- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
已知在R上单调递增,记
的三内角
的对应边分别为
,若
时,不等式
恒成立.
(Ⅰ)求实数的取值范围;
(Ⅱ)求角的取值范围;
(Ⅲ)求实数的取值范围.
正确答案
(1) . (2)
,(3)
.
(1)由知
,
在R上单调递增,
恒成立,
且
,即
且
,
,
当,即
时,
,
时
,
时,
,即当
时,能使
在R上单调递增,
.
(2),由余弦定理:
,
,----5分
(3) 在R上单调递增,且
,所以
,---10分
故,即
,
,即
,即
.
已知函数f(x)=ax2-(a+2)x+ln x.
(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)当a>0时,若f(x)在区间[1,e]上的最小值为-2,求a的取值范围;
(3)若对任意x1,x2∈(0,+∞),x1
正确答案
(1)y=-2.
(2)[1,+∞)
(3)[0,8]
(1)当a=1时,f(x)=x2-3x+ln x,f′(x)=2x-3+.
因为f′(1)=0,f(1)=-2.
所以切线方程是y=-2.
(2)函数f(x)=ax2-(a+2)x+ln x的定义域是(0,+∞).
当a>0时,f′(x)=2ax-(a+2)+=
(x>0),
令f′(x)=0,即f′(x)=
==0,
所以x=或x=
.
当0<≤1,即a≥1时,f(x)在[1,e]上单调递增,
所以f(x)在[1,e]上的最小值是f(1)=-2;
当1<
当≥e时,f(x)在(1,e)上单调递减,
所以f(x)在[1,e]上的最小值是f(e)
综上a的取值范围是[1,+∞).
(3)设g(x)=f(x)+2x,则g(x)=ax2-ax+ln x,
只要g(x)在(0,+∞)上单调递增即可.
而g′(x)=2ax-a+=
,
当a=0时,g′(x)=>0,此时g(x)在(0,+∞)上单调递增;
当a≠0时,只需g′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,因为x∈(0,+∞),只要2ax2-ax+1≥0,则需要a>0,
对于函数y=2ax2-ax+1,过定点(0,1),对称轴x=>0,只需Δ=a2-8a≤0,
综上a的取值范围是[0,8].
已知是二次函数,方程
有两个相等的实数根,且
。
(1)求的表达式;
(2)若直线把
的图象与两坐标轴围成的图形面积二等分,求t的值.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)由题意可设二次函数,根据
可得
,再根据
有两个相等的实数根,可得
;(2)
的图象与两坐标轴围成的图形面积可以用
求得,而直线
与
及坐标轴所围成的面积是一个积分限含
的定积分,根据条件面积之间的关系可以建立跟
有关的方程,从而求得
.
(1)设,则
,又已知
,
∴,∴
,又方程
有两个相等的实数根,
∴,故
6分;
(2) 8分,
依题意,有,
∴ 12分.
函数
(1)时,求
最小值;
(2)若在
是单调减函数,求
取值范围.
正确答案
(1)f(x)最小值是1;(2)a≤.
试题分析:(1)可以对f(x)求导,从而得到f(x)的单调性,即可求得f(x)的最小值;(2)根据条件“若f(x)在是单调减函数”,说明f”(x)<0在
恒成立,而f’(x)=
,参变分离后原题等价于求使
在
恒成立的a的取值范围,从而把问题转化为求函数
在
上的最小值,而a的取值范围即a≤
.
(1)时
,
,
时
时
,
∴f(x)在(0,1)单减,在单增,
时
有最小值1 6分
(2),
在
为减函数,则
,即
,当
恒成立,∴
最小值 9分
令,
则
,
12分
已知函数(e为自然对数的底数)
(1)求的最小值;
(2)若对于任意的,不等式
恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(1)的最小值为1;(2)实数
的取值范围是
.
试题分析:(1)先对求导,得出函数的单调区间,即可求出函数的最小值为1;
(2)不等式恒成立,变形为
,构造新函数
;求得
的最小值
,
从而实数的取值范围是
.
试题解析:(1)的导函数
,令
,解得
;
令,解得
.
从而在
内单调递减,在
内单调递增.
所以,当时,
取得最小值1. 6分
(2)因为不等式的解集为
,且
,
所以对于任意,不等式
恒成立.
由,得
.
当时,上述不等式显然成立,故只需考虑
的情况.
将变形为
.
令,则
的导函数
,
令,解得
;令
,解得
.
从而在
内单调递减,在
内单调递增.
所以,当时,
取得最小值
,
从而实数的取值范围是
. 13分
已知.
(1)求的单调区间;
(2)求函数在
上的最值.
正确答案
(1)函数的单调递增区间是,单调递减区间是
;(2)
在
上的最大值是
,最小值是
.
