- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
函数
(1)若,证明
;
(2)若不等式时
和
都恒成立,求实数
的取值范围。
正确答案
(1)构造函数g(x)="f(x)-" ,利用导数来判定单调性得到证明。
(2)或
试题分析:(1)令g(x)="f(x)-" ="ln(x+1)-"
,
则g′(x)= -
∵x>0,
∴g′(x)>0,∴g(x)在(0,+∞)上是增函数.
故g(x)>g(0)=0,即f(x)>
(2)原不等式等价于x2-f(x2)≤m2-2bm-3.
令h(x)= x2-f(x2)=
x2-ln(1+x2),
则h′(x)=x-=
令h′(x)=0,得x=0,x=1,x=-1.
∴当x∈[-1,1]时,h(x)max=0,
∴m2-2bm-3≥0.令Q(b)=-2mb+m2-3,
则Q(1)=m2-2m-3≥0, Q(-1)=m2+2m-3≥0
解得m≤-3或m≥3.
点评:本题考查函数的导数和函数思想的应用,本题解题的关键是构造新函数,对于新函数进行求导求最值,再利用函数的思想来解题,这种题目可以出现在高考卷中
(本小题满分12分)已知函数(I)求函数
上的最小值;(II)求证:对一切
,都有
正确答案
【解】(I)f ′(x)=lnx+1,当x∈(0,),f ′(x)<0,f (x)单调递减,
当x∈(,+∞),f ′(x)>0,f (x)单调递增. ……2分
①0<t<t+2<,t无解;②0<t<
<t+2,即0<t<
时,f (x)min=f (
)=-
;
③≤t<t+2,即t≥
时,f (x)在[t,t+2]上单调递增,f (x)min=f (t)=tlnt;
所以f (x)min=. ……6分
(II)问题等价于证明xlnx>-
(x∈(0,+∞)),
由(I)可知f (x)=xlnx(x∈(0,+∞))的最小值是-,当且仅当x=
时取到.
设m (x)=-
(x∈(0,+∞)),则m ′(x)=
,易得m (x)max=m (1)=-
,当且仅当x=1时取到,从而对一切x∈(0,+∞),都有lnx>
-
.…12分
略
已知函数
(I)(i)求函数的图象的交点A的坐标;
(ii)设函数的图象在交点A处的切线分别为
是否存在这样的实数a,使得
?若存在,请求出a的值和相应的点A坐标;若不存在,请说明理由。
(II)记上最小值为F(a),求
的最小值。
正确答案
(Ⅰ)(i)点A坐标为
(ii) 存在
(Ⅱ)
(I)(i)设点A的坐标为
得
故函数与
图象的交点A坐标为
3分
(ii)若存在a,使得
则当点A坐标为
又,
则,此时点A坐标为
5分
当点A坐标为
又,
则,无解。 7分
综上,存在
(II)令整理得
图象另一交点横坐标
10分
结合图象可得:
(1)若
(2)若
(3)若
综上
所以 13分
当
且当时取到“=”;
当时,函数
单调递减,此时
综上, 15分
已知函数f(x)=x3-ax-b (a,b∈R)
(1)当a=b=1时,求函数f(x)的单调区间
(2)是否存在a,b,使得对任意的x∈[0,1]成立?若存在,求出a,b的值,若不存在,说明理由。
正确答案
(1)函数f(x)的单调递增区间为()和(
),函数f(x)的单调递减区间为(
) (2)存在a=1,
(1)f(x)=x3-x-1,=3x2-1=0,x=
,x∈(
)或x∈(
)时
>0,x∈(
)时
<0,所以函数f(x)的单调递增区间为(
)和(
),函数f(x)的单调递减区间为(
)…5分
(2)假设存在这样的a,b,使得对任意的x∈[0,1]成立,则
①,两式相加可得0<
<3,所以函数f(x)在区间[
)递减,在区间[
]递增,所以
②,由不等式组中的第二式加第三式可得
,由不等式组中的第一式加第三式可得
。 10分
记,
,a=3,又
,
在
为减函数,又
,所以
,所以
,所以a=1,代入②式可得
,所以存在a=1,
,使得
对任意的x∈[0,1]成立。 16分
已知,
,
,
.
