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题型:简答题
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简答题

已知函数.

(1)当时,求函数上的最大值;

(2)令,若在区间上不单调,求的取值范围;

(3)当时,函数的图象与轴交于两点,且,又的导函数.若正常数满足条件.证明:.

正确答案

(1)-1;(2);(3)详见解析.

试题分析:(1)根据利用导数求函数在闭区间上的最值的方法即可求得.

(2)首先将代入得,然后求导:.

在区间上不单调,那么方程在(0,3)上应有实数解,且不是重根即解两侧的导数值小于0.

将方程变形分离变量得:.下面就研究函数,易得函数上单调递增,所以,().结合图象知,时,在(0,3)上有实数解.这些解会不会是重根呢?

得:,若有重根,则.这说明时,没有重根. 由此得:.

(3)时,,所以.有两个实根,则将两根代入方程,可得.

再看看待证不等式:,这里面不仅有,还有,那么是否可以消去一些字母呢?

两式相减,得, 变形得:

, 将此式代入上面不等式即可消去,整理可得:

,再变形得:.下面就证这个不等式.这类不等式就很常见了,一般是将看作一个整体,令,又转化为 ,只需证即可.而这利用导数很易得证.

试题解析:(1)  

函数在[,1]是增函数,在[1,2]是减函数,     3分

所以.                                     4分

(2)因为,所以,                  5分

因为在区间上不单调,所以在(0,3)上有实数解,且无重根,

,有=,()            6分

又当时,有重根时,有重根.           7分

综上                             8分

(3)∵,又有两个实根

,两式相减,得

,                                          10分

于是

.                            11分

要证:,只需证:

只需证:.(*)                                        12分

,∴(*)化为 ,只证即可. 在(0,1)上单调递增,,即.∴.  14分

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题型:简答题
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简答题

已知函数

(Ⅰ)当时,求函数的单调区间;

(Ⅱ)当时,不等式恒成立,求实数的取值范围.

(Ⅲ)求证:,e是自然对数的底数).

正确答案

(Ⅰ)函数的单调递增区间为,单调递减区间为;(Ⅱ)实数a的取值范围是;(Ⅲ)详见解析.

试题分析:(Ⅰ)当时,求函数的单调区间,即判断在各个区间上的符号,只需对求导即可;(Ⅱ)当时,不等式恒成立,即恒成立,令 (),只需求出最大值,让最大值小于等于零即可,可利用导数求最值,从而求出的取值范围;(Ⅲ)要证成立,即证,即证,由(Ⅱ)可知当时,上恒成立,又因为,从而证出.

试题解析:(Ⅰ)当时,),),

解得,由解得,故函数的单调递增区间为,单调递减区间为

(Ⅱ)因当时,不等式恒成立,即恒成立,设 (),只需即可.由

(ⅰ)当时,,当时,,函数上单调递减,故 成立;

(ⅱ)当时,由,因,所以,①若,即时,在区间上,,则函数上单调递增, 上无最大值(或:当时,),此时不满足条件;②若,即时,函数上单调递减,在区间上单调递增,同样 在上无最大值,不满足条件 ;

(ⅲ)当时,由,∵,∴

,故函数上单调递减,故成立.

综上所述,实数a的取值范围是

(Ⅲ)据(Ⅱ)知当时,上恒成立,又

 

 ,∴

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题型:简答题
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简答题

(本题满分14分)已知函数).

(Ⅰ)当时,求证:函数上单调递增;

(Ⅱ)若函数有三个零点,求t的值;

(Ⅲ)若存在x1,x2∈[﹣1,1],使得,试求a的取值范围.

注:e为自然对数的底数。

正确答案

解:(Ⅰ)

由于,故当x∈时,lna>0,ax﹣1>0,所以

故函数上单调递增。       ………………………………………4分

(Ⅱ)当a>0,a≠1时,因为,且 在R上单调递增,

有唯一解x=0。

要使函数 有三个零点,所以只需方程 有三个根,

即,只要,解得t=2; ………………………………9分

(Ⅲ)因为存在x1,x2∈[﹣1,1],使得

所以当x∈[﹣1,1]时,

由(Ⅱ)知,

事实上,

因为 

所以 在上单调递增,又

所以  当 x>1 时,

当0<x<1 时,

也就是当a>1时,

当0<a<1时,

① 当时,由,得

解得

②当0<a<1时,由,得

解得

综上知,所求a的取值范围为

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题型:填空题
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填空题

关于x的方程有三个不同的实数解,则a的取值范围是__________.

