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题型:简答题
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简答题

定义在R上的函数同时满足以下条件:

在(0,1)上是减函数,在(1,+∞)上是增函数;

是偶函数;

在x=0处的切线与直线y=x+2垂直.

(1)求函数的解析式;

(2)设g(x)=,若存在实数x∈[1,e],使g(x)<,求实数m的取值范围。

正确答案

(1) f(x)=x3 x+3, (2) m>2e e3

试题分析:(1)三个条件,三个未知数,本题就是通过条件列方程组解参数,第一个条件说的是单调性,实质是导数,即,3a+2b+c=0;第二个条件是函数的奇偶性,利用恒成立即可,b=0;第三个条件是导数几何意义,即, c= 1 ;因此;(2)存在型问题,转化为函数最值,首先进行变量分离,即m>xlnx x3+x,然后求函数M(x)=xlnx x3+x在[1,e]上最小值,这又要利用导数研究函数M(x)在[1,e]上的单调性,分析得为M(x)在[1,e]上递减,所以M(x)最小值为M(e)=2e e3于是有m>2e e3

试题解析:解:(1)f′(x)=3ax2+2bx+c,∵f(x)在(0,1)上是减函数,在(1,+∞)上是增函数,

∴f′(1)=3a+2b+c=0                                      ①

由f′(x)是偶函数得:b=0                                    ②

又f(x)在x=0处的切线与直线y=x+2垂直,f′(0)=c= 1       ③

由①②③得:a=,b=0,c= 1,即.     4分

(2)由已知得:存在实数x∈[1,e],使lnx

即存在x∈[1,e],使m>xlnx x3+x                    6分

设M(x)=xlnx x3+x,x∈[1,e],则M′(x)=lnx 3x2+2        8分

设H(x)=lnx 3x2+2,则H′(x)= 6x=                 10分

∴M(x)在[1,e]上递减,

∵x∈[1,e],∴H′(x)<0,即H(x)在[1,e]上递减

于是,H(x)≤H(1),即H(x)≤ 1<0,即M′(x)<0

∴M(x)≥M(e)=2e e3

于是有m>2e e3为所求.                     12分

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题型:简答题
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简答题

已知函数=

(1)当时,求函数的单调增区间;

(2)求函数在区间上的最小值;

(3)在(1)的条件下,设=+

求证:  (),参考数据:。(13分)

正确答案

(1)单调增区间是

(2)时,时,==时,==.

(3)证明详见解析.

试题分析:(1)求f(x)的导函数f′(x),讨论a的值使f′(x)>0时对应f(x)单调增,

f′(x)<0时,对应f(x)单调减;

(2)结合(1),讨论a的取值对应f(x)在区间[1,e]内的单调性,从而求得f(x)在区间[1,e]内的最小值.

试题解析:(1)当时,=,得,故的单调增区间是。   3分

(2)===

=0得

时,递增,;        6分

时,<0,递减;递增,

==             7分

时,0,递减,==…8分

(3)令=递减,

,∴

===  ()……13分

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题型:简答题
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简答题

.已知函数

(1)求函数的极大值;

(2)当时,求函数的值域;

(3)设,当时,恒成立,求的取值范围。

正确答案

(1)的极大值为

(2)

(3)

(1)由题知…………………………2分

 

变化时,的变化情况如下表:

所以当时,的极大值为………………………………4分

(2)当时,

由(1)知当时,分别取得极小值

所以函数的值域为…………………………8分

(3)当时, 即

  ∴上单调递增   所以只需  即

解得 所以满足条件的的取值范围是…………12分

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题型:填空题
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填空题

关于的三次函数的两个极值点为P、Q,其中P为原点,Q在曲线上,则曲线的切线斜率的最大值的最小值为_______________.

正确答案

,依题意知:,∴,故,由及点Q在其上,可设Q点的坐标为. 由Q为的一个极值点得

显然,∴,∴

,∴存在最大值

数形结合可求得,其最小值为.

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题型:简答题
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简答题

已知,且直线与曲线相切.

