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题型:简答题
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简答题

已知函数

(1)若,求证:函数在(1,+∞)上是增函数;

(2)当时,求函数在[1,e]上的最小值及相应的x值;

(3)若存在[l,e],使得成立,求实数的取值范围.

正确答案

(1)详见解析;(2)的最小值为1,相应的x值为1;(3)的取值范围是.

试题分析:(1)当时,,当,因此要证上是增函数,只需证明在上有,而这是显然成立的,故得证;(2)由(1)中的相关结论,可证当时,上是增函数,上的最小值即为;(3)可将不等式变形为,因此问题就等价于当时,需满足,利用导数求函数上的单调性,可知上为增函数,故,即的取值范围是

(1)当时,,当

故函数上是增函数                 2分;

(2),当,

时,上非负(仅当时,),

故函数上是增函数,此时.

∴当时,的最小值为1,相应的值为1.         5分;

(3)不等式,可化为.

, ∴且等号不能同时取,所以,即

因而(),

(),又

时,

从而(仅当x=1时取等号),所以上为增函数,

的最小值为,所以的取值范围是.        10分.

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简答题

已知函数

(1)求函数在点处的切线方程;

(2)求函数的单调区间.

正确答案

(1);(2)函数的单调增区间为,单调减区间为.

试题分析:(1)先求出导函数,进而根据导数的几何意义得到所求切线的斜率,再确定切点的坐标,从而可根据点斜式写出直线的方程并将此方程化成一般方程即可;(2)分别求解不等式即可确定函数的单调增减区间.

(1)由题意

所以函数在点处的切线方程为,即        6分

(2)令,解得

,解得

故函数的单调增区间为,单调减区间为        13分.

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简答题

设函数

(1)对于任意实数恒成立,求的最大值;

(2)若方程有且仅有一个实根,求的取值范围.

正确答案

(1)(2)

试题分析:(1)先求导,因为为二次函数,所以对于任意实数恒成立,即恒成立。所以此二次函数的图像应开口向上,判别式小于等于0。(2)分别解得函数的单调性和极值。画图分析可知要使只有一个根则应极大值小于0或极小值大于0.

试题解析:解:(1) ,      2分

因为,,  即 恒成立,           4分

所以 , 得

的最大值为          6分

(2) 因为 当时, ;当时, ;

时, ;      8分

所以 当时,取极大值 ;

时,取极小值 ;       10分

故当 或时, 方程仅有一个实根.

解得 .     14分

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简答题

已知函数为自然对数的底数).

(1)求函数上的单调区间;

(2)设函数,是否存在区间,使得当时函数的值域为,若存在求出,若不存在说明理由.

正确答案

(1)时,为单调增区间;时,为单调递减区间,为单调递增区间;时,单调递减区间为:, 单调递增区间为:时,单调递增区间为:.

(2)不存在.证明详见解析.

试题分析:(1)先求导,然后根据导数的性质:的解集是区间,的解集是减区间求解即可.

(2)先求导可得,假设存在假设存在区间,使得当时函数的值域为,即,所以,[m,n]为增区间,

由g(m)和g(n)的值可得方程有两个大于的相异实根,再构造函数,求,根据导函数的性质,求函数单调区间和极值,证明h(x)在只存在一个零点即可.

试题解析:(1)    1分

①当时,由恒成立,上单调递增    2分

②当时,解得

(ⅰ)若,则

上单调递减,在上单调递增    4分

(ⅱ)若,则 

上单调递增,

上单调递减    6分

综上所述:当时,的单调递减区间为:

单调递增区间为:

时,的单调递减区间为:

单调递增区间为:

时,单调递增区间为:.    7分

(2)由题意    8分

假设存在区间,使得当时函数的值域为,即

在区间单调递增   9分

,即方程有两个大于的相异实根    10分

    11分

上单调增,又,即存在唯一的使.   12分

时,为减函数;当时,为增函数;处取到极小值.又   13分

只存在一个零点,与方程有两个大于的相异实根相矛盾,所以假设不成立,所以不存在符合题意.          14分

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简答题

已知函数

(Ⅰ)时,求处的切线方程;

(Ⅱ)若对任意的恒成立,求实数的取值范围;

(Ⅲ)当时,设函数,若,求证:.

正确答案

(Ⅰ);(Ⅱ);(Ⅲ)详见解析.

