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题型:简答题
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简答题

已知函数.

(1)若的极值点,求上的最大值;

(2)若函数上的单调递增函数,求实数的取值范围.

正确答案

(1)上的最大值为15;

(2)实数的取值范围为:.

试题分析:(1)先对函数求导,再把代入导函数使之为0,即解得的值,进一步可求;令导函数为0,列表可求上的最大值;(2)函数上的单调递增函数可转化为在R上恒成立,即可求出实数的取值范围.

试题解析:(1),令,即.

                    4分

,解得(舍去).

变化时,,的变化情况如下表:

因此,当时,在区间[1,5]上有最大值是.      8分

(2) 是R上的单调递增函数转化为在R上恒成立,   10分

从而有,由,解得    12分

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简答题

已知函数

(Ⅰ)若上是增函数,求实数a的取值范围;

(Ⅱ)证明:当a≥1时,证明不等式≤x+1对x∈R恒成立;

(Ⅲ)对于在(0,1)中的任一个常数a,试探究是否存在x0>0,使得>x0+1成立?如果存在,请求出符合条件的一个x0;如果不存在,请说明理由.

正确答案

(I)a的取值范围为a≤0;(Ⅱ)详见解析;(Ⅲ)可找到一个常数,使得>x0+1成立.

试题分析:(I)时,,求导得.由题意,≥0在上恒成立.因为ex>0恒成立,故只需≥0在上恒成立,结合抛物线的图象即可得a的取值范围;(Ⅱ)由题知f(x)≤x+1即为-≤x+1.由于含有,故分两种情况讨论.①在x≥0时,要证明-≤x+1成立,可变为证1≤成立,这样只需利用导数求的最小值即可,求导得,易得≥0,从而g(x)≥g(0)=1.注:直接证也可,只是需要求两次导数.

②在x≤0时,要证-≤x+1成立,可变为证1≤成立,这样只需利用导数求的最小值即可.

(Ⅲ)要使f(x0)>x0+1成立,即.如果变为,那么求导后式子很复杂,故尝试作其它的变形.

变形为,要找一个x0>0使该不等式成立,只需找到函数的最小值,满足即可.这利用导数就容易解决了.

试题解析:(I)∵时,

由题意,≥0在上恒成立,

当a=0时,>0恒成立,即满足条件.

当a≠0时,要使≥0,而ex>0恒成立,

故只需≥0在上恒成立,即

解得a<0.

综上,a的取值范围为a≤0.                  4分

(Ⅱ)由题知f(x)≤x+1即为-≤x+1.

①在x≥0时,要证明-≤x+1成立,

只需证,即证1≤,      ①

,得

整理得

∵x≥0时,≤1,结合a≥1,得≥0,

为在上是增函数,故g(x)≥g(0)=1,从而①式得证.

②在x≤0时,要使-≤x+1成立,

只需证,即证1≤,       ②

,得

在x≤0时为增函数,

≤0,从而≤0,

∴m(x)在x≤0时为减函数,则m(x)≥m(0)=1,从而②式得证.

综上所述,原不等式-≤x+1即f(x)≤x+1在a≥1时恒成立. 10分

(Ⅲ)要使f(x0)>x0+1成立,即

变形为, ③

要找一个x0>0使③式成立,只需找到函数的最小值,满足即可.

,则x=-lna,取x0=-lna,

在0,在x>-lna时,

即t(x)在(0,-lna)上是减函数,在(-lna,+∞)上是增函数,

∴当x=-lna时,取得最小值

下面只需证明:时成立即可.

又令

≥0,从而在(0,1)上是增函数,

,从而,得证.

于是的最小值

因此可找到一个常数,使得③式成立.      14分

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简答题

已知函数.

(Ⅰ)求函数的单调区间;

(Ⅱ)若函数上是减函数,求实数a的最小值;

(Ⅲ)若,使)成立,求实数a的取值范围.

正确答案

(Ⅰ)单调减区间是,增区间是.;(Ⅱ);(Ⅲ).

