(对应学生用书P351 解析为教师用书独有)
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本大题共6小题,每小题6分,共36分)
1.函数f(x)=(x-3)ex的单调递增区间是 ( )
A.(-∞,-2) B.(0,3)
C.(1,4) D.(2,+∞)
解析 D f′(x)=ex+(x-3)ex=ex(x-2)>0,解得x>2.
2.
已知函数f(x)的导函数f′(x)=ax2+bx+c的图象如图所示,则f(x)的图象可能是 ( )
解析 D 当x<0时,由导函数f′(x)=ax2+bx+c<0,知相应的函数f(x)在该区间上单调递减;当x>0时,由导函数f′(x)=ax2+bx+c的图象可知,导数在区间(0,x1)内的值是大于0的,则在此区间内函数f(x)单调递增.只有D选项满足题意.
3.函数y=xsin x+cos x在(π,3π)内的单调增区间为 ( )
A. B.
C. D.(π,2π)
解析 B y′=sin x+xcos x-sin x=xcos x,
令y′>0,即cos x>0.又∵π<x<3π,∴<x<.
4.已知y=x3+bx2+(b+2)x+3是R上的单调增函数,则b的取值范围是
( )
A.b<-1或b>2 B.b≤-2或b≥2
C.-1<b<2 D.-1≤b≤2
解析 D 由题意,得y′=x2+2bx+b+2≥0在R上恒成立,∴Δ=4b2-4(b+2)≤0,解得-1≤b≤2.
5.已知函数f(x)、g(x)均为(a,b)上的可导函数,在[a,b]上连续且f′(x)>g′(x),f(a)=g(a),则当x∈(a,b)时有 ( )
A.f(x)>g(x) B.f(x)<g(x)
C.f(x)=g(x) D.大小关系不能确定
解析 A 令F(x)=f(x)-g(x),则F′(x)=f′(x)-g′(x)>0,∴F(x)在(a,b)上是增函数,∴F(x)>F(a)=0,即f(x)>g(x).
6.若函数f(x)满足xf′(x)>-f(x),则下列关系一定正确的是 ( )
A.2f(1)>f(2) B.2f(2)>f(1)
C.f(1)>f(2) D.f(1)<f(2)
解析 B 令g(x)=xf(x),则g′(x)=f(x)+xf′(x)>0,∴g(x)是增函数,∴g(2)>g(1),即2f(2)>f(1).
二、填空题(本大题共3小题,每小题8分,共24分)
7.函数f(x)=x3+(2-a)x2-2ax+5在区间[-1,1]上不单调,则a的取值范围是________.
解析 f′(x)=x2+(2-a)x-2a=(x+2)(x-a)=0的两根为x1=-2,x2=a.若f(x)在[-1,1]上不单调,则-10(x∈(0,+∞)),从而f(x)在(0,+∞)上为增函数,所以f(x)>f(0)=0,所以ln(1+x)>x-x2.
【答案】 >
9.已知对任意实数x,有f(-x)=-f(x),g(-x)=g(x),且x>0时,f′(x)>0,g′(x)>0,则x<0时,f′(x)g′(x)________0.(填“>”或“<”或“≥”或“≤”)
解析 由f(-x)=-f(x),g(-x)=g(x),可知f(x)为奇函数,g(x)为偶函数.∵x>0时,f′(x)>0,g′(x)>0,∴f(x)和g(x)在x∈(0,+∞)上均为增函数,∴x<0时,f(x)为增函数,g(x)为减函数,∴f′(x)>0,g′(x)<0,∴f′(x)g′(x)<0.
【答案】 <
三、解答题(本大题共3小题,共40分)
10.(12分)设函数f(x)=x2+bln(x+1),其中b≠0,当b>时,判断函数f(x)在定义域上的单调性.
解析 函数f(x)=x2+bln(x+1)的定义域为(-1,+∞),f′(x)=2x+=.
令g(x)=2x2+2x+b,则g(x)在上递增,在上递减,g(x)min=g=-+b.
当b>时,g(x)min=-+b>0,
∴g(x)=2x2+2x+b>0在(-1,+∞)上恒成立.
∴f′(x)>0在(-1,+∞)上恒成立,
即当b>时,函数f(x)在定义域(-1,+∞)上单调递增.
11.(12分)已知a∈R,函数f(x)=(x-a),求f(x)的单调区间.
解析 由题意知函数f(x)的定义域为{x|x≥0},f′(x)=(x-a)+=.
当a≤0时,f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上是增函数.
当a>0时,f′(x)>0?3x-a>0,x>,f(x)在上为增函数;
f′(x)<0?00时,f(x)的递增区间为,递减区间为.
12.(16分)已知f(x)=ex-ax-1.
(1)求f(x)的单调增区间;
(2)若f(x)在定义域R内单调递增,求a的取值范围.
解析 (1)∵f(x)=ex-ax-1,∴f′(x)=ex-a.令f′(x)≥0,得ex≥a,当a≤0时,有f′(x)>0在R上恒成立;当a>0时,有x≥ln a.
综上,当a≤0时,f(x)的单调增区间为(-∞,+∞);
当a>0时,f(x)的单调增区间为[ln a,+∞).
(2)∵f(x)=ex-ax-1,
∴f′(x)=ex-a.
∵f(x)在R上单调递增,
∴f′(x)=ex-a≥0恒成立,即a≤ex,x∈R恒成立.
∵x∈R时,ex∈(0,+∞),∴a≤0.
即a的取值范围为(-∞,0].
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