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题型:简答题
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简答题

已知向量,函数

(1)若,试求函数的值域;

(2)若,则,如,则 .已知为常数,且,请讨论的单调性,并判断的符号.

正确答案

解:(1)  

  

于是, 

  

(2)

因此,当单调递减;

单调递增.

的单调性,知=上的最小值,

时,=0,

综上知,当时,单调递减;

时,单调递增.

=0,

>0.

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简答题

设函数f(x)=lnx+aln(2-x).

(Ⅰ)求函数f(x)的定义域及其导数f'(x);

(Ⅱ)当a≥-1时,求函数f(x)的单调区间;

(Ⅲ)当a=1时,令g(x)=f(x)+mx(m>0),若g(x)在(0,1]上的最大值为,求实数m的值.

正确答案

(Ⅰ)由得0<x<2,即函数的定义域为(0,2);

f′(x)=-

(Ⅱ)当a≥-1时,f′(x)=-=

当a=-1时,f′(x)=,所以在区间(0,2)上,f'(x)>0,

故函数f(x)的单调递增区间是(0,2);

当a>-1时,令f′(x)==0,解得x=

①当≥2时,即-1<a≤0时,在区间(0,2)上,f'(x)>0,

故函数f(x)的单调递增区间是(0,2);

②当0<<2时,即a>0时,在区间(0,)上,f'(x)>0,

在区间(,2)上,f'(x)<0,故函数f(x)的单调递增区间是(0,),单调递减区间是(,2).

(Ⅲ)当x∈(0,1]且m>0时,g′(x)=-+m=+m>0,

即函数在区间(0,1]上是增函数,故函数g(x)在(0,1]上的最大值为g(1),

所以g(1)=m=,即m=

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简答题

设函数f(x)=e-ax

(1)写出定义域及f′(x)的解析式

(2)设a>0,讨论函数y=f(x)的单调性;

(3)若对任意x∈(0,1),恒有f(x)>1成立,求实数a的取值范围.

正确答案

(1)∵x-1≠0∴f(x)的定义域为(-∞,1)∪(1,+∞),

f′(x)==e-ax(3分)

(2)①当0<a≤2时,f'(x)≥0,所以f(x)在(-∞,1),(1,+∞)上为增函数(4分)

②当a>2,由f′(x)>0得ax2+2-a>0,x>或x<-

∴f(x)在(-∞,-),(,1),(1,+∞)上为增函数,在(-)上是减函数(7分)

(2)①当0<a≤2时,由(1)知,对任意x∈(0,1),恒有f(x)>f(0)=1(8分)

②当a>2时,由(1)知,f(x)在(0,)上是减函数,在()上是增函数,

取x0=∈(0,1),则f(x0)<f(0)=1(10分)

③当a≤0时,对任意x∈(0,1),恒有>1且e-ax≥1,得f(x)=e-ax>1(11分)

综上当且仅当a∈(-∞,2]时,若对任意x∈(0,1)恒有f(x)>1成立.     (12分)

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简答题

已知函数f(x)=ln(ex+1)-ax(a>0).

(1)若函数y=f(x)的导函数是奇函数,求y=f′(x)的值域;

(2)求函数y=f(x)的单调区间.

正确答案

(1)由已知得f′(x)=-a.

∵函数y=f(x)的导函数是奇函数.

∴f′(-x)=-f′(x),解得a=.故f′(x)=-,f′(x)=-,所以f′(x)∈(-)

(2)由(1)f′(x)=-a=1--a.

当a≥1时,f′(x)<0恒成立,

∴当a≥1时,函数y=f(x)在R上单调递减;

当0<a<1时,由f′(x)>0得(1-a)(ex+1)>1,即ex>-1+,x>ln

∴当0<a<1时,y=f(x)在(ln,+∞)内单调递增,

在(-∞,ln)内单调递减.

故当a≥1时,函数y=f(x)在R上单调递减;

当0<a<1时,y=f(x)在(ln,+∞)内单调递增;在(-∞,ln)内单调递减.

