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自测题解析-河南省等高二数学选择必修,平均正确率48.0%

2025-06-04
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自测题解析-河南省等高二数学选择必修,平均正确率48.0%
2、['在给定区间上恒成立问题', '导数与单调性', '导数与极值', '导数中的函数构造问题']

正确率19.999999999999996%已知函数$$f \textsubscript{\textit{( x )}}=m x l n x$$,若关于$${{x}}$$的不等式$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) \geq x-1$$在$$( \mathrm{\bf~ 0}, \mathrm{\bf~ \Lambda}+\infty)$$上恒成立,则$${{m}}$$的值为(

A

A.$${{1}}$$

B.$${{3}}$$

C.$$\frac{1} {2}$$

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

3、['导数与单调性', '充分、必要条件的判定', '利用导数讨论函数单调性']

正确率40.0%已知$$\alpha, \, \, \, \beta{\in} R$$,则$$\omega\alpha\! > \! \beta^{\prime\prime}$$是$$` ` \alpha\!-\! \beta\! > \operatorname{s i n} \alpha\!-\operatorname{s i n} \beta"$$的($${)}$$.

A

A.充分必要条件

B.必要不充分条件

C.充分不必要条件

D.即不充分也不必要条件

5、['导数与单调性', '导数中的函数构造问题', '利用函数单调性比较大小']

正确率40.0%定义在$$\left( 0, \frac{\pi} {2} \right)$$上的函数$${{f}{{(}{x}{)}}}$$,已知$${{f}{^{′}}{{(}{x}{)}}}$$是它的导函数,且恒有$$\operatorname{c o s} x \cdot f^{\prime} \left( x \right)-\operatorname{s i n} x \cdot f \left( x \right) < 0$$成立,则有(

C

A.$$f \left( \frac{\pi} {6} \right) > \sqrt{2} f \left( \frac{\pi} {4} \right)$$

B.$$f \left( \frac{\pi} {6} \right) > \sqrt{3} f \left( \frac{\pi} {4} \right)$$

C.$$\sqrt{3} f \left( \frac{\pi} {6} \right) > f \left( \frac{\pi} {3} \right)$$

D.$$f \left( \frac{\pi} {6} \right) > \sqrt{3} f \left( \frac{\pi} {3} \right)$$

6、['利用函数单调性解不等式', '导数与单调性', '导数中的函数构造问题']

正确率40.0%定义在$${{R}}$$上的函数$$y=f ( x )$$满足:$$f ( x )+f^{\prime} ( x ) > 1, \; f ( 0 )=2 \; 0 1 8$$,则不等式$$e^{x} f ( x )-e^{x} > 2 \, 0 1 7 ($$其中$${{e}}$$为自然对数的底数)的解集为(

D

A.$$( 2 ~ 0 1 6,+\infty)$$

B.$$(-\infty, 0 ) \cup( 2. 0 1 6,+\infty)$$

C.$$(-\infty, 0 ) \cup( 0,+\infty)$$

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

7、['导数与单调性', '导数与极值', '利用导数讨论函数单调性', '利用导数求解方程解的个数', '利用导数解决函数零点问题', '函数零点的概念', '函数零点个数的判定']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=x^{3}-9 x, \, \, \, g ( x )=f ( f ( x )-1 0 )$$,则$${{g}{(}{x}{)}}$$的零点个数为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{6}}$$

B.$${{7}}$$

C.$${{8}}$$

D.$${{9}}$$

9、['导数与单调性']

正确率40.0%已知定义在$$( 0, \frac{\pi} {2} )$$的函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的导函数为$$f^{\prime} ( x )$$,且满足$$f^{\prime} ( x ) \operatorname{s i n} x-f ( x ) \operatorname{c o s} x < 0$$成立,则下列不等式成立的是$${{(}{)}}$$

B

A.$$\sqrt{2} f ( \frac{\pi} {6} ) < f ( \frac{\pi} {4} )$$

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

C.$$\sqrt3 f ( \frac{\pi} {4} ) < \sqrt2 f ( \frac{\pi} {3} )$$

D.$$\frac{\sqrt2} 2 f ( \frac\pi3 ) < \sqrt3 f ( \frac\pi4 )$$

10、['导数与单调性']

正确率80.0%已知函数$$f ( x )=e^{x}+e^{-x}-2 \operatorname{c o s} x$$,则不等式$$f ( 2 x-1 ) < f ( x-2 )$$的解集为$${{(}{)}}$$

A

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

B.$$(-1, 2 )$$

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

D.$$( 0, 2 )$$

以下是各题的详细解析: --- ### 第2题解析

函数 $$f(x) = mx \ln x$$,不等式 $$f(x) \geq x - 1$$ 在 $$(0, +\infty)$$ 上恒成立。求 $$m$$ 的值。

1. **分析不等式**:

不等式为 $$mx \ln x \geq x - 1$$,即 $$m \ln x \geq 1 - \frac{1}{x}$$。

2. **临界点分析**:

当 $$x = 1$$ 时,不等式变为 $$0 \geq 0$$,此时对任意 $$m$$ 成立。

3. **求导找极值**:

设 $$g(x) = \frac{1 - \frac{1}{x}}{\ln x}$$,则不等式为 $$m \geq g(x)$$(当 $$x > 1$$)或 $$m \leq g(x)$$(当 $$0 < x < 1$$)。

求 $$g(x)$$ 在 $$x \to 1$$ 的极限:

$$\lim_{x \to 1} \frac{1 - \frac{1}{x}}{\ln x} = \lim_{x \to 1} \frac{\frac{1}{x^2}}{\frac{1}{x}} = 1$$。

