- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
.
正确答案
解:⑴令
,得
,
区间
分别单调增,单调减,单调增,…………2分
于是当时,有极大值
极小值
,…………4分
⑵由(1)知区间
分别单调增,单调减,单调增,
所以当时
,特别当
时,有
;6分
当时,
,则
,………8分
所以对任意的,
……9分
⑶由已知得在
上恒成立,
得
时,
,
单调减;
时,
,
单调增;故
时,函数
取到最小值,从而
;…11分
同样的,在
上恒成立,由
得时,
,
时,
,故
时,函数
取到最小值.
从而,………13分
由
的唯一性知
,
.……14分
略
(本小题满分12分)已知函数,
(Ⅰ)求f (x)的单调递增区间;(Ⅱ)若在区间[0,
]内至少存在一实数
x0使得
成立,求实数a的取值范围.
正确答案
(1) (2)
:(12分)(1)
………….6分
(2)设
即
….12分
已知函数.
(Ⅰ) 若函数在
处的切线方程为
,求实数
的值.
(Ⅱ)当时,不等式
恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ) ;
(Ⅱ) 。
试题分析:(Ⅰ) 由得
(2分)
函数在
处的切线方程为
,
所以 ,解得
(5分)
(Ⅱ)当时,不等式
恒成立,
所以,
,而
(6分)
由(Ⅰ)知
令得
或
(8分)
(1)当即
时,
恒成立,所以
在
上递增,
成立 (9分)
(2)当即
时,由
解得
或
①当即
时,
在
上递增,在
上递减,
所以,解得
;
②当即
时,
在
上递增,在
上递减,
在上递增,
故,
解得; (12分)
(3)当即
时,由
解得
或
①当即
时,
在
上递减,在
上递增,舍去;
②当即
时,
在
上递增,在
上 递减, 在
上递增,
所以,解得
(14分)
所以实数的取值范围为
(15分)
点评:中档题,利用导数研究函数的单调性、极值,是导数应用的基本问题,主要依据“在给定区间,导函数值非负,函数为增函数;导函数值非正,函数为减函数”。确定函数的极值,遵循“求导数,求驻点,研究单调性,求极值”。不等式恒成立问题,往往通过构造函数,研究函数的最值,使问题得到解决。
已知函数(
为常数)的图像与
轴交于点
,曲线
在点
处的切线斜率为-1.
(1)求的值及函数
的极值;(2)证明:当
时,
;
(3)证明:对任意给定的正数,总存在
,使得当
,恒有
.
正确答案
(1),极小值为
无极大值;(2)证明见解析;(3)证明见解析.
试题分析:
解题思路:(1)利用导数的几何意义求,再进一步求极值;(2)构造函数
,即证
;
(3)结合(2)的结论,对进行分类讨论.
规律总结:这是一道典型的导函数问题,综合性较强,要求我们要有牢固的基础知识(包括函数的性质、常见解题方法、数形结合等).
试题解析:解法一:(1)由,得
.又
,得
.所以
.令
,得
.当
时,
单调递减;当
时,
单调递增.所以当
时,
取得极小值,且极小值为
无极大值.
(2)令,则
.由(1)得
,故
在R上单调递增,又
,因此,当
时,
,即
.
(3)①若,则
.又由(2)知,当
时,
.所以当
时,
.取
,当
时,恒有
.
②若,令
,要使不等式
成立,只要
成立.而要使
成立,则只要
,只要
成立.令
,则
.所以当
时,
在
内单调递增.取
,所以
在
内单调递增.又
.易知
.所以
.即存在
,当
时,恒有
.
综上,对任意给定的正数c,总存在,当
时,恒有
.
解法二:(1)同解法一
(2)同解法一
(3)对任意给定的正数c,取
由(2)知,当x>0时,,所以
当时,
因此,对任意给定的正数c,总存在,当
时,恒有
.
