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题型:简答题
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简答题

已知是实数,函数,分别是的导函数,若在区间上恒成立,则称在区间上单调性一致.

(Ⅰ)设,若函数在区间上单调性一致,求实数的取值范围;

(Ⅱ)设,若函数在以为端点的开区间上单调性一致,求的最大值.

正确答案

(Ⅰ);(Ⅱ).

试题分析:(Ⅰ)由不等式恒成立,即可求出结果. (Ⅱ)在以为端点的开区间上恒成立,对的大小分类讨论,以确定的取值范围,从而去确定的最大值.

试题解析:由已知,

(Ⅰ)由题设“单调性一致”定义知,在区间上恒成立,

 在区间上恒成立,

,所以,所以,在区间上恒成立,

在区间上恒成立,而上最大值

所以,,即

(Ⅱ)由“单调性一致”定义知,在以为端点的开区间上恒成立,

在以为端点的开区间上恒成立,

,所以,由,得

①若,则开区间为,取,由知,在区间上单调性不一致,不符合题设;

②若,因均为非负,故不在以为端点的开区间内;所以,只有可能在区间上;

在以为端点的区间上恒成立,知要么不小于中的大者,要么不大于中的小者;

因为都不大于0,所以,,所以,由,所以

时,由在区间上恒成立,即在区间上恒成立,知最大值为,而由解得

此时,,配方后知,取不到最大值;

时,显然,此时,当,即时,取得最大值;综上,的最大值为.

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简答题

21.(本小题满分12分)

已知函数fx)=x=1处取得极值(a>0)

(I)求a、b所满足的条件;

(II)讨论函数fx)的单调性.

正确答案

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简答题

(本小题满分12分)

已知函数

(1)确定上的单调性;

(2)设在(0,2)上有极值,求的取值范围。

正确答案

(1)在(0,+∞)上单调递减(2)

(1)由已知函数求导得   2分

   4分

在(0,+∞)上递减,

因此在(0,+∞)上单调递减    6分

(2)由可得:

   7分

,任给

在(0,2)上单调递减,

在(0,2)无极值  9分

在(0,2)上有极值的充要条件是

在(0,2)上有零点  11分

,解得

综上,的取值范围是   12分

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简答题

已知函数,且在点

处的切线方程为.

(1)求的值;

(2)若函数在区间内有且仅有一个极值点,求的取值范围;  

(3)设为两曲线的交点,且两曲线在交点处的切线分别为.若取,试判断当直线轴围成等腰三角形时值的个数并说明理由.

正确答案

(1) ;(2) ;(3)2个

试题分析:(1)由函数,在点处的切线方程为.所以对函数求导,根据斜率为1以及过点(1,0)两个条件即可求出结论.

(2)由函数,对函数求导,并令可解得两个根,由于函数在区间内有且仅有一个极值点,的根在内有且仅有一个根.所以通过分类讨论即可求的取值范围.

(3)两曲线在交点处的切线分别为.若取,当直线轴围成等腰三角形时.通过求导求出两函数的切线的斜率,即可得到这两斜率不可能是相等,所以依题意可得到两切线倾斜角有两倍的关系,再通过解方程和函数的单调性的判断即可得到结论.

(1),∴,又

.                                              3分

(2)

.                                          5分

,当且仅当时,函数在区间内有且仅有一个极值点.                                                 6分

,即,当;当,函数有极大值点

,即时,当;当,函数有极大值点

综上,的取值范围是.              8分

(3)当时,设两切线的倾斜角分别为

, ∴均为锐角,                        9分

,即时,若直线能与轴围成等腰三角形,则;当,即时,若直线能与轴围成等腰三角形,则

得,

,即

此方程有唯一解,直线能与轴围成一个等腰三角形.  11分

得,

,即

时,,∴单调递增,则单调递

增,由于,且,所以,则

即方程有唯一解,直线能与轴围成一个等腰三角形. 

因此,当时,有两处符合题意,所以直线能与轴围成等腰三角形时,值的个数

有2个.                                                   14分

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简答题

一个如图所示的不规则形铁片,其缺口边界是口宽4分米,深2分米(顶点至两端点所在直线的距离)的抛物线形的一部分,现要将其缺口边界裁剪为等腰梯形.

(1)若保持其缺口宽度不变,求裁剪后梯形缺口面积的最小值;

(2)若保持其缺口深度不变,求裁剪后梯形缺口面积的最小值.

正确答案

(1)6,(2).