试题分析:(1)先求,解不等式并和定义域求交集,得的单调递增区间;解不等式并和定义域求交集,得的单调递减区间;(2)等价于时恒成立,即,故,得实数a的取值范围;(3)由特称量词的含义知,在区间内存在两个独立变量,使得已知不等式成立,等价于的最小值小于等于的最大值,分别求两个函数的最小值和最大值,建立实数的不等式,进而求的范围.

试题解析:由已知函数的定义域均为,且.

(Ⅰ)函数,当时,;当时,.

所以函数的单调减区间是,增区间是.

(Ⅱ)因f(x)在上为减函数,故上恒成立.

所以当时,.又,故当,即时,.所以于是,故a的最小值为

(Ⅲ)命题“若使成立”等价于“当时,

”.

由(Ⅱ),当时,. 问题等价于:“当时,有”.

时,由(Ⅱ),上为减函数,则=,故

当0<时,由于上为增函数,故的值域为,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

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简答题

已知函数.

(1)当时,求的极值;(2)当时,讨论的单调性;

(3)若对任意的恒有成立,求实数的取值范围.

正确答案

(1)极小值,无极大值;(2)参考解析;(3)

试题分析:(1)当时.函数f(x)是一个对数函数和分式的和的形式.通过求导可以求出函数的有极小值,但没极大值.

(2)当时.通过求导可得导函数的两个零点,在定义域上分别对两个零点的大小讨论分类.从而得到函数的单调区间.

(3)由对任意的恒有成立.首先要求出函数f(x)在[1,3]上且的最大值.从而对于任意使得恒成立即可.再通过分离变量即可得到结论.本题前两小题较为基础但第二小题的分类做到清晰不容易,第三小题难度较大.

试题解析:(1)当时,     1分

,解得.                                2分

上是减函数,在上是增函数.               3分

的极小值为,无极大值.                   4分

(2).  6分

①当时,上是减函数,在上是增函数;   7分

②当时,上是减函数;                      8分

③当时,上是减函数,在上是增函数.    9分

(3)当时,由(2)可知上是减函数,

.              10分

对任意的恒成立,

                        11分

对任意恒成立,

对任意恒成立,                         12分

由于当时,,∴.           14分

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简答题

已知函数的图象与直线相切于点.

(1)求实数的值; (2)求的极值.

正确答案

(1);(2).

试题分析:(1)将切点坐标代入函数得一等式,函数在某点处的导数即为该点处切线的斜率,由这两个等式可求得a、b的值. (2)将(1)所求得的a、b的值代入得,通过求导,即得其极值.

试题解析:(1)由求导得:

               2分

据条件有

               5分

解之得              6分

(2)据(1)知,所以

           7分

所以在区间内是增函数,在区间上是减函数   9分 故        11分

            12分

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简答题

已知函数.

(I)若,求函数的单调区间;

(Ⅱ)求证:

(Ⅲ)若函数的图象在点处的切线的倾斜角为,对于任意的,函数的导函数)在区间上总不是单调函数,求的取值范围。

正确答案

(I)的单调增区间为,减区间为 ;(Ⅱ) 证明详见解析;(Ⅲ)

试题分析:(Ⅰ)先求导数,然后求导数大于或小于零的区间,即得原函数的单调区间;(Ⅱ)由(Ⅰ) 可知 当,即对一切成立,可得,然后叠乘即可. (Ⅲ)求出,则,求出,再求出,则,由于:对于任意的,恒成立,,所以,解出m即可.

试题解析:解:(Ⅰ)当时, ,解;解[的单调增区间为,减区间为 

(Ⅱ)证明如下: 由(Ⅰ)可知 当,即,

对一切成立 

,则有,∴ 

 

(Ⅲ) ∵, ,∴  

在区间上总不是单调函数,且 

由题意知:对于任意的,恒成立, 所以,,∴.

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简答题

已知函数

(Ⅰ)判断函数上的单调性,并用定义加以证明;

(Ⅱ)若对任意,总存在,使得成立,求实数的取值范围

正确答案

(Ⅰ)函数上的单调递增  (Ⅱ)实数的取值范围

试题分析:(Ⅰ)利用函数的单调性的定义判断:先由,然后利用判断出单调性,本题的关键在于:先把转化成因式乘积的形式,继而判断每一个因式的符号,最后得到,即 

(Ⅱ)先由,得到,然后利用上的单调递增,得到,只需,利用子集的性质得到的取值范围 

试题解析:(Ⅰ)函数上的单调递增    1分

证明如下:设,则

    2分

 

,即,    2分

函数上的单调递增      1分

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当时,,    1分

上的单调递增,

时,    1分

依题意,只需    2分

,解得,即 实数的取值范围    2分

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简答题

已知函数f(x)=x2xsin x+cos x.

