- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
已知函数,恒过定点
.
(1)求实数;
(2)在(1)的条件下,将函数的图象向下平移1个单位,再向左平移
个单位后得到函数
,设函数
的反函数为
,直接写出
的解析式;
(3)对于定义在上的函数
,若在其定义域内,不等式
恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(1)2;(2);(3)
试题分析:(1)由,可求出实数
的值;(2)根据图象平移规则:左加右减,上加下减即可求得
表达式,从而可得
的解析式;(3)令
,不等式
恒成立可转化为关于t的二次不等式恒成立,进而转化为求函数的最值解决,利用二次函数的性质易求其最值.
试题解析:(1)由已知.
(2)
(3)在
恒成立
设
且
即:
,在
时恒成立.
解得:
或解得:
综上:实数的取值范围是
已知函数
(1)若在
是增函数,求
的取值范围;
(2)已知,对于函数
图象上任意不同两点
,
,其中
,直线
的斜率为
,记
,若
求证:
.
正确答案
(1);(2)详见解析
试题分析:(1)先求,由题意
恒成立,参变分离得
,进而求
的取值范围;
(2)首先将向量式坐标化,得
三点坐标的关系,表示
,进而表示
,然后根据
两点坐标结合函数
的解析式表示
,再后作差比较
-,因为
,故只需证明
,再恒等变形为
,进而
,设
,构造自变量为
的函数,求其最大值,只需说明最大值小于0.
试题解析:(1)由得
,
,又当
时,
,所以
;
(II),∵
,
,
∴
,∴
,
+1,
-
,∵
,
,∴
,要证
,只要证
,
即,设
,则
,
显然令
,考虑
在
上的单调性,
令,
,
,对称轴
,
,则
,故
在
递减,则有
,故
.
已知函数.
(1)若函数为奇函数,求a的值;
(2)若函数在
处取得极大值,求实数a的值;
(3)若,求
在区间
上的最大值.
正确答案
(1);(2)
;(3) 当
时,
在
取得最大值
;
当时,
取得最大值
.
试题分析:(1)首先求出导数:,
代入得:
.
因为为奇函数,所以
必为偶函数,即
,
所以.
(2)首先求出函数的极大值点.又由题设:函数在
处取得极大值.二者相等,便可得
的值.
(3).
由得:
.
注意它的两个零点的差恰好为1,且必有.
结合导函数的图象,可知导函数的符号,从而得到函数的单调区间和极值点.
试题解析:(1)因为,
所以 2分
由二次函数奇偶性的定义,因为为奇函数,
所以为偶函数,即
,
所以 4分
(2)因为.
令,得
,显然
.
所以随
的变化情况如下表:
由此可知,函数在
处取得极大值.
又由题设知:函数在
处取得极大值,所以
.
(3).
令,得
.因为
,所以
.
当时,
对
成立,
所以当时,
取得最大值
;
当时,在
时,
,
单调递增,在
时,
,
单调递减,所以当
时,
取得最大值
;
当时,在
时,
,
单调递减,所以当
时,
取得最大值
;
综上所述, 当时,
在
取得最大值
;
当时,
取得最大值
. 13分
已知函数
(Ⅰ)若函数在
处的切线垂直
轴,求
的值;
(Ⅱ)若函数在区间
上为增函数,求
的取值范围;
(Ⅲ)讨论函数的单调性.
正确答案
(Ⅰ);(Ⅱ)
;(Ⅲ)(1)当
时,函数
在
上递减,在
上递增; (2)当
时,函数
在
上递增,在
上递减,在
上递增 ,(3)当
时,函数
在
上递增;(4)当
时,函数
在
上递增,在
上递减,在
上递增.
试题分析:(Ⅰ)若函数在
处的切线垂直
轴,求
的值,只需对
求导,让它的导数在
处的值即为切线的斜率,而切线垂直
轴,故斜率为零,即
,就能求出
的值,此类题主要运用导数的几何意义来解,一般不难;(Ⅱ)若函数
在区间
上为增函数,求
的取值范围,只需对
求导,让它的导函数在区间
上恒大于零,这样转化为恒成立问题,解这类为题,只需分离参数,把含有参数放到不等式一边,不含参数放到不等式的另一边,转化为求不含参数一边的最大值或最小值即可,此题分离参数得:
,只需求出
的最大值即可;(Ⅲ)讨论函数
的单调性,只需对
求导,判断它的导函数在区间
上的符号,求出导数得
,由于
的值不知,需讨论
的取值范围,从而确定
的单调性.
试题解析:(Ⅰ)因为,故
, 函数
在
处的切线垂直
轴,所以
;
(Ⅱ)函数在
为增函数,所以当
时,
恒成立,分离参数得:
,从而有:
;
(Ⅲ),
,令
,因为函数
的定义域为
,所以(1)当
,即
时,函数
在
上递减,在
上递增; (2)当
,即
时,函数
在
上递增,在
上递减,在
上递增 ,(3)当
,即
时,函数
在
上递增;(4)当
,即
时,函数
在
上递增,在
上递减,在
上递增.
已知函数在
处取得极值.
(1)求实数的值;
(2)若关于的方程
在
上恰有两个不相等的实数根,求实数
的取值范围;
(3)若,使
成立,求实数
的取值范围
正确答案
⑴ , (2)
(3)
试题分析:⑴先求再解方程
.(2)由
构造函数
然后求
,再解方程
,确定
的单调区间,然后确定
的取值范围. (3)由
,使
成立
,利用导数求
的最小值,利用二次函数求
的最小值,解不等式求
的范围.
