- 导数在研究函数中的应用
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(本小题满分14分)若函数,
(1)当时,求函数
的单调增区间;
(2)函数是否存在极值.
正确答案
解:(1)由题意,函数的定义域为
………………2分
当时,
,
……3分
令,即
,得
或
………………5分
又因为,所以,函数
的单调增区间为
………………6分
(2) ……………7分
解法一:令,因为
对称轴
,所以只需考虑
的正负,
当即
时,在(0,+∞)上
,
即在(0,+∞)单调递增,
无极值 ………………10分
当即
时,
在(0,+∞)有解,所以函数
存在极值.…
12分
综上所述:当时,函数
存在极值;当
时,函数
不存在极值.…14分
解法二:令即
,记
当即
时,
,
在(0,+∞)单调递增,无极值 ………9分
当即
时,解
得:
或
若则
,列表如下:
由上表知:时函数
取到极小值,即
函数
存在极小值。………11分
若,则
,
在(0,+∞)单调递减,不存在极值。……13分
综上所述,当时,函数
存在极值,当
时。函数
不存在极值……14分
略
(12分) 已知三次函数=
,
、
为实数,
=1,
曲线y=在点(1,
)处切线的斜率为-6。
(1)求函数的解析式;
(2)求函数在(-2,2)上的最大值
正确答案
解:(1)=
由导数的几何意义,=-6 ∴
∵=1 ∴
∴ =
………………6分
(2)=
令=0得
,
当(-2,-1)时,
>0,
递增;
当(-1,2)时,
,
递减。
∴ 在区间(-2,2)内,函数的最大值为
……
…………12分
略
设函数
(Ⅰ)若,
( i )求的值;
( ii)在
(Ⅱ)当上是单调函数,求
的取值范围。
(参考数据
正确答案
(Ⅰ)( i ),
(ii)
(Ⅱ)
(Ⅰ)( i ),定义域为
。 ………………………1分
处取得极值,
…………………………2分
即
……………………………4分
(ii)在,
由,
;
当;
;
. ………………………6分
而,
,
且
又
,
………………9分
(Ⅱ)当,
①;
②当时,
,
③,
从面得;
综上得,. …………………14分
已知函数(Ⅰ)求曲线
在点
处的切线方程;
(Ⅱ)若过点可作曲线
的三条切线,求实数
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)(Ⅱ)
:(1)………2分
∴曲线在
处的切线方程为
,即
…4分
(2)过点向曲线
作切线,设切点为
则则切线方程为
…6分
整理得∵过点
可作曲线
的三条切线
∴方程(*)有三个不同实数根.记
令或1. …10分则
的变化情况如下表
当有极大值
有极小值
. …………12分
由的简图知,当且仅当
即
时,
函数有三个不同零点,过点
可作三条不同切线.
所以若过点可作曲线
的三条不同切线,
的范围是
……14分
已知函数,
.
(I)若函数在
处取得极值,求
的单调区间;
(II)当时,
恒成立,求
的取值范围.
正确答案
解:(I),∵
在
处取得极值
∴
………………………………………… 2分
∴ ∴
…………………………………………3分
由得
或
,由
得
, ……………………5 分
故单调递增区间为
和
;单调递减区间为
. ……… 6分
(II)由题意知在
上恒成立,
即在
上恒成立. ………………………………… 7分
令 ……… 9分
故在
上恒成立等价于
…………………………… 11分
解得. …………………………… 12分
略
已知函数的图象过(-1,1)点,其反函数
的图象过(8,2)点。
(1)求a,k的值;
(2)若将的图象向在平移两个单位,再向上平移1个单位,就得到函数
的图象,写出
的解析式;
(3)若函数的最小值及取最小值时x的值。
正确答案
(1)a=2 k=1;(2);
(3)当
(1)由题意知
(2)由(1)知 ∴
∴ (x>-2)
(3)
∵ ∴
∴
当且仅当
(本小题满分14分)
设函数.
