格物学 第五章 一元函数的导数及其应用5.3 导数在研究函数中的应用

导数与单调性-5.3 导数在研究函数中的应用知识点月考进阶选择题自测题答案-新疆维吾尔自治区等高二数学选择必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-05-26
导数与单调性-5.3 导数在研究函数中的应用知识点月考进阶选择题自测题答案-新疆维吾尔自治区等高二数学选择必修,平均正确率57.99999999999999%
2、['导数的四则运算法则', '基本初等函数的导数', '导数与单调性', '导数与最值', '导数的几何意义']

正确率40.0%三次函数$$f ( x )=a x^{3}-\frac{3} {2} x^{2}+2 x+1$$的图象在点$$( {\bf1}, ~ f ( {\bf1} ) ~ )$$处的切线与$${{x}}$$轴平行,则$${{f}{(}{x}{)}}$$在区间$$( 1, \ 3 )$$上的最小值是(

D

A.$$\frac{8} {2}$$

B.$$\frac{1 1} {6}$$

C.$$\frac{1 1} {3}$$

D.$$\frac{5} {3}$$

3、['导数与单调性', '利用导数讨论函数单调性']

正确率60.0%已知偶函数$$y=f ~ ( x )$$对于任意的$$x \in[ 0, \, \, \, \frac{\pi} {2} )$$满足$$f^{\prime} \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) \cos x+f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) \ \mathrm{s i}$$其中$$f^{\prime} \textsubscript{\textit{( x )}}$$是函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的导函数),则下列不等式中成立的是(

D

A.$$\sqrt{2} f (-\frac{\pi} {3} ) < f ( \frac{\pi} {4} )$$

B.$$\sqrt2 f (-\frac{\pi} {3} ) < f (-\frac{\pi} {4} )$$

C.$$f ( 0 ) > \sqrt{2} f (-\frac{\pi} {4} )$$

D.$$f ( \frac{\pi} {6} ) < \sqrt{3} f ( \frac{\pi} {3} )$$

4、['函数奇偶性的应用', '简单复合函数的导数', '导数的四则运算法则', '导数与单调性', '利用导数讨论函数单调性', '不等式比较大小']

正确率19.999999999999996%已知定义在$${{R}}$$上的函数$${{f}{(}{x}{)}}$$满足$$f ( x )=f (-x )$$,且当$$x \in(-\infty, 0 ]$$时,$$f ( x )+x f^{\prime} ( x ) < 0$$成立,若$$a=( 2^{0. 1} ) f ( 2^{0. 1} ), b=( \operatorname{l n} 2 ) f ( \operatorname{l n} 2 ), c=( \operatorname{l o g}_{2} \frac1 8 ) f ( \operatorname{l o g}_{2} \frac1 8 )$$
,则$$a, ~ b, ~ c$$的大小关系是

B

A.$$a > b > c$$

B.$$c > b > a$$

C.$$c > a > b$$

D.$$a > c > b$$

7、['对数式的大小的比较', '导数与单调性', '导数中不等式恒成立与存在性问题']

正确率40.0%若$$x \in~ ( {\bf0}, ~ {\it+\infty} )$$,则下列不等式一定成立的是(

D

A.$$\l n x^{2} > \l n x$$

B.$${{2}^{x}{⩾}{{x}^{2}}}$$

C.$${{x}^{2}{>}{x}}$$

D.$${{x}{>}{{s}{i}{n}}{x}}$$

8、['导数与单调性']

正确率40.0%已知定义在$${{R}}$$上的可导函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的导函数为$$f^{\prime} ( x ),$$满足$$f ( x ) < f^{\prime} ( x ),$$且$$f ( 0 )=2,$$则不等式$$\frac{f ( x )} {\mathrm{e^{x}}} > 2$$的解集为(

B

A.$$(-\infty, 0 )$$

B.$$( 0,+\infty)$$

C.$$(-\infty, 2 )$$

D.$$( 2,+\infty)$$

9、['导数与单调性']

正确率80.0%函数$$f ( x )=-x^{2}+2 \operatorname{l n} x$$的单调增区间是$${{(}{)}}$$

B

A.$$(-1, 1 )$$

B.$$( 0, 1 )$$

C.$$(-\infty,-1 )$$,$$( 1,+\infty)$$

D.$$( 1,+\infty)$$

10、['导数与单调性', '导数与最值']

正确率80.0%定义域为$${{R}}$$的函数$${{f}{(}{x}{)}}$$满足$$f (-3 )=6$$,且$$f^{\prime} ( x ) > x^{2}+1$$对$${{x}{∈}{R}}$$恒成立,则$$f ( x ) > \frac1 3 x^{3}+1 5$$的解集为$${{(}{)}}$$

A

A.$$(-3,+\infty)$$

B.$$(-\infty,-3 )$$

C.$$(-\infty, 3 )$$

D.$$( 3,+\infty)$$

以下是各题的详细解析: --- ### 第2题解析

首先求导数:$$f'(x) = 3a x^2 - 3x + 2$$。

在点 $$(1, f(1))$$ 处切线与 $$x$$ 轴平行,故 $$f'(1) = 0$$:

$$3a \cdot 1^2 - 3 \cdot 1 + 2 = 0 \Rightarrow 3a - 3 + 2 = 0 \Rightarrow a = \frac{1}{3}$$。