试题分析:(1)先根据导数公式,确定,进而计算出
,然后通过求导
,求解不等式
、
并结合函数的定义域
,即可得到
的单调区间;(2)根据(1)的单调性,分别求出在区间
的极值、端点值,然后进行比较大小,最大的为最大值,最小的为最小值,问题就得以解决.
试题解析:依题意得,,定义域是
.
(1)
令,得
或
令,得
由于定义域是
函数的单调递增区间是
,单调递减区间是
(2)令,从中解得
(舍去),
由于
在
上的最大值是
,最小值是
.
已知函数f(x)=-aln x++x(a≠0),
(1)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与直线x-2y=0垂直,求实数a的值;
(2)讨论函数f(x)的单调性.
正确答案
(1)a=-(2)当a<0时,函数f(x)在(0,-a)上单调递减,在(-a,+∞)上单调递增
由已知得,f(x)的定义域为{x|x>0},f′(x)=--
+1(x>0).
(1)根据题意,有f′(1)=-2,∴-a-2a2+1=-2,即2a2+a-3=0.解得a=1,或a=-.
(2)∵f′(x)=--
+1=
(x>0).
①当a>0时,由f′(x)>0,及x>0得x>2a;
由f′(x)<0,及x>0得0<x<2a.
∴当a>0时,函数f(x)在(2a,+∞)上单调递增,
在(0,2a)上单调递减.
②当a<0时,由f′(x)>0,及x>0得x>-a;
由f′(x)<0,及x>0得0<x<-a.
∴当a<0时,函数f(x)在(0,-a)上单调递减,
在(-a,+∞)上单调递增.
已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若函数上是减函数,求实数a的最小值;
(3)若,使
成立,求实数a的取值范围.
正确答案
(1) 单调减区间是,增区间是
;(2)
; (3)
.
试题分析:(1)对求导函数后,解不等式可得单调区间;(2)由题知
在
上恒成立,即
,可得
,所以
得
的取值范围;(3)原命题等价于当
时,有
对
进行讨论,利用函数单调性可得
的范围.
解:由已知函数的定义域均为
,且
. 1分
(1)函数,
当且
时,
;当
时,
.
所以函数的单调减区间是
,增区间是
. 3分
(2)因f(x)在上为减函数,故
在
上恒成立.
所以当时,
.
又,
故当,即
时,
.
所以于是
,故a的最小值为
. 6分
(3)命题“若使
成立”等价于
“当时,有
”.
由(Ⅱ),当时,
,
.
问题等价于:“当时,有
”. 8分
当
时,由(Ⅱ),
在
上为减函数,
则=
,故
.
当
时,由于
在
上为增函数,
故的值域为
,即
.
(i)若,即
,
在
恒成立,故
在
上为增函数,
于是,=
,不合题意. 10分
(ii)若,即
,由
的单调性和值域知,
唯一
,使
,且满足:
当时,
,
为减函数;当
时,
,
为增函数;
所以,=
,
.
所以,,与
矛盾,不合题意.
综上,得. 14分
已知函数.
(1)求的单调区间和极值;
(2)设,
,且
,证明:
.
正确答案
(1)单调增区间是,单调减区间是
;极小值
,无极大值。(2)详见解析
试题分析:(1)先求导,再令导数大于0的函数的增区间,令导数小于0得函数的减区间,根据函数的单调性可得函数的极值。(2)即证,不妨设
,问题可转化为
,令
,令
,用导数求其最值,证其最大值小于0即可。
试题解析:(1)定义域为
令则
∴
;令
则
∴
∴的单调增区间是
,单调减区间是
极小值,
无极大值
(2)证明:不妨设,
两边同除以得,
令,则
,即证:
令
令,
,
在
上单调递减,所以
即,即
恒成立
∴在
上是减函数,所以
∴得证
所以成立
已知函数f(x)=在点(-1,f(-1))处的切线方程为x+y+3=0.
(1)求函数f(x)的解析式.
(2)设g(x)=lnx.求证:g(x)≥f(x)在[1,+∞)上恒成立.
正确答案
(1) f(x)= (2)见解析
(1)将x=-1代入切线方程得y=-2.
∴f(-1)==-2,化简得b-a=-4.
又f'(x)=,
∴f'(-1)==
=
=-1,
则可得
解得a=2,b=-2,
∴f(x)=.
(2)由已知得lnx≥在[1,+∞)上恒成立,
化简得(x2+1)lnx≥2x-2,
即x2lnx+lnx-2x+2≥0在[1,+∞)上恒成立.
设h(x)=x2lnx+lnx-2x+2,
则h'(x)=2xlnx+x+-2,
∵x≥1,∴2xlnx≥0,
x+≥2,即h'(x)≥0,
∴h(x)在[1,+∞)上单调递增,
∴h(x)≥h(1)=0,
∴g(x)≥f(x)在[1,+∞)上恒成立.
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