- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
已知函数,(
>0,
,以点
为切点作函数
图象的切线
,记函数
图象与三条直线
所围成的区域面积为
.
(1)求;
(2)求证:<
;
(3)设为数列
的前
项和,求证:
<
.来
正确答案
(1);(2)详见试题分析;(3)详见试题分析.
试题分析:(1)先对求导,根据切点坐标及导数的几何意义,求出切线的斜率,写出切线的方程,最后利用定积分
计算
图象与三条直线
所围成的区域面积,可求得数列
的通项公式;(2)构造函数
(
≥0),求导可得
,从而函数
(
≥0)单调递减,故
,从而证得当
>0时,
<
成立,故
<
,∴
=
<
;(3)由(2):
<
,由放缩法得
<
,再结合裂项相消法即可证明来
<
.
试题解析:(1)易知,切点为
,则
方程为
即,∴
=
(2)构造函数(
≥0),则
,即函数
,(
≥0)单调递减,而
,∴
,等号在
时取得,∴当
>0时,
<
成立,∴知
<
,∴
=
<
.
(3)<
<
,∴当
时,
=
<
;当
时,
<
<
.
方法二:
(1)(2)同方法一;
(3)由(2)知<
,
(
),
,又
,
,∴综上所述:对一切
,都有
<
.
已知函数的图像如图所示,且
.则
的值是 .
正确答案
3.
试题分析:因为,所以由
得c=0.由图可知f(0)=3可得d=3.所以c+d=3.故填3.本题看是字母参数很多,但关键是利用两个条件就可以求出需要的两个字母的值.图中标出
的位置在这里有迷惑的作用.
已知函数.
(Ⅰ)若,求
的极值;
(Ⅱ)若在定义域内无极值,求实数
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ) ,
;(Ⅱ)
.
试题分析:(Ⅰ)先写出时的函数解析式以及定义域:
,对函数求导并且求得函数的零点,结合导数的正负判断函数在零点所分的各个区间上的单调性,从而得到函数的极值点,求得极值点对应的函数值即可;(Ⅱ)先求出函数
的导数,将问题“
在定义域内无极值”转化为“
或
在定义域上恒成立”,那么设
分两种情况进行讨论,分别为方程无解时
,以及方程有解时保证
,即
成立,解不等式及不等式组,求两种情况下解的并集.
试题解析:(Ⅰ)已知,∴
, 1分
, 2分
令,解得
或
. 3分
当时,
;
当时,
. 4分
, 5分
∴取得极小值2,极大值
. 6分
(Ⅱ),
, 7分
在定义域内无极值,即
或
在定义域上恒成立. 9分
设,根据图象可得:
或
,解得
. 11分
∴实数的取值范围为
. 12分
已知函数的图像过原点,且在
处的切线为直线
(Ⅰ)求函数的解析式;
(Ⅱ)求函数在区间
上的最小值和最大值.
正确答案
(Ⅰ);(Ⅱ)最小值为
,最大值为
.
试题分析:(Ⅰ)求函数的解析式,关键是求
的值,因为函数
的图像过原点,故
,可得
,又因为在
处的切线为直线
,即在
处的切线的直线斜率为
,即
,可得
,还需要找一个条件,切线方程为
,即
过
,代入可求出
的值;(Ⅱ)求函数
在区间
上的最小值和最大值,只需对
求导数,分别求出导数等零点对与端点处的函数值,比较谁最大为最大值,谁最小为最小值即可.
试题解析:(Ⅰ)由题意,
(Ⅱ)在
在
和
故最小值为
,最大值为
.(12分)
已知函数.
(1)当时,求函数
的最大值;
(2)若函数没有零点,求实数
的取值范围;
正确答案
(1) ;(2)
.
试题分析:(1)通过对函数求导,判函数的单调性,可求解函数的最大值,需注意解题时要先写出函数的定义域,切记“定义域优先”原则;(2) 将的零点问题转化为
与
图象交点个数问题,注意函数
的图象恒过定点
,由图象知当直线的斜率为
时,直线与
图象没有交点,当
时,求出函数
的最大值,让最大值小于零即可说明函数
没有零点.
试题解析:(1)当时,
2分
定义域为
,令
,
∵当,当
,
∴内是增函数,
上是减函数
∴当时,
取最大值
5分
(2)①当,函数
图象与函数
图象有公共点,
∴函数有零点,不合要求; 7分
②当时,
8分
令,∵
,
∴内是增函数,
上是减函数, 10分
∴的最大值是
,
∵函数没有零点,∴
,
, 11分
因此,若函数没有零点,则实数
的取值范围
12分
(12分)已知函数(
),其中
.
(Ⅰ)当时,讨论函数
的单调性;
(Ⅱ)若函数仅在
处有极值,求
的取值范围;
(Ⅲ)若对于任意的,不等式
在
上恒成立,求
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)在
,
内是增函数,在
,
内是减函数.
(Ⅱ)满足条件的的取值范围是
.
(Ⅲ)满足条件的的取值范围是
(Ⅰ)解:.
当时,
.
令,解得
,
,
.
当变化时,
,
的变化情况如下表:
所以在
,
内是增函数,在
,
内是减函数.
