- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
(本小题满分14分)函数。
(1)求函数的递增区间。
(2)当a=1时,求函数y=f(x)在上的最大值和最小值。
(3)求证:
正确答案
(1)
(2) f(x)max= f()="3-ln4, " f(x)min= f(1)=0…
(3)略
(2)当a=1时,……5分
当x变化时,f(x),的变化情况如下表:
f()="3-ln4, " f(1)="0 " , f(4)=-
+ln4…………7分
f(
)>f(4)
f(x)max= f(
)="3-ln4, " f(x)min= f(1)=0…………8分
(3).证明:当a=1时,由(2)知f(x)≥f(1)=0
即
(当且仅当x=1时取等号)………10分
.令
即有
当k=n+1时
当k=n+2时
当k= 3n时
累加可得:
…12分
.同理令
即有
当k=n时
当k=n+1时
.
.
.
当k= 3n时
累加可得:
即:
故:………………14分
定义在定义域D内的函数y=f(x),若对任意的x1、x2∈D,都有|f(x1)-f(x2)|<1,则称函数y=f(x)为“Storm函数”.已知函数f(x)=x3-x+a(x∈[-1,1],a∈R).
(1)若,求过点
处的切线方程;
(2)函数是否为“Storm函数”?如果是,请给出证明;如果不是,请说明理由.
正确答案
(1)(2)当c≤-
时,ax2+bx+c≤0的解集为R
本题属于信息迁移题,主要考查利用导数求函数的极值.(1),
,
切线方程为
.
(2)函数f(x)=x3-x+a(x∈[-1,1],a∈R)的导数是f′(x)=3x2-1,
当3x2-1=0时,即x=±,
当x<时,f′(x)=3x2-1<0;当x>
时,f′(x)=3x2-1>0,
故f(x)在x∈[-1,1]内的极小值是a-.
同理,f(x)在x∈[-1,1]内的极大值是a+.
∵f(1)=f(-1)=a,
∴函数f(x)=x3-x+a(x∈[-1,1],a∈R)的最大值是a+,最小值是a-
,
因为|f(x1)-f(x2)|<|fmax-fmin|,
故|f(x1)-f(x2)|<|fmax-fmin|=<1.
所以函数f(x)=x3-x+a(x∈[-1,1],a∈R)是“Storm函数”.
设函数为奇函数,其图象在点
处的切线与直线
垂直,且在x=-1处取得极值.
(Ⅰ)求a,,
的值;
(Ⅱ)求函数在
上的最大值和最小值。
正确答案
(I),
,
.
(II)在
上的最大值是
,最小值是
.
在
上的最大值是
,最小值是
.
(Ⅰ)∵为奇函数,∴
即
∴
∵的最小值为
,
又直线的斜率为
因此, ----5分
∴,
,
. -------------7分
(Ⅱ).
,列表如下:
-----------11分
∵,
,
∴在
上的最大值是
,最小值是
. ---------15分
已知函数,
,设
.
(Ⅰ)求函数的单调区间;
(Ⅱ)若以函数图像上任意一点
为切点的切线的斜率
恒成立,求实数
的最小值;
正确答案
(1)的单调递减区间为
,单调递增区间为
(2)
(I),
∵,由
,∴
在
上单调递增。
由,∴
在
上单调递减。
∴的单调递减区间为
,单调递增区间为
。
(II),
恒成立
当时,
取得最大值
。
∴,∴
设函数,其中a为正实数.
(l)若x=0是函数的极值点,讨论函数
的单调性;
(2)若在
上无最小值,且
在
上是单调增函数,求a的取值范
围;并由此判断曲线与曲线
在
交点个数.
正确答案
(1)增区间为,减区间为
;(2)
;0.
试题分析:(1)先求出,根据已知“
是函数
的极值点”,得到
,解得
,将其代入
,求得
,结合函数
的定义域,利用导数求函数
的单调区间;(2)先研究函数
在区间
没有极小值的情况:
,当
时,
在区间
上先减后增,有最小值;当
时,
在区间
上是单调递增的,没有最小值.再研究函数
在区间
上是单调增函数:
在
上恒成立,解得
.综合两种情况得到
的取值范围.根据
可知
,利用导数研究函数
的单调性,得到
在区间
上的最小值是
,与
的取值范围矛盾,所以两曲线在区间
上没有交点.
