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题型:简答题
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简答题

设a为正实数,函数f(x)=x3-ax2-a2x+1, x∈R.

(1)求f(x)的极值;

(2)设曲线y=f(x)与直线y=0至多有两个公共点,求实数a的取值范围.

正确答案

(1)f(x)(极大)=f

f(x)(极小)=f(a)=a3-a3-a3+1=1-a3

(2)见解析(3)0

(1)f′(x)=3x2-2ax-a2……………………………………………………2分

由f′(x)=3x2-2ax-a2=0,得x1=-,x2="a," (a>0)

x

(-,-

(-,a)

a

(a,+ ∞)

f′(x)

+

0

0

+

f(x)

极大

极小

……………………………………………………………………………………5分

∴f(x)(极大)=f

f(x)(极小)=f(a)=a3-a3-a3+1=1-a3……………………………………………7分

(2)∵f(x)在(-∞,-)上递增,在(-,a)上递减,在(a,+ ∞)上递增,

f(x)(极大)= a3+1>0………………………………………………………………9分

①当极小值f(a)=1-a3≥0,即0,+∞)上有1个或0个公共点,此时f(-1)=a(a-1) ≤0

∴y=f(x)与y="0 " 在x∈(-∞,-)上有1个公共点

∴0

②当极小值f(a)=1-a3<0即a>1时,y=f(x)与y=0在x∈(-,+∞)上有2个公共点,此时f(-a)=1-a3<0

∴y=f(x)与y="0" 在x∈(-∞,-)上有1个公共点

∴a>1时,y=f(x)与y=0有3个公共点………………………………………13分

综上,0

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题型:简答题
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简答题

已知函数.

(1)求的单调区间;

(2)记的从小到大的第个零点,证明:对一切,有.

正确答案

(1) 单调递减区间为,

单调递增区间为.(2)详见解析

试题分析:(1)对函数求导得到导函数,求大于0和小于0的解集得到单调减区间和单调增区间,但是必须注意正余弦的周期性和原函数的定义域.

(2)利用(1)问的结果可知函数在区间上是单调递减的,即在区间上至多一个零点,根据正余弦的函数值可得,再根据在区间上单调性和函数在区间端点处函数值异号可得函数在区间上有且只有一个零点,即,则依次讨论利用放缩法即可证明.

求导可得,令可得

,当时,.此时;

时,,此时,

故函数的单调递减区间为,

单调递增区间为.

(2)由(1)可知函数在区间上单调递减,又,所以,

时,因为,且函数的图像是连续不断的,所以在区间内至少存在一个零点,又在区间上是单调的,故,因此,

时,;

时,;

时,

,

综上所述,对一切的,.

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题型:简答题
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简答题

已知函数

(1)讨论函数上的单调性;

(2)当时,曲线上总存在相异两点,,使得曲线在处的切线互相平行,求证:

正确答案

(1)讨论函数的单调性,我们可先求其导数,则不等式的解集区间就是函数的单调增区间,不等式的解集区间就是函数的单调减区间;(2)题设问题实际上就是已知

,由(1)知化简变形得,要证明的是,利用基本不等式,这样有,故小于的最小值,而上是增函数(可用导数或用增函数的定义证明),于是有,从而,解得

试题分析:

(1)函数的定义域为

,解得

,∴, ∴当时,;当时,

上单调递减,在上单调递增.    6分

(2)由题意得,当时,)

     ∴

 整理得

 所以上单调递减,所以上的最大值为        12分

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x2+ax+b,g(x)=ex(cx+d).若曲线y=f(x)和曲线y=g(x)都过点P(0,2),且在点P处有相同的切线y=4x+2.

(1)求a,b,c,d的值;

(2)若x≥-2时,f(x)≤kg(x),求k的取值范围.

正确答案

(1)a=4,b=2,c=2,d=2

(2)[1,e2]

(1)∵曲线y=f(x)和曲线y=g(x)都过点P(0,2),

∴b=d=2.

∵f′(x)=2x+a,故f′(0)=a=4.

∵g′(x)=ex(cx+d+c),

∴g′(0)=2+c=4,故c=2.

从而a=4,b=2,c=2,d=2.

