1、12018 年全国高考理科数学分类汇编函数与导数1.(北京)能说明“若 f(x )f(0)对任意的 x(0,2都成立,则 f(x )在0,2上是增函数”为假命题的一个函数是 f(x)=sinx 【解答】解:例如 f(x) =sinx,尽管 f(x )f(0)对任意的 x(0,2都成立,当 x0, )上为增函数,在( ,2为减函数,故答案为:f(x)=sinx2. (北京)设函数 f(x)=ax 2(4a+1)x+4a+3e x()若曲线 y=f(x)在点(1,f(1) )处的切线与 x 轴平行,求 a;()若 f(x)在 x=2 处取得极小值,求 a 的取值范围【解答】解:()函数 f(x )
2、=ax 2(4a +1)x+4a +3ex 的导数为f(x )=ax 2(2a+1)x+2e x由题意可得曲线 y=f(x)在点(1,f(1) )处的切线斜率为0,可得(a2a 1+2)e=0,解得 a=1;()f(x )的导数为 f(x)= ax2(2a+1)x +2ex=(x2) (ax 1)e x,若 a=0 则 x2 时,f (x)0,f(x)递增;x 2,f(x)0,f (x)递减x=2 处 f(x )取得极大值,不符题意;若 a0,且 a= ,则 f( x)= (x2) 2ex0,f( x)递增,无极值;若 a ,则 2,f(x)在( ,2 )递减;在(2,+) , ( , )递增
3、,可得 f( x)在 x=2 处取得极小值;若 0a ,则 2,f(x)在(2, )递减;在( ,+) , (,2)递增,可得 f( x)在 x=2 处取得极大值,不符题意;若 a0,则 2 ,f(x)在( ,2)递增;在(2 ,+) , (, )递减,可得 f( x)在 x=2 处取得极大值,不符题意综上可得,a 的范围是( ,+) 3. (江苏)函数 f(x)= 的定义域为 2,+) 【解答】解:由题意得: 1,解得:x 2,函数 f(x )的定义域是2,+) 2故答案为:2,+) 4. (江苏)函数 f(x)满足 f(x +4)=f(x ) (xR ) ,且在区间( 2,2上,f (x)
4、=,则 f(f(15) )的值为 【解答】解:由 f(x+4) =f(x )得函数是周期为 4 的周期函数,则 f(15)=f(161 )=f(1 )= |1+ |= ,f( )=cos ( )=cos = ,即 f(f(15) )= ,故答案为:5. (江苏)若函数 f(x)=2x 3ax2+1(aR )在(0,+)内有且只有一个零点,则 f(x)在1, 1上的最大值与最小值的和为 3 【解答】解:函数 f(x )=2x 3ax2+1(a R)在( 0,+)内有且只有一个零点,f(x)=2x(3xa) ,x(0,+) ,当 a0 时,f(x)=2x(3xa)0,函数 f( x)在(0,+)上
5、单调递增, f(0)=1, f(x)在(0,+)上没有零点,舍去;当 a0 时,f(x)=2x(3xa)0 的解为 x ,f (x)在(0, )上递减,在( ,+)递增,又 f(x)只有一个零点,f( )= +1=0,解得 a=3,f(x)=2x 33x2+1,f (x)=6x(x1) ,x 1,1,f(x)0 的解集为(1,0) ,f(x)在(1,0)上递增,在(0,1)上递减;f(1 )= 4,f(0)=1,f (1)=0,f( x) min=f(1)=4,f(x ) max=f(0)=1 ,f(x)在1,1上的最大值与最小值的和为:f(x) max+f(x) min=4+1=36. (江
6、苏)记 f(x ) ,g (x )分别为函数 f(x) ,g(x)的导函数若存在 x0R,满足f(x 0)=g(x 0)且 f(x 0)=g(x 0) ,则称 x0 为函数 f(x)与 g(x)的一个“S 点”(1)证明:函数 f(x)=x 与 g(x)=x 2+2x2 不存在“S 点”;(2)若函数 f(x)=ax 21 与 g(x )=lnx 存在“S 点”,求实数 a 的值;(3)已知函数 f(x)=x 2+a,g(x )= 对任意 a0 ,判断是否存在 b0,使函数3f(x)与 g(x)在区间( 0,+)内存在“S 点”,并说明理由【解答】解:(1)证明:f(x )=1,g(x)=2x
