- 导数在研究函数中的应用
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已知y=f(x)是奇函数,当x∈(0,2)时,f(x)=ln x-ax,当x∈(-2,0)时,f(x)的最小值为1,则a的值等于________.
正确答案
1
由题意知,当x∈(0,2)时,f(x)的最大值为-1.
令f′(x)=-a=0,得x=
,
当0时,f′(x)>0;
当x>时,f′(x)<0.
∴f(x)max=f=-ln a-1=-1,解得a=1.
设函数.
(1)求函数的单调递增区间;
(2)若关于的方程
在区间
内恰有两个相异的实根,求实数
的取值范围.
正确答案
(1)函数的单调递增区间为
;(2)
的取值范围是
.
试题分析:(1)确定出函数的定义域是解决本题的关键,利用导数作为工具,求出该函数的单调递增区间即为的
的取值区间;(2)方法一:利用函数思想进行方程根的判定问题是解决本题的关键.构造函数,研究构造函数的性质尤其是单调性,列出该方程有两个相异的实根的不等式组,求出实数
的取值范围.方法二:先分离变量再构造函数,利用函数的导数为工具研究构造函数的单调性,根据题意列出关于实数
的不等式组进行求解.本题将方程的根的问题转化为函数的图象交点问题,是解决问题的关键.
试题解析:(1)函数的定义域为
, 1分
∵, 2分
∵,则使
的
的取值范围为
,
故函数的单调递增区间为
. 4分
(2)方法1:∵,
∴. 6分
令,
∵,且
,
由.
∴在区间
内单调递减,在区间
内单调递增, 9分
故在区间
内恰有两个相异实根
12分
即解得:
.
综上所述,的取值范围是
. 14分
方法2:∵,
∴. 6分
即,
令,
∵,且
,
由.
∴在区间
内单调递增,在区间
内单调递减. 9分
∵,
,
,
又,
故在区间
内恰有两个相异实根
. 12分
即.
综上所述,的取值范围是
. 14分
(本小题满分13分)已知函数.
(Ⅰ)当时,求函数
的单调增区间;
(Ⅱ)求函数在区间
上的最小值.
正确答案
(Ⅰ)和
;(Ⅱ)
试题分析:(Ⅰ)利用导数,列表分析即可确定的单调增区间;(Ⅱ)
或
,所以分成
、
、
三种情况,利用导数,列表分析每一种情况下
的最小值即可.
试题解析:(Ⅰ)当时,
,定义域为
.
.
令,得
或
. 3分
列表如下
所以函数的单调增区间为
和
. 6分
(Ⅱ).
令,得
或
. ^ 7分
当时,不论
还是
,在区间
上,
均为增函数。
所以; 8分
当时,
所以; 10分
当时,
所以. 12分
综上,. 13分.
已知函数.
①若曲线在x=0处与直线x+y= 6相切,求a,b的值;
②设时,
在x=0处取得最大值,求实数a的取值范围.
正确答案
略
已知,函数
,
(其中
为自然对数的底数).
(1)求函数在区间
上的最小值;
(2)是否存在实数,使曲线
在点
处的切线与
轴垂直? 若存在,求出
的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)当时,函数
在区间
上无最小值;
当时,函数
在区间
上的最小值为
;
当时,函数
在区间
上的最小值为
.
(2) 不存在,使曲线
在点
处的切线与
轴垂直
(1)解:∵,∴
.
令,得
.
①若,则
,
在区间
上单调递增,此时函数
无最小值.
②若,当
时,
,函数
在区间
上单调递减,
当时,
,函数
在区间
上单调递增,
所以当时,函数
取得最小值
.
③若,则
,函数
在区间
上单调递减,
所以当时,函数
取得最小值
.
综上可知,当时,函数
在区间
上无最小值;
当时,函数
在区间
上的最小值为
;
当时,函数
在区间
上的最小值为
.
(2)解:∵,
,
∴
.
由(1)可知,当时,
.
此时在区间
上的最小值为
,即
.
当,
,
,
∴.
曲线在点
处的切线与
轴垂直等价于方程
有实数解.
而,即方程
无实数解.
故不存在,使曲线
在点
处的切线与
轴垂直.
已知函数,
(1)求函数的单调区间;
(2)若为大于0的常数),求
的最大值.
正确答案
(1)函数的单调递增区间为
;单调递减区间为
.
(2)∴.
(1)由,可知
, ……………3分
由得
由得
……………6分
∴函数的单调递增区间为
;单调递减区间为
. ……………8分
(2)①当时,
,∴
.……………11分
②当时,
为减函数,
∴. …………………14分
已知函数处取得极值.