试题解析:(1) 由得
, 2分
的定义域为:
, 3分
,函数
的增区间为
,减区间为
. 5分
(2),
若则
在
上有最小值
,
当时,
在
单调递增无最小值. 7分
∵在
上是单调增函数∴
在
上恒成立,
∴. 9分
综上所述的取值范围为
. 10分
此时,
即,
则 h(x)在 单减,
单增, 13分
极小值为. 故两曲线没有公共点. 14分
已知是函数
的两个极值点.
(1)若,
,求函数
的解析式;
(2)若,求实数
的最大值;
(3)设函数,若
,且
,求函数
在
内的最小值.(用
表示)
正确答案
(1)
(2)
(3).
试题分析:.
(1)因为,
是函数
的两个极值点,
所以,
. 2分
所以,
,解得
,
.
所以. 4分
(2)因为是函数
的两个极值点,
所以,
所以是方程
的两根, 5分
因为,所以
对一切
,
恒成立,
而,
,又
,所以
,
所以,
由,得
,所以
. 6分
因为,所以
,即
. 7分
令,则
.
当时,
,所以
在(0,4)上是增函数;
当时,
,所以
在(4,6)上是减函数.
所以当时,
有极大值为96,所以
在
上的最大值是96,
所以的最大值是
. 9分
(3)因为是方程
的两根,且
,
所以,又
,
, 10分
所以,
所以,
12分
其对称轴为,因为
,所以
,即
,
13分
所以在内函数
的最小值
. 14分
点评:主要是考查了导数在研究函数最值中,以及函数单调性中的运用,属于中档题。
.(本小题满分12分)
函数的图像如图所示。
(1)若函数在
处的切线方程为
求函数
的解析式
(2)在(1)的条件下,是否存在实数,使得
的图像与
的图像有且只有三个不同的交点?若存在,求出的取值范围;若不存在,说明理由。
正确答案
解:(1)由图可知函数的图像过点(0,3),且
————3
依题意,解得
所以 ————6
(2)由题意可得:有三个不相等的实根,
即与
有三个不同的交点
则,
,故
的取值范围是
————12
略
设函数
(1)
(2)是否存在实数m,使函数恰有四个不同的零点?若存在求出的m范围;若不存在,说明理由。
正确答案
(1)证明见解析。
(2)时, 函数
恰有四个不同的零点
(1)
易知F(X)在[0,+∞)为增函数,所以F(X)> F(0)=0,即……………..6分
(2) ,再由
易得时, 函数
恰有四个不同的零点
…………………… 14分
已知函数,
(1)在区间
是增函数还是减函数?并证明你的结论;
(2)若当时,
恒成立,求整数
的最小值。
正确答案
(1)在
上单调递增;(2)3.
(1)………2分
…………3分
因此在区间
上是减函数. …………4分
(2)当时,
恒成立,即
对
恒成立,即
的最小值大于
.…………6分
而记
则
所以在
上单调递增. …………9分
又存在唯一实根
,且满足
,
…………11分
由,
…………12分
可知的最小值为
………13分
因此正整数的最大值为3. …………14分
已知曲线C: , 过点Q
作C的切线
, 切点为P.
(1) 求证:不论怎样变化, 点P总在一条定直线上;
(2) 若, 过点P且与
垂直的直线与
轴交于点T, 求
的最小值(O为原点).
正确答案
(2)
(1)设P点坐标为,则
由
则以P点为切点的
切线斜率为若
则
不符合题意.
∵切线过点, ∴斜率为
.
∴, ∴
, ∴切点P总在直线
上.
(2) 解法一: ∵l的斜率为,∴PT的斜率为
,
∴PT的方程为.
令,得PT与x轴交点的横坐标为
.
在(1)中, , 又
∴
. ∴
∴
(当且仅当, 即
时等号成立). ∴
的最小值为
.
解法二:直线l的斜率为, 则垂线斜率为
,
垂线方程为.
令, 解得与x轴的交点T的横坐标为
当且仅当3,即
时, 等号成立.∴
的最小值为
.
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