- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
已知函数f(x)=ln x+-1.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)设m∈R,对任意的a∈(-1,1),总存在x0∈[1,e],使得不等式ma-f(x0)<0成立,求实数m的取值范围.
正确答案
(1)单增区间是(1,+∞),单减区间是(0,1)(2)-≤m≤
(1)f′(x)=-
=
,且x>0.
令f′(x)>0,得x>1;令f′(x)<0,得0<x<1.
因此函数f(x)的单增区间是(1,+∞),单减区间是(0,1).
(2)依题意,只要满足ma<f(x)max.
由(1)知,f(x)在[1,e]上是增函数,
∴f(x)max=f(e)=ln e+-1=
,
从而ma<,即ma-
<0对于任意a∈(-1,1)恒成立.
∴解之得-
≤m≤
..
因此实数m的取值范围是-≤m≤
.
已知函数.
(1)若曲线在x=l和x=3处的切线互相平行,求a的值及函数
的单调区间;
(2)设,若对任意
,均存在
,使得
,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)单调递增区间为,
,单调递减区间为
. (2)
.
试题分析:(1)首先依题意求得,确定函数的解析式,
进一步求导数:,求驻点,分区间讨论导数值的正负,确定得到单调区间.
(2)将问题加以转化:若要命题成立,只须当时,
.
由可知, 当
时
,
所以只须.
问题进一步转化成确定的最大值,注意到
,
分时,
时,
时,
时,分别讨论.
试题解析:(1),
由得
,
3分
所以:单调递增区间为
,
,
单调递减区间为. 6分
(2)若要命题成立,只须当时,
.
由可知, 当
时
,
所以只须. 8分
对来说,
,
①当时,
当时,显然
,满足题意,
当时,令
,
,所以
递减,所以
,满足题意,
所以满足题意; 10分
②当时,
在
上单调递增,
所以得
, 12分
综上所述,. 13分
已知函数在
上是增函数,
上是减函数.
(1)求函数的解析式;
(2)若时,
恒成立,求实数m的取值范围;
(3)是否存在实数b,使得方程在区间
上恰有两个相异实数根,若存在,求出b的范围,若不存在说明理由.
正确答案
⑴;⑵
;⑶
试题分析:⑴求导数,求驻点,根据驻点函数值为0,得到的方程,进一步得到函数解析式.
⑵通过求导数、求驻点及驻点的唯一性,得到函数的最值,使
⑶构造函数,即
,
.
利用导数法,研究函数的单调区间,得增区间,减区间
.
从而要使方程有两个相异实根,须有,得解.
试题解析:⑴
依题意得,所以
,从而
2分
⑵
令,得
或
(舍去),所以
6分
⑶设,
即,
. 7分
又,令
,得
;令
,得
.
所以函数的增区间
,减区间
.
要使方程有两个相异实根,则有
,解得
已知函数.
(Ⅰ)讨论函数的单调性;
(Ⅱ)设,证明:对任意
,总存在
,使得
.
正确答案
(1)f(x)在(1,2)单调递减函数,f(x)在(2,+∞)单调递增函数;(2)证明过程详见解析.
试题分析:本题主要考查导数的运算,利用导数研究函数的单调性、不等式等基础知识,考查函数思想、分类讨论思想,考查综合分析和解决问题的能力.第一问,先对求导,而分子还比较复杂,所以对分子进行二次求导,导数非负,所以分子所对函数为增函数,而
,所以在
上
,在
上
,所以
在
为负值,在
上为正值,所以得出
的单调性;第二问,先对已知进行转化,转化为
恒成立,而
,即转化为
恒成立,再次转化为
,通过求导判断函数的单调性,判断
的正负.
试题解析:(1) 1分
设,
∴在
是增函数,又
3分
∴当时,
,则
,
是单调递减函数;
当时,
,则
,
是单调递增函数.
综上知:在
单调递减函数,
在
单调递增函数 6分
(2)对任意,总存在
,使得
恒成立
等价于恒成立,而
,即证
恒成立.等价于
,
也就是证 8分
设,
10分
∴在
单调递增函数,又
∴当时,
,则
当时,
,则
综上可得:对任意,总存在
,
使得. 12分
已知函数。
(Ⅰ)求的单调区间;
(Ⅱ)若,证明当
时,函数
的图象恒在函数
图象的上方.
正确答案
(Ⅰ)单调递减区间是。单调递增区间是
;(Ⅱ)参考解析.
试题分析:(Ⅰ)本小题含对数式的函数,首先确定定义域.通过求导就可知道函数的单调区间.本题的易错易漏点就是定义域的范围.(Ⅱ)函数的图象恒在函数
图象的上方等价于两个函数的对减后的值恒大于零(设在上方的减去在下方的).所以转化成在x>1上的恒大于零的问题.通过构造新的函数,对其求导,得到函数在x>1上为递增函数.又f(1)>0.所以函数恒大于零.即函数
的图象恒在函数
图象的上方成立.
