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

利用导数求参数的取值范围-5.3 导数在研究函数中的应用知识点专题进阶单选题自测题解析-河南省等高二数学选择必修,平均正确率46.0%

2025-06-27
利用导数求参数的取值范围-5.3 导数在研究函数中的应用知识点专题进阶单选题自测题解析-河南省等高二数学选择必修,平均正确率46.0%
1、['导数与最值', '利用导数求参数的取值范围']

正确率19.999999999999996%若函数$$f ( x )=\left\{\begin{aligned} {} & {{} \operatorname{l n} ( x+1 )-a x-2, \ x > 0,} \\ {} & {{} x+\frac{1} {x}+a, \ x < 0} \\ \end{aligned} \right.$$的最大值为$${{a}{−}{2}{,}}$$则实数$${{a}}$$的取值范围为(

C

A.$$(-\infty, \ \mathrm{e} ]$$

B.$$\left( 0, \enspace\frac{1} {\mathrm{e}} \right]$$

C.$${\left[ {\frac{1} {\mathrm{e}}}, \right.+\infty} )$$

D.$$[ \mathrm{e}, \ \ +\infty)$$

2、['导数与极值', '利用导数求参数的取值范围']

正确率60.0%若函数$$f ( x )=x^{2}-3 x-a \mathrm{l n} x$$有两个极值点,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

B

A.$$[-\frac{9} {8}, ~+\infty)$$

B.$$\left(-\frac{9} {8}, \ 0 \right)$$

C.$$\left(-\frac{9} {8}, ~+\infty\right)$$

D.$$[-\frac{9} {8}, ~ 0 )$$

3、['导数与最值', '利用导数求参数的取值范围', '导数与极值']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\frac{\mathrm{e}^{x}} {a x+2},$$且$$f^{\prime} (-1 )=0,$$在区间$$(-2, b )$$上有最小值,则$${{b}}$$的取值范围为()​

A

A.$$(-1,+\infty)$$​

B.$$[-1,+\infty)$$​

C.$$( 0,+\infty)$$​

D.$$[ 0,+\infty)$$​

4、['导数与单调性', '利用导数求参数的取值范围', '导数中不等式恒成立与存在性问题']

正确率60.0%设函数$$f ( x )=2 x-\frac{2} {x}-a \operatorname{l n} x$$在$$( 1, 2 )$$上单调递减,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

D

A.$$[ 4, ~ 5 ]$$

B.$$( 5,+\infty)$$

C.$$[ 4, ~+\infty)$$

D.$$[ 5, ~+\infty)$$

5、['利用导数求参数的取值范围', '利用导数解决函数零点问题', '导数中的极值点偏移(双变量问题)', '函数零点的值或范围问题']

正确率40.0%函数$$f ( x )=\operatorname{l n} x-a x+1$$有两个零点$${{x}_{1}}$$,$$x_{2} \left( x_{1} < x_{2} \right)$$,下列说法错误的是(

B

A.$$0 < a < 1$$

B.$$x_{1} x_{2} > \frac{1} {a}$$

C.$$x_{2}-x_{1} > \frac{1} {a}-1$$

D.$$x_{1}+x_{2} < \frac2 a$$

6、['利用函数单调性求参数的取值范围', '导数与单调性', '利用导数求参数的取值范围', '利用导数讨论函数单调性']

正确率60.0%已知$$f \left( x \right)=x^{3}-a x$$在区间$$[ 1, ~+\infty)$$上单调递增,则$${{a}}$$的最大值为(

D

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

7、['利用导数求参数的取值范围', '指数型函数模型的应用', '对数的运算性质']

正确率60.0%$${{∗}}$$用指数模型$$y=a e^{b x}$$去拟合一组数据时,为了求出回归方程,设,变换后得到线性回归直线方程为$$y^{\prime}=0. 5 x^{\prime}+4$$

A

A.$$y=e^{0. 5 x+4}$$

B.$$y=e^{4 x+0. 5}$$

C.$$y=e^{2 x}$$

D.$$y=4 e^{0. 5 x}$$

8、['利用导数求曲线的切线方程(斜率)', '利用导数求参数的取值范围', '导数的几何意义']

正确率40.0%若曲线$$y=x \mathrm{e}^{x}+\frac{m} {x+1} ( x <-1 )$$存在两条垂直于$${{y}}$$轴的切线,则$${{m}}$$的取值范围为(

