- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
(本小题满分12分)
已知函数
(I)设是函数图象上的一点,求点M处的切线方程;
(II)证明过点N(2,1)可以作曲线的三条切线。
正确答案
(1)(2)略
(I)
(II)证明:由(I)知曲线上点处的切线为
若切线过点N(2,1),则
若过N有三条切线等价于方程有三个不同的解
变化如下表:
在R上只有一个极大值和一个极小值
即过点N可以作曲线的三条切线。…………12分
已知常数、
、
都是实数,函数
的导函数为
(Ⅰ)设,求函数
的解析式;
(Ⅱ)如果方程的两个实数根分别为
、
,并且
问:是否存在正整数,使得
?请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)
(Ⅰ).
,解得:
.…………………6分
(Ⅱ)的两根为
,
.
.
……………………………10分
.
,
或
.
存在
或
使
成立.………………14分
(本小题满分12分)
已知函数R).(1)若
在
时取得极值,求
的值;
(2)求的单调区间;(3)求证:当
时,
.
正确答案
(1) (2)
(1),
是一个极值点,
,
.
(2分)
此时.
的定义域是
,
当
时,
;当
时,
.
当
时,
是
的极小值点,
. (4分)
(2),
当
时,
的单调递增区间为
.(6分)
当时,
,
令有
,
函数
的单调递增区间为
;
令有
,
函数
的单调递减区间为
.(8分)
(3)设,
,
当
时,
,
在
上是增函数,
,
当
时,
(12分)
设函数f(x)=,g(x)=
,对任意x1,x2∈(0,+∞),不等式
≤
恒成立,则正数k的取值范围是 .
正确答案
{k|k≥1}
∵k为正数,∴对任意x1,x2∈(0,+∞),不等式≤
恒成立⇒[
]max≤[
]min
由g'(x)==0,得x=1,
x∈(0,1)时,g'(x)>0,x∈(1,+∞)时,g'(x)<0,
∴[]max=
=
.
同理由f'(x)==0,得x=
,
x∈(0,)时,f'(x)<0,x∈(
,+∞)时,f'(x)>0,
[]min=
=
,∴
≤
,k>0
k≥1.
已知函数,(其中m为常数).
(1) 试讨论在区间
上的单调性;
(2) 令函数.当
时,曲线
上总存在相异两点
、
,使得过
、
点处的切线互相平行,求
的取值范围.
正确答案
(1) ,
(2)的取值范围为
.
试题分析:(1) 求函数的导数,对讨论用导函数的正负判断单调性;(2)在
处
导数相等得
,由不等式性质可得
恒成立,所以
,
对
恒成立,令
,求其最小值,即
的最大值.
试题解析:(1) 1分
5分
(2)由题意,可得(
,且
)
即
7分
∵,由不等式性质可得
恒成立,又
∴
对
恒成立
令,
则对
恒成立
∴在
上单调递增,∴
11分
故 12分
从而“对
恒成立”等价于“
”
∴的取值范围为
13分
设的最大值为M。
(1)当时,求M的值。
(2)当取遍所有实数时,求M的最小值
;
(以下结论可供参考:对于,当
同号时取等号)
(3)对于第(2)小题中的,设数列
满足
,求证:
。
正确答案
(1) (2)
(3)见解析
(1)求导可得
当时取等号 3分
(2)
5分
=6,
。
由(1)可知,当时,
。
7分
(3)证法一:(局部放缩法)因为,
所以
由于
9分
所以不等式左边
11分
下证
,
显然。即证。 12分
证法二:(数学归纳法)即证:当
下用数学归纳法证明:
①当时,左边
,显然;
②假设时命题成立,即
8分
当时,
左边
(
)
11分
下证:(*)
(*),
显然。
所以命题对时成立。
综上①②知不等式对一切成立。 12分
已知函数.
