- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
曲线在点
处的切线方程为________________.
正确答案
或
.
试题分析:,所以
,当
时,
,故曲线
在点
处的切线方程为
,即
或
.
设函数f(x)=+
,g(x)=
ln(2ex)(其中e为自然对数的底数)
(1)求y=f(x)-g(x)(x>0)的最小值;
(2)是否存在一次函数h(x)=kx+b使得f(x)≥h(x)且h(x)≥g(x)对一切x>0恒成立;若存在,求出一次函数的表达式,若不存在,说明理由:
3)数列{}中,a1=1,
=g(
)(n≥2),求证:
<
<
<1且
<
.
正确答案
(1)最小值0;(2)见解析;(3)见解析.
试题分析:(1)利用导数求解即可;(2)假设存在,,
,
然后利用导数求出最小值判断即可;(3)先证
递减且
由(2)知
时
,又
在
上递增,所以当
时,总有
,即
也成立,然后利用数学归纳法证明.
试题解析:(1)
易知时
,
时
所以在
上递减,而在
上递增 2分
故时,
取最小值0 3分
(2)由(1)可知,
所以若存在一次函数使得
且总成立,则
,即
;
所以可设,代入
得
恒成立,
所以,所以
,
,
此时设,则
,
易知在
上递减,在
上递增,
所以,即
对一切
恒成立;
综上,存在一次函数符合题目要求 6分
(3)先证递减且
由(2)知时
,又
在
上递增,所以当
时,
总有,即
也成立
下面用数学归纳法证明
(1)时,因为
,所以
成立;
(2)假设时,结论成立,即
由于时,
,又
在
上递增,
则,即
也成立
由(1)(2)知,恒成立;而
时
所以递减
综上所述 9分
所以
12分
已知函数且
(1)若在
取得极小值-2,求函数
的单调区间
(2)令若
的解集为A,且
,求
的范围
正确答案
(1)的单调递减区间是[-1,1], 单调递增区间是(-∞,1
和
(2)由A知
。解得
(I)∵,且
,
∴①④
又由在处取得极小值-2可知
②且
③
将①②③式联立得∴
。
(4分)
由得
同理由
得
∴的单调递减区间是[-1,1], 单调递增区间是(-∞,1
和
(6分)
(II)由上问知:,∴
。
又∵。∴
。∴
。∴
∵,∴
>0。∴
。(8分)
∴当时,
的解集是
,
显然A不成立,不满足题意。
∴,且
的解集是
。 (10分)
又由A知
。解得
。(12分)
(1)当a=-1时,求函数图像上的点到直线
距离的最小值;
(2)是否存在正实数a,使对一切正实数x都成立?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由
正确答案
(1)(2)a的取值范围为
(1)由
为减函数
则令 …………2分
所求距离的最小值即为
到直线
的距离
…………5分
(2)假设存在实数a满足条件,令
则 …………7分
由
为减函数
当为增函数
…………10分
的取值范围为
…………12分
已知函数是
上的奇函数,当
时
取得极值
.
(1)求的单调区间和极大值;
(2)证明对任意不等式
恒成立.
正确答案
(1)在单调区间
,
上是增函数,
在单调区间
上是减函数,
在
处取得极大值,极大值为
(2)证明略
(1)由奇函数定义,有. 即
因此,
由条件为
的极值,必有
故 ,解得
因此
当时,
,故
在单调区间
上是增函数.
当时,
,故
在单调区间
上是减函数.
当时,
,故
在单调区间
上是增函数.
所以,在
处取得极大值,极大值为
(2)由(1)知,是减函数,且
在
上的最大值为
最小值为
所以,对任意恒有
[方法技巧]善于用函数思想不等式问题,如本题.
已知f(x)=x2-2x-ln(x+1)2.
(1)求f(x)的单调递增区间;
(2)若函数F(x)=f(x)-x2+3x+a在上只有一个零点,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)(-,-1)和(
,+∞)(2)
-2ln 2≤a<2ln 3-2或a=2ln 2-1.
(1)f(x)的定义域为{x|x≠-1}.
∵f(x)=x2-2x-ln(x+1)2,∴f′(x)=2x-2-=
,
解得-
<x<-1或x>
,
∴f(x)的单调递增区间是(-,-1)和(
,+∞).
(2)由已知得F(x)=x-ln(x+1)2+a,且x≠-1,∴F′(x)=1-=
.
∴当x<-1或x>1时,F′(x)>0;当-1<x<1时,F′(x)<0.
∴当-<x<1时,F′(x)<0,此时,F(x)单调递减;
当1<x<2时,F′(x)>0,此时,F(x)单调递增.
∵F=-
+2ln 2+a>a,F(2)=2-2ln 3+a<a,∴F
>F(2).
∴F(x)在上只有一个零点⇔
或F(1)=0.
由得
-2ln 2≤a<2ln 3-2;
由F(1)=0得a=2ln 2-1.
