- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
已知为实数,
,
(1)求导数;
(2)若是函数
的极值点,求
在
上的最大值和最小值;
(3)若在
和
上都是递增的,求
的取值范围.
正确答案
(1).(2)
在
上的最大值为
,最小值为
.
(3)的取值范围为
.
(1)由原式得,
.
(2)由,得
,所以
,
.
由,得
或
.
又,
,
,
,
在
上的最大值为
,最小值为
.
(3)的图象为开口向上且过点
的抛物线,由条件得
,
,即
,
的取值范围为
.
已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若函数恒成立,求
的取值范围.
正确答案
(1)略(2)
(1)因为,且已知函数的定义域为
,所以
当时,
,此时
在定义域上是增函数,即此时单调增区间为
;
当时,令
,得
,此时
为增函数,
所以当时,
的单调增区间为
,减区间为
;--------5分
(2)要使恒成立,只需
大于等于
的最大值即可,
由(1)知, 当时,
在定义域上是增函数,无最大值,--------7分
当时,
在定义域
上有唯一的极值且是极大值,所以
的最大值为
,即
,解得
,
故的取值范围为
.----------------12分
(本小题满分14分)已知函数,
.
(Ⅰ)求函数的单调区间;(Ⅱ)若函数
在[
上有零点,求
的最大值;(Ⅲ)证明:
在其定义域内恒成立,并比较
与
(
且
)的大小.
正确答案
(Ⅰ)单调递增区间为,单调递减区间为
(Ⅱ) -2(Ⅲ)略
:(Ⅰ)由题知:的定义域为(0,+∞)∵
∴函数的单调递增区间为
的单调递减区间为
(Ⅱ)∵在x∈
上的最小值为
且=
∴在x∈
上没有零点,∴要想使函数
在
(n∈Z)上有零点,并考虑到
在
单调递增且在
单调递减,故只须
且
即可,
易验证
,当n≤-2且n∈Z时均有
,即函数
在
上有零点,∴n的最大值为-2.
(Ⅲ)要证明,即证
只须证lnx-x+1
上恒成立.令h(x)=lnx-x+1(x>0),由
则在x=1处有极大值(也是最大值)h(1)=0∴lnx-x+1上恒成立.
∴∴
=(n-1)-<(n-1)-[
]
=(n-1)-(
=∴
<
.
如图,函数图像与x轴相切于原点。
(1)求的值;
(2)若,设
,若在
上至少存在一点
,使得
成立,求实数
的取
值范围.
正确答案
略
(本题满分12分)已知函数.
(Ⅰ)当时,求函数
的单调区间和极值;
(Ⅱ)若 在
上是单调递增函数,求实数
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)的单调递减区间为
,单调递增区间为
,
在
处取到极小值,且
,
无极大值.
(Ⅱ)≥1
解:(Ⅰ)当时,
,定义域满足:
,且
…… 2分
当
时,
,当
时,
…… 3分
的单调递减区间为
,单调递增区间为
, …… 4分
在
处取到极小值,且
…… 5分
无极大值. …… 6分
(Ⅱ)由=
得 …… 7分
由已知在
上是单调递增函数,
…… 8分
即
整理得: …… 9分
令,则由
得 …… 10分
,
,
在
上是单调递减函数, …… 11分
当
时,得
……12分
(本小题满分14分) 已知函数.
(1)若函数与
的图象在公共点P处有相同的切线,求实数
的值并求点P的坐标;(2)若函数
与
的图象有两个不同的交点M、N,求
的取值范围;(3)在(Ⅱ)的条件下,过线段MN的中点作
轴的垂线分别与
的图像和
的图像交S、T点,以S为切点作
的切线
,以T为切点作
的切线
.是否存在实数
使得
,如果存在,求出
的值;如果不存在,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ) (Ⅱ)
(Ⅲ)不存在实数
(Ⅰ)设函数与
的图象的公共点
,则有
①
又在点P有共同的切线∴代入①得
设
所以函数
最多只有1个零点,观察得
是零点,∴
,此时
…5分
(Ⅱ)方法1 由
令
当时,
,则
单调递增
当时,
,则
单调递减,且
所以在
处取到最大值
,
所以要使与
有两个不同的交点,则有
10分
方法2 根据(Ⅰ)知当时,两曲线切于点
,此时变化的
的对称轴是
,而
是固定不动的,如果继续让对称轴向右移动即
,两曲线有两个不同的交点,当
时,开口向下,只有一个交点,显然不合,所以
.
(Ⅲ)不妨设,且
,则
中点的坐标为
以S为切点的切线的斜率
以T为切点的切线的斜率
如果存在使得
,即
①
而且有和
如果将①的两边同乘得
即 设
,则有
令
∵,∴
因此
在
上单调递增,故
所以不存在实数使得
.…………… 14分
函数,其图象在
处的切线方程为
.
(Ⅰ)求函数的解析式;
(Ⅱ)若函数的图象与
的图象有三个不同的交点,求实数
的取值范围;
(Ⅲ)是否存在点P,使得过点P的直线若能与曲线围成两个封闭图形,则这两个封闭图形的面积相等?若存在,求出P点的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意得,
且
,
∴即
解得
,
,
∴.……………………………………………………………4分
(Ⅱ)由,可得
,
,
则由题意可得有三个不相等的实根,
即的图象与
轴有三个不同的交点,
,则
的变化情况如下表.
4
+
0
-
0
+
↗
极大值
↘
极小值
↗
则函数的极大
值为
,极小值为
.……………………6分
的图象与
的图象有三个不同交点,则有:
解得
.……………………………………………………8分
(Ⅲ)存在点P满足条件.……………………………………………………………9分
∵,∴
,由
,得
,
.当
时,
;当
时,
;当
时,
.可知极值点为
,
,线段AB中点
在曲线
上,且该曲线关于点
成中心对称.证明如下:∵
,∴
,∴
.
上式表明,若点为曲线
上任一点,其关于
的对称点
也在曲线
上,曲线
关于点
对称.故存在点
,使得过该点的直线若能与曲线
围成两个封闭图形,这两个封闭图形的面积相等.…………14分
略
(12分)
设函数f(x)= x3-3ax+b (a≠0).
(Ⅰ)若曲线y= f(x)在点(2,f(x))处与直线相切,求
的值;
(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间与极值点.
正确答案
略
(本小题满分12分)
已知函数
(1)当的单调区间;
(2)若上的最小值为1,求实数a的取值范围;(其中e为自然对数的底数)
(3)若上恒成立,求实数a的取值范围。
正确答案
(1)(2)
(3)
(1) …………2分
………………3分
上单调递增 …………4分
(2)
满足题意 ………………5分
(舍去) ………………6分
当,由(1)知
上单调递减,
在上单调递增,
故(舍去) …………7分
综上所述, ………………8分
(3)
上恒成立………9分
………………10分
所以 ………………12分
已知函数f(x)=ex+2x,若f′(x)≥a恒成立,则实数a的取值范围是________.
正确答案
(-∞,2]
∵f'(x)=ex+2,又ex>0恒成立,∴f'(x)>2,
由题意,得2≥a,即a≤2.
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