,f′(x)>0,x,所以f(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增,当1,a≥1时,f(x)在[1,3]上单调递增,f(x)max=f(3),a,舍去,当3,0<a时,f(x)在[1,3]上单调递减,f(x)max=f(1),a,所以0<a,当13,a<1时,f(x)在[1,]上单调递减,[,3]上单调递增,所以,a,所以a,综上,a的取值范围为(﹣∞,].(3)证明:因为x1+x2>0,要证(x1+x2)2﹣2(x1+x2)>0,只需证明x1+x2,由(2)可知0<x1x2,要证x1+x2,只需证明x2x1,因为x2,x1,且函数f(x)在(,+∞)上单调递增,所以只需证明f(x2)>f(x1),又因为f(x2)=f(x1),即证f(x1)>f(x1),令g(x)=f(x)﹣f(x)(0<x),即g(x)=ax2﹣2lnx﹣a(x)2+2ln(x)=4x﹣4﹣2lnx+2ln(x),注意到g()=0,因为g′(x)=44 4 0,则g(x)在(0,)上单调递减,所以g(x)>g()=0,在x∈(0,)恒成立,所以x1+x2,即满足(x1+x2)2﹣2(x1+x2)>0.21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源预览