7、+2,则由定义得 ,得方程无解,则 f(x )=x 与 g(x)=x 2+2x2 不存在“S 点”;(2)f(x)=2ax ,g(x)= ,x0,由 f(x)=g(x)得 =2ax,得 x= ,f( )= =g( ) = lna2,得 a= ;(3)f(x)= 2x,g(x)= , (x0) ,由 f(x 0)=g(x 0) ,得 b = 0,得 0x 01,由 f(x 0)=g(x 0) ,得x 02+a= = ,得 a=x02 ,令 h(x)=x 2 a= , (a0,0x1) ,设 m(x )= x3+3x2+axa, (a0,0x 1) ,则 m(0)=a0,m(1)=20,得 m(0
8、)m(1)0,又 m(x )的图象在( 0, 1)上连续不断,则 m( x)在(0,1)上有零点,则 h(x)在(0,1)上有零点,则 f( x)与 g(x )在区间(0 ,+)内存在“S” 点7. (全国 1 卷)设函数 f(x)=x 3+(a 1)x 2+ax若 f(x)为奇函数,则曲线 y=f(x)在点(0,0)处的切线方程为( )DAy= 2x By=x Cy=2x Dy=x【解答】解:函数 f(x) =x3+(a 1)x 2+ax,若 f( x)为奇函数,可得 a=1,所以函数 f(x)=x3+x,可得 f(x)=3x 2+1,曲线 y=f(x )在点(0,0)处的切线的斜率为:1,
9、则曲线y=f(x)在点(0,0)处的切线方程为:y=x故选:D8. (全国 1 卷)已知函数 f(x )= ,g(x)=f(x)+x +a若 g(x)存在 2 个零点,则 a 的取值范围是( )C4A 1,0) B0,+ ) C 1,+) D1,+)【解答】解:由 g(x)=0 得 f(x)=xa,作出函数 f(x)和 y=xa 的图象如图:当直线 y=xa 的截距a1 ,即 a 1 时,两个函数的图象都有 2 个交点,即函数 g(x )存在 2 个零点,故实数 a 的取值范围是1,+) ,故选:C9. (全国 1 卷)已知函数 f(x)=2sinx+sin2x,则 f(x )的最小值是 【解
10、答】解:由题意可得 T=2是 f(x )=2sinx +sin2x 的一个周期,故只需考虑 f(x)=2sinx +sin2x 在0,2 )上的值域,先来求该函数在0,2)上的极值点,求导数可得 f(x )=2cosx+2cos2x=2cosx+2(2cos 2x1)=2(2cosx1) (cosx+1) ,令 f(x)=0 可解得 cosx= 或 cosx=1,可得此时 x= , 或 ;y=2sinx+sin2x 的最小值只能在点 x= , 或 和边界点 x=0 中取到,计算可得 f( )= ,f ( )=0 ,f( ) = ,f(0)=0,函数的最小值为 ,故答案为: 10. (全国 1
11、卷)已知函数 f(x)= x+alnx(1)讨论 f(x)的单调性;(2)若 f(x)存在两个极值点 x1,x 2,证明: a 2【解答】解:(1)函数的定义域为(0,+) ,函数的导数 f(x )= 1+ = ,5设 g( x)=x 2ax+1,当 a0 时,g (x )0 恒成立,即 f(x)0 恒成立,此时函数 f(x)在(0,+)上是减函数,当 a0 时,判别式=a 24,当 0a4 时,0,即 g(x)0,即 f(x)0 恒成立,此时函数 f(x)在(0,+)上是减函数,当 a2 时,x,f(x ) ,f(x )的变化如下表:x (0,)( ,)( ,+)f(x) 0 + 0 f(x
12、) 递减 递增 递减综上当 a2 时,f (x )在(0,+)上是减函数,当 a2 时,在(0, ) ,和( ,+)上是减函数,则( , )上是增函数(2)由(1)知 a2,0x 11x 2,x 1x2=1,则 f(x 1)f(x 2)=(x 2x1) (1+ )+a(lnx 1lnx2)=2(x 2x1)+a (lnx 1lnx2) ,则 =2+ ,则问题转为证明 1 即可,即证明 lnx1lnx2x 1x2,即证 2lnx1x 1 在(0, 1)上恒成立,设 h(x)=2lnx x+ , (0x 1) ,其中 h(1)=0 ,求导得 h(x)= 1 = = 0,则 h(x)在(0,1)上单