(Ⅰ)求f(x)的单调区间和极值;
(Ⅱ)是否存在实数a,使得关于x的不等式的解集为(0,+
)?若存在,求a的取值范围;若不存在,试说明理由.
正确答案
: (Ⅰ)在
单调递增,在
单调递减,
在
的极大值为
,没有极小值;
(Ⅱ)存在,使得关于
的不等式
的解集为
,且
的取值范围为
.
(Ⅰ).······················ 2分
故当时,
,
时,
.
所以在
单调递增,在
单调递减.··········································· 4分
由此知在
的极大值为
,没有极小值.····························· 6分
(Ⅱ)(ⅰ)当时,
由于,
故关于的不等式
的解集为
.············································· 10分
(ⅱ)当时,由
知
,其中
为正整数,且有
.······································ 12分
又时,
.
且.
取整数满足
,
,且
,
则,
即当时,关于
的不等式
的解集不是
.
综合(ⅰ)(ⅱ)知,存在,使得关于
的不等式
的解集为
,且
的取值范围为
. 14分
已知抛物线y=x2+1,求过点P(0,0)的曲线的切线方程.
正确答案
2x-y=0或2x+y=0.
设抛物线过点P的切线的切点为Q (x0,+1).
则=Δx+2x0.
Δx→0时,Δx+2x0→2x0.
∴=2x0,∴x0=1或x0=-1.
即切点为(1,2)或(-1,2).
所以,过P(0,0)的切线方程为y=2x或y=-2x.即2x-y=0或2x+y=0.
已知函数f(x)=x3+
x2-ax-a,x∈R,其中a>0.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)在区间(-2,0)内恰有两个零点,求a的取值范围.
正确答案
(1)单调递增区间是(-∞,-1),(a,+∞);单调递减区间是(-1,a)(2)
(1)f′(x)=x2+(1-a)x-a=(x+1)(x-a).
由f′(x)=0,得x1=-1,x2=a>0.
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
故函数f(x)的单调递增区间是(-∞,-1),(a,+∞);单调递减区间是(-1,a).
(2)由(1)知f(x)在区间(-2,-1)内单调递增,在区间(-1,0)内单调递减,从而函数f(x)在区间(-2,0)内恰有两个零点当且仅当解得0<a<
.
所以a的取值范围是.
已知函数,
(
为常数)
(1)当时
恒成立,求实数
的取值范围;
(2)若函数有对称中心为A(1,0),求证:函数
的切线
在切点处穿过
图象的充要条件是
恰为函数在点A处的切线.(直线穿过曲线是指:直线与曲线有交点,且在交点左右附近曲线在直线异侧)
正确答案
(1)实数的取值范围是:
;(2)详见试题解析.
试题分析:(1)由已知条件,构造函数,当
时
恒成立
恒成立
.利用导数讨论函数
的单调性及最值,即可求得实数
的取值范围;(2)由已知,函数
关于A(1,0)对称,则
是奇函数,由此可求出
的值,进而得
的解析式,利用导数的几何意义,求出函数在点A处的切线,构造函数
,
,利用导数分别研究函数
,
的单调性,结合直线穿过曲线定义,证明充分性和必要性.
试题解析:(1)设,
.令:
,得
或
.
所以:当,即
时,
在
是增函数,
最小值为
,满足;当
,即
时,
在区间
为减函数,在区间
为增函数.所以
最小值
,故不合题意.所以实数
的取值范围是:
6分
(2)因为关于A(1,0)对称,则
是奇函数,所以
,所以
,则
.若
为A点处的切线则其方程为:
,令
,
,所以
为增函数,而
所以直线
穿过函数
的图象. 9分
若是函数
图象在
的切线,则
方程:
,设
,则
,令
得:
,当
时:
,
,从而
处取得极大值,而
,则当
时
,所以
图象在直线
的同侧,所在
不能在
穿过函数
图象,所以
不合题意,同理可证
也不合题意.所以
(前面已证)所以
即为
点.所以原命题成立. 14分
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