- 函数的单调性及单调区间
- 共78题
已知函数
(1)求函数在区间
上的最值;
(2)证明:对任意,不等式
都成立(其中e为自然对数的底数).
正确答案
见解析。
解析
(1)
所以函数在
的最大值是
,最小值是
(2) 证明:由(1)知
所以在时恒有
,即
,当且仅当
时等号成立
因此对任意恒有
,
因为
所以,即
因此对任意,不等式
成立
知识点
已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)设,证明:对任意
,
.
正确答案
见解析
解析
(1)f(x)的定义域为(0,+),
.
当a≥0时,>0,故f(x)在(0,+
)单调增加;
当a≤-1时,<0, 故f(x)在(0,+
)单调减少;
当-1<a<0时,令=0,解得x=
.当x∈(0,
)时,
>0;
x∈(,+
)时,
<0, 故f(x)在(0,
)单调增加,在(
,+
)单调递减.
(2)不妨假设x1≥x2.由于a≤-2,故f(x)在(0,+)单调减少.
所以等价于
≥4x1-4x2,即f(x2)+ 4x2≥f(x1)+ 4x1.令g(x)=f(x)+4x,
则+4=
.
于是≤
=
≤0.
从而g(x)在(0,+)单调减少,故g(x1) ≤g(x2),
即 f(x1)+ 4x1≤f(x2)+ 4x2,故对任意x1,x2∈(0,+) ,
.
知识点
已知函数,
,其中
,
为自然对数的底数。
(1)若在
处的切线
与直线
垂直,求
的值;
(2)求在
上的最小值;
(3)试探究能否存在区间,使得
和
在区间
上具有相同的单调性?若能存在,说明区间
的特点,并指出
和
在区间
上的单调性;若不能存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
解:(1),
,
在
处的切线
与直线
垂直,
(2)的定义域为
,且
,令
,得
,
若,即
时,
,
在
上为增函数,
;
若,即
时,
,
在
上为减函数,
若,即
时,由于
时,
;
时,
,所以
综上可知
(3)的定义域为
,且
,
时,
,
在
上单调递减,
令,得
①若时,
,在
上
,
单调递增,由于
在
上单调递减,所以不能存在区间
,使得
和
在区间
上具有相同的单调性;
②若时,
,在
上
,
单调递减;
在上
,
单调递增,由于
在
上单调递减,
存在区间
,使得
和
在区间
上均为减函数,
综上,当时,不能存在区间
,使得
和
在区间
上具有相同的单调性;当
时,存在区间
,使得
和
在区间
上均为减函数,
知识点
已知:函数
(1)若,求
在
上的最小值和最大值;
(2)若在
上是增函数,求:实数a的取值范围。
正确答案
(1)最小值是f(3)=-18,最大值是f(1)=-6
(2)
解析
(1)
..........1分
令 ..........2分
列变化表如下:
..........4分
∴在
上的最小值是
,最大值是
..........6分
(2)由已知得: 在
上恒成立,
在
上恒成立,
.........9分
当x≥1时,
是增函数,
其最小值为
..........11分
..........12分
知识点
某港口水的深度 y(米)是时间t(0≤t≤24,单位:时)的函数,记作y=f(t),下面是某日水深的数据:
经长期观察,y=f(t)的曲线可以近似地看成函数y=Asinωt+b的图象。
(1)试根据以上数据,求出函数y=f(t)的近似表达式;
(2)一般情况下,船舶航行时,船底离海底的距离为5米或5米以上时认为是安全的(船舶停靠时,船底只需不碰海底即可),某船吃水深度(船底离水面的距离)为6.5米,如果该船希望在同一天内安全进出港,请问,它至多能在港内停留多长时间(忽略进出港所需的时间)。
正确答案
见解析
解析
(1)由已知数据,易知函数y=f(t)的周期T=12,则ω=。
再由,得振幅A=3,b=10,
∴(0≤t≤24);
(2)由题意,该船进出港时,水深应不小于5+6.5=11.5(米)
∴
∴,解得,
,所以12k+1≤t≤12k+5(k∈Z),
在同一天内,取k=0或1,
∴1≤t≤5或13≤t≤17,
∴该船最早能在凌晨1时进港,下午17时出港,在港口内最多停留16个小时。
知识点
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