13、调递减,6h(x)h(1) ,即 2lnxx+ 0,故 2lnxx ,则 a2 成立11.(全国 2 卷)函数 f(x)= 的图象大致为( )BA B C D【解答】解:函数 f(x)= = =f( x) ,则函数 f(x)为奇函数,图象关于原点对称,排除 A,当 x=1 时,f (1)=e 0,排除 D当 x+时,f (x)+,排除 C,故选:B12.(全国 2 卷)已知 f(x)是定义域为(,+)的奇函数,满足 f(1x)=f(1+x) ,若f(1)=2,则 f(1)+f(2)+f(3)+f (50)=( )CA 50 B0 C2 D50【解答】解:f(x)是奇函数,且 f(1 x)=f(
14、1+x) ,f( 1x)=f( 1+x)=f(x 1) ,f(0)=0 ,则 f(x+2)=f(x) ,则 f(x +4)=f(x+2)=f (x) ,即函数 f(x )是周期为 4 的周期函数,f(1)=2,f( 2)=f( 0)=0 ,f (3 )=f (1 2)=f( 1)= f(1)= 2,7f(4)=f(0)=0 ,则 f(1)+f (2)+f(3)+f(4)=2+02+0=0,则 f(1)+f(2)+f(3)+f(50)=12 f(1)+f(2 )+f (3)+f(4)+f (49)+f(50)=f(1)+f(2)=2 +0=2,故选: C13.(全国 2 卷)曲线 y=2ln(x
15、+1)在点(0,0)处的切线方程为 y=2x 【解答】解:y=2ln (x+1) ,y= ,当 x=0 时, y=2,曲线 y=2ln(x+1)在点(0,0)处的切线方程为 y=2x故答案为:y=2x 14.(全国 2 卷)已知函数 f(x)=e xax2(1)若 a=1,证明:当 x0 时,f(x )1;(2)若 f(x)在(0,+ )只有一个零点,求 a【解答】证明:(1)当 a=1 时,函数 f(x)=e xx2则 f(x)=e x2x,令 g( x)=e x2x,则 g(x)=e x2,令 g(x)=0 ,得 x=ln2当 (0,ln2)时,h(x)0,当 (ln2,+)时,h(x )
16、0,h(x)h(ln2)=e ln22ln2=22ln20,f( x)在0,+)单调递增, f(x)f(0)=1,解:(2) ,f(x)在(0, +)只有一个零点 方程 exax2=0 在(0,+)只有一个根,a= 在(0 ,+)只有一个根,即函数 y=a 与 G(x )= 的图象在(0,+)只有一个交点G ,当 x(0,2)时,G(x)0,当(2,+)时, G(x)0,G(x)在(0,2)递增,在(2,+)递增,当0 时,G(x)+,当+时,G (x) +,f( x)在(0,+)只有一个零点时, a=G(2)= 15.(全国 3 卷)函数 y=x4+x2+2 的图象大致为( )D8A B C
17、D【解答】解:函数过定点(0,2) ,排除 A,B 函数的导数 f(x)=4x 3+2x=2x(2x 21) ,由 f(x)0 得 2x(2x 21)0,得 x 或 0x ,此时函数单调递增,排除 C,故选:D16.(全国 3 卷)设 a=log0.20.3,b=log 20.3,则( )BAa +bab 0 Baba+b0 Ca+b 0ab Dab0a+b【解答】解:a=log 0.20.3= ,b=log 20.3= , = , , , ,ab a+b0故选:B 17.(全国 3 卷)曲线 y=(ax +1)e x 在点(0,1)处的切线的斜率为2,则 a= 3 【解答】解:曲线 y=(a
