- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
已知函数,其中a,b∈R
(1)当a=3,b=-1时,求函数f(x)的最小值;
(2)若曲线y=f(x)在点(e,f(e))处的切线方程为2x-3y-e=0(e=2.71828 为自然对数的底数),求a,b的值;
(3)当a>0,且a为常数时,若函数h(x)=x[f(x)+lnx]对任意的x1>x2≥4,总有成立,试用a表示出b的取值范围.
正确答案
(1);(2)
;(3)
时,
,
时,
试题分析:(1)利用导数判断出函数的单调性,即可求出
的最小值;(2)要注意给出某点处的切线方程,就既有该点的坐标,也有该点出切线的斜率,利用这两个条件可求出a与b的值;(3)解决本题的关键是由“对任意的x1>x2≥4,总有
成立”转化出“
在
上单调递增”,从而再次转化为导函数大于0的问题求解.解题过程中要注意对参数的合理分类讨论.
试题解析:(1)当a=3,b=-1时,
∴
∵x>0,∴0<x<时f '(x)<0,x>
时,f '(x)>0
即在
上单调递减,在
上单调递增
∴在
处取得最小值
即 4分
(2)∵
∴ (1)
又切点(e,f(e))在直线2x-3y-e=0上
∴切点为
∴ (2)
联立(1)(2),解得. 8分
(3)由题意,对任意的x1>x2≥4,总有成立
令
则函数p(x)在上单调递增
∴在
上恒成立
∴在
上恒成立 10分
构造函数
则
∴F(x)在上单调递减,在
上单调递增
(i)当,即
时,F(x)在
上单调递减,在
上单调递增
∴
∴,从而
12分
(ii)当,即
时,F(x)在(4,+∞)上单调递增
,从而
13分
综上,当时,
,
时,
14分
设函数
(1)讨论函数的极值点;
(2)若对任意的,恒有
,求
的取值范围.
正确答案
(1)
(2)
(1),
,∴当
时,
在
上单调递增,
无极值点;
当时,令
的变化情况如下表:
从上表可以看出:当时,
有唯一的极大值点
.
(2)当时,
在
上单调递增,
所以不可能对任意的,恒有
;
当时,
处取得极大值
,此极大值也是最大值.
要使f(x)≤0恒成立,只需≤0, ∴p≥1.∴
的取值范围为
.
已知函数.
(1)若在
处取得极值,求实数
的值;
(2)求函数在区间
上的最大值.
正确答案
(1);(2)详见解析.
试题分析:(1)利用函数在
处取得极值,得到
求出
的值,并对此时函数
能否在
处取得极值进行检验,从而确定
的值;(2)先求出导数
,由条件
得到
的取值范围
,从而得到导数
的符号与
相同,从而对
是否在区间
内进行分类讨论,并确定函数
在区间
上的单调性,从而确定函数
在区间
上的最大值.
试题解析:(1)因为,
所以函数的定义域为
,且
,
因为在
处取得极值,所以
.
解得.
当时,
,
当时,
;当
时,
;当
时,
,
所以是函数
的极小值点,故
;
(2)因为,所以
,
由(1)知,
因为,所以
,
当时,
;当
时,
.
所以函数在
上单调递增;在
上单调递减.
①当时,
在
上单调递增,
所以.
②当即
时,
在
上单调递增,在
上单调递减,
所以;
③当,即
时,
在
上单调递减,
所以.
综上所述:
当时,函数
在
上的最大值是
;
当时,函数
在
上的最大值是
;
当时,函数
在
上的最大值是
.
设点P是曲线上的任意一点,则点P到直线
的最小距离为 ▲
正确答案
略
已知a为给定的正实数,m为实数,函数f(x)=ax3-3(m+a)x2+12mx+1.
(Ⅰ)若f(x)在(0,3)上无极值点,求m的值;
(Ⅱ)若存在x0∈(0,3),使得f(x0)是f(x)在[0,3]上的最值,求m的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)a;(Ⅱ)m≤或m≥
.
试题分析:(Ⅰ) 求原函数的导函数,则导函数恒大于等于0,即可得所求;(Ⅱ)由(Ⅰ)知导函数时等于0,则
为函数的极值,要使
有最值,再看导函数为0时的另外一个根
的范围,然后分情况讨论:①
时,显然
为最值;②
时,先求(0,3)上的极值,然后再与端点函数值比较满足题意求m;③
时,先求(0,3)上的极值,然后再与端点函数值比较满足题意求m,综合①②③可得m的取值范围.