(Ⅰ)请写出的表达式(不需证明);
(Ⅱ)求的极小值
;
(Ⅲ)设,
的最大值为
,
的最小值为
,试求
的最小值.
正确答案
(Ⅰ);(Ⅱ)
的极小值
;(Ⅲ)
的最小值为
.
试题分析:(Ⅰ)先由已知条件写出,
的表达式,观察式子的结构特征,用不完全归纳法归纳出
表达式(可以用数学归纳法给出证明);(Ⅱ)由(Ⅰ)知
的表达式,要求极值点,就要借助
的导函数
,令
,解出可能的极值点,验证是极值后代入解析式,即可求出
的最小值
;(Ⅲ)类比求函数
的最小值的过程,即可求出函数
的极大值
,进而求出函数
的最大值,从而得
的关系式,将它看作数列,研究该数列相邻两项的关系,即可求得
的最小值;得
的关系式
后,也可以构造函数
,利用导数求它的最小值,即得
的最小值.
试题解析:(Ⅰ) 4分
(Ⅱ)∵,∴当
时,
;当
时,
,∴当
时,
取得极小值
,即
(
) 8分
(Ⅲ)解法一:∵,所以
. 9分
又,∴
,令
,则
. 10分
∵在
单调递增,∴
,∵
,
,
∴存在使得
. 12分
∵在
单调递增,∴当
时,
;当
时,
,即
在
单调递增,在
单调递减,∴
,又∵
,
,
,
∴当时,
取得最小值
. 14分
解法二: ∵,所以
. 9分
又,∴
,令
,则
, 10分
当时,
,又因为
,所以
,
,
,
∴,所以
. 12分
又,
,∴当
时,
取得最小值
. 14分
若直线与函数
的图象相切于点
,则切点
的坐标为 .
正确答案
试题分析:对函数求导得:
.设切点
,则点
,
所以.
已知实数,函数
.
(Ⅰ)若函数有极大值32,求实数
的值;
(Ⅱ)若对,不等式
恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(1)(2)
试题分析:解:(Ⅰ)
2分
令得
∴或
4分
有极大值32,又
在
时取得极大值 5分
6分
(Ⅱ)由知:
当时,函数
在
上是增函数,在
上是减函数
此时, 7分
又对,不等式
恒成立
∴得
∴ 9分
当时,函数
在
上是减函数,在
上是增函数
又,
,
此时, 11分
又对,不等式
恒成立
∴得
∴ 13分
故所求实数的取值范围是 14分
点评:主要是考查了导数在研究函数中的运用,通过导数的符号以及极值来得到最值,求解参数的范围,属于中档题。
(本题满分14分) 设函数f (x)=ln x+在(0,
) 内有极值.
(Ⅰ) 求实数a的取值范围;
(Ⅱ) 若x1∈(0,1),x2∈(1,+).求证:f (x2)-f (x1)>e+2-
.
注:e是自然对数的底数.
正确答案
(Ⅰ)解:或
时,
.
由在
内有解.令
,
不妨设,则
,所以
,
,
解得.
(Ⅱ)解:由或
,
由,或
,
得在
内递增,在
内递减,在
内递减,在
递增.
由,得
,
由得
,
所以,
因为,
,
所以
,
记, (
),
则,
在(0,+∞)上单调递增,
所以.
略
设函数 (a>0)
(1)求函数的单调区间,极大值,极小值
(2)若时,恒有
>
,求实数a的取值范围
正确答案
(1)
(2)
(1)
…………………………2分
令
减区间为(-a,3a)
…………………..8分
(2)
……………………11分
只需
…………………………………..14分
理在直角坐标平面内,已知三点A、B、C共线,函数满足:
(1)求函数
的表达式;(2)若
,求证:
;(3)若不等式
对任意
及任意
都成立,求实数
的取值范围。
正确答案
(1) (2)略(3)
或
(1)∵三点共线且
∴
由 得
故
………4分
(2)证明:记 则
∵时
在
上是单调增函数故
即
成立………9分
(3)记则
由 又
知
时
取的最大值,且
故原命题可化为对任意
都有:
恒成立记
知
时
恒成立
或
………14分
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