(1)若对内的一切实数,不等式恒成立,求实数的取值范围;

(2)当时,求最大的正整数,使得对是自然对数的底数)内的任意个实数 都有成立;

(3)求证:

正确答案

(1)(2)见解析(3)见解析

(1)设点为直线与曲线的切点,则有.(*)

. (**)

由(*)、(**)两式,解得.……………………………2分

整理,得

要使不等式恒成立,必须恒成立.

时,,则是增函数,

是增函数,.…………………5分

因此,实数的取值范围是.………………………………………6分

(2)当时,

上是增函数,上的最大值为

要对内的任意个实数都有

成立,必须使得不等式左边的最大值小于或等于右边的最小值,

时不等式左边取得最大值,时不等式右边取得最小值.

,解得

因此,的最大值为.………………………………………10分

(3)证明(法一):当时,根据(1)的推导有,时,

.………………………………………………………11分

,得

化简得,………………………………13分

.………………………14分

(法二)数学归纳法:当时,左边=,右边=

根据(1)的推导有,时,,即

,得,即

因此,时不等式成立.………………………………11分

(另解:,即.)

假设当时不等式成立,即

则当时,

要证时命题成立,即证

即证

在不等式中,令,得

时命题也成立.………………………………………13分

根据数学归纳法,可得不等式对一切成立. …14分

本题主要考查函数的性质、导数运算法则、导数的几何意义及其应用、不等式的求解与证明、数学归纳法等综合知识,考查学生的计算推理能力及分析问题、解决问题的能力及创新意识.

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题型:简答题
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简答题

如图,现要在边长为的正方形内建一个交通“环岛”.正方形的四个顶点为圆心在四个角分别建半径为不小于)的扇形花坛,以正方形的中心为圆心建一个半径为的圆形草地.为了保证道路畅通,岛口宽不小于,绕岛行驶的路宽均不小于.

(1)求的取值范围;(运算中

(2)若中间草地的造价为,四个花坛的造价为,其余区域的造价为,当取何值时,可使“环岛”的整体造价最低?

正确答案

(1)  ,(2) .

试题分析:(1)解决应用题问题首先要解决阅读问题,具体说就是要会用数学式子正确表示数量关系,本题根据半径、岛口宽、路宽限制条件列方程组,即可得的取值范围;其难点在路宽最小值的确定,观察图形易知路宽最小值应在正方形对角线连线上取得,(2)本题解题思路清晰,就是根据草地、花坛、其余区域的造价列函数关系式,再由导数求最值.难点在所列函数解析式是四次,其导数为三次,在判定区间导数符号时需细心确定,要解决这一难点,需充分利用因式分解简化式子结构.

试题解析:(1)由题意得,            4分

解得.         7分

(2)记“环岛”的整体造价为元,则由题意得

,         10分

,则

,解得,               12分

列表如下:

所以当取最小值.

答:当时,可使“环岛”的整体造价最低.            14分

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题型:简答题
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简答题

已知函数,其中a>0.

(Ⅰ)求函数的单调区间;

(Ⅱ)若直线是曲线的切线,求实数a的值;

(Ⅲ)设,求在区间上的最大值(其中e为自然对的底数)。

正确答案

(Ⅰ)函数的单调递增区间为(0,2),递减区间为(-∞,0)和(2,+∞);(Ⅱ);(Ⅲ)在区间上的最大值为0.

试题分析:(Ⅰ)求函数的单调区间,首先对函数求导,得函数导函数,直接让导函数大于0,解出大于零的范围,就求出增区间,令导函数小于0,解出小于零的范围,从而求出减区间;(Ⅱ)直线是曲线的切线,由导数的几何意义,利用切线的斜率即为切点处的导数值,以及切点即在直线上,又在曲线上,即为的共同点,联立方程组,解方程组,即可求实数的值;(Ⅲ)求在区间上的最大值,可利用导数来求,先求出的解析式,由的解析式求出的导函数,令的导函数,解出的值,从而确定最大值,由于含有参数,因此需分情况讨论,从而求得其在区间上的最大值.