正确答案

试题分析:设,则,令,得,令,得,∴上单调递减,在上单调递增,∴取得极大值,在取得极小值,画出如下大致的示意图,可得,若要保证方程有三个不同的实数解,则的取值范围是

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x∈(1,+∞).

(1)求函数f(x)的单调区间;

(2)函数f(x)在区间[2,+∞)上是否存在最小值,若存在,求出最小值,若不存在,请说明理由.

正确答案

(1)a≤1时,f(x)的减区间为(1,+∞);a>1时,f(x)的增区间为(1,2a-1),f(x)的减区间为(2a-1,+∞).(2)当a≥2时,f(x)有最小值2-a;当a<2时,f(x)没有最小值.

(1)f′(x)=x∈(1,+∞).

f′(x)=0,得x1=1,或x2=2a-1.

①当2a-1≤1,即a≤1时,在(1,+∞)上,f′(x)<0,f(x)单调递减;

②当2a-1>1,即a>1时,在(1,2a-1)上,f′(x)>0,f(x)单调递增,在(2a-1,+∞)上,f′(x)<0,f(x)单调递减.

综上所述,a≤1时,f(x)的减区间为(1,+∞);a>1时,f(x)的增区间为(1,2a-1),f(x)的减区间为(2a-1,+∞).

(2)①当a≤1时,由(1)知f(x)在[2,+∞)上单调递减,不存在最小值;

②当a>1时,若2a-1≤2,即a时,f(x)在[2,+∞)上单调递减,不存在最小值;

若2a-1>2,即a> 时,f(x)在[2,2a-1)上单调递增,在(2a-1,+∞)上单调递减,因为f(2a-1)=>0,且当x>2a-1时,xa>a-1>0,所以当x≥2a-1时,f(x)>0.又因为f(2)=2-a,所以当2-a≤0,即a≥2时,f(x)有最小值2-a;当2-a>0,即<a<2时,f(x)没有最小值.

综上所述:当a≥2时,f(x)有最小值2-a;当a<2时,f(x)没有最小值.

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题型:简答题
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简答题

已知函数.

(1)若,求证:当时,

(2)若在区间上单调递增,试求的取值范围;

(3)求证:.

正确答案

(1) 详见解析;(2) 的取值范围;(3)详见解析.

试题分析:(1) 当时,求证:当时,,将代入,得,注意到,只要证明当时,单调递增,则,由于中含有指数函数,可对求导得,只需证明当时,即可,注意到,只要证明当时,单调递增即可,因此令,对求导得,显然当时,,问题得证;(2) 求实数的取值范围,由于在区间上单调递增,则当时,,故对求导得,即当时,恒成立,即)恒成立,只需求出的最小值即可,令,对求导得,令导数等于零,解出的值,从而的最小值,进而得实数的取值范围;

(3)求证:,由(1) 知:当时,,即,可得,两边取对数得,令,得,再令,得个式子相加,然后利用放缩法可证得结论.

试题解析:(1) ,则h(x)=,∴h′(x)=ex-1>0(x>0),

∴h(x)=f′(x)在(0,+∞)上递增,∴f′(x)>f′(0)=1>0,

∴f(x)=exx2在(0,+∞)上单调递增,故f(x)>f(0)=1.(     4分)

(2) f′(x)=ex-2kx,下面求使 (x>0)恒成立的k的取值范围.