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简答题

已知函数f(x)=lnx,g(x)=ax2+bx(a≠0)。

(1)若a=-2时,函数h(x)=f(x)-g(x)在其定义域上是增函数,求实数b的取值范围;

(2)在(1)的结论下,设函数ψ (x)=e2x+bex,x∈[0,ln2],求函数ψ (x)的最小值(用含b的式子表示最小值);

(3)设函数f(x)的图象C1与函数g(x)的图象C2交于点P、Q,过线段PQ的中点R作x轴的垂线分别交C1、C2于点 M、N,问是否存在点R,使C1在M处的切线与C2在N处的切线平行?若存在,求出R的横坐标;若不存在,请说明理由。

正确答案

解:(1)依题意的定义域为(0,+∞)

因为h(x)在(0,+∞)上是增函数

所以对x∈(0,+∞)恒成立

所以

因为x>0,

所以(当且仅当时取等号)

所以b的取值范围是

(2)设则函数化为

所以当,即时,函数y在[1,2]上是增函数,

当t=1时,ymin=b+1

,即-4<b<-2时,当时,

,即b≤-4时,函数y在[1,2]上是减函数,

当t=2时,ymin=4+2b

综上所述,当时,φ(x)的最小值为b+l;

当-4<b<-2时,φ(x)的最小值为

当b≤-4时,φ(x)的最小值为4+2b。

(3)设点P、Q的坐标是(x1,y1)、(x2,y2),且0<x1<x2

则点M、N的横坐标为

C1在点M处的切线斜率为

C2在点N处的切线斜率为

假设C1在点M处的切线与C2在点N处的切线平行,

则k1=k2,即

所以

所以

因为u>1,

所以r'(u)>0

所以r(u)在(1,+∞)上单调递增

故r(u)>r(1)=0。

这与①矛盾,故假设不成立,

故不存在点R,使C1在点M处的切线与C2在点N处的切线平行。

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简答题

对于函数y=f(x),x∈D,若同时满足以下条件:

①函数f(x)是D上的单调函数;

②存在区间[a,b]⊆D,使f(x)在[a,b]上的值域也是[a,b],

则称函数f(x)是闭函数.

(1)判断函数f(x)=2x+,x∈[1,10];g(x)=-x3,x∈R是不是闭函数,并说明理由;

(2)若函数f(x)=+k,x∈[-2,+∞)是闭函数,求实数k的取值范围.

正确答案

(1)f′(x)=2-=

令f'(x)=0

解得x=(x=-舍)

∵x∈[1,)时f'(x)<0;

x∈(,10]时f'(x)>0

∴f(x)在[1,)上是减函数,在(,10]上是增函数

∴函数f(x)不是[1,10]上的单调函数

∴f(x)=2x+不是闭函数.

②∵g'(x)=-x2≤0∴g(x)=-x3在R上是减函数,

设g(x)在[a,b]上的值域也是[a,b],

,解得

∴存在区间[-1,1]⊆R,

使f(x)在[-1,1]上的值域也是[-1,1]

∴函数g(x)=-x3是闭函数

(2)函数f(x)=+k在定义域上是增函数

设函数f(x)在[a,b]上的值域也是[a,b],

故a,b是方程x=k+的两个不相等的实根,

命题等价于有两个不相等的实根,

当k≤-2时,

解得k>-,∴k∈(-,-2].

当k>-2时,,无解.

∴k的取值范围是(-,-2]

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简答题

已知定义在区间[-1,1]上的函数f(x)=为奇函数..

(1)求实数b的值.

(2)判断函数f(x)在区间(-1,1)上的单调性,并证明你的结论.

(3)f(x)在x∈[m,n]上的值域为[m,n](-1≤m<n≤1 ),求m+n的值.

正确答案

(1)∵定义在区间[-1,1]上的函数f(x)=为奇函数,

∴f(0)=0,即b=0,…(2分)

检验:当b=0时,f(x)=为奇函数,…(3分)

∴b=0.