18、x+1)e x,可得 y=aex+(ax+1)e x,曲线 y=(ax+1)e x 在点(0,1)处的切线的斜率为2,可得: a+1=2,解得 a=3故答案为: 318.(全国 3 卷)已知函数 f(x)= (2+x+ax 2)ln(1+x)2x(1)若 a=0,证明:当1x0 时,f(x)0;当 x0 时,f(x)0;(2)若 x=0 是 f(x)的极大值点,求 a【解答】 (1)证明:当 a=0 时,f (x)=(2+x )ln(1+x ) 2x, (x1) 9, ,可得 x(1, 0)时,f(x)0 ,x(0,+)时,f(x)0f(x)在( 1,0)递减,在(0,+)递增,f(x)f(0
19、)=0,f( x)= (2+x)ln (1 +x)2x 在(1,+)上单调递增,又 f(0)=0当1x0 时,f(x) 0;当 x0 时,f(x ) 0(2)解:由 f(x)=(2+x+ax 2)ln (1+x)2x,得f(x )=(1+2ax)ln(1+x)+ 2= ,令 h(x)=ax 2x+(1+2ax ) (1+x)ln (x+1) ,h(x)=4ax+(4ax+2a+1)ln (x+1) 当 a0,x0 时,h (x )0,h(x)单调递增,h(x)h(0)=0,即 f(x )0,f( x)在(0,+)上单调递增,故 x=0 不是 f(x)的极大值点,不符合题意当 a0 时,h(x)
20、=8a+4aln(x+1 )+ ,显然 h(x)单调递减,令 h(0)=0,解得 a= 当1x0 时,h(x)0,当 x0 时,h (x)0,h(x )在(1,0)上单调递增,在(0,+)上单调递减,h(x )h (0)=0 ,h(x)单调递减,又 h(0)=0 ,当1x0 时,h(x)0,即 f(x )0,当 x0 时,h(x)0,即 f(x)0,f( x)在(1,0)上单调递增,在(0,+)上单调递减,10x=0 是 f(x)的极大值点,符合题意;若 a0,则 h(0)=1+6a0,h(e 1)=(2a 1) (1e )0,h (x)=0 在(0,+)上有唯一一个零点,设为 x0,当 0x
21、x 0 时,h(x)0,h (x)单调递增,h(x )h (0)=0 ,即 f(x)0,f( x)在(0,x 0)上单调递增,不符合题意;若 a ,则 h(0)=1+6a0,h( 1)=( 12a)e 20,h (x)=0 在(1,0)上有唯一一个零点,设为 x1,当 x1x 0 时,h(x)0,h (x)单调递减,h(x )h (0)=0 ,h(x)单调递增,h(x)h(0)=0,即 f(x )0,f( x)在(x 1,0)上单调递减,不符合题意综上,a= 19. (上海)设常数 aR,函数 f(x )=1og 2(x+a) 若 f(x)的反函数的图象经过点(3,1) ,则 a= 7 【解答
22、】解:常数 aR,函数 f(x)=1og 2(x +a) f(x)的反函数的图象经过点(3,1) ,函数 f(x )=1og 2(x +a)的图象经过点(1,3) , log 2(1+a )=3,解得 a=7故答案为:720.(上海)已知 2,1, ,1,2,3,若幂函数 f(x)=x 为奇函数,且在(0,+)上递减,则 = 1 【解答】解: 2,1, ,1,2,3,幂函数 f(x )=x 为奇函数,且在(0,+)上递减,a 是奇数,且 a0,a= 1故答案为:121.(上海)已知常数 a 0,函数 f(x)= 的图象经过点 P(p, ) ,Q(q, ) 若112p+q=36pq,则 a= 6
23、 【解答】解:函数 f(x) = 的图象经过点 P(p , ) ,Q(q, ) 则: ,整理得: =1,解得:2 p+q=a2pq,由于:2 p+q=36pq,所以:a 2=36,由于 a0,故:a=6故答案为:622.(上海)设 D 是含数 1 的有限实数集,f(x )是定义在 D 上的函数,若 f(x)的图象绕原点逆时针旋转 后与原图象重合,则在以下各项中,f(1)的可能取值只能是( )BA B C D0【解答】解:设 D 是含数 1 的有限实数集,f(x)是定义在 D 上的函数,若 f(x)的图象绕原点逆时针旋转 后与原图象重合,故 f(1)=cos = ,故选:B 23.(上海)某群体