(2)令F(x)=kg(x)-f(x),则F′(x)=(kex-1)(2x+4),

由题设可得F(0)≥0,故k≥1,

令F′(x)=0得x1=-ln k,x2=-2,

①若1≤k<e2,则-2<x1≤0,

从而当x∈[-2,x1)时,F′(x)<0,

当x∈(x1+∞)时,F′(x)>0,

即F(x)在[-2,+∞)上最小值为F(x1)=2x1+2-x22-4x1-2=-x1(x1+2)≥0,此时f(x)≤kg(x)恒成立;

②若k=e2,F′(x)=(ex+2-1)(2x+4),

故F(x)在[-2,+∞)上单调递增,

因为F(-2)=0,所以f(x)≤kg(x)恒成立;

③若k>e2,则F(-2)=-2ke-2+2=-2e-2(k-e2)<0,

从而当x∈[-2,+∞)时,

f(x)≤kg(x)不可能恒成立.

综上所述k的取值范围为[1,e2].

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题型:简答题
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简答题

已知函数.

(1)当时,证明:

(2)若对恒成立,求实数的取值范围;

(3)当时,证明:.

正确答案

(1)详见解析;(2);(3)详见解析.

试题分析:(1)将代入函数的解析式,构造新函数,问题转化为证明,只需利用导数研究函数的单调性,利用函数的单调性来证明该不等式;(2)解法一是利用参数分离法将不等式转化为上恒成立,构造新函数,问题转化为

来处理;解法二是构造新函数,问题转化为来处理,求出导数的根,对与区间的相对位置进行分类讨论,以确定函数的单调性与最值,从而解决题中的问题;解法三是利用参数分离法将问题转化为,从而将问题转化为来处理,而将视为点与点连线的斜率,然后利用图象确定斜率的最小值,从而求解相应问题;(3)利用分析法将问题等价转化为证明不等式,结合(1)中的结论

结合放缩法证明,最后利用累加法证明相关不等式证明.

试题解析:(1)证明:要证,即证

,则

单调递增,

,即成立;

(2)解法一:由可得

由(1)知

,函数上单调递增,当时,

解法二:令,则

时,,函数上是增函数,有,------6分

时,函数上递增,在上递减,

恒成立,只需,即

时,函数上递减,对恒成立,只需

,不合题意,

综上得对恒成立,

解法三:由可得

由于表示两点的连线斜率,

由图象可知单调递减,

故当

,即

(3)当时,,则

要证,即证

由(1)可知,又

.

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题型:填空题
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填空题

设函数,若是奇函数,则+的值为 

正确答案

试题分析:解:因为,所以

所以,

因为是奇函数,所以,所以,

故答案填:3.

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题型:简答题
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简答题

已知 ().

(1)当时,判断在定义域上的单调性;

(2)若上的最小值为,求的值;

(3)若上恒成立,试求的取值范围.

正确答案

(1)单调递增 (2)  (3)

试题分析:(1)判断函数的单调性常用作差比较法、导函数法.其共同点都是与0比大小确定单调性.也可以利用基本初等函数的单调性来判断:当时,因为上都是单调递增,所以 ()在定义域上单调递增;(2)利用导函数法求闭区间上的最值,首先要求出极值,然后再与两个端点函数值比较得出最值;既要灵活利用单调性,又要注意对字母系数进行讨论;(3)解决“恒成立”问题,常用分离参数法,转化为求新构造函数的最值(或值域).

试题解析:(1)由题意得,且                                       1分

显然,当时,恒成立,在定义域上单调递增;                3分

(2)当时由(1)得在定义域上单调递增,所以上的最小值为

(与矛盾,舍);                          5分

显然在上单调递增,最小值为0,不合题意;            6分

(舍);

(满足题意);

(舍);                    9分

综上所述.                                                         10分

(3)若上恒成立,即在恒成立,(分离参数求解)

等价于恒成立,

.  则;                    11分

,则

显然当上单调递减,,

恒成立,说明单调递减,;            13分

所以.                                                                  14分

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题型:简答题
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简答题

已知函数时,都取得极值。

(1)求的值;

(2)若,求的单调区间和极值;

(3)若对都有恒成立,求的取值范围。

正确答案

解:(1)f ′(x)=3x2+2a x+b=0.

由题设,x=1,x=-为f ′(x)=0的解.

a=1-=1×(-).∴a=-,b=-2……………………………………4分

经检验得:这时都是极值点.…………………………………5分

(2)f (x)=x3x2-2 x+c,由f (-1)=-1-+2+c=,c=1.

∴f (x)=x3x2-2 x+1.

∴  f (x)的递增区间为(-∞,-),及(1,+∞),递减区间为(-,1).

当x=-时,f (x)有极大值,f (-)=

当x=1时,f (x)有极小值,f (1)=-……………………………………………10分

(3)由(1)得,f ′(x)=(x-1)(3x+2),f (x)=x3x2-2 x+c,

f (x)在[-1,-及(1,2]上递增,在(-,1)递减.