(Ⅰ)当时,
恒成立,求实数
的取值范围;
(Ⅱ)若对一切,
恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(1) (2)
试题分析:(1)本题为含参二次函数求最值,涉及到的问题是轴动而区间不动,所以要分三种情况,对称轴在区间的左侧,在区间的右侧,在区间之间 .分别求出函数的最值从而解出a的取值范围.(2)与(1)的区别是给定了a的范围,解不等式,所以我们把转化成关于a的不等式,利用给定a的范围恒成立问题来解决x的取值范围.
试题解析:(Ⅰ)当时,设
,分以下三种情况讨论:
(1)当时,即
时,
在
上单调递增,
,
因此,
无解.
(2)当时,即
时,
在
上单调递减,
,
因此,解得
.
(3)当时,即
时,
,
因此,解得
.
综上所述,实数的取值范围是
. 6分
(Ⅱ) 由得
,令
,
要使在区间
恒成立,只需
即
,
解得或
.所以实数
的取值范围是
. 12分
已知函数.
(Ⅰ)当时,讨论函数
在[
上的单调性;
(Ⅱ)如果,
是函数
的两个零点,
为函数
的导数,证明:
.
正确答案
(Ⅰ)当时,函数
在
上单调递减;(Ⅱ)详见解析.
试题分析:(Ⅰ)不是常见的函数的单调性问题,可以采用求导得方法.通过定导数的正负来确定单调性.在本题中,求导得,但发现还是无法直接判断其正负.这时注意到
在
上单调递减,可以得到其最大值,即
,而
,所以
,从而得函数
在
上单调递减;(Ⅱ)通过
,
是函数
的两个零点把
用
表示出来,代入
中,由
分成
与
两段分别定其正负.
易知为负,
则化成
,再将
视为整体,通过研究
的单调性确定
的正负,从而最终得到
.本题中通过求导来研究
的单调性,由其最值确定
的正负.其中要注意
的定义域为
,
从而
这个隐含范围.
试题解析:(Ⅰ), 1分
易知在
上单调递减, 2分
∴当时,
. 3分
当时,
在
上恒成立.
∴当时,函数
在
上单调递减. 5分
(Ⅱ),
是函数
的两个零点,
(1)
(2) 6分
由(2)-(1)得:
,
8分
,所以
,
将代入化简得:
9分
因为,故只要研究
的符号
10分
令,则
,且
,
令, 12分
所以,
当时,
恒成立,所以
在
上单调递增,所以当
时,
,所以
,又
,故
,所以
,即
,又
,所以
. 14分
已知函数.
(1)若函数在区间其中a >0,上存在极值,求实数a的取值范围;
(2)如果当时,不等式
恒成立,求实数k的取值范围.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)由于函数是一个确定的具体的函数,所以它的极值点也是确定的;故我们只须应用导数求出函数的极值点,注意定义域;让极值点属于区间
可得到关于a的不等式,从而就可求出实数a的取值范围;(2)显然不等式
等价于:
因此当
时,不等式
恒成立
其中
,所以利用函数的导数求出
的最小值即可.
试题解析:(1)因为, x >0,则
,
当时,
;当
时,
.
所以在(0,1)上单调递增;在
上单调递减,
所以函数在
处取得极大值.
因为函数在区间
(其中
)上存在极值,
所以 解得
.
(2)不等式即为
记
所以
令,则
,
,
在
上单调递增,
,从而
,
故在
上也单调递增, 所以
,所以
.
设m为实数,函数,
.
(1)若≥4,求m的取值范围;
(2)当m>0时,求证在
上是单调递增函数;
(3)若对于一切
,不等式
≥1恒成立,求实数m的取值范围.
正确答案
(1) (2)见解析 (3)
(1)
当时,
,无解;
当时,
,解得
。
所以。
(2)由于。所以
。
任取,
所以
即:在
为单调递增函数。
(3)、① 时,
,
恒成立
恒成立 ,即:
由于的对称轴为
故在
为单调递增函数,故
。
所以。
② 当时,
易证 在
为递增,
由②得在
为递增,
所以,,即
, 所以
。
③ 当时,
(无解)
综上所述 。
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