(1)求实数a的值,并判断上的单调性;
(2)若数列满足
;
(3)在(2)的条件下,
记
求证:
正确答案
(1)1 在
上是增函数.(2)见解析(3)见解析
(1)
由题知,即a-1=0,∴a=1.
则
∵x≥0,∴≥0,
≥0,又∵
>0,∴x≥0时,
≥0,
∴在
上是增函数.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知∴
下面用数学归纳法证明>0.①当n=1时,
=1>0成立;
②假设当时,
>0,∵
在
上是增函数,
∴>
∴
>0成立,综上当
时,
>0.
又∵
>0,1+
>1,∴
>0,∵
>0,
∴<
,
而=1,∴
≤1,综上,0<
≤1.(3)∵0<
<
≤1,
∴<
,∴
<
,∴
<
,
∴>
>0,
∴=
·
…
<
·
……
=
n.
∴Sn=+
+…+
<+(
)2+…+(
)n
=<
=
=1.
∴Sn<1.
已知为函数
图象上一点,
为坐标原点,记直线
的斜率
.
(1)若函数在区间
上存在极值,求实数
的取值范围;
(2)当时,不等式
恒成立,求实数
的取值范围;
(3)求证:
正确答案
(1)实数的取值范围是
;(2)实数
的取值范围是
;(3)详见解析.
试题分析:(1)先利用导数求出函数的解析式,并利用导数求出函数
的极值点,并将极值点限制在区间
内,得出有关
的不等式,求解出实数
的取值范围;(2)利用参数分离法将问题
在区间
上恒成立转化为不等式
在区间
上恒成立,构造新函数
,从而将问题转化为
,借助导数求函数
的最小值,从而得到实数
的取值范围;(3)取
,由(2)中的结论
,即
在
上恒成立,从而得到
在
上恒成立,,令
,代入上述不等式得到
,结合累加法即可证明不等式
.
试题解析:(1)由题意,
1分
所以 2分
当时,
;当
时,
.
所以在
上单调递增,在
上单调递减,
故在
处取得极大值. 3分
因为函数在区间
(其中
)上存在极值,
所以,得
.即实数
的取值范围是
. 4分
(2)由得
,令
,
则. 6分
令,则
,
因为所以
,故
在
上单调递增. 7分
所以,从而
在
上单调递增,
所以实数的取值范围是
. 9分
(3)由(2) 知恒成立,
即 11分
令则
, 12分
所以,
, ,
.
将以上个式子相加得:
,
故. 14分
(解答题的其他解法可酌情给分)
已知函数
(1)求的值域;
(2)设,函数
.若对任意
,总存在
,使
,求实数
的取值范围.
正确答案
(1) ;(2)
试题分析:(1)求出的导函数,令导函数等于求出
的值,然后由
的值,分区间讨论导函数的正负得到函数的单调区间,根据函数的增减性得到函数的最大值和最小值即可得到
的值域;(2)设函数
在[0,2]上的值域是A,根据题意对任意
,总存在
,使
,得到区间
是A的子集,求出
的导函数,分
小于0和
大于0两种情况讨论导函数的正负得到函数的单调区间,根据函数的增减性得到函数的最大值和最小值,即可得到函数在相应区间的值域,根据区间[0,2]是A的子集判断出符合这一条件的情况,列出关于
的不等式,求出不等式的解集即可得到满足题意
的取值范围.
试题解析:(1),令
,得
或
.
当时,
在
上单调递增;
当时,
在
上单调递减,
而,
当
时,
的值域是
.
(2)设函数在
上的值域是A,
若对任意
.总存在
1,使
,
.
.
①当时,
,
函数
在
上单调递减.
,当
时,不满足
;
②当时,
,令
,得
或
(舍去)
(i)时,
的变化如下表:
.
,解得
.
(ii)当时,
,
函数
在
上单调递减.
,
当
时,不满
.
综上可知,实数的取值范围是
.
已知函数
(1)求函数的单调区间;
(2)曲线在点
和
处的切线都与
轴垂直,若曲线
在区间
上与
轴相交,求实数
的取值范围;
正确答案
(1)函数的单调增区间:
,
;单调减区间
;
(2)实数的取值范围是
;
(1) ; …………3分
令 解得:
,
…………5分
列出、
、
的变化值表 …………7分
由表可知:函数的单调增区间:
,
;单调减区间
;…8分
(2)由(1)可知,只有,
处切线都恰好与
轴垂直;
∴,
,
…………11分
由曲线在区间
上与
轴相交,可得:
……13分
因为,∴
,解得:
;
故实数的取值范围是
; …………15分
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