试题分析:(Ⅰ)将代入,求导即得;(Ⅱ),即上恒成立. 不等式恒成立的问题,一般有以下两种考虑,一是分离参数,二是直接求最值.在本题中,设,则,这里面不含参数了,求的最大值比较容易了,所可直接求最大值.(Ⅲ)本题首先要考虑的是,所要证的不等式与函数有什么关系?待证不等式可作如下变形:

,最后这个不等式与有联系吗?我们再往下看.

,所以在是增函数.

因为,所以

从这儿可以看出,有点联系了.

同理

所以

与待证不等式比较,只要问题就解决了,而这由重要不等式可证,从而问题得证.

试题解析:(Ⅰ),所以切线为:.         3分

(Ⅱ),,即上恒成立

时,单调减,单调增,

所以时,有最大值.

所以.         8分

法二、可化为.

,则,所以

所以.

(Ⅲ)当时,,,所以在是增函数,上是减函数.

因为,所以

,同理.

所以

又因为当且仅当“”时,取等号.

,

所以,所以

所以:.         14分

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简答题

(本小题满分14分)

已知函数为常数)的图像与轴交于点,曲线在点处的切线斜率为.

(1)求的值及函数的极值;

(2)证明:当时,

(3)证明:对任意给定的正数,总存在,使得当时,恒有

正确答案

(1)当时,有极小值无极大值.

(2)见解析.(3)见解析.

试题分析:(1)由,得.

从而.

,得驻点.讨论可知:

时,单调递减;

时,单调递增.

时,有极小值无极大值.

(2)令,则.

根据,知在R上单调递增,又

时,由,即得.

(3)思路一:对任意给定的正数c,取

根据.得到当时,.

思路二:令,转化得到只需成立.

,应用导数研究的单调性.

思路三:就①,②,加以讨论.

试题解析:解法一:

(1)由,得.

,得.

所以.

,得.

时,单调递减;

时,单调递增.

所以当时,有极小值,

且极小值为

无极大值.

(2)令,则.

由(1)得,,即.

所以在R上单调递增,又

所以当时,,即.

(3)对任意给定的正数c,取

由(2)知,当时,.

所以当时,,即.

因此,对任意给定的正数c,总存在,当时,恒有.

解法二:(1)同解法一.

(2)同解法一.

(3)令,要使不等式成立,只要成立.

而要使成立,则只需,即成立.

①若,则,易知当时,成立.

即对任意,取,当时,恒有.

②若,令,则

所以当时,内单调递增.

易知,所以.

因此对任意,取,当时,恒有.

综上,对任意给定的正数c,总存在,当时,恒有.

解法三:(1)同解法一.

(2)同解法一.

(3)①若,取

由(2)的证明过程知,

所以当时,有,即.

②若

,则

.

时,单调递增.

易知,又内单调递增,

所以当时,恒有,即.

综上,对任意给定的正数c,总存在,当时,恒有.

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简答题

(14分)(2011•广东)设a>0,讨论函数f(x)=lnx+a(1﹣a)x2﹣2(1﹣a)x的单调性.

正确答案

见解析

试题分析:求出函数的定义域,求出导函数,设g(x)=2a(1﹣a)x2﹣2(1﹣a)x+1,x∈(0,+∞),讨论a=1,a>1与0<a<1三种情形,然后利用函数的单调性与导函数符号的关系求出单调性.

解:定义域{x|x>0}

f′(x)==

设g(x)=2a(1﹣a)x2﹣2(1﹣a)x+1,x∈(0,+∞)

①若a=1,则g(x)=1>0

∴在(0,+∞)上有f'(x)>0,即f(x)在(0,+∞)上是增函数.

②若a>1则2a(1﹣a)<0,g(x)的图象开口向下,

此时△=[﹣2(1﹣a)]2﹣4×2a(1﹣a)×1=4(1﹣a)(1﹣3a)>0

方程2a(1﹣a)x2﹣2(1﹣a)x+1=0有两个不等的实根

不等的实根为x1=,x2=

且x1<0<x2

∴在(0,)上g(x)>0,

即f'(x)>0,f(x)是增函数;

在(,+∞)上g(x)<0,

即f'(x)<0,f(x)是减函数;

③若0<a<1则2a(1﹣a)>0,g(x)的图象开口向上,

此时△=[﹣2(1﹣a)]2﹣4×2a(1﹣a)×1=4(1﹣a)(1﹣3a)

可知当≤a<1时,△≤0,故在(0,+∞)上,g(x)≥0,

即f'(x)≥0,f(x)是增函数;

当0<a<时,△>0,方程2a(1﹣a)x2﹣2(1﹣a)x+1=0有两个不等的实根

不等的实根满足>0

故在(0,)和(,+∞)上g(x)>0,

即f'(x)>0,f(x)是增函数;

在()上g(x)<0,

即f'(x)<0,f(x)是减函数.

