- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
(13分)设是函数
的一个极值点。
(1)求与
的关系式(用
表示
),并求
的单调区间;(2)设
,若存在
,使得
成立,求
的取值范围。
正确答案
(1)、
、
(2)
解:(1)∵
∴
由题意得:,即
,
∴且
令得
,
∵
是函数
的一个极值点
∴,即
故
与
的关系式为
(Ⅰ)当时,
,由
得单增区间为:
;
由得单减区间为:
、
;
(Ⅱ)当时,
,由
得单增区间为:
;
由得单减区间为:
、
; 6分
(2)由(1)知:当时,
,
在
上单调递增,在
上单调递减,
,
∴在
上的值域为
易知
在
上是增函数
∴在
上的值域为
由于
,
又∵要存在,使得
成立,
∴必须且只须解得:
所以:
的取值范围为
设函数.
(1)求的单调区间和极值;
(2)若关于的方程
有3个不同实根,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)的增区间是
和
,减区间是
,极大值
,极小值
;(2)实数
的取值范围是
.
试题分析:(1),令
,
得
的增区间是
和
,减区间是
,可判断函数在
处有极大值,在
处有极小值;(2)关于
的方程
有3个不同实根,则直线
与函数
图象有三个交点,由(1)可得函数
草图,可得
的取值.
解:(1),
令得:
,
当变化时,
的变化情况如下表:
所以的增区间是
和
,减区间是
;
当时,
取得极大值,极大值
;
当时,
取得极小值,极小值
.
(2)由(1)得,作出函数的草图如图所示:
所以,实数的取值范围是
.
已知函数,若函数
恰有两个不同的零点,则实数
的取值范围为 .
正确答案
试题分析:由求导得
,故
在
上单调增,在
上单调减,且当
时,恒有
.又
在
上单调增,在
上单调减,所以可作出函数
的图像,如图.由图可知,要使函数
恰有两个不同的零点,需
或
或
,即实数
的取值范围为
.
甲、乙二人平时跑步路程与时间的关系以及百米赛跑路程和时间的关
系分别如图①、②所示.问:
(1)甲、乙二人平时跑步哪一个跑得快?
(2)甲、乙二人百米赛跑,快到终点时,谁跑得快(设Δs为s的增量)?
正确答案
(1)乙比甲跑得快(2)乙比甲跑得快
(1)由题图①在(0,t]时间段内,甲、乙跑过的路程s甲<s乙,故有即在任一时间段(0,t]内,甲的平均速度小于乙的平均速度,所以乙比甲跑得快.
(2)由题图②知,在终点附近[t-d,t)时间段内,路程增量Δs乙>Δs甲,所以即快到终点时,乙的平均速度大于甲的平均速度,所以乙比甲跑得快
已知函数
(1)若求
在
处的切线方程;
(2)若在区间
上恰有两个零点,求
的取值范围.
正确答案
(1)(2)
试题分析:(1)对函数在x=1处求导,得到该点处的斜率,应用点斜式方程写出切线方程;(2)求导,令分类讨论,当
时,要使
在区间
上恰有两个零点,得到
的取值范围..
试题解析:(1)
在
处的切线方程为
(2)由
由及定义域为
,令
①若在
上,
,
在
上单调递增,
因此,在区间
的最小值为
.
②若在
上,
,
单调递减;在
上,
,
单调递增,因此
在区间
上的最小值为
③若在
上,
,
在
上单调递减,
因此,在区间
上的最小值为
.
综上,当时,
;当
时,
;
当时,
可知当或
时,
在
上是单调递增或递减函数,不可能存在两个零点.
当时,要使
在区间
上恰有两个零点,则
∴ 即
,此时,
.
所以,的取值范围为
已知函数,
(其中
,
),且函数
的图象在点
处的切线与函数
的图象在点
处的切线重合.
(Ⅰ)求实数a,b的值;
(Ⅱ)若,满足
,求实数
的取值范围;
(Ⅲ)若,试探究
与
的大小,并说明你的理由.
正确答案
(Ⅰ),
;(Ⅱ)
;(Ⅲ)
.
试题分析:(Ⅰ)先求出在点
处切线方程为
,再求出
在点
处切线方程为
,比较两方程的系数即可得
,
;(Ⅱ)根据题意可转化成
在
上有解,令
,只需
,分类讨论可求得实数m的取值范围是
;
(Ⅲ)令,再证函数
在区间
上单调递增,当
时,
恒成立,即可得对任意
,有
,再证
即可得证.