∴实数a的取值范围为-2ln 2≤a<2ln 3-2或a=2ln 2-1.
已知是二次函数,不等式
的解集是
,且
在点
处的切线与直线
平行.
(1)求的解析式;
(2)是否存在t∈N*,使得方程在区间
内有两个不等的实数根?
若存在,求出t的值;若不存在,说明理由.
正确答案
(1).
(2)存在唯一的自然数,使得方程
在区间
内有且只有两个不等的实数根.
试题分析:(1)根据是二次函数,及不等式
的解集是
,
可设,
. 再根据函数在切点的斜率就是该点处的导函数值,可建立
方程,解得
.
(2)首先由(1)知,方程等价于方程
.
构造函数,通过“求导数、求驻点、讨论导数值的正负”明确函数的单调区间,通过计算
,
认识方程有实根的情况.
试题解析:(1)∵是二次函数,不等式
的解集是
,
∴可设,
.
∴. 2分
∵函数在点
处的切线与直线
平行,
∴.
∴,解得
.
∴. 5分
(2)由(1)知,方程等价于方程
6分
设,
则. 7分
当时,
,函数
在
上单调递减;
当时,
,函数
在
上单调递增. 9分
∵,
∴方程在区间
,
内分别有唯一实数根,在区间
内没有实数根. 12分
∴存在唯一的自然数,使得方程
在区间内有且只有两个不等的根. 13分
已知函数,点
为一定点,直线
分别与函数
的图象和
轴交于点
,
,记
的面积为
.
(1)当时,求函数
的单调区间;
(2)当时, 若
,使得
, 求实数
的取值范围.
正确答案
(1)的单调递增区间为
的单调递增区间为
;
(2).
试题分析:本题考查导数的运算,利用导数研究函数的单调性、最值等基础知识,考查函数思想、分类讨论思想、化归与转化思想.第一问,数形结合得到的表达式,将
代入,因为
中有绝对值,所以分
和
进行讨论,去掉绝对值,对
求导判断函数的单调性;第二问,先由
和
的范围去掉
中的绝对值符号,然后对原已知进行转化,转化为
,所以下面求
是关键,对
求导,令
解出方程的根,但是得通过
的范围判断根
在不在
的范围内,所以进行讨论,分别求导数判断函数的单调性,确定最值的位置.
试题解析:(I) 因为,其中
2分
当,
,其中
当时,
,
,
所以,所以
在
上递增, 4分
当时,
,
,
令, 解得
,所以
在
上递增
令, 解得
,所以
在
上递减 7分
综上,的单调递增区间为
,
,
的单调递增区间为
.
(II)因为,其中
当,
时,
因为,使得
,所以
在
上的最大值一定大于等于
,令
,得
8分
当时,即
时
对
成立,
单调递增
所以当时,
取得最大值
令 ,解得
,
所以 10分
当时,即
时
对
成立,
单调递增
对
成立,
单调递减
所以当时,
取得最大值
令 ,解得
所以 …12分
综上所述,. 13分
已知函数.
(1)若是函数
的极值点,求
的值;
(2)求函数的单调区间.
正确答案
(1);(2)当
时,函数
的单调递增区间为
;当
时,函数
的单调递增区间是
,单调递减区间是
。
试题分析:(1)先求函数的定义域,然后求导数,根据“若是函数
的极值点,则
是导数的零点”;(2)利用导数的正负分析原函数的单调性,按照列表分析.
试题解析:(1)函数定义域为,
2分
因为是函数
的极值点,所以
解得或
4分
经检验,或
时,
是函数
的极值点,
又因为a>0所以 6分
(2)若,
所以函数的单调递增区间为
;
若,令
,解得
当时,
的变化情况如下表
所以函数的单调递增区间是
,单调递减区间是
设函数 (
为常数)
(Ⅰ)=2时,求
的单调区间;
(Ⅱ)当时,
,求
的取值范围
正确答案
①在,
上单调递增,在
上单调递减,②
试题分析:(Ⅰ)求函数的导数,研究二次函数的零点情况,确定导函数的正负取值区间,进一步确定原函数的单调性 (Ⅱ)先把原不等式等价转化为在
上恒成立 求其导函数,分类研究原函数的单调性及值域变化确定
的取值范围
试题解析:(Ⅰ)的定义域为
,
=2时,
,
,
当,解得
或
;当
,解得
,
∴函数在
,
上单调递增,在
上单调递减 5分
(Ⅱ)等价于
在
上恒成立,
即在
上恒成立
设,则
,
①若,
,函数
为增函数,且向正无穷趋近,显然不满足条件;
②若,则
∈
时,
0恒成立,
∴在
上为减函数,
∴在
上恒成立,
即在
上恒成立;
③若,则
=0时,
,∴
时,
,
∴在
上为增函数,
当时,
,不能使
在
上恒成立
综上, 12分
扫码查看完整答案与解析