- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
(14分)已知函数,
(Ⅰ)若在[-1,1]上存在零点,求实数
的取值范围;
(Ⅱ)当时,若对任意的
∈[1,4],总存在
∈[1,4],使
成立,求实数
的取值范围;
(Ⅲ)若函数(其中
)的值域为区间D,是否存在常数
,使区间D的长度为
?若存在,求出
的值;若不存在,请说明理由。(规定:区间
的长度为
).
正确答案
(1) a的取值范围为[-8,0]
(2)
(3)
解:(1):因为函数的对称轴是
,
所以在区间[-1,1]上是减函数,
1分
因为函数在区间[-1,1]上存在零点,则必有:
即
,解得
,
故所求实数a的取值范围为[-8,0] . 4分[
(2)若对任意的x1∈[1,4],总存在x2∈[1,4],使
成立,只需函数
的值域为函数
的值域的子集.
6分
已知函数
(1) 若函数是单调递增函数,求实数
的取值范围;
(2)当时,两曲线
有公共点P,设曲线
在P处的切线分别为
,若切线
与
轴围成一个等腰三角形,求P点坐标和
的值;
(3)当时,讨论关于
的方程
的根的个数
正确答案
(1) (2)
(3)即
时,函数
有两个零点即方程
有两个根;
即
时,函数
有一个零点即方程
有一个根;
即
时,函数
没有零点即方程
没有根
(1)
依题,在
上恒成立,
法1:,又
(当且仅当
,即
时取等)∴
.
法2: ,令
,则
在
上恒成立,
由二次函数图象得,
;
,
综合、
得
.…………………………………………………………4分
(2)时,
,设
,
的倾斜角分别为
,则
,由于
,则
均为锐角,依题,有以下两种情况:
时,
,
此时,;
时,
,
此时,.……………………………………………………9分
(3)时,令
,
时,
;
时,
∴在
上递增,在
上递减,∴
,
又时,
;
时,
即
时,函数
有两个零点即方程
有两个根;
即
时,函数
有一个零点即方程
有一个根;
即
时,函数
没有零点即方程
没有根
…………………………………………………………14分
(本小题满分12分)
设函数。
(Ⅰ)求的单调区间;
(Ⅱ)如果对任何,都有
,求
的取值范围。
正确答案
(Ⅰ)在每一个区间
(
)是增函数,
在每一个区间
(
)是减函数。
(Ⅱ)
(Ⅰ)。 2分
当(
)时,
,即
;
当(
)时,
,即
。
因此在每一个区间
(
)是增函数,
在每一个区间
(
)是减函数。 6分
(Ⅱ)令,则
。
故当时,
。
又,所以当
时,
,即
。 9分
当时,令
,则
。
故当时,
。
因此在
上单调增加。
故当时,
,
即。
于是,当时,
。
当时,有
。
因此,的取值范围是
。 12分
已知函数,曲线
在点x=1处的切线l不过第四象限且斜率为3,又坐标原点到切线l的距离为
,若
时,
有极值.
(I) 求a、b、c的值;
(II) 求在[-3,1]上的最大值和最小值.
正确答案
(Ⅰ) a=2,b=-4.c=5.
(Ⅱ)f(x)在[-3,1]上的最大值为13,最小值为
(I)由,得
.……………………………………2分
当x=1时,切线l的斜率为3,可得2a+b=0. ①
当时,
有极值,则
,可得4a+3b+4=0.②
由①、②解得 a=2,b=-4.……………………………………5分
设切线l的方程为 .
由原点到切线l的距离为,
则.解得m=±1.
∵切线l不过第四象限,
∴m=1.……………………………………6分
由于l切点的横坐标为x=1,∴.
∴1+a+b+c=4.
∴c=5.…………………………………………………………………7分
(II)由(I)可得,
∴.……………………………………8分
令,得x=-2,
.
……………………………………11分
∴f(x)在x=-2处取得极大值f(-2)=13.
在处取得极小值
=
.
又f(-3)=8,f(1)=4.