(2)函数f(x)=在区间(-1,1)上是增函数…(4分)

证明:∵f(x)=

∴f′(x)=

=,…(6分)

∵x∈(-1,1),

∴f′(x)>0,…(7分)

∴函数f(x)在区间(-1,1)上是增函数 …(8分)

(3)由(2)知函数f(x)在区间[m,n]上是增函数,函数f(x)的值域为[f(m),f(n)]

…(9分)

由①得m=-1 或 0或1,

由②得n=-1 或 0或1…(11分)

又∵-1≤m<n≤1

∴m=-1,n=0;或m=-1,n=1;或m=0,n=1…(12)

∴m+n=-1;或m+n=0;或m+n=1…(13)

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简答题

设函数f(x)=(x>-1且x≠0)

(1)求函数f(x)的单调区间;

(2)求函数f(x)值域;

(3)已知>(x+1)m对任意x∈(-1,0)恒成立,求实数m的取值范围.

正确答案

(1)f′(x)=-

所以当f′(x)>0,即ln(x+1)+1<0,即ln(x+1)<-1,所以x+1<,即-1<x<-1,故函数在区间(-1,-1)内单调递增;

当f′(x)<0,即-1<x<0或x>0,所以函数在区间(-1,0)和(0,+∞)内单调减.

故函数的单调增区间为(-1,),单调减区间为(-1,0)和(0,+∞).

(2)由f′(x)=-=0可得x=-1,

由(1)可得f(x)在(-1,-1)内单调递增,在(-1,0)内单调减,

所以在区间(-1,0)上,当x=-1时,f(x)取得极大值即最大值为f(-1)=-e.

又因为当x从-1的右边靠近-1时,0<x+1<1,所以x→-1时f(x)→-∞;当x从0的左边靠近0时,f(x)→-∞;

所以当x∈(-1,0)时,f(x)∈(-∞,-e].

在区间(0,+∞)上f(x)是减函数,并且f(x)>0,

当x从0的右边靠近0时,f(x)→+∞;当x→+∞时,由函数的解析式可得f(x)→0.

所以当x∈(0,+∞)时,f(x)∈(0,+∞).

故f(x)的值域为(-∞,-e]∪(0,+∞)

(3)∵-1<x<0,∴0<x+1<1,从而1<

由题意可得:>(x+1)m对任意x∈(-1,0)恒成立,

所以两边取自然对数得:ln2>mln(x+1)

所以m>,对x∈(-1,0)恒成立,则m大于的最大值,

由(2)可得当x∈(-1,0)时,f(x)=∈(-∞,-e],

所以取得最大值为-eln2,所以m>-eln2.

所以实数m的取值范围为(-eln2,+∞).

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简答题

已知函数f(x)=x3-3ax-1在x=-1处取得极值.

(I)求实数a的值;

(II)当x∈[-2,1)时,求函数f(x)的值域.

正确答案

(I)f′(x)=3x2-3a

由题意可得,f′(-1)=0即3-3a=0∴a=1

(II)由f(x)=x3-3x-1,得f′(x)=3x2-3

令f′(x)=3x2-3=0,得x=±1

∴函数f(x)在(-∞,-1),单调递增,(-1,1)单调递减,(1,+∞)单调递增

从而函数在区间[-2,1]上的最大值为f(-1),最小值是f(-2)与f(1)中的较小者

∵f(-2)=-3,f(-1)=1,f(1)=-3

∴函数的值域是[-3,1]

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简答题

已知函数f(x)=(a<0)

(1)求函数f(x)的定义域及单调区间;

(2)若实数x∈(a,0]时,不等式f(x)≥恒成立,求a的取值范围.

正确答案

(1)函数f(x)的定义域为{x|x≠a}….1分f′(x)==.….3分

由f'(x)>0,解得x>a+1.由f'(x)<0,解得x<a+1且x≠a.

∴f(x)的单调递增区间为(a+1,+∞),单调递减区间为(-∞,a),(a,a+1).….6分

(2)由题意可知,a<0,且f(x)=在(a,0]上的最小值大于等于时,实数x∈(a,0]时,

使得不等式f(x)≥恒成立.

①若a+1<0即a<-1时,

∴f(x)在(a,0]上的最小值为f(a+1)=ea+1.则ea+1,得a≥ln-1….9分

②若a+1≥0即a≥-1时,f(x)在(a,0]上单调递减,则f(x)在(a,0]上的最小值为f(0)=-

由-得a≥-2.                                              …10分

综上所述,0>a≥ln-1….12分.

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