试题分析:(1)由题意得:保持其缺口宽度不变,需在A,B点处分别作抛物线的切线. 以抛物线顶点为原点,对称轴为轴,建立平面直角坐标系,则,从而边界曲线的方程为.因为抛物线在点处的切线斜率,所以,切线方程为,与轴的交点为.此时梯形的面积平方分米,即为所求.(2)若保持其缺口深度不变,需使两腰分别为抛物线的切线. 设梯形腰所在直线与抛物线切于时面积最小.此时,切线方程为,其与直线相交于,与轴相交于.此时,梯形的面积.故,当时,面积有最小值为

解:(1)以抛物线顶点为原点,对称轴为轴,建立平面直角坐标系,则

从而边界曲线的方程为

因为抛物线在点处的切线斜率

所以,切线方程为,与轴的交点为

此时梯形的面积平方分米,即为所求.

(2)设梯形腰所在直线与抛物线切于时面积最小.

此时,切线方程为

其与直线相交于

轴相交于

此时,梯形的面积.……11分

(这儿也可以用基本不等式,但是必须交代等号成立的条件)

=0,得

时,单调递减;

时,单调递增,

故,当时,面积有最小值为

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简答题

已知函数为函数的导函数.

(1)设函数f(x)的图象与x轴交点为A,曲线y=f(x)在A点处的切线方程是,求的值;

(2)若函数,求函数的单调区间.

正确答案

(1);(2)见解析.

试题分析:(1)先对原函数进行求导,易知点A坐标,又由曲线y=f(x)在A点处的切线方程是,可得,解得的值;(2)先写出的函数解析式,再对函数求导,然后对a分两种情况讨论,列表求单调区间.

试题解析:(1)∵,∴.        1分

处切线方程为,∴,        3分

. (各1分)                5分

(2)

.        7分

①当时,,                                          

的单调递增区间为,单调递减区间为.          9分

②当时,令,得                  10分

(ⅰ)当,即时,

的单调递增区间为,单调递减区间为;  11分

(ⅱ)当,即时,, 故单调递减;  12分

(ⅲ)当,即时,

上单调递增,在上单调递减  

综上所述,当时,的单调递增区间为,单调递减区间为

时,的单调递增区间为,单调递减区间为

时,的单调递减区间为

时,的单调递增区间为,单调递减区间为   14分

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简答题

设直线. 若直线l与曲线S同时满足下列两个条件:

①直线l与曲线S相切且至少有两个切点;

②对任意xR都有. 则称直线l为曲线S的“上夹线”.

(1) 类比“上夹线”的定义,给出“下夹线”的定义;

(2) 已知函数取得极小值,求ab的值;

(3) 证明:直线是(2)中曲线的“上夹线”。

正确答案

(1)设直线. 若直线l与曲线S同时满足下列两个条件:

①直线l与曲线S相切且至少有两个切点;

②对任意xR都有. 则称直线l为曲线S的“下夹线”.

(2)(3)见解析

(1) 设直线. 若直线l与曲线S同时满足下列两个条件:

①直线l与曲线S相切且至少有两个切点;

②对任意xR都有. 则称直线l为曲线S的“下夹线”. ----------3分

(2)因为,所以               -----4分

        --------5分

解得,                   -----------6分

(3)由(2)得

时,,此时

,所以是直线与曲线的一个切点;     ……8分

时,,此时

,所以是直线与曲线的一个切点;        ----10分

所以直线l与曲线S相切且至少有两个切点;

对任意xR

所以                       -----------12分

因此直线是曲线的“上夹线”.     ------13分

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简答题

已知二次函数为常数);.若直线l1、l2与函数f(x)的图象以及l1,y轴与函数f(x)的图象所围成的封闭图形如阴影所示.

(Ⅰ)求a、b、c的值;

(Ⅱ)求阴影面积S关于t的函数S(t)的解析式;

(Ⅲ)若问是否存在实数m,使得y=f(x)的图象与y=g(x)的图象有且只有两个不同的交点?若存在,求出m的值;若不存在,说明理由.

正确答案

(I)函数f(x)的解析式为 

(Ⅱ)

(Ⅲ)当m=7或时,函数f(x)与g(x)的图象有且只有两个不同交点.

(I)由图形 知:

∴函数f(x)的解析式为…………………………4分

(Ⅱ)由

∵0≤t≤2

∴直线l1与f(x)的图象的交点坐标为(…………………………6分

由定积分的几何意义知:

………………………………9分

(Ⅲ)令

因为x>0,要使函数f(x)与函数g(x)有且仅有2个不同的交点,则函数

的图象与x轴的正半轴有且只有两个不同的交点

当x∈(0,1)时,是增函数;

当x∈(1,3)时,是减函数

当x∈(3,+∞)时,是增函数

当x=1或x=3时,

………………………………12分

又因为当x→0时,

所以要使有且仅有两个不同的正根,必须且只须

∴m=7或

∴当m=7或时,函数f(x)与g(x)的图象有且只有两个不同交点.