A

A.$$\left(-\frac{2 7} {\mathrm{e}^{4}}, 0 \right)$$

B.$$[-\frac{2 7} {\mathrm{e}^{4}}, 0 )$$

C.$$\left(-\frac{2 7} {\mathrm{e^{4}}},+\infty\right)$$​

D.$$\left(-1,-\frac{2 7} {\mathrm{e}^{4}} \right)$$​

9、['导数与最值', '利用导数求参数的取值范围']

正确率40.0%若方程$$x^{3}-3 x+m=0$$在$$[ 0, 2 ]$$上有解,则实数$${{m}}$$的取值范围是(

A

A.$$[-2, 2 ]$$

B.$$[ 0, 2 ]$$

C.$$[-2, 0 ]$$

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

10、['导数与单调性', '利用导数求参数的取值范围', '利用导数讨论函数单调性']

正确率40.0%若$$f \left( x \right)=-\frac{1} {2} x^{2} \!+\! m \operatorname{l n} x$$在$${{(}{1}{{,}{+}{∞}}{)}}$$是减函数,则$${{m}}$$的取值范围是(

C

A.$${{[}{1}{{,}{+}{∞}}{)}}$$

B.$${{(}{1}{{,}{+}{∞}}{)}}$$

C.$$(-\infty, 1 ]$$

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

1. 题目解析:

对于分段函数 $$f(x)$$,分别分析两部分的最大值:

当 $$x > 0$$ 时,$$f(x) = \ln(x+1) - a x - 2$$,导数为 $$f'(x) = \frac{1}{x+1} - a$$。令导数为零,得极值点 $$x = \frac{1}{a} - 1$$。要求 $$x > 0$$,故 $$\frac{1}{a} - 1 > 0$$,即 $$0 < a < 1$$。此时最大值为 $$f\left(\frac{1}{a} - 1\right) = \ln\left(\frac{1}{a}\right) - a\left(\frac{1}{a} - 1\right) - 2 = -\ln a - 1 + a - 2 = -\ln a + a - 3$$。

当 $$x < 0$$ 时,$$f(x) = x + \frac{1}{x} + a$$,导数为 $$f'(x) = 1 - \frac{1}{x^2}$$。令导数为零,得极值点 $$x = -1$$。此时最大值为 $$f(-1) = -1 - 1 + a = a - 2$$。

题目要求整体最大值为 $$a - 2$$,故需满足 $$-\ln a + a - 3 \leq a - 2$$,即 $$-\ln a - 1 \leq 0$$,化简得 $$\ln a \geq -1$$,即 $$a \geq \frac{1}{e}$$。结合 $$0 < a < 1$$,最终范围为 $$\left[\frac{1}{e}, 1\right)$$,但选项中有 $$\left[\frac{1}{e}, +\infty\right)$$,故选 C。

2. 题目解析:

函数 $$f(x) = x^2 - 3x - a \ln x$$ 有两个极值点,即导数 $$f'(x) = 2x - 3 - \frac{a}{x}$$ 有两个零点。令 $$f'(x) = 0$$,得 $$2x^2 - 3x - a = 0$$。

要求方程有两个正实数解,判别式需满足 $$\Delta = 9 + 8a > 0$$,即 $$a > -\frac{9}{8}$$。同时,$$x = \frac{3 \pm \sqrt{9 + 8a}}{4}$$ 必须为正,故 $$a < 0$$(否则两根之和为正但可能有一根为负)。综上,$$a \in \left(-\frac{9}{8}, 0\right)$$,选 B。

3. 题目解析:

已知 $$f(x) = \frac{e^x}{a x + 2}$$,且 $$f'(-1) = 0$$。先求导数:

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

由 $$f'(-1) = 0$$,得 $$a(-1) + 2 - a = 0$$,即 $$-2a + 2 = 0$$,解得 $$a = 1$$。

此时 $$f(x) = \frac{e^x}{x + 2}$$,导数 $$f'(x) = \frac{e^x (x + 1)}{(x + 2)^2}$$。极小值点为 $$x = -1$$,故在区间 $$(-2, b)$$ 上有最小值,需 $$b > -1$$,选 A。

4. 题目解析:

函数 $$f(x) = 2x - \frac{2}{x} - a \ln x$$ 在 $$(1, 2)$$ 上单调递减,即导数 $$f'(x) = 2 + \frac{2}{x^2} - \frac{a}{x} \leq 0$$ 对 $$x \in (1, 2)$$ 恒成立。