24、的人均通勤时间,是指单日内该群体中成员从居住地到工作地的平均用时某地上班族 S 中的成员仅以自驾或公交方式通勤分析显示:当 S 中 x%(0x100)的成员自驾时,自驾群体的人均通勤时间为f(x)= (单位:分钟) ,而公交群体的人均通勤时间不受 x 影响,恒为 40 分钟,试根据上述分析结果回答下列问题:(1)当 x 在什么范围内时,公交群体的人均通勤时间少于自驾群体的人均通勤时间?(2)求该地上班族 S 的人均通勤时间 g(x )的表达式;讨论 g(x )的单调性,并说明其实际意义【解答】解;(1)由题意知,当 30x 100 时,f (x)=2x + 9040,即 x265x+9000,
25、解得 x20 或 x45,x(45 ,100)时,公交群体的人均通勤时间少于自驾群体的人均通勤时间;(2)当 0x30 时,g (x )=30x%+40(1x% )=40 ;当 30x100 时,g( x)= (2x+ 90)x% +40(1 x%)= x+58;12g (x)= ;当 0x32.5 时,g(x)单调递减;当 32.5x100 时,g(x)单调递增;说明该地上班族 S 中有小于 32.5%的人自驾时,人均通勤时间是递减的;有大于 32.5%的人自驾时,人均通勤时间是递增的;当自驾人数为 32.5%时,人均通勤时间最少24. (天津)已知 a=log2e,b=ln2 ,c=log
26、 ,则 a,b,c 的大小关系为( )DAa b c Bbac Ccba Dcab【解答】解:a=log 2e1,0b=ln21,c=log =log23log 2e=a,则 a,b,c 的大小关系 c ab,故选:D25.(天津) 已知 a0,函数 f(x)= 若关于 x 的方程 f(x)=ax 恰有2 个互异的实数解,则 a 的取值范围是 (4,8) 【解答】解:当 x0 时,由 f(x)=ax 得 x2+2ax+a=ax,得 x2+ax+a=0,得 a(x+1)=x 2,得 a= ,设 g( x)= ,则 g(x)= = ,由 g( x)0 得2x1 或 1x 0,此时递增,由 g( x
27、)0 得 x2,此时递减,即当 x=2 时,g(x)取得极小值为 g(2)=4,当 x0 时,由 f(x)=ax 得 x2+2ax2a=ax,得 x2ax+2a=0,得 a(x2) =x2,当 x=2 时,方程不成立,当 x2 时,a= 设 h( x)= ,则 h(x)= = ,由 h(x)0 得 x4,此时递增,由 h(x)0 得 0x2 或 2x4,此时递减,即当 x=4 时,h(x)取得极小值为 h(4)=8,13要使 f( x)=ax 恰有 2 个互异的实数解,则由图象知 4a8,故答案为:(4,8)26. (天津)已知函数 f(x)=a x,g(x)=log ax,其中 a1()求函
28、数 h(x)=f( x) xlna 的单调区间;()若曲线 y=f(x)在点(x 1,f(x 1) )处的切线与曲线 y=g(x )在点(x 2,g(x 2) )处的切线平行,证明 x1+g(x 2)= ;()证明当 ae 时,存在直线 l,使 l 是曲线 y=f(x)的切线,也是曲线 y=g(x)的切线【解答】 ()解:由已知,h(x)=a xxlna,有 h(x)=a xlnalna,令 h(x )=0,解得 x=0由 a1,可知当 x 变化时, h(x) ,h(x)的变化情况如下表:x ( ,0) 0 ( 0,+)h(x) 0 +h(x) 极小值 函数 h(x)的单调减区间为( ,0 )
29、 ,单调递增区间为(0,+) ;()证明:由 f(x )=a xlna,可得曲线 y=f(x)在点(x 1,f (x 1) )处的切线的斜率为lna由 g(x)= ,可得曲线 y=g(x)在点(x 2,g(x 2) )处的切线的斜率为 14这两条切线平行,故有 ,即 ,两边取以 a 为底数的对数,得 logax2+x1+2logalna=0,x 1+g(x 2)= ;()证明:曲线 y=f(x)在点( )处的切线 l1: ,曲线 y=g(x )在点(x 2,log ax2)处的切线 l2: 要证明当 a 时,存在直线 l,使 l 是曲线 y=f(x )的切线,也是曲线 y=g(x )的切线,只
