- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
设函数(其中
).
(1) 当时,求函数
的单调区间和极值;
(2) 当时,函数
在
上有且只有一个零点.
正确答案
(1)函数的递减区间为
递增区间为
极大值为
,极小值为
;(2)详见试题解析.
试题分析:(1)先求,解方程
,得
可能的极值点,列表可得函数
的单调区间和极值;(2)
.当
时,
,
在
上无零点,故只需证明函数
在
上有且只有一个零点.分
和
利用函数的单调性证明函数
在
上有且只有一个零点.
试题解析:(1)当时,
,
.
令,得
,
.
当变化时,
的变化如下表:
由表可知,函数的递减区间为
递增区间为
极大值为
,极小值为
. 6分
(2).当
时,
,
在
上无零点,故只需证明函数
在
上有且只有一个零点.
①若,则当
时,
在
上单调递增.
在上
有且只有一个零点.
②若,则
在
上单减,
上单增.
令
则
.
在
上单增,
在
上单增,
,
在
上有且只有一个零点.
综上,在
上有且只有一个零点. 13分
已知函数。
(Ⅰ)若在
是增函数,求b的取值范围;
(Ⅱ)若在
时取得极值,且
时,
恒成立,求c的取值范围.
正确答案
(Ⅰ);(Ⅱ)
.
试题分析:(Ⅰ)由于增函数的导数应大于等于零,故先对函数求导并令其大于零,可得的取值范围,注意在求导时需细心;(Ⅱ)由函数在
处取得极值可知,在
处函数导数为零,可求得
的值,要使
时,
恒成立,需要求出
在
中的最大值,只有最大值小于
,则
恒成立,故可求得
的范围,这类题目就是要求出
在给定区间上的最值.
试题解析:(1),∵
在
是增函数,
∴恒成立,∴
,解得
.
∵时,只有
时,
,∴b的取值范围为
. 3分
(Ⅱ)由题意,是方程
的一个根,设另一根为
,
则 ∴
∴
, 5分
列表分析最值:
∴当时,
的最大值为
, 9分
∵对时,
恒成立,∴
,解得
或
,
故的取值范围为
12分
已知函数的图象在点
处的切线斜率为
.
(Ⅰ)求实数的值;
(Ⅱ)判断方程根的个数,证明你的结论;
(Ⅲ)探究:是否存在这样的点,使得曲线
在该点附近的左、右的两部分分别位于曲线在该点处切线的两侧?若存在,求出点A的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
(1)
(2)方程有且只有一个实根.
(3)存在唯一点使得曲线在点
附近的左、右两部分分别
位于曲线在该点处切线的两侧.
试题分析:解法一:(Ⅰ)因为,所以
,
函数的图象在点
处的切线斜率
.
由得:
. 4分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,令
.
因为,
,所以
在
至少有一个根.
又因为,所以
在
上递增,
所以函数在
上有且只有一个零点,即方程
有且只有一
个实根. 7分
(Ⅲ)证明如下:
由,
,可求得曲线
在点
处的切
线方程为,
即. 8分
记
,
则. 11分
(1)当,即
时,
对一切
成立,
所以在
上递增.
又,所以当
时
,当
时
,
即存在点,使得曲线在点A附近的左、右两部分分别位于曲线
在该点处切线的两侧. 12分
(2)当,即
时,
时,
;
时,
;
时,
.
故在
上单调递减,在
上单调递增.
又,所以当
时,
;当
时,
,
即曲线在点附近的左、右两部分都位于曲线在该点处切线的
同侧. 13分
(3)当,即
时,
时,
;
时,
;
时,
.
故在
上单调递增,在
上单调递减.
又,所以当
时,
;当
时,
,
即曲线在点附近的左、右两部分都位于曲线在该点处切线的同侧.
综上,存在唯一点使得曲线在点
附近的左、右两部分分别
位于曲线在该点处切线的两侧. 14分
解法二:(Ⅰ)(Ⅱ)同解法一;
(Ⅲ)证明如下:
由,
,可求得曲线
在点
处的切
线方程为,
即. 8分
记
,
则. 11分
若存在这样的点,使得曲线
在该点附近的左、右两部分都
位于曲线在该点处切线的两侧,则问题等价于t不是极值点,
由二次函数的性质知,当且仅当,即
时,
t不是极值点,即.
所以在
上递增.
又,所以当
时,
;当
时,
,
即存在唯一点,使得曲线在点
附近的左、右两部分分别
位于曲线在该点处切线的两侧. 14分
点评:本题主要考查函数、导数等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,函数与方程思想、数形结合思想、考查化归与转化思想.