试题解析:(Ⅰ)∵,∴
,则
在点
处切线的斜率
,切点
,则
在点
处切线方程为
,
又,∴
,则
在点
处切线的斜率
,切点
,则
在点
处切线方程为
,
由解得
,
. 4分
(Ⅱ)由得
,故
在
上有解,
令,只需
. 6分
①当时,
,所以
; 7分
②当时,∵
,
∵,∴
,
,∴
,
故,即函数
在区间
上单调递减,
所以,此时
.
综合①②得实数m的取值范围是. 9分
(Ⅲ)令,
.
令,则
在
上恒成立,
∴当时,
成立,∴
在
上恒成立,
故函数在区间
上单调递增,∴当
时,
恒成立,
故对于任意,有
. 12分
又∵,
∴.
∴,从而
.… 14分
已知函数,
.
(Ⅰ)讨论函数的单调区间;
(Ⅱ)设函数在区间
内是减函数,求
的取值范围.
正确答案
略
(1);(2)
(1)求导:
当时,
,
,
在
上递增
当,
求得两根为
即在
递增,
递减,
递增
(2),且
解得:
已知函数.
(1)求曲线在点
处的切线方程;
(2)若对于任意的,都有
,求
的取值范围.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)先对原函数进行求导得,则在点
处的切线方程的斜率
,过点
,所以切线方程为
;(2)利用求导,求出
的最小值,只需要
即可.对
求导,列出
和
的变化情况统计表,则
在
上递减,在
上递增,所以
在
上的最小值是
,则
,解得
.
试题解析:(1) 2分
,
4分
∴曲线在
处的切线方程为
, 即
. 6分
(2)令得
, 2分
当变化时,
和
的变化情况如下表:
∴在
上递减,在
上递增 4分
∴在
上的最小值是
6分
∴,即
∴的取值范围是
. 8分
设力F作用在质点m上使m沿x轴从x=1运动到x=10,已知F=x2+1且力的方向和x轴的正向相同,求F对质点m所作的功.
正确答案
342
将区间[1,10]n等分,则各小区间的长度为.在
上取xi=1+
i.
∴Fi=+1=
+1,Wi=Fi=
=18+
=18+
+
81.当n→∞时,
→18+
×2+81=342.
所以F对质点所作的功为342.
设函数,
.
(Ⅰ)若,求
的极小值;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的结论下,是否存在实常数和
,使得
和
?若存在,求出
和
的值.若不存在,说明理由.
(Ⅲ)设有两个零点
,且
成等差数列,试探究
值的符号.
正确答案
(Ⅰ);(Ⅱ)存在这样的k和m,且
;(Ⅲ)
的符号为正.
试题分析:(Ⅰ)首先由,得到关于
的两个方程,从而求出
,这样就可得到
的表达式,根据它的特点可想到用导数的方法求出
的极小值; (Ⅱ)由(Ⅰ)中所求的
和
,易得到它们有一个公共的点
,且
和
在这个点处有相同的切线
,这样就可将问题转化为证明
和
分别在这条切线
的上方和下方,两线的上下方可转化为函数与0的大小,即证
和
成立,从而得到
和
的值; (Ⅲ)由已知易得
,由零点的意义,可得到关于
两个方程,根据结构特征将两式相减,得到关于
的关系式
,又对
求导,进而得到
,结合上面关系可化简得:
,针对特征将
当作一个整体,可转化为关于
的函数
,对其求导分析得,
恒成立.
试题解析:解:(Ⅰ)由,得
,解得
2分
则=
,
利用导数方法可得的极小值为
5分
(Ⅱ)因与
有一个公共点
,而函数
在点
的切线方程为
,
下面验证都成立即可 7分
由,得
,知
恒成立 8分
设,即
,易知其在
上递增,在
上递减,
所以的最大值为
,所以
恒成立.
故存在这样的k和m,且 10分
(Ⅲ)的符号为正. 理由为:因为
有两个零点
,则有
,两式相减得
12分
即,于是
14分
①当时,令
,则
,且
.
设,则
,则
在
上为增函数.而
,所以
,即
. 又因为
,所以
.
②当时,同理可得:
.
综上所述:的符号为正 16分
扫码查看完整答案与解析