∴f(x)在[-3,1]上的最大值为13,最小值为.……………………………………13分
已知函数=
,
(1)求函数的单调区间
(2)若关于的不等式
对一切
(其中
)都成立,求实数
的取值范围;
(3)是否存在正实数,使
?若不存在,说明理由;若存在,求
取值的范围
正确答案
(1)单调递增区间是(),单调递减区间是
(2)
时,
;
时,
;
时,
(3)当
时,
,此时
试题分析:(1)的定义域为
,
,令
,得
所以的单调递增区间是(
),单调递减区间是
3分
(2)∵不等式对一切
(其中
)都成立,
∴对一切
(其中
)都成立 即
时,
∵
①当时,即
时,
在
上单调递增,
=
=
②时,
在
上单调递减,
=
=
③,即
时,
在上
单调递增,
上单调递减,
=
=
综上,时,
;
时,
;
时,
9分
(3)存在 10分
即
,
=
在
上有两个不同点的函数值相等
∵在(
)单调递增,在
上单调递减
当时,
,
时,
,数形结合知
当时,
,此时
点评:求函数单调区间通常利用导数的正负解决,第二问中将不等式恒成立问题转化为函数最值问题,这是常用的转化思路,但要注意分情况讨论得到不同的最值,第三问对于条件指数式将其转化为对数式从而和已知函数发生联系,这种转化学生可能不易想到
(本题12分)
已知二次函数 (
,c为常数且1《c《4)的导函数的图象如图所示:
(1).求
的值;
(2)记,求
在
上的最大值
。
正确答案
(1)
(2),
,令
或
。
令或
,
,
当,即
时,
;当
,
即时,
略
已知A、B、C是直线l上的三点,O是直线l外一点,向量满足
=[f(x)+2f′(1)]
-ln(x+1)
(Ⅰ)求函数y=f(x)的表达式;
(Ⅱ)若x>0,证明:f(x)>;
(Ⅲ)若不等式x2≤f(x2)+m2-2m-3对x∈[-1,1]恒成立,求实数m的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)=
(Ⅱ) 见解析 (Ⅲ)
(Ⅰ)∵OA=[+2
]OB-
OC,且A、B、C在直线
上,
+2
―
=1, …………(2分)
y=
=
+1-2
,
=
,网于是
=
,
=
………(4分)
(Ⅱ)令=
-
,由
=
-
=
,
以及x>0,知>0,
在
上为增函数,又
在x=0处右连续,
当x>0时,得
>
=0,
>
…………(8分)
(Ⅲ)原不等式等价网于,
令=
=
,则
=
=
,(10分)
∵时,
>0,
时,
<0,
在
为增函数,在
上为减函数, …………(11分)
当
时,
=
=0,从而依题意有0
,
解得,故m的取值范围是
…………(12分)
设函数,曲线
在点
处的切线为
.
(1)求;
(2)证明:.
正确答案
(1) ;(2)详见解析.
试题分析:(1)求的值就一定要建立关于
的两个方程,通过解方程求出
值,这就是方程思想,这里通过斜率关系确立一个方程,还有一个方程就是要用切点
既在直线上,又在曲线上来确立,即用好切点的双重身份;(2)通过重新构造函数,利用导数知识来研究函数的极值和最值,进而达到证明不等式的目的,此题如果想直接去研究
的最小值,通过最小值比
大,来达到证题的目的,那是很难办到的,所以说构造函数是需要功底的,也是需要技巧的.
试题解析:(1) 函数的定义域为
,
,根据切点
既在直线上,又在曲线上,依题意可得
,
,故
4分
(2)由(1)知, ,从而
等价于
.
设函数,则
,所以当
时,
,当
时,
,故
在
单调递减,在
单调递增,从而
在
上的最小值为
10分
设函数,则
,所以当
时,
,当
时,
,故
在
单调递增,在
单调递减,从而
在
上的最大值为
.又
和
在
上取得最值的条件不同,所以综上:当
时,
,即
. 14分
(本小题满分12分)
已知函数f(x)=ex+ax-1(e为自然对数的底数).
(Ⅰ)当a=1时,求过点(1,f(1))处的切线与坐标轴围成的三角形的面积;
(II)若f(x)x2在(0,1 )上恒成立,求实数a的取值范围.
正确答案
(Ⅰ);(II)
.
试题分析:(Ⅰ)利用导数先求过点(1,f(1))处的切线的方程,再求切线与坐标轴的交点坐标,易得三角型面积;(II)由得
,令
,利用导数求函数
在
上的单调性,便可得结论.
试题解析:(Ⅰ)当时,
,
,
,
,
函数在点
处的切线方程为
,即
, 2分
设切线与x、y轴的交点分别为A,B.
令得
,令
得
,∴
,
,
.
在点处的切线与坐标轴围成的图形的面积为
. 4分
(Ⅱ)由得
,
令,
令, 6分
,∵
,∴
,
在
为减函数,
∴ , 8分
又∵,
∴
∴
在
为增函数, 10分
,因此只需
. 12分
(12分)若直线过点
,且与曲线
和
都相切,
求实数的值。
正确答案
解:设过的直线与
相切于点
,
所以切线方程为
即,又
在切线上,则
或
,
当时,由
与
相切可得
,
当时,由
与
相切可得
略
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