若k≤0,显然f′(x)>0,f(x)在区间(0,+∞)上单调递增;

记φ(x)=ex-2kx,则φ′(x)=ex-2k,

当0<k<时,∵ex>e0=1, 2k<1,∴φ′ (x)>0,则φ(x)在(0,+∞)上单调递增,

于是f′(x)=φ(x)>φ(0)=1>0,∴f(x)在(0,+∞)上单调递增;

当k≥时,φ(x)=ex-2kx在(0,ln 2k)上单调递减,在(ln 2k,+∞)上单调递增,

于是f′(x)=φ(x)≥φ(ln 2k)=eln 2k-2kln 2k,

由eln 2k-2kln 2k≥0得2k-2kln 2k≥0,则≤k≤

综上,k的取值范围为(-∞,].      9分

另解:(2) ,下面求使(x>0)恒成立的k的取值范围.

)恒成立。记

上单调递减,在上单调递增。

  

综上,k的取值范围为(-∞,].(    9分)

(3)由(1)知,对于x∈(0,+∞),有f(x)=exx2+1,∴e2x>2x2+1,

则ln(2x2+1)<2x,从而有ln(+1)< (n∈N*),

于是ln(+1)+ln(+1)+ln(+1)+ +ln(+1)<+ ++ +=2+2(1-+ +)=4-<4,故(+1)(+1)(+1) (+1)<e4.(     14分)

另解:(3)由(1)知,对于x∈(0,+∞),有f(x)=exx2+1,∴e2x>2x2+1,

则ln(2x2+1)<2x,从而有ln(+1)< (n∈N*),

于是ln(+1)+ln (+1)+ln(+1)+ +ln(+1)<

故(+1)(+1)(+1) (+1)<e4.    (     14分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数.

(1)若,则满足什么条件时,曲线处总有相同的切线?

(2)当时,求函数的单调减区间;

(3)当时,若对任意的恒成立,求的取值的集合.

正确答案

(1),(2)当时,函数的减区间为

时,函数的减区间为;当时,函数的减区间为,(3).

试题分析:(1)根据导数几何意义分别求出曲线处的切线斜率,再根据两者相等得到满足的条件,易错点不要忽视列出题中已知条件,(2)求函数的单调减区间,一是求出函数的导数,二是判断对应区间的导数值符号.本题难点在于导数为零时根的大小不确定,需根据根的大小关系分别讨论单调减区间情况,尤其不能忽视两根相等的情况,(3)本题恒成立转化为函数最小值不小于零,难点是求函数的最小值时须分类讨论,且每类否定的方法为举例说明.另外,本题易想到用变量分离法,但会面临问题,而这需要高等数学知识.

试题解析:(1),又

处的切线方程为,          2分

,又处的切线方程为

所以当时,曲线处总有相同的切线     4分

(2)由

,         7分

,得

时,函数的减区间为

时,函数的减区间为

时,函数的减区间为.      10分

(3)由,则

①当时,,函数单调递增,

 时,,与函数矛盾,   12分

②当时,

函数单调递减;单调递增,

(Ⅰ)当时,,又,与函数矛盾,

(Ⅱ)当时,同理,与函数矛盾,

(Ⅲ)当时,函数单调递减;单调递增,

,故满足题意.

综上所述,的取值的集合为.                       16分

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题型:简答题
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简答题

已知函数时,都取得极值.

(1)求的值;

(2)若,求的单调区间和极值;

(3)若对都有恒成立,求的取值范围.

正确答案

(1);(2)f (x)的递增区间为(-∞,-),及(1,+∞),递减区间为(-,1),当x=-时,f (x)有极大值,f (-)=;当x=1时,f (x)有极小值,f (1)=-;(3)

试题分析:(1)函数的极值点是使导数等于0的的值,因此本题中一定有,由此可解出的值;(2)再由可求出,而求单调区间,很显然是解不等式(得增区间)或(得减区间),然后可得相应的极大值和极小值;(3)不等式恒成立,实际上就是当的最大值小于,因此问题转化为先求上的最大值,然后再解不等式即可.

试题解析:(1)f ′(x)=3x2+2a x+b=0.

由题设,x=1,x=-为f ′(x)=0的解.

a=1-=1×(-).∴a=-,b=-2       3分

经检验得:这时都是极值点.      …4分

(2)f (x)=x3x2-2 x+c,由f (-1)=-1-+2+c=,c=1.

