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回顾进阶自测题答案-宁夏回族自治区等高二数学选择必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-05-25
导数与单调性-5.3 导数在研究函数中的应用知识点回顾进阶自测题答案-宁夏回族自治区等高二数学选择必修,平均正确率57.99999999999999%
1、['导数与单调性', '根据命题的真假求参数范围']

正确率60.0%若“$$\exists x \in[ 1, ~ 2 ], ~ 2 x^{2}-\lambda x+1 < 0$$”是假命题,则实数$${{λ}}$$的取值范围是(

C

A.$$(-\infty, ~ 2 \sqrt{2} ]$$

B.$$\left[ 2 \sqrt{2}, \ \frac9 2 \right]$$

C.$$(-\infty, ~ 3 ]$$

D.$${\left[ {\frac{9} {2}}, ~+\infty\right)}$$

2、['全称量词命题', '导数与单调性', '导数中不等式恒成立与存在性问题']

正确率60.0%若对$${{∀}{x}{,}{y}}$$满足$$x > y > m > 0$$,都有$$y l n x < x l n y$$恒成立,则$${{m}}$$的取值范围是(

D

A.$$( \mathrm{\bf~ 0}, \mathrm{\boldmath~ e ~} )$$

B.$$( \ 0, \ e ]$$

C.$$[ e, ~ e^{2} ]$$

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

3、['导数与单调性', '函数的单调区间']

正确率60.0%函数$$y=\frac{\operatorname{l n} \! x+1} {x}$$的单调递减区间为(

D

A.$$(-\infty, ~ 1 )$$

B.$$( 0, \ 1 )$$

C.$$( 1, ~ \mathrm{e} )$$

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

4、['导数与单调性']

正确率40.0%已知定义在$${{R}}$$上的函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的导函数为$$f^{\prime} ( x )$$,且$$f^{\prime} ( x )-f ( x ) < 0$$,$$f ( 1 )=e$$,则不等式$$f ( \operatorname{l n} x ) > x$$的解集为$${{(}{)}}$$

A.$$( 0, \sqrt{e} )$$

B.$$( 0, e )$$

C.$$( \sqrt{e},+\infty)$$

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

6、['利用函数单调性求参数的取值范围', '分段函数与方程、不等式问题', '导数与单调性', '利用导数讨论函数单调性', '不等式的解集与不等式组的解集']

正确率40.0%已知$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {e^{x}+\frac{1} {2} x-1, x \geqslant0} \\ {2 x-x^{2}, x < 0} \\ \end{matrix} \right.$$,若$$f ( 2-a^{2} ) > f ( | a | )$$,则实数$${{a}}$$的取值范围是(

A

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

B.$$(-1, 0 )$$

C.$$( 0, 1 )$$

D.$$(-2, 2 )$$

7、['函数求值域', '导数与单调性', '导数与最值']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=\frac{x^{2}+9} {x} ( 1 \leqslant x \leqslant4 )$$,则$${{f}{(}{x}{)}}$$的值域为

B

A.$${{[}{{5}{.}{1}{0}}{]}}$$

B.$$[ 6, \frac{2 5} {4} ]$$

C.$$[ 6, 1 0 ]$$

D.$$[ \frac{2 5} {4}, 1 0 ]$$

8、['导数与单调性', '函数单调性与奇偶性综合应用', '对数的运算性质']

正确率40.0%已知函数$$f ~ \! \left( \begin{array} {c c} {\! \! x} \\ \end{array} \right) ~=~ ( \begin{array} {c c} {\! \! e^{x}-e^{-x}} \\ \end{array} ) ~ \begin{array} {c c} {\! \! x^{2}} \\ \end{array}$$,若实数$${{m}}$$满足$$f ~ ( \log_{3} m ) ~-f ~ ( \log_{\frac{1} {3}} m ) ~ \ll2 f ~ ( 1 )$$,则实数$${{m}}$$的取值范围为(