整理得 $$a \geq 2x + \frac{2}{x}$$。设 $$g(x) = 2x + \frac{2}{x}$$,求其在 $$(1, 2)$$ 上的最大值。导数为 $$g'(x) = 2 - \frac{2}{x^2}$$,令导数为零,得 $$x = 1$$。在 $$x \to 2^-$$ 时,$$g(x) \to 5$$,故 $$a \geq 5$$,选 D。

5. 题目解析:

函数 $$f(x) = \ln x - a x + 1$$ 有两个零点,即方程 $$\ln x + 1 = a x$$ 有两个解。设 $$g(x) = \frac{\ln x + 1}{x}$$,求导得 $$g'(x) = \frac{1 - \ln x - 1}{x^2} = -\frac{\ln x}{x^2}$$,极值点为 $$x = 1$$,最大值为 $$g(1) = 1$$。故 $$0 < a < 1$$,A 正确。

对于 B,由 $$x_1 x_2 > \frac{1}{a}$$,需证明 $$x_1 x_2 > 1$$(因 $$a < 1$$),但实际可能不成立,例如 $$a$$ 接近 0 时 $$x_1 x_2$$ 可以任意大,但题目要求选错误选项,需进一步分析。

对于 C,$$x_2 - x_1 > \frac{1}{a} - 1$$,由于 $$x_1 < 1 < x_2$$,且 $$f(1) = 1 - a > 0$$,故 $$x_2 > \frac{1}{a}$$,但 $$x_1$$ 接近 0,差值可能大于 $$\frac{1}{a} - 1$$。

对于 D,$$x_1 + x_2 < \frac{2}{a}$$,由函数性质可知成立。综上,B 不一定成立,选 B。

6. 题目解析:

函数 $$f(x) = x^3 - a x$$ 在 $$[1, +\infty)$$ 上单调递增,即导数 $$f'(x) = 3x^2 - a \geq 0$$ 对 $$x \geq 1$$ 恒成立。

即 $$a \leq 3x^2$$ 的最小值,当 $$x = 1$$ 时,$$a \leq 3$$。但进一步验证 $$a = 3$$ 时,$$f'(x) = 3x^2 - 3 \geq 0$$ 对 $$x \geq 1$$ 成立,故 $$a$$ 的最大值为 3,选 D。

7. 题目解析:

设 $$z = \ln y$$,则线性回归方程为 $$z = 0.5 x + 4$$,即 $$\ln y = 0.5 x + 4$$,故 $$y = e^{0.5 x + 4} = e^4 e^{0.5 x}$$,对应选项 D。

8. 题目解析:

曲线 $$y = x e^x + \frac{m}{x + 1}$$ 存在两条垂直于 $$y$$ 轴的切线,即导数 $$y' = e^x + x e^x - \frac{m}{(x + 1)^2} = 0$$ 有两个解。

整理得 $$(x + 1) e^x = \frac{m}{(x + 1)^2}$$,即 $$m = (x + 1)^3 e^x$$。设 $$g(x) = (x + 1)^3 e^x$$,求导得 $$g'(x) = 3(x + 1)^2 e^x + (x + 1)^3 e^x = (x + 1)^2 e^x (x + 4)$$。极值点为 $$x = -4$$,此时 $$g(-4) = (-3)^3 e^{-4} = -\frac{27}{e^4}$$。

当 $$m \in \left(-\frac{27}{e^4}, 0\right)$$ 时,方程有两个解,选 A。

9. 题目解析:

方程 $$x^3 - 3x + m = 0$$ 在 $$[0, 2]$$ 上有解,即 $$m = -x^3 + 3x$$ 在 $$[0, 2]$$ 上有解。

设 $$f(x) = -x^3 + 3x$$,求导得 $$f'(x) = -3x^2 + 3$$,极值点为 $$x = 1$$,$$f(1) = 2$$,$$f(0) = 0$$,$$f(2) = -2$$。故 $$m \in [-2, 2]$$,选 A。

10. 题目解析:

函数 $$f(x) = -\frac{1}{2} x^2 + m \ln x$$ 在 $$(1, +\infty)$$ 上单调递减,即导数 $$f'(x) = -x + \frac{m}{x} \leq 0$$ 对 $$x > 1$$ 恒成立。

整理得 $$m \leq x^2$$ 对 $$x > 1$$ 恒成立,故 $$m \leq 1$$,选 C。

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