30、需证明当 a 时,存在 x1(,+) ,x 2(0,+)使得 l1 与 l2 重合,即只需证明当 a 时,方程组由得 ,代入得:,因此,只需证明当 a 时,关于 x1 的方程存在实数解设函数 u(x)= ,既要证明当 a 时,函数 y=u(x)存在零点u(x)=1(lna) 2xax,可知 x(,0)时,u( x)0;x(0,+)时,u(x)单调递减,又 u(0)=10,u = 0,故存在唯一的 x0,且 x00,使得 u(x 0)=0,即 由此可得,u(x)在( ,x 0)上单调递增,在(x 0,+)上单调递减,u(x)在 x=x0 处取得极大值 u(x 0) ,故 lnlna115 = 下
31、面证明存在实数 t,使得 u(t)0,由()可得 ax1+xlna,当 时,有u(x) = 存在实数 t,使得 u(t)0因此,当 a 时,存在 x1(,+) ,使得 u(x 1)=0当 a 时,存在直线 l,使 l 是曲线 y=f(x )的切线,也是曲线 y=g(x )的切线27. (浙江)函数 y=2|x|sin2x 的图象可能是( )DA B C D【解答】解:根据函数的解析式 y=2|x|sin2x,得到:函数的图象为奇函数,故排除 A 和 B当 x= 时,函数的值也为 0,故排除 C故选:D28. (浙江)我国古代数学著作 张邱建算经中记载百鸡问题:“今有鸡翁一,值钱五;鸡母一,值钱
32、三;鸡雏三,值钱一凡百钱,买鸡百只,问鸡翁、母、雏各几何?”设鸡翁,鸡母,鸡雏个数分别为 x, y,z,则 ,当 z=81 时,x= 8 ,y= 11 16【解答】解: ,当 z=81 时,化为: ,解得 x=8,y=11故答案为:8;1129.(浙江)已知 R,函数 f(x)= ,当 =2时,不等式 f(x )0 的解集是 x|1x4 若函数 f(x)恰有 2 个零点,则 的取值范围是 (1,3 【解答】解:当 =2时函数 f(x)= ,显然 x2 时,不等式 x40 的解集:x|2x 4 ;x2 时,不等式 f(x)0 化为:x 24x+30,解得 1x2,综上,不等式的解集为:x|1x4
33、函数 f( x)恰有 2 个零点,函数 f( x)= 的草图如图:函数 f( x)恰有 2 个零点,则 (1 ,3故答案为:x|1x4;(1,330.(浙江)已知函数 f(x)= lnx()若 f(x)在 x=x1,x 2(x 1x 2)处导数相等,证明: f(x 1)+f (x 2)88ln2;()若 a34ln2,证明:对于任意 k0,直线 y=kx+a 与曲线 y=f(x)有唯一公共点【解答】证明:()函数 f(x )= lnx,x0,f(x )= ,f( x)在 x=x1,x 2(x 1x 2)处导数相等,17 = ,x 1x 2, + = ,由基本不等式得: = ,x 1x 2,x
34、1x2256 ,由题意得 f(x 1)+f (x 2)= = ln(x 1x2) ,设 g( x)= ,则 ,列表讨论:x ( 0,16) 16 (16,+)g(x) 0 +g(x) 24ln2 g (x)在256,+)上单调递增,g (x 1x2)g(256 )=8 8ln2,f( x1)+f( x2)8 8ln2()令 m=e(|a|+k ) ,n=( ) 2+1,则 f(m)kma|a |+kka0,f(n)kn an( k)n ( k)0,存在 x0( m,n) ,使 f(x 0)=kx 0+a,对于任意的 aR 及 k(0,+) ,直线 y=kx+a 与曲线 y=f(x)有公共点,由 f(x)=kx+a,得 k= ,设 h(x)= ,则 h(x )= = ,其中 g(x )= lnx,由(1)知 g( x)g (16) ,18又 a3 4ln2,g (x ) 1+ag(16) 1+a=3+4ln2+a0,h(x )0,即函数 h(x )在(0,+)上单调递减,方程 f(x )kxa=0 至多有一个实根,综上,a3 4ln2 时,对于任意 k0,直线 y=kx+a 与曲线 y=f(x)有唯一公共点