A

A.$$( \ 0, \ 3 ]$$

B.$$[ \frac{1} {3}, \ 3 ]$$

C.$$( \ 0, \ 9 ]$$

D.$$( 0, ~ \frac{1} {3} )$$

9、['导数与单调性', '对数函数']

正确率80.0%设$$a=\frac{1} {e}, b=\frac{\operatorname{l n} 3} {3}, c=\frac{\operatorname{l n} 4} {4}$$,则$${{a}}$$,$${{b}}$$,$${{c}}$$的大小顺序为$${{(}{)}}$$

A.$$a > b > c$$

B.$$a > c > b$$

C.$$c > a > b$$

D.$$c > b > a$$

10、['导数与单调性']

正确率40.0%已知函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的导函数$$f^{\prime} \textsubscript{\textit{( x )}}$$,满足$$( \textbf{x}-1 ) \left[ \textbf{x} f^{\prime} \left( \textbf{x} \right) \textbf{}-f \left( \textbf{x} \right) \right] > 0$$,则下列关于$${{f}{(}{x}{)}}$$的命题正确的是(

D

A.$$f \ ( \ref{a l p h} ) \ < f \ ( \ -3 )$$

B.$$f \left( \frac{2} {\left( \frac{\mu} {2} \right)} > f ( \frac{\mu} {2}-2 \right)$$

C.$$f \left( 3 \right) ~ < f \left( 2 \right)$$

D.$$2 f \ ( 3 ) \ > 3 f \ ( \mathbf{2} )$$

1. 解析:原命题为假,即对于所有 $$x \in [1, 2]$$,$$2x^2 - \lambda x + 1 \geq 0$$ 恒成立。转化为求 $$\lambda$$ 的范围使得不等式成立。

将不等式变形为 $$\lambda \leq \frac{2x^2 + 1}{x} = 2x + \frac{1}{x}$$。函数 $$f(x) = 2x + \frac{1}{x}$$ 在 $$[1, 2]$$ 上的最小值为 $$f(1) = 3$$,最大值为 $$f(2) = \frac{9}{2}$$。

因此,$$\lambda \leq 3$$。但进一步分析发现,函数在 $$x = \sqrt{\frac{1}{2}}$$ 处取得极小值 $$2\sqrt{2}$$,而 $$[1, 2]$$ 区间内最小值为 $$f(1) = 3$$。综合考虑,正确答案为 $$(-\infty, 3]$$,对应选项 C。

2. 解析:不等式 $$y \ln x < x \ln y$$ 可以变形为 $$\frac{\ln x}{x} < \frac{\ln y}{y}$$。设函数 $$f(t) = \frac{\ln t}{t}$$,则需 $$f(x) < f(y)$$ 对所有 $$x > y > m > 0$$ 成立。

求导得 $$f'(t) = \frac{1 - \ln t}{t^2}$$,当 $$t > e$$ 时,$$f'(t) < 0$$,函数单调递减。因此,$$m \geq e$$ 才能保证 $$x > y > m$$ 时 $$f(x) < f(y)$$。选项 D 正确。

3. 解析:函数 $$y = \frac{\ln x + 1}{x}$$ 的导数为 $$y' = \frac{1 - (\ln x + 1)}{x^2} = \frac{-\ln x}{x^2}$$。

当 $$\ln x > 0$$ 即 $$x > 1$$ 时,$$y' < 0$$,函数单调递减。因此单调递减区间为 $$(1, +\infty)$$,选项 D 正确。

4. 解析:不等式 $$f'(x) - f(x) < 0$$ 可以转化为 $$\frac{d}{dx} \left( \frac{f(x)}{e^x} \right) < 0$$,即 $$\frac{f(x)}{e^x}$$ 单调递减。

由 $$f(1) = e$$,得 $$\frac{f(1)}{e^1} = 1$$。不等式 $$f(\ln x) > x$$ 化为 $$\frac{f(\ln x)}{e^{\ln x}} > 1$$,即 $$\frac{f(\ln x)}{x} > 1$$。

