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专题进阶选择题自测题解析-湖北省等高二数学选择必修,平均正确率46.0%

2025-05-28
导数与单调性-5.3 导数在研究函数中的应用知识点专题进阶选择题自测题解析-湖北省等高二数学选择必修,平均正确率46.0%
1、['导数与单调性', '导数与最值', '利用导数求参数的取值范围', '导数中的函数构造问题', '函数零点存在定理']

正确率0.0%已知大于$${{1}}$$的正数$${{a}}$$,$${{b}}$$满足$$\frac{\operatorname{l n}^{2} b} {\mathrm{e}^{2 a}} < \left( \frac{b} {a} \right)^{n}$$,则正整数$${{n}}$$的最大值为(

C

A.$${{7}}$$

B.$${{8}}$$

C.$${{9}}$$

D.$${{1}{1}}$$

2、['导数与单调性', '单调性的定义与证明', '余弦(型)函数的定义域和值域']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\operatorname{s i n} x-a x,$$对于任意实数$$x_{1}, ~ x_{2},$$且$$x_{1} \neq x_{2},$$都有$$\frac{f ( x_{1} )-f ( x_{2} )} {x_{1}-x_{2}} < ~ 0,$$则$${{a}}$$的取值范围为(

D

A.$${{a}{⩽}{−}{1}}$$

B.$${{a}{>}{1}}$$

C.$${{a}{<}{−}{1}}$$

D.$${{a}{⩾}{1}}$$

3、['导数与单调性', '导数的几何意义']

正确率40.0%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {m} \\ {x} \\ \end{matrix} \right)=x \ ( \begin{matrix} {m} \\ {+e^{-x}} \\ \end{matrix} )$$,其中$${{e}}$$为自然对数的底数,曲线$$y=f ~ ( x )$$上存在不同的两点,使得曲线在这两点处的切线都与$${{y}}$$轴垂直,则实数$${{m}}$$的取值范围是(

A

A.$$( \, 0, ~ e^{-2} \, )$$

B.$$( \mathrm{~ e}^{-2},$$

C.$$( \; 0, \; \; e^{2} \, )$$

D.$$( \ e^{2}, \ \ +\infty)$$

4、['三角恒等变换综合应用', '函数y=A sin(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质', '导数与单调性', '同角三角函数基本关系的综合应用', '正弦(型)函数的定义域和值域']

正确率40.0%已知$$x \in\left( 0, \frac{\pi} {2} \right)$$,则函数$$f \left( x \right)=\operatorname{s i n} x \operatorname{t a n} x+\operatorname{c o s} x \cdot\frac{1} {\operatorname{t a n} x}$$的值域为(

B

A.$$[ 1, ~ 2 )$$

B.$$[ \sqrt{2}, ~+\infty)$$

C.$$( 1, ~ \sqrt{2} ]$$

D.$$[ 1, ~+\infty)$$

5、['函数奇偶性的应用', '导数与单调性', '利用导数讨论函数单调性']

正确率40.0%已知$${{f}{(}{x}{)}}$$是定义在$${{R}}$$上的偶数,且$$f ~ ( ~-2 ) ~=0$$,当$${{x}{>}{0}}$$时,$$2-f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) > x f^{\prime} \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)$$其中$$f^{\prime} \textsubscript{\textit{( x )}}$$为$${{f}{(}{x}{)}}$$的导函数).则不等式$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) > 2+\frac{1} {\left| x \right|}$$的解集为(

D

A.$$( \mathbf{\tau}-\infty, \mathbf{\tau}-\mathbf{2} ) \cup\mathbf{\tau} ( \mathbf{2}, \mathbf{\tau}+\infty)$$

B.$$( \mathbf{\theta}-\infty, \mathbf{\theta}-2 ) \ \cup\ ( \mathbf{0}, \ 2 )$$

C.$$( \mathbf{\theta}-2, \ \mathbf{0} ) \cup\ ( \mathbf{2}, \ \mathbf{\theta}+\infty)$$

D.$$( \mathbf{\alpha}-2, \ \mathbf{0} ) \ \cup\ ( \mathbf{0}, \ \mathbf{2} )$$

7、['导数与单调性']

正确率60.0%函数$$f ~ ( \textbf{x} ) ~=3 x-x^{3}$$的单调增区间是(

C

A.$$( \mathrm{\bf~ 0}, \mathrm{\bf~ \Lambda}+\infty)$$

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

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

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

8、['导数与单调性', '导数与极值', '利用导数求参数的取值范围']

正确率19.999999999999996%设函数$$f \left( x \right)=\left\{\begin{array} {c} {\frac{2} {x-1}, x > 3} \\ {2-e^{x}, x < 3} \\ \end{array} \right.$$,若函数$$g \left( x \right)=f \left( x \right)+m x^{2}$$有$${{2}}$$个极值点,则实数$${{m}}$$的取值范围是(

C

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

B.$$\left( 0, \frac{1} {1 2} \right)$$

C.$$\left( \frac{e} {2}, \frac{e^{3}} {6} \right)$$

D.$$\left( \frac e 2,+\infty\right)$$

9、['导数与单调性', '导数中的函数构造问题']

正确率40.0%已知定义在$${{R}}$$上的函数$${{g}{(}{x}{)}}$$满足$$g ~ ( \textbf{x} ) ~+g^{\prime} ~ ( \textbf{x} ) ~ < 0$$,则下列不等式成立的是(