试题解析:(Ⅰ)由题意得f′(x)=3ax2-6(m+a)x+12m=3(x-2)(ax-2m),
由于f(x)在(0,3)上无极值点,故=2,所以m=a. 5分
(Ⅱ)由于f′(x)=3(x-2)(ax-2m),故
(i)当≤0或
≥3,即m≤0或m≥
a时,
取x0=2即满足题意.此时m≤0或m≥a.
(ii)当0<<2,即0<m<a时,列表如下:
故f(2)≤f(0)或f()≥f(3),
即-4a+12m+1≤1或+1≥9m+1,
即3m≤a或≥0,
即m≤或m≤0或m=
.此时0<m≤
.
(iii)当2<<3,即a<m<
时,列表如下:
故f()≤f(0)或f(2)≥f(3),
即+1≤1或-4a+12m+1≥9m+1,
即≤0或3m≥4a,
即m=0或m≥3a或m≥.
此时≤m<
.
综上所述,实数m的取值范围是m≤或m≥
. 14分
若函数在
上单调递减,则实数
的取值范围是 .
正确答案
试题分析:对函数求导得: ,令
,即
,解得
.
抛物线在点
的切线方程是____________
正确答案
试题分析:点在抛物线
上,抛物线
在点
的切线斜率为
,所以,由直线方程的点斜式整理得,
,即为所求.
已知函数.
(Ⅰ)求的单调区间;
(Ⅱ)若曲线与
有三个不同的交点,求实数
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ) 单调递增区间为,单调递减区间为
;(Ⅱ)
.
试题分析:(Ⅰ)先对函数求导得 ,然后求出导函数的零点,讨论零点所分区间上导函数的正负,以此来判断函数的单调性,导数为正的区间是对应函数的递增区间,导数为负的区间是对应函数的递减区间;(Ⅱ)先化简
得到
,然后构造函数
,将问题转化为“函数
与
有三个公共点”.由数形结合的思想可知,当
在函数
的两个极值点对应的函数值之间时,函数
与
有三个公共点,那么只要利用函数
的导数找到此函数的两个极值即可.
试题解析:(Ⅰ) 2分
令,解得
或
. 4分
当时,
;当
时,
∴的单调递增区间为
,单调递减区间为
6分
(Ⅱ)令,即
∴
设,即考察函数
与
何时有三个公共点 8分
令,解得
或
.
当时,
当时,
∴ 在
单调递增,在
单调递减 9分
10分
根据图象可得. 12分
已知函数,
(Ⅰ)当a=1时,若曲线y=f(x)在点M (x0,f(x0))处的切线与曲线y=g(x)在点P (x0, g(x0))处的切线平行,求实数x0的值;
(II)若(0,e],都有f(x)≥g(x)+
,求实数a的取值范围.
正确答案
(Ⅰ) ;(II)
.
试题分析:(Ⅰ) 将两切线平行,转化为两直线的斜率相等,借助导数的几何意义建立等量关系;(II)该恒成立问题可转化为最值问题.即只需找到在
上的最小值,使它的最小值大于或等于0即可.
试题解析:(I)当因为,
2分
若函数在点
处的切线与函数
在点
处的切线平行,
所以,解得
此时在点
处的切线为
在点
处的切线为
所以 4分
(II)若,都有
记,
只要在
上的最小值大于等于0
6分
则随
的变化情况如下表:
8分
当时,函数
在
上单调递减,
为最小值
所以,得
所以 10分
当时,函数
在
上单调递减,在
上单调递增 ,
为最小值,所以
,得
所以 12分
综上, 13分
设函数在区间
上是增函数,在区间
,
上是减函数,又
(1)求的解析式;
(2)若在区间上恒有
成立,求
的取值范围
正确答案
(1)(2)
试题分析:解:(1) 1分
由已知,即
3分
解得 4分
7分
(2)令,即
或
又在区间
上恒成立,
14分
点评:解决的关键是通过导数的值来求解解析式,以积极通过不等式的求解得到参数的范围,属于中档题。
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