由于 $$\frac{f(x)}{e^x}$$ 单调递减,当 $$\ln x < 1$$ 即 $$x < e$$ 时成立。选项 B 正确。

6. 解析:分析函数 $$f(x)$$ 的分段性质:

- 当 $$x \geq 0$$ 时,$$f(x) = e^x + \frac{1}{2}x - 1$$,导数 $$f'(x) = e^x + \frac{1}{2} > 0$$,单调递增。

- 当 $$x < 0$$ 时,$$f(x) = 2x - x^2$$,导数 $$f'(x) = 2 - 2x > 0$$,单调递增。

由于 $$f(0) = 0$$ 且左右极限一致,函数整体单调递增。因此 $$f(2 - a^2) > f(|a|)$$ 等价于 $$2 - a^2 > |a|$$。

解得 $$a^2 + |a| - 2 < 0$$,即 $$|a| < 1$$,因此 $$a \in (-1, 1)$$,选项 A 正确。

7. 解析:函数 $$f(x) = \frac{x^2 + 9}{x} = x + \frac{9}{x}$$,定义域为 $$[1, 4]$$。

求导得 $$f'(x) = 1 - \frac{9}{x^2}$$,令 $$f'(x) = 0$$ 得 $$x = 3$$。

计算端点及极值点:$$f(1) = 10$$,$$f(3) = 6$$,$$f(4) = \frac{25}{4}$$。因此值域为 $$[6, 10]$$,选项 C 正确。

8. 解析:函数 $$f(x) = (e^x - e^{-x})x^2$$ 为奇函数,且 $$f'(x) = (e^x + e^{-x})x^2 + 2x(e^x - e^{-x}) > 0$$ 对所有 $$x > 0$$ 成立,因此 $$f(x)$$ 单调递增。

不等式 $$f(\log_3 m) - f(\log_{\frac{1}{3}} m) \leq 2f(1)$$ 可以简化为 $$f(\log_3 m) - f(-\log_3 m) \leq 2f(1)$$,即 $$2f(\log_3 m) \leq 2f(1)$$。

因此 $$f(\log_3 m) \leq f(1)$$,由于 $$f(x)$$ 单调递增,得 $$\log_3 m \leq 1$$,即 $$m \leq 3$$。又 $$m > 0$$,故 $$m \in (0, 3]$$,选项 A 正确。

9. 解析:比较 $$a = \frac{1}{e}$$,$$b = \frac{\ln 3}{3}$$,$$c = \frac{\ln 4}{4}$$。

设函数 $$f(x) = \frac{\ln x}{x}$$,求导得 $$f'(x) = \frac{1 - \ln x}{x^2}$$,当 $$x > e$$ 时单调递减。

由于 $$e \approx 2.718$$,比较 $$f(3)$$ 和 $$f(4)$$ 得 $$b > c$$。又 $$a = f(e)$$,且 $$f(e) > f(3) > f(4)$$,因此 $$a > b > c$$,选项 A 正确。

10. 解析:不等式 $$(x - 1)[x f'(x) - f(x)] > 0$$ 分两种情况:

- 当 $$x > 1$$ 时,$$x f'(x) - f(x) > 0$$,即 $$\frac{d}{dx} \left( \frac{f(x)}{x} \right) > 0$$,$$\frac{f(x)}{x}$$ 单调递增。

- 当 $$x < 1$$ 时,$$x f'(x) - f(x) < 0$$,即 $$\frac{d}{dx} \left( \frac{f(x)}{x} \right) < 0$$,$$\frac{f(x)}{x}$$ 单调递减。

因此,对于选项 D,比较 $$\frac{f(3)}{3}$$ 和 $$\frac{f(2)}{2}$$,由于 $$\frac{f(x)}{x}$$ 在 $$x > 1$$ 时递增,故 $$\frac{f(3)}{3} > \frac{f(2)}{2}$$,即 $$2f(3) > 3f(2)$$,选项 D 正确。

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