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简答题

设函数

(1)若时,函数有三个互不相同的零点,求的取值范围;

(2)若函数内没有极值点,求的取值范围;

(3)若对任意的,不等式上恒成立,求实数的取值范围.

正确答案

(1);(2);(3).

试题分析:(1)时,有三个互不相同的零点,即有三个互不相同的实数根,构造函数确定函数的单调性,求函数的极值,从而确定的取值范围;

(2)要使函数内没有极值点,只需上没有实根即可,即的两根不在区间上;

(3)求导函数来确定极值点,利用的取值范围,求出上的最大值,再求满足的取值范围.

(1)当时,.

因为有三个互不相同的零点,所以,即有三个互不相同的实数根.

,则.

,解得;令,解得.

所以上为减函数,在上为增函数.

所以.

所以的取值范围是.

(2)因为,所以.

因为内没有极值点,所以方程在区间上没有实数根,

,二次函数对称轴

时,即,解得

所以,或不合题意,舍去),解得.

所以的取值范围是

(3)因为,所以,且时,.

又因为,所以上小于0,是减函数;

上大于0,是增函数;

所以,而

所以

又因为上恒成立,所以,即,即,在上恒成立.

因为上是减函数,最小值为-87.

所以,即的取值范围是.

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简答题

设f(x)是定义在区间(1,+∞)上的函数,其导函数为f′(x).如果存在实数a和函数h(x),其中h(x)对任意的x∈(1,+∞)都有h(x)>0,使得f′(x)=h(x)(x2-ax+1),则称函数f(x)具有性质P(a).

(1)设函数f(x)=ln x+ (x>1),其中b为实数.

①求证:函数f(x)具有性质P(b);

②求函数f(x)的单调区间;

(2)已知函数g(x)具有性质P(2).给定x1,x2∈(1,+∞),x1<x2,设m为实数,α=mx1+(1-m)x2,β=(1-m)x1+mx2,且α>1,β>1,若|g(α)-g(β)|<|g(x1)-g(x2)|,求m的取值范围.

正确答案

(1)当b≤2时,函数f(x)的单调增区间为(1,+∞);

当b>2时,函数f(x)的单调减区间为(1,),单调增区间为(,+∞).

(2)(0,1)

解:(1)由f(x)=ln x+,得f′(x)=.

①证明:因为x>1时,h(x)=>0,所以函数f(x)具有性质P(b).

②当b≤2时,由x>1得x2-bx+1≥x2-2x+1=(x-1)2>0,

所以f′(x)>0.从而函数f(x)在区间(1,+∞)上单调递增.

当b>2时,令x2-bx+1=0得

x1,x2.

因为x1<1,

x2>1,

所以当x∈(1,x2)时,f′(x)<0;当x∈(x2,+∞)时,f′(x)>0;当x=x2时,f′(x)=0.从而函数f(x)在区间(1,x2)上单调递减,在区间(x2,+∞)上单调递增.

综上所述,当b≤2时,函数f(x)的单调增区间为(1,+∞);

当b>2时,函数f(x)的单调减区间为(1,),单调增区间为(,+∞).

(2)由题设知,g(x)的导函数

g′(x)=h(x)(x2-2x+1),

其中函数h(x)>0对于任意的x∈(1,+∞)都成立,

所以当x>1时,g′(x)=h(x)(x-1)2>0,

从而g(x)在区间(1,+∞)上单调递增.

①当m∈(0,1)时,

有α=mx1+(1-m)x2>mx1+(1-m)x1=x1

α<mx2+(1-m)x2=x2,即α∈(x1,x2),

同理可得β∈(x1,x2).

所以由g(x)的单调性知g(α),g(β)∈(g(x1),g(x2)),从而有|g(α)-g(β)|<|g(x1)-g(x2)|,符合题意.

②当m≤0时,α=mx1+(1-m)x2≥mx2+(1-m)x2=x2,β=(1-m)x1+mx2≤(1-m)x1+mx1=x1,于是由α>1,β>1及g(x)的单调性知g(β)≤g(x1)<g(x2)≤g(α),

所以|g(α)-g(β)|≥|g(x1)-g(x2)|,与题意不符.

③当m≥1时,同理可得α≤x1,β≥x2

进而得|g(α)-g(β)|≥|g(x1)-g(x2)|,与题意不符.

综上所述,所求的m的取值范围为(0,1).

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