而f (-)=-+c=c+.f (2)=8-2-4+c=c+2.

∴  f (x)在[-1,2]上的最大值为c+2.∴ ,∴ 

∴  或∴ …………………16分

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题型:简答题
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简答题

已知函数的一个极值点.

(Ⅰ)求

(Ⅱ)求函数的单调区间;

(Ⅲ)若的图象与x轴有且只有3个交点,求b的取值范围.

正确答案

(Ⅰ)

(Ⅱ)函数的单调递增区间为

函数的单调递减区间为[1,3]

(Ⅲ)

(Ⅰ)

………………………………2分

(Ⅱ)由(Ⅰ)知

…………………………4分

………………………………………………6分

∴函数的单调递增区间为

函数的单调递减区间为[1,3] ……………………………8分

(Ⅲ)由(Ⅱ)可知函数单调递增

函数在[1,3]单调递减

函数在[3,+单调递增

x=1或x=3时,

…………………………11分

……………………12分

∴要使的图象与x轴正半轴有且仅有三个不同的交点,只须

………………………………………………………………15分

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题型:简答题
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简答题

(14分)(2011•天津)已知函数f(x)=4x3+3tx2﹣6t2x+t﹣1,x∈R,其中t∈R.

(Ⅰ)当t=1时,求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;

(Ⅱ)当t≠0时,求f(x)的单调区间;

(Ⅲ)证明:对任意的t∈(0,+∞),f(x)在区间(0,1)内均存在零点.

正确答案

(Ⅰ)y=﹣6x

(Ⅱ)(1)若t<0,则<﹣t,∴f(x)的单调增区间是(﹣∞,),(﹣t,+∞);f(x)的单调减区间是(,﹣t)

(2)若t>0,则>﹣t,∴f(x)的单调增区间是(﹣∞,﹣t),(,+∞);f(x)的单调减区间是(﹣t,

(Ⅲ)见解析

试题分析:(I)当t=1时,求出函数f(x),利用导数的几何意义求出x=0处的切线的斜率,利用点斜式求出切线方程;

(II)根据f'(0)=0,解得x=﹣t或x=,讨论t的正负,在函数的定义域内解不等式fˊ(x)>0和fˊ(x)<0求出单调区间即可;

(III)根据函数的单调性分两种情况讨论,当≥1与当0<<1时,研究函数的单调性,然后根据区间端点的符号进行判定对任意t∈(0,2),f(x)在区间(0,1)内均存在零点从而得到结论.

解:(I)当t=1时,f(x)=4x3+3x2﹣6x,f(0)=0

f'(x)=12x2+6x﹣6,f'(0)=﹣6,所以曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=﹣6x.

(II)解:f'(x)=12x2+6tx﹣6t2,f'(0)=0,解得x=﹣t或x=

∵t≠0,以下分两种情况讨论:

(1)若t<0,则<﹣t,∴f(x)的单调增区间是(﹣∞,),(﹣t,+∞);f(x)的单调减区间是(,﹣t)

(2)若t>0,则>﹣t,∴f(x)的单调增区间是(﹣∞,﹣t),(,+∞);f(x)的单调减区间是(﹣t,

(III)证明:由(II)可知,当t>0时,f(x)在(0,)内单调递减,在(,+∞)内单调递增,以下分两种情况讨论:

(1)当≥1,即t≥2时,f(x)在(0,1)内单调递减.

f(0)=t﹣1>0,f(1)=﹣6t2+4t+3≤﹣13<0

所以对于任意t∈[2,+∞),f(x)在区间(0,1)内均存在零点.

(2)当0<<1,即0<t<2时,f(x)在(0,)内单调递减,在(,1)内单调递增

若t∈(0,1],f()=+t﹣1≤<0,

f(1)=)=﹣6t2+4t+3≥﹣2t+3>0

所以f(x)在(,1)内存在零点.

若t∈(1,2),f()=+t﹣1<+1<0,

f(0)=t﹣1>0∴f(x)在(0,)内存在零点.

所以,对任意t∈(0,2),f(x)在区间(0,1)内均存在零点.

综上,对于任意t∈(0,+∞),f(x)在区间(0,1)内均存在零点.

点评:本题主要考查了导数的几何意义,利用导数研究函数的单调性、曲线的切线方程、函数零点、解不等式等基础知识,考查了计算能力和分类讨论的思想.

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