- 导数在研究函数中的应用
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已知函数是偶函数,当
时.
(a为实数).
(1)若在
处有极值,求a的值。(6分)
(2)若在
上是减函数,求a的取值范围。(8分)
正确答案
(1)0(2)
已知函数在区间[0,1]上单调递增,在区间[1,2]上单调递减;
(1)求a的值;
(2)求证:x=1是该函数的一条对称轴;
(3)是否存在实数b,使函数
的图象与函数f(x)的图象恰好有两个交点?若存在,求出b的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1),
(2)证明见解析
⑶b=4或b=0为所求.
(1)
∵∴
,∴
,
(2)设点A(x
∵
⑶由交点对应于方程
即
∴b=4或b=0为所求.
设函数f(x)=x2-mlnx,g(x)=x2-x+a.
(1)当a=0时,f(x)≥g(x)在(1,+∞),上恒成立,求实数m的取值范围;
(2)当m=2时,若函数h(x)=f(x)-g(x)在[1,3]上恰有两个不同的零点,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)(2)
试题分析:(1) 可将问题转化为 时,
恒成立问题。令
,先求导,导数大于0得原函数的增区间,导数小于0得原函数的减区间,根据单调性可求最小值。只需
即可。(2)可将问题转化为方程
,在
上恰有两个相异实根,令
。同(1)一样用导数求函数的单调性然后再求其极值和端点处函数值。比较极值和端点处函数值得大小,画函数草图由数形结合分析可知直线
应与函数
的图像有2个交点。从而可列出关于
的方程。
试题解析:
解:(1)由,
可得
1分
,即
,记
,
则在
上恒成立等价于
. 3分
求得
当时,
;
当时,
.
故在
处取得极小值,也是最小值,即
,故
.
所以,实数的取值范围为
5分
(2)函数在
上恰有两个不同的零点
等价于方程,在
上恰有两个相异实根. 6分
令,则
.
当时,
;
当时,
,
∴在
上是单调递减函数,在
上是单调递增 8分
函数.故,
又,
,
∵,∴只需
,
故a的取值范围是. 10分
(12分)设函数.
(1)求的单调区间;
(2)证明:.
正确答案
解:(1),
列表可得在
上单调递增,在
单调递减;
(2)由(1)知,当时
在
上单调递增,在
上单调递减,
故当时恒有
,即
,
即,即
.取
,
则有,
求和得
.
略
已知.
(1)时,求
的极值
(2)当时,讨论
的单调性。
(3)证明:(
,
,其中无理数
)
正确答案
解:
(1)令,知
在区间
上单调递
增
,
上
单调递减,在单调递增。
故有极大值,极小值
。
(2)当时,
上单调递减,
单调递增,
单调递减
当时,
单调递减
当时,
上单调递减,
单调递增,
单调递减
(3)由(Ⅰ)当时,
在
上单调递减。
当时
∴,即
略
(本小题满分12分)
已知函数,其中
。
(1)当满足什么条件时,
取得极值?
(2)已知,且
在区间
上单调递增,试用
表示出
的取值范围。
正确答案
(1)
(2)当时,
;当
时,
。
(1)由已知得,令
,得
,
要取得极值,方程
必须有解,
所以△,即
,此时方程
的根为
,
,
所以。
当时,
所以在x 1, x2处分别取得极大值和极小值;
当时,
所以在x 1, x2处分别取得极大值和极小值。
综上,当满足
时,
取得极值。
(2)要使在区间
上单调递增,需使
在
上恒成立。
即恒成立,所以
设,
,
令得
或
(舍去),
当时,
,当
时
,
单调增函数;
当时
,
单调减函数,
所以当时,
取得最大,最大值为
。
所以
当时,
,此时
在区间
恒成立,所以
在区间
上单调递增,当
时
最大,最大值为
,所以
综上,当时,
;当
时,
。
已知是定义在
,
,
上的奇函数,当
,
时,
(a为实数).