试题解析: 由题意得
4分
(2)由⑴得
设则
当
单调递增,
单调递减,
单调递增.
7分
方程在
上恰有两个不等的实数根,则
,
9分
(3)依条件,时
时
时
∴在
上为减函数,在
上为增函数
∴ 12分
而的最小值为
∴ ∴
∴
的取值范围为
14分
已知 函数f(x)=的图像关于原点对称,其中m,n为实常数。
(1)求m , n的值;
(2)试用单调性的定义证明:f (x) 在区间[-2, 2] 上是单调函数;
(3)[理科做] 当-2≤x≤2 时,不等式恒成立,求实数a的取值范围。
正确答案
(1) ⑵证明见解析
(3)
(1)由于f(x)图象关于原点对称,则f(x)是奇函数,
f(-x)="-f(x) "
∴f(x)在[-2,2]上是减函数。
(3)由(2)知f(x)在[-2,2]上是减函数,则-2时,
故-2不等式f(x)
恒成立
已知函数(
、
为常数),在
时取得极值.
(1)求实数的值;
(2)当时,求函数
的最小值;
(3)当时,试比较
与
的大小并证明.
正确答案
(1);(2)
取最小值
;(3)
.
试题分析:(1)因为函数 (
、
为常数),在
时取得极值,故
,因此,先对函数
求导得,
,由
可得实数
的值;(2)当
时,求函数
的最小值,当
时,由
得
,代入得
,对
求导,判断单调性,即可得函数
的最小值;(3)比较
与
的大小,直接比较不好比较,可比较对数的大小即
与
,两式作差得
,只需判断它的符号,即判断
的符号,即判断
的符号,可构造函数
,证明
即可.
试题解析:(1)
∴ (3分)
(2)时
,
∴在
上单调递减,在
上单调递增 (6分)
∴当时,
取最小值
(8分)
(3)令
,∴
在
上单调递减,在
上单调递增
,∴
当且仅当
时取最小值
∵ ∴
∴ ∴
∴ ∴
(14分)
已知函数
(Ⅰ)当时,求函数
的极大值和极小值;
(Ⅱ)当时,
恒成立,求
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)极大值为2,极小值为-2;(Ⅱ).
试题分析:(Ⅰ)当时,求函数
的极大值和极小值,与极值有关,可利用导数解决,先对函数
求导,求出导数等零点,在判断导数等零点两边的符号,从而得出极大值和极小值,本题当
时,
,得
,由导数的符号从而得极大值和极小值;(Ⅱ)当
时,
恒成立,求
的取值范围,
等价于
,又因为
,可得
恒成立,令
即
,解得
.
试题解析:(Ⅰ)递增区间递减区间
,极大值为2,极小值为-2
(Ⅱ)等价于上恒成立。
令
因为
故上恒成立等价于
已知函数.
(1)当时,求函数
的极值;
(2)求函数的单调区间;
(3)是否存在实数,使函数
在
上有唯一的零点,若有,请求出
的范围;若没有,请说明理由.
正确答案
(1),无极大值;(2)见解析;(3)存在,
或
.
试题分析:(1)先找到函数的定义域,在定义域内进行作答,在条件
下求出函数
的导函数,根据函数的单调性与导数的关系,判断函数
的极值;(2)先求出函数
的导函数,其导函数中含有参数
,所以要进行分类讨论,对
分三种情况
,
,
进行讨论,分别求出每种情况下的函数
的单调增区间和单调减区间;(3)结合(2)中的结果,找到函数
的极值点,要满足题中的要求,那么
或
,解不等式,在
的范围内求解.
试题解析:(1) 函数的定义域是
, 1分
当时,
,
所以在
上递减,在
上递增,
所以函数的极小值为
,无极大值; 4分
(2)定义域
, 5分
①当,即
时,由
,得
的增区间为
;由
,得
的减区间为
; 6分
②当,即
时,由
,得
的增区间为
和
;由
,得
的减区间为
; 7分
③当,即
时,由
,得
的增区间为
和
;由
,得
的减区间为
; 8分
综上,时,
的增区间为
,减区间为
;
时,
的增区间为
和
,减区间为
;
时,
的增区间为
和
,减区间为
; 9分
(3)当时,由(2)知
在
的极小值为
,而极大值为
;
由题意,函数的图象与
在
上有唯一的公共点,
所以,或
,结合
,
解得或
. 13分
已知函数f(x)=ln-a
+x(a>0).
(Ⅰ)若=
,求f(x)图像在x=1处的切线的方程;
(Ⅱ)若的极大值和极小值分别为m,n,证明:
.
正确答案
(Ⅰ);(Ⅱ)详见解析.
试题分析:(Ⅰ)若=
,求
图像在
处的切线的方程,须求
图像在
处的切线的斜率,即
的值,及
的值,这样需求参数
的值,注意到条件
,可以建立方程来确定参数
的值,本题思维简单,学生比较容易得分;(Ⅱ)证明:
,需要求出
的极大值和极小值,但此题是字母,不能求出,可考虑它们的和的问题,可设极大值点,与极小值点分别为
,利用根与系数关系,得
,这样
就转化为关于参数
的关系式,利用导数求出
的单调性,从而证出,此题出题新颖,构思巧妙,确实是一个好题.
试题解析:(Ⅰ),
,即
,
,
图像在
处的切线的方程为
,即
;
(Ⅱ)设为方程
的两个实数根,则
,由题意得:
,
,
,令
,则
,
时,
是减函数,则
即 .
扫码查看完整答案与解析