设函数f(x)=D是由x轴和曲线y=f(x)及该曲线在点(1,0)处的切线所围成的封闭区域,则z=x-2y在D上的最大值为 .
正确答案
2
当x>0时,f(x)=lnx,所以f'(x)=,所以k=1,该曲线在点(1,0)处的切线方程是y=x-1,所以区域D是一个三角形,三个顶点坐标分别是(-
,0),(1,0)和(0,-1),当直线z=x-2y过点(0,-1)时,z的值最大为2.
已知函数
(1)求的单调区间和极值;
(2)当m为何值时,不等式 恒成立?
(3)证明:当时,方程
内有唯一实根.
(e为自然对数的底;参考公式:.)
正确答案
(1)内是减函数,在(1-m,+∞)内是增函数,当
等于1-m时,函数
有极小值1-m.(2)m≤1.(3) 详见解析.
试题分析:(1)求导即得.(2)要不等式 恒成立,只需
的最小值≥0即可.(3) 要证明方程
内有唯一实根,需要证明以下两点:第一、
在
上是单调函数,第二、
.
试题解析:(1).
∵ 2分
∴内是减函数,在(1-m,+∞)内是增函数,当
等于1-m时,函数
有极小值1-m. 4分
(2)由(1)知,在定义域
内只有一个极值点,所以
的最小值就是1-m,从而当1-m≥0时,不等式
≥0恒成立 6分
故所求的实数m的取值范围是m≤1. 8分
(3)∵m>1,. 9分
又 10分
∵
∴. 12分
根据第1小问的结论,在(1-m,+∞)内是增函数,因此,方程
在区间
内有唯一的实根 13分
设函数.
(Ⅰ)证明:当,
;
(Ⅱ)设当时,
,求
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ) .
试题分析:(Ⅰ)当时,求导数
,令
,
,
求函数
的单调区间与极值,再求最大值
,从而判断,当
时,
成立;(Ⅱ)由
,注意到
.再求
,对实数
分三种情况讨论,①
,②
,③
,分别求出当
时,分别通过函数
单调性,判断函数
的单调性,从而求得
的
的取值范围,再求并集.
试题解析:(Ⅰ)当时,
,则
令,得
,当
时,
,所以
在
为增函数;
当时,
,所以
在
为减函数.
所以,.
即当时,
成立. 4分
(Ⅱ)由,注意到
.
设,则
.
(ⅰ)当,
时,
,因此
在
为减函数,
即在
为减函数,
所以
在
为减函数,
与已知矛盾.
(ⅱ)当时,当
时,
则在
为减函数,此时
得
为减函数,
与已知矛盾.
(ⅲ)当时,当
时,
为增函数.
,所以
在
为增函数,
不等式成立.
综上所述 ,的取值范围是
设函数
(1)若,求
的单调区间,
(2)当时,
,求
的取值范围.
正确答案
(1)在上单调递减,在
,
上单调递增;(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、不等式基础知识,考查函数思想、分类讨论思想,考查综合分析和解决问题的能力.第一问,求导,用导数的正负来判断函数的单调性;第二问,分类讨论,先讨论的情况,再研究
的情况,通过求函数最值求
的取值范围.
试题解析:(1)∵,∴
,
∴,所以当
时,
;当
或
时,
,
∴在
上单调递减,在
,
上单调递增. 6分
(2)由,得
,即要满足
,
当时,显然成立;当
时,
,记
,
,
所以易知的最小值为
,所以
,得
. 12分
设函数=x+ax2+blnx,曲线y=
过P(1,0),且在P点处的切斜线率为2.
(1)求a,b的值;
(2)证明:≤2x-2.
正确答案
(1)
(2)
而
试题分析:(1) 2分
由已知条件得
解得 5分
(2),由(I)知
设则
8分
而 12分考点:
点评:中档题,此类问题属于导数应用的基本问题,往往将单调性、极值、解析式等综合在一起进行考查,应掌握好基本解题方法和步骤。切线的斜率等于函数在切点的导函数值。在某区间,导函数值非负,则函数为增函数;导函数值非正,则函数为减函数。
已知实数a≠0,函数f(x)=ax(x-2)2(x∈R)有极大值32,则实数a的值为_______
正确答案
27
略
已知函数.
(1)求的导数
;
(2)求证:不等式上恒成立;
(3)求的最大值。
正确答案
(1) (2)证明见解析 (3)
(1)………………(2分)
(2).由(1)知,其中
令,对
求导数得
=在
上恒成立.
故即
的导函数在
上为增函数,故
进而知在
上为增函数,故
当时,
显然成立.
于是有在
上恒成立.…………………………(9分)
(3)由(2)可知
在
上恒成立.
则在
上恒成立.即
在
单增
于是…………………………………………………(12分)
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