试题解析:(Ⅰ)①

,则,又的定义域是

∴函数f(x)的单调递增区间为(0,2),递减区间为(-∞,0)和(2,+∞)(4分)

(II)设切点为  解得      7分

(III)      

,则

①当时,单调增加     9分

②当时,单调减少,在单调增加;

时,

时,;        11分

③当时,上单调递减,

综上所述,时,

时,。        14分

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题型:简答题
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简答题

已知函数,(其中常数).

(1)当时,求的极大值;

(2)试讨论在区间上的单调性;

(3)当时,曲线上总存在相异两点,使得曲线

在点处的切线互相平行,求的取值范围.

正确答案

(1)函数的极大值为;(2)详见解析;(3)的取值范围是.

试题分析:(1)将代入函数的解析式,利用导数求出函数的极大值即可;(2)先求出导数,并求出方程的两根,对这两根的大小以及两根是否在区间进行分类讨论,并借助导数正负确定函数在区间上的单调区间;(3)先利用函数两点处的切线平行得到,通过化简得到,利用基本不等式转化为

上恒成立,于是有,进而求出的取值范围.

试题解析:(1)当时,,定义域为

所以

,解得,列表如下:

故函数处取得极大值,即

(2)

由于,解方程,得

①当时,则有

时,;当时,

即函数在区间上的单调递减区间为,单调递增区间为

②当时,,则在区间上恒成立,

故函数在区间上单调递减;

③当时,则有

;当时,

故函数在区间上的单调递减区间为,单调递增区间为

(3)由(2)知,

由于,从而有,化简得

,由于,则有

,故有对任意恒成立,

上恒成立,

故函数上单调递增,则函数处取得最小值,即

因此,所以,因此的取值范围是.

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题型:简答题
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简答题

已知函数

⑴求函数的单调区间;

⑵记函数,当时,上有且只有一个极值点,求实数的取值范围;

⑶记函数,证明:存在一条过原点的直线的图象有两个切点

正确答案

(1)当时,为单调增区间,当时,为单调减区间, 为单调增区间.

(2)

(3)在第二问的基础上,根据函数的单调性以及导数的几何意义来证明。

试题分析:(1)因为

①若,则上为增函数,2分 ②若,令,得

时,;当时,

所以为单调减区间,为单调增区间. 综上可得,当时,为单调增区间,

时,为单调减区间, 为单调增区间.  4分

(2)时,

,  5分

上有且只有一个极值点,即上有且只有一个根且不为重根,

(i),满足题意;…… 6分

(ii)时,,即;… 7分

(iii)时,,得,故; 综上得:上有且只有一个极值点时,. ………8分注:本题也可分离变量求得.

(3)证明:由(1)可知:

(i)若,则上为单调增函数,

所以直线 的图象不可能有两个切点,不合题意. 9分

(ⅱ)若处取得极值

时,由图象知不可能有两个切点.10分

,设图象与轴的两个交点的横坐标为(不妨设),

则直线的图象有两个切点即为直线的切点.

设切点分别为,则,且

   ① ,    ② ,   ③ ,

①-②得:

由③中的代入上式可得:,即,12分

,则,令,因为,故存在,使得

即存在一条过原点的直线的图象有两个切点.14分

点评:主要是考查了导数在研究函数中的运用,属于难度题。

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题型:简答题
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简答题

,其中是常数,且

(1)求函数的极值;

(2)证明:对任意正数,存在正数,使不等式成立;

(3)设,且,证明:对任意正数都有:

正确答案

(1)当时,取极大值,但没有极小值(2)见解析(3)见解析

(1)∵, -----------------1分

得,

,即,解得,-----------------3分

故当时,;当时,

∴当时,取极大值,但没有极小值.-----------------4分

(2)∵

又当时,令,则

因此原不等式化为,即, -----------------6分

,则

得:,解得

时,;当时,

故当时,取最小值,-----------------8分

,则

,即

因此,存在正数,使原不等式成立.-----------------10分

(3)对任意正数,存在实数使

原不等式

-----------------14分

由(1)恒成立,

即得

,故所证不等式成立. -----------------14分

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