点评:本题考查利用导函数讨论函数的单调性:导函数为正函数递增;导函数为负,函数递减,同时考查了分类讨论的数学思想方法,属于难题.

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简答题

已知函数,.

(1)讨论内和在内的零点情况.

(2)设内的一个零点,求上的最值.

(3)证明对恒有.

正确答案

(1)内有唯一零点;内无零点.(2) 有最大值;的最小值.(3)详见解析.

试题分析:(1)首先求导确定内的单调性,然后根据零点判定定理确定的零点情况; (2)求导得,所以 有最大值,又内的一个零点,所以的最大值为.再由(1)的结论知的最小值应为.由,于是的最小值. (3)由(2)知时,有,即

 ,得,再将左右两边放缩相加即得.

(1)有唯一零点,易知单增而在

内单减,且,故内都至多有一个零点.

,

内有唯一零点;

再由内无零点.

(2)由(1)知有最大值,

有最大值;

再由(1)的结论知的最小值应为.

,于是的最小值.

(3)由(2)知时,有,即

                      ①

,则,将的值代入①中,可得

             ②

再由,得

                ③

相仿地,时,,故

            ④

时④即,显然也成立.故原不等式成立.

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简答题

已知为函数图象上一点,O为坐标原点,记直线的斜率

(1)若函数在区间上存在极值,求实数m的取值范围;

(2)设,若对任意恒有,求实数的取值范围.

正确答案

(1);(2).

试题分析:(1),先求其导数,令,求出其导数为0的值,然后判断两侧的单调性是否发生改变,求出极值点,让极值点落在,即可求出的范围;

(2)首先代入求出函数,是负数,所以讨论当,的情况;恒有,设,求,设,由来确定的范围,来确定的正负,即的正负,从而确定的单调性,如果恒成立,只需的最大值小于0,从而求出a的范围.

试题解析:(1)由题意

所以                2分

时,;当时,.所以上单调递增,在上单调递减,故处取得极大值.

因为函数在区间(其中)上存在极值,

所以,得.即实数的取值范围是.     4分

(2)由题可知,,因为,所以.当时,,不合题意.

时,由,可得.   6分

,则.

.           8分

(1)若,则,所以内单调递增,又所以.所以符合条件.           10分

(2)若,则,,,所以存在,使得,对.则内单调递减,又,所以当时,,不合要求.

综合(1)(2)可得.                12分

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简答题

已知函数f(x)=lnx-a2x2+ax(aR).

(l)当a=1时,证明:函数f(x)只有一个零点;

(2)若函数f(x)在区间(1,十)上是减函数,求实数a的取值范围.

正确答案

(1)证明过程详见解析;(2)

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及最值问题等数学知识,考查学生的转化能力、分析问题解决问题的能力和计算能力,考查分类讨论思想.第一问,将代入确定的解析式,先求函数的定义域,这是解题的前题,函数只有一个零点等价于图像与x轴只有一个交点,对求导,利用判断函数的增减区间,判断出当时,,从而证明出图像与x轴只有一个交点;第二问,对中的参数a进行讨论,当时,与题干矛盾,当时,得到的减区间为,由题干分析可知,的子集,所以得到和1的大小关系,当时,同理得到与1的大小,从而综合上述情况得到a的取值范围.

试题解析:(1)当a=1时,f(x)=lnx-x2+x,其定义域是(0,+∞),

令f′(x)=0,即,解得或x=1.又x>0,∴x=1.

当0<x<1时,f′(x)>0;当x>1时,f′(x)<0.

∴函数f(x)在区间(0,1)上单调递增,在区间(1,+∞)上单调递减.

∴当x=1时,函数f(x)取得最大值,其值为f(1)=ln1-12+1=0.

当x≠1时,f(x)<f(1),即f(x)<0.

∴函数f(x)只有一个零点.(7分)

(2)显然函数f(x)=lnx-a2x2+ax的定义域为(0,+∞),

.

①当a=0时,,∴f(x)在区间(1,+∞)上为增函数,不合题意;

②当a>0时,f′(x)<0,得,∴,即a≥1;

③当a<0时,f′(x)<0,得,∴,a≤-.

综上,实数a的取值范围是.(14分)

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