(Ⅱ)解:,显然
不是方程
的根.
为使仅在
处有极值,必须
成立,即有
.
解些不等式,得.这时,
是唯一极值.
因此满足条件的的取值范围是
.
(Ⅲ)解:由条件,可知
,从而
恒成立.
当时,
;当
时,
.
因此函数在
上的最大值是
与
两者中的较大者.
为使对任意的,不等式
在
上恒成立,当且仅当
,即
,在
上恒成立.
所以,因此满足条件的
的取值范围是
已知函数f(x)=aln(2x+1)+bx+1.
(1)若函数y=f(x)在x=1处取得极值,且曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线与直线2x+y-3=0平行,求a的值;
(2)若b=,试讨论函数y=f(x)的单调性.
正确答案
(1)(2)当a≥0时,函数f(x)在区间
为增函数;当a<0时,函数f(x)在区间
为增函数;在区间
为减函数.
(1)函数f(x)的定义域为,f′(x)=
+b=
,
由题意可得解得
所以
.
(2)若b=,则f(x)=aln(2x+1)+
x+1,
所以f′(x)=,
1° 令f′(x)=>0,由函数定义域可知,4x+2>0,所以2x+4a+1>0,
①当a≥0时,x∈,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;
②当a<0时,x∈,f′(x)>0,函数f(x)单调递增.
2° 令f′(x)=<0,即2x+4a+1<0,
①当a≥0时,不等式f′(x)<0无解;
②当a<0时,x∈,f′(x)<0,函数f′(x)单调递减.
综上,当a≥0时,函数f(x)在区间为增函数;当a<0时,函数f(x)在区间
为增函数;在区间
为减函数
若函数(
为实常数).
(1)当时,求函数
在
处的切线方程;
(2)设.
①求函数的单调区间;
②若函数的定义域为
,求函数
的最小值
.
正确答案
(1);(2)①单调增区间为
;单调减区间为
,②
试题分析:(1)当时,
,先求导,再求出函数在
处的导数即所求切线的斜率,就可写出直线的点斜式方程;(2)①分类讨论去掉绝对值,将函数
化为分段函数,在不同取值范围内,分别求导判断函数的单调性,②由函数
的定义域去判断
的取值范围,再结合①的结果,对函数
进行分类讨论,分别求出各种情况下的最小值,即得
.
试题解析:(1)当时,
,
,
, 2分
又当时,
,
函数
在
处的切线方程
; 4分
(2)因为,
①当时,
恒成立,所以
时,函数
为增函数; 7分
当时,
,令
,得
,
令,得
,
所以函数的单调增区间为
;单调减区间为
;10分
②当时,
,因为
的定义域为
,以
或
11分(ⅰ)当
时,
,所以函数
在
上单调递增,则
的最大值为
,
所以在区间
上的最小值为
; 13分
(ⅱ)当时,
,且
,所以函数
在
上单调递增,在
上单调递减,则
的最大值为
,所以
在区间
上的最小值为
;14分
(ⅲ)当时,
,所以函数
在
上单调递增,则
的最大值为
,所以
在区间
上的最小值为
.
综上所述, 16分
如图,已知点,直线
与函数
的图象交于点
,与
轴交于点
,记
的面积为
.
(Ⅰ)求函数的解析式;
(Ⅱ)求函数的最大值.
正确答案
(Ⅰ). (Ⅱ)
最大值为8.
试题分析:(Ⅰ)确定三角形面积,主要确定底和高.
(Ⅱ)应用导数研究函数的最值,遵循“求导数,求驻点,讨论驻点两侧导数正负,比较极值与区间端点函数值”.利用“表解法”形象直观,易以理解.
试题解析:(Ⅰ)由已知 1分
所以的面积为
. 4分
(Ⅱ)解法1.
7分
由得
, 8分
函数与
在定义域上的情况下表:
12分
所以当时,函数
取得最大值8. 13分
解法2.由
设, 6分
则. 7分
函数与
在定义域上的情况下表:
11分
所以当时,函数
取得最大值, 12分
所以当时,函数
取得最大值
. 13分
设函数(
),其中
.
(Ⅰ)当时,求曲线
在点
处的切线方程;
(Ⅱ)当时,求函数
的极大值和极小值.
正确答案
(Ⅰ)当时,曲线
在点
处的切线方程为
;(Ⅱ)函数
在
处取得极小值
,在
处取得极大值
.
试题分析:(Ⅰ)把代入
,得
,结合已知条件即可得切点的坐标为
.再对
求导,即可求得
,即可得所求切线的斜率,最后利用直线方程的点斜式,即可得所求切线的方程;(Ⅱ)首先对
求导,得
.令
,解得
或
.
,列出当
变化时,
,
随
的变化情况表格,即可求得当
时,函数
的极大值和极小值.
试题解析:(Ⅰ)当时,
,得
, 1分
且,
. 3分
所以,曲线在点
处的切线方程是
, 5分
整理得. 6分
(Ⅱ)解:,
.
令,解得
或
. 8分
若,当
变化时,
的正负如下表:
因此,函数在
处取得极小值
,且
;
函数在
处取得极大值
,且
. 12分
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