已知函数f(x)=x3-3x.
(1)求函数f(x)的单调区间.
(2)求函数f(x)在区间[-3,2]上的最值.
正确答案
(1) (-1,1) (2) 当x=-3时, 最小值为-18。当x=-1或2时, 最大值为2
(1)∵f(x)=x3-3x,
∴f'(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1).
令f'(x)=0,得x=-1或x=1.
若x∈(-∞,-1)∪(1,+∞),则f'(x)>0,
故f(x)的单调增区间为(-∞,-1),(1,+∞),
若x∈(-1,1),则f'(x)<0,故f(x)的单调减区间为(-1,1).
(2)∵f(-3)=-18,f(-1)=2,f(1)=-2,f(2)=2,
∴当x=-3时,f(x)在区间[-3,2]取到最小值为-18.
∴当x=-1或2时,f(x)在区间[-3,2]取到最大值为2.
(本题满分14分)已知函数(
,实数
,
为常数).
(Ⅰ)若,求函数
的极值;
(Ⅱ)若,讨论函数
的单
调性.
正确答案
解:
(Ⅰ)在
处取得极小值
.
(Ⅱ)当,即
时,函数
的单调递减区间为
,单调递增区间为
;
当,即
时,函数
的单调递增区间为
,
,单调递减区间为
;
当,即
时,函数
的单调递增区间为
;
当,即
时,函数
的单调递增区间为
,
,单调递减区间为
.…………………
解:(Ⅰ)函数
,则
,…………………1分
令,得
(舍去),
. ………………
…………………………2分
当时,
,函数单调递减;………………
…………………………3分
当时,
,函数单调递增;……
……………………………………4分
∴在
处取得极小值
. ……………………………………5分
(Ⅱ)由于,则
,从而
,
则
…………………………………………6分
令,得
,
. ……
…
……………………
…………7分
① 当,即
时,函数
的单调递减区间为
,单调递增区间为
;8分
② 当,即
时,列表如下
:
所以,函数的单调递增区间为
,
,单调递减区间为
;…………10分
当,即
时,函数
的单调递增区间为
;……………11分
③ 当,即
时,列表如下:
所以函数的单调递增区间为
,
,单调递减区间为
; ……………13分
综上:当,即
时,函数
的单调递减区间为
,单调递增区间为
;
当,即
时,函数
的单调递增区间为
,
,单调递减区间为
;
当,即
时,函数
的单调递增区间为
;
当,即
时,函数
的单调递增区间为
,
,单调递减区间为
.…………………………14分
在半径为的圆内,作内接等腰三角形,当底边上高为多少时,它的面积最大?
正确答案
当时,等腰三角形的面积最大.
如图,设圆内接等腰三角形的底边长为,高为
,那么
,
解得,于是内接三角形的面积为:
,
从而
,
令,解得
,由于不考虑不存在的情况,所在区间
上列表示如下:
由此表可知,当时,等腰三角形的面积最大.
在平面直角坐标系中,若曲线
(
为常数)过点
,且该曲线在点
处的切线与直线
平行,则
.
正确答案
曲线过点
,则
①,又
,所以
②,由①②解得
所以
.
【考点】导数与切线斜率.
计算 ;
.
正确答案
(2分),
(3分)
解:因为
而表示的为圆心在原点,半径为a的圆的一半的面积,因此为
(本题满分14分)
定义在(0,+∞)上的函数,
,且
在
处取极值。
(Ⅰ)确定函数的单调性。
(Ⅱ)证明:当时,恒有
成立.
正确答案
解:(Ⅰ),则
,
由已知,即
. …………3分
所以,则
.由
,…………5分
所以在
上是增函数,在
上是减函数. …………6分
(Ⅱ) 当时,
,要证
等价于
,即
设,则
. ……10分
当时,
,所以
在区间(1,e2)上为增函数. ……12分
从而当时,
,即
,故
……14分。
略
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