- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
已知函数.
(1)求曲线在点
处的切线方程;
(2)直线为曲线
的切线,且经过原点,求直线
的方程及切点坐标
正确答案
(1)(2)
,切点坐标为
.
试题分析:解:(1)
在点
处的切线的斜率
,
切线的方程为
;
(2)设切点为,则直线
的斜率为
,
直线
的方程为:
.
又直线过点
,
,
整理,得,
,
,
的斜率,
直线
的方程为
,切点坐标为
.
点评:导数常应用于求曲线的切线方程、求函数的最值与单调区间、证明不等式和解不等式中参数的取值范围等。
(12分)设,其中
.
(1)当时,求
的极值点;
(2)若为R上的单调函数,求
的取值范围.
正确答案
对求导得
①
(1)当时,若
,则
,解得
结合①,可知
所以,是极小值点,
是极大值点.------------------6分
(2)若为R上的单调函数,则
在R上不变号,结合①与条件a>0,知
在R上恒成立,因此
,
由此并结合a>0,知.--------
---------12分
略
已知函数,
.
(I)讨论的单调性.
(II)当时,讨论关于
的方程
的实根的个数.
正确答案
(I)当时,
在
上单调递增,在
和
上单调递减. 当
时,
在
和
上单调递增,在
上单调递减(II)即
时,原方程有一解.
时,原方程有两解.
时,原方程有三解.
(I)依题, ―――――――――――――――(1分)
令,即:
. ―――――――――――――――――――(2分)
易知,当时,
在
上单调递增, ―――――――――――――――(4分)
在和
上单调递减. ――――――――――――――――――(6分)
当时,
在
和
上单调递增, ――――――――――――(7分)
在上单调递减. ―――――――――――――――――――――――――-(8分)
(II)由(I)知当时,
极小=
,
极大=
――――――――――――――――(9分)
又当或
时,
,
可见的图象如下: ――――――――――(10分)
而方程,
转化为 ――――――――――――(11分)
可见,当时,即
时,原方程有一解.
同理:
时,原方程有两解.
时,原方程有三解. ――――――――-(12分
已知函数
(1)当时,求函数在
上的最大值和最小值;
(2)讨论函数的单调性;
(3)若函数在
处取得极值,不等式
对
恒成立,求实数
的取值范围。
正确答案
(1)最大值是,最小值是
(2)当
单调递减,在
单调递增,当
单调递减(3)
试题分析:解:(1)当
当
又
上的最大值是
,最小值是
。
(2)
当时,令
。
单调递减,在
单调递增
当恒成立
为减函数
当时,
恒成立
单调递减。
综上,当单调递减,在
单调递增,当
单调递减
(3),依题意:
又 恒成立。即
在
上恒成立
令
当时
,当
时
,∴
时
,
点评:求较复杂函数的性质,常用到导数。导数对求函数的单调区间、最值、不等式等问题都有很大作用。
已知函数
(Ⅰ)若试确定函数
的单调区间;
(Ⅱ)若,且对于任意
,
恒成立,求实数
的取值范围;
(Ⅲ)令若至少存在一个实数
,使
成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)单调递增区间是,单调递减区间是
;(Ⅱ)
;(Ⅲ)
.
试题分析:(Ⅰ)求出函数的导数,令导数大于零解得单调增区间,令导数小于零得单调减区间;(Ⅱ)令导数等于零得,然后对
在
处断开进行讨论,在
上求出函数的最小值,令其大于零解得
的范围;(Ⅲ)由于存在
,使
,则
,令
,则
大于
的最小值.
试题解析:(Ⅰ)由得
,所以
.
由得
,故
的单调递增区间是
, 3分
由得
,故
的单调递减区间是
. 4分
(Ⅱ) 由得
. 5分
①当时,
.此时
在
上单调递增.故
,符合题意. 6分
②当时,
.当
变化时
的变化情况如下表:
由此可得,在上,
. 8分
依题意,,又
,所以
.
综合①,②得,实数的取值范围是
. 9分
(Ⅲ)由于存在,使
,则
令,则
12分
当时,
(仅当
时取等号)
在
上单调递增,
因此
. 14分
若(其中常数e为自然对数的底数),则
= .
正确答案
2
略
设函数.
(Ⅰ)求的单调区间;
(Ⅱ)若当时,设函数
图象上任意一点处的切线的倾斜角为
,求
的取值范围;
(Ⅲ)若关于的方程
在区间[0,2]上恰好有两个相异的实根,求实数
的取值范围。
正确答案
(Ⅰ)函数的递增区间是(-2,-1),(0,+ ∞),递减区间是(-∞,-2),(-1,0)
(Ⅱ)
(Ⅲ)
(Ⅰ)函数的定义域为(-∞,-1)∪(-1,+∞)
…………………2分
由得
,由
得
.
所以函数的递增区间是(-2,-1),(0,+ ∞),递减区间是(-∞,-2),(-1,0)…4分
(Ⅱ)令,则
,故
为区间
上增函数,所以
,根据导数的几何意义可知
,故
……………………9分
(Ⅲ)方程,即
记, 则
.
由得
,由
得
∴在[0,1]上递减,在[1,2]递增. …………………………………………11分
为使在[0,2]上恰好有两个相异的实根,只须
在[0,1)和(1,2]上各有一个实根,于是有
解得
.
已知函数f(x)=ax3+bx2-3x在x=±1处取得极值.
(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)求证:对于区间[-1,1]上任意两个自变量的值x1,x2,都有|f(x1)-f(x2)|≤4;
(Ⅲ)若过点A(1,m)(m≠-2)可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的取值范围.
正确答案
(I)f(x)=x3-3x(II)证明略(III)实数a的取值范围是-3
(I)f′(x)=3ax2+2bx-3,依题意,f′(1)=f′(-1)=0,
即…………………………………………2分
解得a=1,b=0.
∴f(x)=x3-3x.……………………………………………………4分
(II)∵f(x)=x3-3x,∴f′(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1),
当-1
fmax(x)=f(-1)=2,fmin(x)=f(1)=-2……………………………………6分
∵对于区间[-1,1]上任意两个自变量的值x1,x2,
都有|f(x1)-f(x2)|≤|fmax(x) -fmin(x)|
|f(x1)-f(x2)|≤|fmax(x)-fmin(x)|=2-(-2)=4………………………………8分
(III)f′(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1),
∵曲线方程为y=x3-3x,∴点A(1,m)不在曲线上.
设切点为M(x0,y0),则点M的坐标满足
因,故切线的斜率为
,
整理得.
∵过点A(1,m)可作曲线的三条切线,
∴关于x0方程=0有三个实根.……………………10分
设g(x0)= ,则g′(x0)=6
,
由g′(x0)=0,得x0=0或x0=1.
∴g(x0)在(-∞,0),(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减.
∴函数g(x0)= 的极值点为x0=0,x0=1………………12分
∴关于x0方程=0有三个实根的充要条件是
,解得-3
故所求的实数a的取值范围是-3
函数f(x)=x3+bx2+cx+d在区间[-2,2]上是减函数,则b+c的最大值为 .
正确答案
-12
由题意知f'(x)=3x2+2bx+c在区间[-2,2]上满足f'(x)≤0恒成立,
即
⇒此问题相当于在约束条件
下,求目标函数z=b+c的最大值,由于
⇒M(0,-12),如图可知,当直线l:b+c=z过点M时,z最大,所以过M点时值最大为-12.
曲线在点
处的切线方程为
正确答案
试题分析: ,则切线的斜率为
,则切线方程为
即
.
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