试题解析:解:(Ⅰ)的定义域为
,
又求得:
2分
令,则
3分
当变化时,
的变化情况如下表:
故的单调递减区间是
。单调递增区间是
6分
(Ⅱ)令
则
8分
在
上单调递增 10分
又
∴当时,
的图象恒在
图象的上方. 12分
已知函数.
(Ⅰ)若时,
,求
的最小值;
(Ⅱ)设数列的通项
,证明:
.
正确答案
(Ⅰ)(Ⅱ)见解析
(Ⅰ)由已知,
,
.
若,则当
时,
,所以
.
若,则当
时,
,所以当
时,
.
综上,的最小值是
.
(Ⅱ)证明:令.由(Ⅰ)知,当
时,
,
即.
取,则
.
于是
.
所以.
(1)通过求导的方法研究函数的单调性,进而判断满足条件的的范围,确定其最小值;(2)借助第一问的结论,得到不等式
进而构造
达到证明不等式的目的.
【考点定位】本题考查导数的应用与不等式的证明,考查学生的分类讨论思想和利用构造法证明不等式的解题能力.
已知函数,
(1) 设(其中
是
的导函数),求
的最大值;
(2) 证明: 当时,求证:
;
(3) 设,当
时,不等式
恒成立,求
的最大值
正确答案
(1),
所以 .
当时,
;当
时,
.
因此,在
上单调递增,在
上单调递减.
因此,当时,
取得最大值
;
(2)当时,
.
由(1)知:当时,
,即
.
因此,有.
(3)不等式化为
所以对任意
恒成立.
令,则
,
令,
则,
所以函数在
上单调递增.
因为,
所以方程在
上存在唯一实根
,且满足
.
当,即
,当
,即
,
所以函数在
上单调递减,在
上单调递增.
所以.
所以.
故整数的最大值是
.
略
设和
是函数
的两个极值点,其中
,
.
(1)求的取值范围;
(2)若,求
的最大值.注:e是自然对数的底.
正确答案
(1) ;2)
.
试题分析:(1)先判断函数的定义域,再求函数的导函数,根据极值点为导数为0时的根,找出函数中所含未知数的范围和两个极值点与的关系,再求
的取值范围;(2)先设
,再化简已知不等式,用
表示出来,然后就计算
得出关于
的表达式,再构造新函数,利用导数求新函数的单调性,可知新函数的最值,即为所求.
试题解析:(1)解:函数的定义域为
,
.
依题意,方程有两个不等的正根
,
(其中
).故
,
并且 .
所以,
故的取值范围是
. 7分
(2)解当时,
.若设
,则
.
于是有
构造函数(其中
),则
.
所以在
上单调递减,
.
故的最大值是
. 15分
设函数
(1)求的单调区间、最大值;
(2)讨论关于的方程
的根的个数.
正确答案
(1)函数的单调递增区间是
;单调递减区间是
;最大值为
;(2)当
时,关于
的方程
根的个数为0;当
时,关于
的方程
根的个数为1;当
时,关于
的方程
根的个数为2.
试题分析:(1)函数的定义域为全体实数.先求函数的导数,解不等式
得单调减区间,解不等式
得单调增区间,进而求得最大值;(2)构造函数
=
,利用导数求得
的最小值,根据这个最小值大于零、等于零、小于零讨论方程
的根的个数.
试题解析:(1). 1分
由得
.
当时,
,
单调递增;当
时,
,
单调递减;∴函数
的单调递增区间是
;单调递减区间是
. 3分
∴的最大值为
. 4分
(2)令=
. 5分
①当时,
,∴
.
∵,∴
,∴
在
上单调递增. 7分
②当时,
,
,
.
∵,∴
,∴
在(0,1)上单调递减.
综合①②可知,当时,
. 9分
当即
时,
没有零点,故关于方程
的根的个数为0;
当即
时,
只有一个零点,故关于方程
的根的个数为1; 11分
当即
时,当
时,由(1)知
.
要使,只需
即
.
当时,由(1)知
.
要使,只需
即
,所以
时,
有两个零点 13分
综上所述
当时,关于
的方程
根的个数为0;
当时,关于
的方程
根的个数为1;
当时,关于
的方程
根的个数为2. 14分
已知函数:.
(1)证明:+
+2=0对定义域内的所有
都成立;
(2)当的定义域为[
+
,
+1]时,求证:
的值域为[-3,
-2];
(3)若,函数
=x2+|(x-
)
| ,求
的最小值
正确答案
解(1)证明:
.∴结论成立
(2)证明:,当
,
,
,
,∴
.即
.
(3)
①当.
当时,
,函数在
上单调递增,∴
.
②当,
如果.
如果.
当.………………13分
综合得:当时, g(x)最小值是
;当
时, g(x)最小值为
;
略
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