(1)若曲线yf(x)在点(af(a))处与直线yb相切,求ab的值;

(2)若曲线yf(x)与直线yb有两个不同交点,求b的取值范围.

正确答案

(1) a=0,b=1.(2) b>1

(1)由f(x)=x2xsin x+cos x

f′(x)=x(2+cos x),

yf(x)在点(af(a))处与直线yb相切.

f′(a)=a(2+cos a)=0且bf(a),

a=0,bf(0)=1.

(2)令f′(x)=0,得x=0.

∴当x>0时,f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)递增.

x<0时,f′(x)<0,f(x)在(-∞,0)上递减.

f(x)的最小值为f(0)=1.

由于函数f(x)在区间(-∞,0)和(0,+∞)上均单调,

所以当b>1时曲线yf(x)与直线yb有且仅有两个不同交点.

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简答题

已知函数为常数),直线与函数的图象都相切,且与函数图象的切点的横坐标为

(1)求直线的方程及的值;

(2)若 [注:的导函数],求函数的单调递增区间;

(3)当时,试讨论方程的解的个数.

正确答案

(1)  ;  ;(2)  ;(3)详见解析.

试题分析:(1)利用函数在处的导数,等于在处切线的斜率,所以先求,再求,直线的斜率就是,直线过点,代入得到直线的方程,直线的图象相切,所以代入联立,得到值;(2)先求, 得到,再求,令,得到的取值范围,即求得函数的单调递增区间;(3)令,再求,得到极值点,然后列表分析当变化时,的变化情况,结合为偶函数,画出的函数图形,再画,当直线上下变化时,可以看出交点的变化,根据交点的不同,从而确定,再不同的范围下得到不同的交点个数.此问注意分类讨论思想的使用,不要遗漏情况.属于较难习题.

试题解析:(1)解:由

故直线的斜率为,切点为,即

所以直线的方程为.                     3分

直线的图象相切,等价于方程组只有一解,

即方程有两个相等实根,

所以令,解得.             5分

(2)因为

,所以

所以函数的单调递增区间是.          8分

(3)令

,令,得,         10分

变化时,的变化情况如下表:

为偶函数, 所以函数的图象如图:

时,方程无解;

时,方程有两解;

时,方程有三解;

时,方程有四解.            14分

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简答题

某地政府为科技兴市,欲在如图所示的矩形ABCD的非农业用地中规划出一个高科技工业园区(如图中阴影部分),形状为直角梯形QPRE(线段EQ和RP为两个底边),已知其中AF是以A为顶点、AD为对称轴的抛物线段.试求该高科技工业园区的最大面积.

正确答案

试题分析:求该高科技工业园区的最大面积,由梯形的面积公式须知PQ,PR,QE的长度,注意到点P在曲线AF上的动点,因此此题可建立直角坐标系求解,故以A为原点,AB所在的直线为x轴建立直角坐标系,从而得,而曲线AF是以A为定点,AD为对称轴的抛物线段,故利用AF求出抛物线的方程,利用EC求出直线EC的方程,设出P点的坐标为,从而得出PQ,PR,PE的长度,由梯形的面积公式,得出工业园区的面积 ,由于是三次函数,需用求导来求最大值,从而解出高科技工业园区的最大面积是.

试题解析:以A为原点,AB所在直线为x轴建立直角坐标系如图,则…(2分)

由题意可设抛物线段所在抛物线的方程为,由得,

∴AF所在抛物线的方程为,   (5分)

,∴EC所在直线的方程为

,则,   (9分)

∴工业园区的面积,   (12分)

(舍去负值)   ,   (13分)

变化时,的变化情况可知,当时,取得最大值

答:该高科技工业园区的最大面积

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