∴f (x)=x3x2-2 x+1.

∴f(x)的递增区间为(-∞,-),及(1,+∞),递减区间为(-,1).

当x=-时,f (x)有极大值,f (-)=

当x=1时,f (x)有极小值,f (1)=-        …8分

(3)由(1)得,f′(x)=(x-1)(3x+2),f (x)=x3x2-2 x+c,

f (x)在[-1,-及(1,2]上递增,在(-,1)递减.

而f (-)=-+c=c+.f (2)=8-2-4+c=c+2.

∴  f (x)在[-1,2]上的最大值为c+2.∴ ,∴ 

 或∴    12分

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题型:简答题
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简答题

设函数,其中

(I)若函数图象恒过定点P,且点P关于直线的对称点在的图象上,求m的值;

(Ⅱ)当时,设,讨论的单调性;

(Ⅲ)在(I)的条件下,设,曲线上是否存在两点P、Q,使△OPQ(O为原点)是以O为直角顶点的直角三角形,且斜边的中点在y轴上?如果存在,求a的取值范围;如果不存在,说明理由.

正确答案

( I ) ;(Ⅱ)当m≥0时,在(0,+∞)上为增函数;当m<0时,上为增函数,在上为减函数.(Ⅲ)存在,.

试题分析:( I )先求出定点P,然后找出点P关于直线的对称点代入,即得到;(Ⅱ)将代入,得到,再讨论m的取值范围,从而得到的单调性;(Ⅲ)先求出的表达式,再假设存在P、Q两点满足题意,由,讨论的范围,从而得到a的取值范围为.

试题解析:( I ) 令,则,即函数图象恒过定点P (2,0)    (1分)

∴P (2,0)关于直线的对称点为(1,0)       (2分)

又点(1,0)在的图象上,∴,∴      (3分)

(Ⅱ) ∵且定义域为      (4分)

    (5分)

∵x>0,则x+1>0 

∴当m≥0时,此时在(0,+∞)上为增函数.      (6分)

当m<0时,由,由

上为增函数,在上为减函数.      (7分)

综上,当m≥0时,在(0,+∞)上为增函数.

当m<0时,上为增函数,在上为减函数.   (8分)

(Ⅲ)由( I )知,,假设曲线上存在两点P、Q满足题意,则P、Q两点只能在轴两侧,设,则

因为△OPQ(O为原点)是以O为直角顶点的直角三角形,

,即

(1)当时,,此时方程①为,化简得.此方程无解,满足条件的P、Q不存在.

(2)当时,,此时方程①为

.

,则

显然当时,,即上为增函数,所以的值域为.

所以当时方程①总有解.

综上,存在P、Q两点满足题意,则a的取值范围为.

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题型:简答题
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简答题

已知函数=,=,若曲线和曲线都过点P(0,2),且在点P处有相同的切线

(Ⅰ)求,,,的值;

(Ⅱ)若时,,求的取值范围.

正确答案

(Ⅰ)=4,=2,=2,=2;(Ⅱ)

试题分析:(Ⅰ)求四个参数的值,需寻求四个独立的条件,依题意

代入即可求出的值;(Ⅱ)构造函数,转化为求函数的最值,记==

(),由已知,只需令的最小值大于0即可,先求的根,得,只需讨论和定义域的位置,分三种情况进行,当时,将定义域分段,分别研究其导函数的符号,进而求最小值;当时,的符号确定,故此时函数具有单调性,利用单调性求其最小值即可.

试题解析:(Ⅰ)由已知得,而

,代入得,故=4,=2,=2,=2;

(Ⅱ)由(Ⅰ)知

设函数==(),

==, 由题设知,即,令,得

(1)若,则,∴当时,,当时,,记时单调递减,时单调递增,故时取最小值,而,∴当时,,即

(2)若,则,∴当时,,∴单调递增,而.∴当时,,即

(3)若时,,则单调递增,而==<0,

∴当≥-2时,不可能恒成立,

综上所述,的取值范围为[1,].

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