- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
若函数f(x)=(a
>0)在[1,+∞)上的最大值为
,求a的值。
正确答案
—1
=
,
x>
时,
<0,f(x)单调减,当-
<x<
时,
>0, f(x)单调增,
当x=时,f(x)=
=
,
=
<1,不合题意.
∴f(x)max=f(1)==
,a=
—1
文已知函数,在
和
时取得极值,若对任意
都有
恒成立,求实数
的取值集合.
正确答案
∪
∵ ∴
∴ ∴
即
……4分
易知时
取极小值为
又
,
故:当时,
…………8分
要使恒成立,只要
或
或
或
故实数M的取值集合为∪
…
已知函数的图像过坐标原点
,且在点
处的切线斜率为
.
(1)求实数的值;
(2) 求函数在区间
上的最小值;
(Ⅲ)若函数的图像上存在两点
,使得对于任意给定的正实数
都满足
是以
为直角顶点的直角三角形,且三角形斜边中点在
轴上,求点
的横坐标的取值范围.
正确答案
(1);(2)
;(Ⅲ)点
的横坐标的取值范围为
.
试题分析:(1)求实数的值求导数,根据函数在点
处的切线的斜率是
,由导数的几何意义,及当
时,
,对函数
求导数得,
,依题意
,可求出
,又因为图象过坐标原点,则
,即可求得实数
的值;(2)求函数
在区间
上的最小值,当
时,
,对函数
求导函数
,令
,解出
的值,确定函数的单调性,计算导数等零点与端点的函数值,从而可得函数
在区间
上的最小值;(Ⅲ)设
,因为
中点在
轴上,所以
,根据
,可得
,分类讨论,确定函数的解析式,利用
,即可求得结论.
试题解析:(1)当时,
,
依题意,
又 故
3分
(2)当时,
令有
,故
在
单调递减;在
单调递增;
在单调递减.又
,
所以当时,
6分
(Ⅲ)设,因为
中点在
轴上,所以
又 ①
(ⅰ)当时,
,当
时,
.故①不成立 7分
(ⅱ)当时,
代人①得:
,
无解 8分
(ⅲ)当时,
代人①得:
②
设,则
是增函数.
的值域是
. 10分
所以对于任意给定的正实数,②恒有解,故满足条件.
(ⅳ)由横坐标的对称性同理可得,当
时,
,代人①得:
③
设,令
,则
由上面知
的值域是
的值域为
.
所以对于任意给定的正实数,③恒有解,故满足条件。 12分
综上所述,满足条件的点的横坐标的取值范围为
14分
某连锁分店销售某种商品,每件商品的成本为元,并且每件商品需向总店交
元的管理费,预计当每件商品的售价为
元时,一年的销售量为
万件.
(1)求该连锁分店一年的利润(万元)与每件商品的售价
的函数关系式
;
(2)当每件商品的售价为多少元时,该连锁分店一年的利润最大,并求出
的最大值.
正确答案
(I).
(II)当每件商品的售价为7元时,该连锁分店一年的利润
最大,最大值为
万元;
当每件商品的售价为
元时,该连锁分店一年的利润
最大,最大值为
万元.
试题分析:(I)由题意,该连锁分店一年的利润(万元)与售价
的函数关系式为
.
(II)通过确定,求导数得到
,
令,求得驻点,根据
,
.讨论
①当时,②当
,
时,导数值的正负,求得最大值.
试题解析:
(I)由题意,该连锁分店一年的利润(万元)与售价
的函数关系式为
.
(II),
,
令,得
或
,
因为,,所以,
.
①当时,
,
,
是单调递减函数.
故 10分
②当,即
时,
时,
;
时,
在
上单调递增;在
上单调递减,
故
答:当每件商品的售价为7元时,该连锁分店一年的利润
最大,
最大值为万元;
当每件商品的售价为
元时,该连锁分店一年的利润
最大,最大值为
万元.
定义函数为
的
阶函数.
(1)求一阶函数的单调区间;
(2)讨论方程的解的个数;
(3)求证:.
正确答案
(1)当时,
无单调区间;
当时,
的单增区间为
单减区间为
;
当时,
的单增区间为
,单减区间为
;
(2)当时,方程有两个不同解.当
时,方程有0个解.当
或
时,方程有唯一;
(3)详见解析.
试题分析:(1)求导,对分情况讨论;
(2)研究方程的解的个数,实质就是研究函数的图象.通过求导,弄清函数的单调区间及函数值的范围,结合图象即可知道方程的解的个数.
(3)将所要证明的不等式与题中函数联系起来看,应该考查的3阶函数,且令
,即
.将这个函数求导得
.由
得
则在
单调递增,在
单调递减. 这样可得
的最大值,从而得到所要证明的不等式.
试题解析:(1),
令,当
时,
当
时,
无单调区间;
当时,
的单增区间为
单减区间为
.
当时,
的单增区间为
,单减区间为
. 4分.
(2)由当
时,方程无解.当
时,
令则
由
得
从而在
单调递增,在
单调递减.
当时,
,当
当
,即
时,方程有两个不同解.
当,即
时,方程有0个解
当,
或即
或
时,方程有唯一解.
综上,当时,方程有两个不同解.当
时,方程有0个解.当
或
时,方程有唯一解.
9分.
(3)特别地,当时
由得
.
由得
则在
单调递增,在
单调递减.