因此函数为:$$f(x) = \frac{1}{3}x^3 - \frac{3}{2}x^2 + 2x + 1$$。

在区间 $$(1, 3)$$ 上求极值点:令 $$f'(x) = x^2 - 3x + 2 = 0$$,解得 $$x = 1$$ 或 $$x = 2$$。

计算函数值:

$$f(1) = \frac{1}{3} - \frac{3}{2} + 2 + 1 = \frac{11}{6}$$,

$$f(2) = \frac{8}{3} - 6 + 4 + 1 = \frac{11}{3}$$,

$$f(3) = 9 - \frac{27}{2} + 6 + 1 = \frac{5}{2}$$。

比较得最小值为 $$f(1) = \frac{11}{6}$$,故选 **B**。

--- ### 第3题解析

题目条件为偶函数 $$y = f(x)$$ 满足导数关系:

$$f'(x) \cos x + f(x) \sin x > 0$$。

可改写为 $$\frac{d}{dx} [f(x) \cos x] > 0$$,即 $$f(x) \cos x$$ 单调递增。

由于 $$f(x)$$ 为偶函数,比较选项:

**A**:$$\sqrt{2} f(-\frac{\pi}{3}) = \sqrt{2} f(\frac{\pi}{3})$$,需与 $$f(\frac{\pi}{4})$$ 比较。

由单调性,$$\frac{\pi}{4} < \frac{\pi}{3}$$,故 $$f(\frac{\pi}{4}) \cos \frac{\pi}{4} < f(\frac{\pi}{3}) \cos \frac{\pi}{3}$$,即 $$\frac{\sqrt{2}}{2} f(\frac{\pi}{4}) < \frac{1}{2} f(\frac{\pi}{3})$$,化简得 $$\sqrt{2} f(\frac{\pi}{4}) < f(\frac{\pi}{3})$$,即 **A** 成立。

其他选项不满足条件,故选 **A**。

--- ### 第4题解析

函数满足 $$f(x) = f(-x)$$(偶函数),且当 $$x \leq 0$$ 时,$$f(x) + x f'(x) < 0$$。

令 $$g(x) = x f(x)$$,则 $$g'(x) = f(x) + x f'(x)$$。

当 $$x \leq 0$$ 时,$$g'(x) < 0$$,故 $$g(x)$$ 在 $$(-\infty, 0]$$ 单调递减。

比较 $$a, b, c$$:

$$a = 2^{0.1} f(2^{0.1}) = g(2^{0.1})$$,

$$b = \ln 2 f(\ln 2) = g(\ln 2)$$,

$$c = \log_2 \frac{1}{8} f(\log_2 \frac{1}{8}) = g(-3)$$。

由于 $$-3 < \ln 2 < 2^{0.1}$$,且 $$g(x)$$ 在负数区间递减,故 $$g(-3) > g(\ln 2) > g(2^{0.1})$$,即 $$c > b > a$$,故选 **B**。

--- ### 第7题解析

逐一分析选项:

**A**:当 $$0 < x < 1$$ 时,$$\ln x^2 = 2 \ln x < \ln x$$,不成立。

**B**:$$2^x \geq x^2$$ 在 $$x \in (0, +\infty)$$ 不恒成立(如 $$x=3$$ 时 $$8 \geq 9$$ 不成立)。

**C**:$$x^2 > x$$ 仅在 $$x > 1$$ 或 $$x < 0$$ 成立,不满足 $$x \in (0, +\infty)$$。

**D**:$$x > \sin x$$ 在 $$x > 0$$ 时恒成立(由导数易证),故选 **D**。

--- ### 第8题解析

设 $$g(x) = \frac{f(x)}{e^x}$$,则 $$g'(x) = \frac{f'(x) - f(x)}{e^x} > 0$$(因 $$f'(x) > f(x)$$)。

故 $$g(x)$$ 单调递增,且 $$g(0) = \frac{f(0)}{e^0} = 2$$。

不等式 $$\frac{f(x)}{e^x} > 2$$ 等价于 $$g(x) > g(0)$$,由单调性得 $$x > 0$$,故选 **B**。

--- ### 第9题解析

函数定义域为 $$x > 0$$,求导数:

$$f'(x) = -2x + \frac{2}{x} = \frac{-2x^2 + 2}{x}$$。

令 $$f'(x) > 0$$,得 $$-2x^2 + 2 > 0 \Rightarrow x^2 < 1 \Rightarrow 0 < x < 1$$。

故单调增区间为 $$(0, 1)$$,选 **B**。

--- ### 第10题解析

设 $$g(x) = f(x) - \left(\frac{1}{3}x^3 + x\right)$$,则 $$g'(x) = f'(x) - (x^2 + 1) > 0$$。

故 $$g(x)$$ 单调递增,且 $$g(-3) = f(-3) - \left(\frac{1}{3}(-3)^3 + (-3)\right) = 6 - (-9 - 3) = 18$$。

不等式 $$f(x) > \frac{1}{3}x^3 + 15$$ 等价于 $$g(x) > 15$$,由单调性得 $$x > -3$$,故选 **A**。

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