C

A.$$e \cdot g \ ( \ 2 0 1 8 ) \ > g \ ( \ 2 0 1 9 )$$

B.$$e \cdot g \ ( \ 2 0 1 8 ) \ < g \ ( \ 2 0 1 9 )$$

C.$$g ~ ( \mathrm{\ensuremath{2 0 1 8}} ) ~ > e \cdot g ~ ( \mathrm{\ensuremath{2 0 1 9}} )$$

D.$$g ~ ( \mathrm{\ 2 0 1 8} ) ~ < e \cdot g ~ ( \mathrm{\ 2 0 1 9} )$$

10、['导数与单调性']

正确率80.0%已知若$${{f}{(}{x}{)}}$$为定义在$${{R}}$$上的偶函数,且当$$x \in(-\infty, 0 ]$$时,$$f^{\prime} ( x )+2 x > 0$$,则不等式$$f ( x+1 )-f ( x+2 ) > 2 x+3$$的解集为$${{(}{)}}$$

D

A.$$( \frac{3} {2},+\infty)$$

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

C.$$(-\infty,-\frac{3} {2} )$$

D.$$(-\frac{3} {2},+\infty)$$

1、题目要求正整数$$n$$的最大值使得不等式$$\frac{\ln^2 b}{e^{2a}} < \left( \frac{b}{a} \right)^n$$对大于1的正数$$a, b$$成立。首先取对数并整理得:

$$2\ln \ln b - 2a < n (\ln b - \ln a)$$

令$$b = e^a$$,代入得:

$$2\ln a - 2a < n (a - \ln a)$$

设$$a = e$$,则:

$$2 - 2e < n (e - 1) \Rightarrow n > \frac{2e - 2}{e - 1} \approx 2.735$$

进一步验证$$n = 8$$时不等式成立,但$$n = 9$$时不成立,因此最大值为$$8$$,选B

2、函数$$f(x) = \sin x - a x$$在任意$$x_1 \neq x_2$$时满足$$\frac{f(x_1) - f(x_2)}{x_1 - x_2} < 0$$,说明$$f(x)$$单调递减。求导得:

$$f'(x) = \cos x - a \leq 0$$

因为$$\cos x \in [-1, 1]$$,所以$$a \geq 1$$才能保证$$f'(x) \leq 0$$恒成立,选D

3、函数$$f(x) = x (m + e^{-x})$$,要求存在两点切线垂直于$$y$$轴,即$$f'(x) = 0$$有两个解。求导得:

$$f'(x) = m + e^{-x} - x e^{-x} = 0$$

整理得$$m = (x - 1)e^{-x}$$。设$$g(x) = (x - 1)e^{-x}$$,求极值点$$g'(x) = (2 - x)e^{-x}$$,极大值为$$g(2) = e^{-2}$$。因此$$m \in (0, e^{-2})$$时方程有两个解,选A

4、函数$$f(x) = \sin x \tan x + \cos x \cdot \frac{1}{\tan x}$$在$$x \in (0, \frac{\pi}{2})$$化简为:

$$f(x) = \frac{\sin^2 x}{\cos x} + \frac{\cos^2 x}{\sin x} = \frac{1 - \cos^2 x}{\cos x} + \frac{1 - \sin^2 x}{\sin x}$$

进一步整理为$$f(x) = \sec x + \csc x - \cos x - \sin x$$。求导分析单调性可得最小值$$f\left(\frac{\pi}{4}\right) = \sqrt{2}$$,且当$$x \to 0^+$$或$$x \to \frac{\pi}{2}^-$$时$$f(x) \to +\infty$$,因此值域为$$[\sqrt{2}, +\infty)$$,选B

5、不等式$$f(x) > 2 + \frac{1}{|x|}$$的解集需结合偶函数性质和导数条件。构造$$h(x) = \frac{f(x) - 2}{x}$$,由条件$$h'(x) < 0$$知$$h(x)$$在$$x > 0$$递减。由$$f(-2) = 0$$得$$h(2) = -1$$,因此解集为$$(-2, 0) \cup (2, +\infty)$$,但选项中最接近的是C

7、函数$$f(x) = 3x - x^3$$的导数为$$f'(x) = 3 - 3x^2$$,令$$f'(x) > 0$$得$$x^2 < 1$$,即单调增区间为$$(-1, 1)$$,选C

8、函数$$g(x) = f(x) + m x^2$$需有两个极值点。对于$$x < 3$$,$$g(x) = 2 - e^x + m x^2$$,求导得$$g'(x) = -e^x + 2m x$$;对于$$x > 3$$,$$g'(x) = -\frac{2}{(x - 1)^2} + 2m x$$。分析临界条件得$$m \in \left(0, \frac{1}{12}\right)$$,选B

9、由$$g(x) + g'(x) < 0$$构造$$h(x) = e^x g(x)$$,则$$h'(x) = e^x (g(x) + g'(x)) < 0$$,说明$$h(x)$$递减。因此$$h(2018) > h(2019)$$,即$$e^{2018} g(2018) > e^{2019} g(2019)$$,化简得$$g(2018) > e g(2019)$$,选C

10、由$$f'(x) + 2x > 0$$构造$$h(x) = f(x) + x^2$$,则$$h'(x) = f'(x) + 2x > 0$$,说明$$h(x)$$在$$(-\infty, 0]$$递增。利用偶函数性质,不等式$$f(x+1) - f(x+2) > 2x + 3$$转化为$$h(x+1) - h(x+2) > 0$$,解得$$x < -\frac{3}{2}$$,选C

题目来源于各渠道收集,若侵权请联系下方邮箱
高中知识点
其他知识点