因此,$$m = 1$$ 是唯一满足条件的值。

**答案:A**

--- ### 第3题解析

已知 $$\alpha, \beta \in \mathbb{R}$$,判断 $$\alpha > \beta$$ 与 $$\alpha - \beta > \sin \alpha - \sin \beta$$ 的关系。

1. **构造函数**:

设 $$h(x) = x - \sin x$$,则不等式为 $$h(\alpha) > h(\beta)$$。

2. **分析单调性**:

$$h'(x) = 1 - \cos x \geq 0$$,且 $$h'(x) = 0$$ 仅在离散点成立,故 $$h(x)$$ 严格单调递增。

因此,$$\alpha > \beta \Leftrightarrow h(\alpha) > h(\beta)$$。

**答案:A**(充分必要条件)

--- ### 第5题解析

函数 $$f(x)$$ 定义在 $$\left(0, \frac{\pi}{2}\right)$$,满足 $$\cos x \cdot f'(x) - \sin x \cdot f(x) < 0$$。

1. **变形不等式**:

不等式可写为 $$\frac{f'(x) \cos x - f(x) \sin x}{\cos^2 x} < 0$$,即 $$\left(\frac{f(x)}{\cos x}\right)' < 0$$。

2. **分析单调性**:

设 $$g(x) = \frac{f(x)}{\cos x}$$,则 $$g'(x) < 0$$,即 $$g(x)$$ 单调递减。

3. **比较函数值**:

由于 $$\frac{\pi}{6} < \frac{\pi}{4}$$,故 $$g\left(\frac{\pi}{6}\right) > g\left(\frac{\pi}{4}\right)$$,即 $$\frac{f\left(\frac{\pi}{6}\right)}{\cos \frac{\pi}{6}} > \frac{f\left(\frac{\pi}{4}\right)}{\cos \frac{\pi}{4}}$$。

化简得 $$f\left(\frac{\pi}{6}\right) > \frac{\sqrt{3}/2}{\sqrt{2}/2} f\left(\frac{\pi}{4}\right) = \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}} f\left(\frac{\pi}{4}\right)$$。

**答案:无直接选项匹配**(可能需要重新检查推导或选项)

--- ### 第6题解析

函数 $$f(x)$$ 满足 $$f(x) + f'(x) > 1$$ 且 $$f(0) = 2018$$,求 $$e^x f(x) - e^x > 2017$$ 的解集。

1. **构造函数**:

设 $$g(x) = e^x (f(x) - 1)$$,则 $$g'(x) = e^x (f(x) + f'(x) - 1) > 0$$,故 $$g(x)$$ 单调递增。

2. **解不等式**:

$$e^x (f(x) - 1) > 2017$$,即 $$g(x) > 2017$$。

由于 $$g(0) = 2017$$ 且 $$g(x)$$ 单调递增,解集为 $$x > 0$$。

**答案:D**

--- ### 第7题解析

函数 $$f(x) = x^3 - 9x$$,$$g(x) = f(f(x) - 10)$$,求 $$g(x)$$ 的零点个数。

1. **解 $$g(x) = 0$$**:

即 $$f(f(x) - 10) = 0$$,设 $$f(x) - 10 = a$$,其中 $$a$$ 为 $$f(a) = 0$$ 的根。

2. **求 $$f(a) = 0$$ 的根**:

$$a^3 - 9a = 0$$,解得 $$a = 0, \pm 3$$。

3. **解 $$f(x) - 10 = a$$**:

即 $$x^3 - 9x = 10 + a$$,分别对应:

- $$x^3 - 9x = 10$$(1个实根)

- $$x^3 - 9x = 13$$(1个实根)

- $$x^3 - 9x = 7$$(3个实根)

共 $$1 + 1 + 3 = 5$$ 个实根,但需验证是否重复。

**答案:B**(7个,需进一步验证)

--- ### 第9题解析

函数 $$f(x)$$ 满足 $$f'(x) \sin x - f(x) \cos x < 0$$,判断选项。

1. **变形不等式**:

不等式可写为 $$\frac{f'(x) \sin x - f(x) \cos x}{\sin^2 x} < 0$$,即 $$\left(\frac{f(x)}{\sin x}\right)' < 0$$。

2. **分析单调性**:

设 $$h(x) = \frac{f(x)}{\sin x}$$,则 $$h'(x) < 0$$,即 $$h(x)$$ 单调递减。

3. **比较函数值**:

由于 $$\frac{\pi}{6} < \frac{\pi}{4} < \frac{\pi}{3}$$,故 $$h\left(\frac{\pi}{6}\right) > h\left(\frac{\pi}{4}\right) > h\left(\frac{\pi}{3}\right)$$。

选项C:$$\sqrt{3} f\left(\frac{\pi}{4}\right) < \sqrt{2} f\left(\frac{\pi}{3}\right)$$ 正确。

**答案:C**

--- ### 第10题解析

函数 $$f(x) = e^x + e^{-x} - 2 \cos x$$,解不等式 $$f(2x - 1) < f(x - 2)$$。

1. **分析函数性质**:

$$f(x)$$ 为偶函数,且 $$f'(x) = e^x - e^{-x} + 2 \sin x$$。

当 $$x > 0$$ 时,$$f'(x) > 0$$,故 $$f(x)$$ 在 $$(0, +\infty)$$ 单调递增。

2. **解不等式**:

由于 $$f(x)$$ 为偶函数,不等式等价于 $$|2x - 1| < |x - 2|$$。

解得 $$x \in (-1, 1)$$。

**答案:A**

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