(1)当,
时,求
的解析式;
(2)若,试判断
在[0,1]上的单调性,并证明你的结论;
(3)是否存在a,使得当,
时,
有最大值
.
正确答案
(1),
,
;
(2)在
,
上是单调递增的.
(3)存在使
在
,
上有最大值
.
(1)设,
,则
,
,
,
是奇函数,则
,
,
;
(2),因为
,
,
,
,
,即
,所以
在
,
上是单调递增的.
(3)当时,
在
,
上单调递增,
(不含题意,舍去),当
,则
,
,如下表
,
x
,
+
0
-
最大值
所以存在使
在
,
上有最大值
.
设函数f(x)=在[1+,∞
上为增函数.
(1)求正实数a的取值范围.
(2)若a=1,求征:(n∈N*且n≥2)
正确答案
(1)a≥1
(2)证明见解析
(1)由已知: =
依题意得:≥0对x∈[1,+∞
恒成立
∴ax-1≥0对x∈[1,+∞恒成立 ∴a-1≥0即:a≥1
(2)∵a="1 " ∴由(1)知:f(x)=在[1,+∞
上为增函数,
∴n≥2时:f()=
即:
∴
设g(x)=lnx-x x∈[1,+∞, 则
对
恒成立,
∴g′(x)在[1+∞为减函数
∴n≥2时:g()=ln
-
即:ln<
=1+
(n≥2)
∴
综上所证:(n∈N*且≥2)成立.
已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)证明:对任意的,存在唯一的
,使
;
(3)设(2)中所确定的关于
的函数为
,证明:当
时,有
.
正确答案
(1)减区间是,增区间是
;(2)详见解析;(3)详见解析.
试题分析:(1)先确定函数的定义域,然后利用导数求出函数
的单调区间;(2)构造函数
,利用函数
的单调性与零点存在定理来证明题中结论;(3)根据(2)中的结论得到
,利用换元法令
得到
,于是将问题转化为
且
,构造新函数
,利用导数来证明
在区间
上恒成立即可.
试题解析:(1)函数的定义域为
,
,令
,得
,
当变化时,
,
的变化情况如下表:
所以函数的单调递减区间是
,单调递增区间是
;
(2)当时,
.设
,令
,
,
由(1)知在区间
内单调递增,
,
,
故存在唯一的,使得
成立;
(3),由(2)知,
,且
,
,
其中,,要使
成立,只需
且
,
当时,若
,则由
的单调性,有
,矛盾,
所以,即
,从而
成立.
又设,则
,
所以在
内是增函数,在
内为减函数,
在
上的最大值为
成立,
当
时,
成立.
已知函数,其中
,
是自然对数的底数.
(1)求函数的零点;
(2)若对任意均有两个极值点,一个在区间(1,4)内,另一个在区间[1,4]外,求a的取值范围;
(3)已知,且函数
在R上是单调函数,探究函数
的单调性.
正确答案
(1)(2)
(3)函数
在R上是减函数
试题分析:(1)
把的零点问题转化为方程
的根的问题.
(2)因为,由题设可知
有两个两点,其中一个在
,一个在
外
,解这个不等式,可得实数
的取值范围.
(3)
由函数在R上是单调函数,所以
,得到
与
的关系,然后由此关系推出
.
试题解析:
解:(1),
令g(x)="0," 有ex-1=0,即x=0;或 x2-2x-a=0;,
①当时,
函数
有1个零点
; 1分
②当时,
函数
有2个零点
;2分
③当时,
函数
有两个零点
;3分
④当时,
函数
有三个零点:
4分
(2),5分
设,
的图像是开口向下的抛物线,
由题意对任意有两个不等实数根
,
且则对任意
,
即,有
,7分
又任意关于
递增,
,
故,所以
.
所以的取值范围是
9分
(3)由(2)知, 存在,又函数
在R上是单调函数,故函数
在R上是单调减函数, 10分
对来说
即
11分
所以对于函数来说
由知
12分
即对任意
故函数在R上是减函数. 13分
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