即
.又
时,
14分.
已知函数 .
(Ⅰ)若函数在区间其中
上存在极值,求实数
的取值范围;
(Ⅱ)如果当时,不等式
恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(1);(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、极值、最值、不等式等基础知识,考查函数思想,考查综合分析和解决问题的能力.第一问,因为函数在
上有极值,所以极值点的横坐标需落在
内,对
求导,令
和
判断出函数的单调区间,决定出极值点所在位置,得到极值点的横坐标,让
落在区间
内,列出不等式;第二问,将已知条件先转化为
,下面主要任务是求函数的最小值,设出新函数
,对它求导,判断出函数的单调性,确定当
时
有最小值,即
,所以
.
试题解析:(Ⅰ)因为,
,则
,
当时,
,当
时,
.
所以在
上单调递增,在
上单调递减,
所以函数在
处取得极大值.
因为函数在区间
(其中
)上存在极值,
所以 解得
.
(Ⅱ)不等式即为
记
所以
令,则
,
在
上单调递增,
,从而
,
故在
上也单调递增,
所以,所以
已知函数f(x)=-
alnx,a∈R.
(Ⅰ)当f(x)存在最小值时,求其最小值φ(a)的解析式;
(Ⅱ)对(Ⅰ)中的φ(a),
(ⅰ)当a∈(0,+∞)时,证明:φ(a)≤1;
(ⅱ)当a>0,b>0时,证明:φ′()≤
≤φ′(
).
正确答案
(Ⅰ)φ(a)=a-alna(a>0);(Ⅱ)详见解析.
试题分析:(Ⅰ)利用导数分析函数单调性,求最值;(Ⅱ)利用导数分析函数单调性,分类讨论.
试题解析:(Ⅰ)求导数,得f ′(x)=-
=
(x>0).
(1)当a≤0时,f ′(x)=>0,f(x)在(0,+∞)上是增函数,无最小值.
(2)当a>0时,令f ′(x)=0,解得x=a2.
当0<x<a2时,f ′(x)<0,∴f(x)在(0,a2)上是减函数;
当x>a2时,f ′(x)>0,∴f(x)在(a2,+∞)上是增函数.
∴f(x)在x=a2处取得最小值f(a2)=a-alna.
故f(x)的最小值φ(a)的解析式为φ(a)=a-alna(a>0). 6分
(Ⅱ)由(Ⅰ),知φ(a)=a-alna(a>0),
求导数,得φ′(a)=-lna.
(ⅰ)令φ′(a)=0,解得a=1.
当0<a<1时,φ′(a)>0,∴φ(a)在(0,1)上是增函数;
当a>1时,φ′(a)<0,∴φ(a)在(1,+∞)上是减函数.
∴φ(a)在a=1处取得最大值φ(1)=1.
故当a∈(0,+∞)时,总有φ(a)≤1. 10分
(ⅱ)当a>0,b>0时,
=-
=-ln
, ①
φ′()=-ln(
)≤-ln
, ②
φ′()=-ln(
)≥-ln
=-ln
, ③
由①②③,得φ′()≤
≤φ′(
). 14分
(本题满分14分)
已知函数
(1)求曲线在点
处的切线方程;
(2)若过点可作曲线
的三条切线,求实数
的取值范围.
正确答案
解:(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
将代入上式,整理得
。
∵过点可作曲线
的三条切线
∴方程(*)有三个不同实数根. ……………8分
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
由题意有,当且仅当 即
时,
函数有三个不同零点.
此时过点可作曲线
的三条不同切线。故
的范围是
…………14分
略
设,函数
.
(Ⅰ)若是函数
的极值点,求实数
的值;
(Ⅱ)若函数在
上是单调减函数,求实数
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)(Ⅱ)实数
的取值范围为
(Ⅰ).
因为是函数
的极值点,所以
,即
,
所以.经检验,当
时,
是函数
的极值点.
即. …………………6分
(Ⅱ)由题设,,又
,
所以,,
,
这等价于,不等式对
恒成立.
令(
),
则,
所以在区间
上是减函数,
所以的最小值为
.
已知函数,
,
.
(1)求函数的极值点;
(2)若在
上为单调函数,求
的取值范围;
(3)设,若在
上至少存在一个
,使得
成立,求
的取值范围.
正确答案
(1)为函数
的极小值点;(2)
的取值范围是
;
(3)的取值范围是
试题分析:(1)因为.由
得
,
所以为函数
的极小值点;
(2).
在
上为单调函数,则
或
在
上恒成立.
等价于
,所以
.
等价于
,所以
.由此可得
的取值范围.
(3)构造函数,
在上至少存在一个
,使得
成立,则只需
在
上的最大值大于0 即可.接下来就利用导数求
在
上的最大值.
当时,
,所以在
不存在
使得
成立.
当时,
,因为
,所以
在
恒成立,
故在
单调递增,
,
所以只需,解之即得
的取值范围.
试题解析:(1)因为.由
得
,
所以为函数
的极小值点 3分
(2),
.
因为在
上为单调函数,所以
或
在
上恒成立 5分
等价于
. 7分
等价于
即
在
恒成立,
而.
综上,的取值范围是
. 8分
(3)构造函数,
当时,
,所以在
不存在
使得
成立.
当时,
12分
因为,所以
在
恒成立,
故在
单调递增,
,
所以只需,解之得
,
故的取值范围是
14分
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