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题型:简答题
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简答题

已知为函数图象上一点,O为坐标原点,记直线的斜率

(1)若函数在区间上存在极值,求实数m的取值范围;

(2)当 时,不等式恒成立,求实数的取值范围;

(3)求证:

正确答案

(1);(2);(3)详见解析.

试题分析:(1)在函数定义域范围内求函数的极值,则极值点在内;(2)首先根据条件分离出变量,由转化成求的最小值(利用二次求导判单调性);(3)结合第(2)问构造出含

的不等关系,利用裂项相消法进行化简求和.

试题解析:(1)由题意              1分

所以                   2分

时,;当时,

所以上单调递增,在上单调递减,

处取得极大值.                      3分

因为函数在区间(其中)上存在极值,

所以,得.即实数的取值范围是.        4分

(2)由,令

.                           6分

,则

因为所以,故上单调递增.        7分

所以,从而

上单调递增,

所以实数的取值范围是.                    9分

(3)由(2) 知恒成立,

         11分

,        12分

所以,  ,

将以上个式子相加得:

.               14分

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简答题

(本小题满分13分)

已知函数,,其中R.

(1)当a=1时,判断的单调性;

(2)若在其定义域内为增函数,求正实数的取值范围;

(3)设函数,当时,若,总有

成立,求实数的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)的定义域为,且,      

上单调递增;                 

(Ⅱ)的定义域为

 因为在其定义域内为增函数,所以

,当且仅当时取等号,所以        

(Ⅲ)当时,

时,;当时,

所以在上,  而“,总有成立”等价于“上的最大值不小于上的最大值”而上的最大值为所以有            

所以实数的取值范围是

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简答题

(本小题共13分)

已知函数

(Ⅰ)当时,求函数的单调递增区间;

(Ⅱ)若在区间上是减函数,求实数的取值范围.

正确答案

(Ⅰ)单调递增区间是(Ⅱ)≤3

(Ⅰ)当时,

,即:

函数的单调递增区间是.    ……………6分

(Ⅱ)=  ∵上为减函数,

恒成立.  

恒成立.设,则=

>4,

,∴上递减,       

∴g() >g()=3,∴≤3.                    …………13分                                

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简答题

已知函数f(x)=ln(2+3x)-x2

(1)求f(x)在[0,1]上的单调区间;

(2)若对任意x∈[,1],不等式|a-f(x)|>ln5,求实数a的取值范围.

正确答案

(1)函数f(x)的定义域为{x|x>-},f′(x)=-3x==(3分)

∴在[0,1]上,当0≤x<时,f'(x)>0时,f(x)单调递增;

<x≤1时,f'(x)<0,f(x)单调递减.

∴f(x)在[0,1]上的增区间是[0,],减区间是[,1].(开闭均可)(6分)

(2)由|a-f(x)|>ln5,可得a-f(x)>ln5或a-f(x)<-ln5,

即a>f(x)+ln5或a<f(x)-ln5.(7分)

由(1)当x∈[,1]时,f(x)max=f()=ln3-,f(x)min=f(1)=ln5-.(9分)

∵a>f(x)+ln5恒成立,∴a>ln15-

∵a<f(x)-ln5恒成立,∴a<-

∴a的取值范围为:a>ln15-或a<-(12分)

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简答题

已知函数f(x)=x3-x2+ax+b的图象在点P(0,f(0))处的切线方程为y=3x-2.

(1)求实数a,b的值;

(2)设g(x)=f(x)+是[2,+∞)上的增函数.

①求实数m的最大值;

②当m取最大值时,是否存在点Q,使得过点Q的直线若能与曲线y=g(x)围成两个封闭图形,则这两个封闭图形的面积总相等?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,说明理由.

正确答案

(1)求导函数可得f′(x)=x2-2x+a

∵函数在点P(0,f(0))处的切线方程为y=3x-2,∴,∴

(2)①由g(x)=f(x)+=x3-x2+3x-2+,得g′(x)=x2-2x+3-

∵g(x)是[2,+∞)上的增函数,∴g′(x)≥0在[2,+∞)上恒成立,

即x2-2x+3-≥0在[2,+∞)上恒成立.

设(x-1)2=t,∵x∈[2,+∞),∴t≥1,∴不等式t+2-≥0在[1,+∞)上恒成立

当m≤0时,不等式t+2-≥0在[1,+∞)上恒成立.

当m>0时,设y=t+2-,t∈[1,+∞)

因为y′=1+>0,所以函数y=t+2-在[1,+∞)上单调递增,因此ymin=3-m.

∴ymin≥0,∴3-m≥0,即m≤3,又m>0,故0<m≤3.

综上,m的最大值为3.

②由①得g(x)=x3-x2+3x-2+,其图象关于点Q(1,)成中心对称.

证明如下:∵g(x)=x3-x2+3x-2+

∴g(2-x)=(2-x)3-(2-x)2+3(2-x)-2+=-x3+x2-3x++

因此,g(x)+g(2-x)=

∴函数g(x)的图象关于点Q成中心对称.

∴存在点Q(1,),使得过点Q的直线若能与函数g(x)的图象围成两个封闭图形,则这两个封闭图形的面积总相等.

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简答题

设函数f(x)=(1+x)2-2ln(1+x)(1)若对任意的x∈[0,1],不等式f(x)-m≤0都成立,求实数m的最小值;(2)求函数g(x)=f(x)-x2-x在区间[0,2]上的极值.

正确答案

(1)设f(x)在[0,1]上的最大值是f(x)max

∵对任意的x∈[0,1],不等式f(x)-m≤0都成立,

∴f(x)max≤m.

∵f(x)=2(1+x)-=

当x∈[0,1]时,f′(x)≥0,

故f(x)在[0,1]内为增函数.

∴f(x)max=f(1)=4-2ln2,

∴m≥4-2ln2,

即实数m的最小值是4-2ln2.

(2)∵g(x)=f(x)-x2-x=1+x-2ln(1+x),

∴g(x)=1-=

当x>1时,g′(x)>0;当-1<x<1时,g′(x)<0,

∴g(x)在[0,1]上是减函数,在(1,2]上是增函数,

∴g(x)在[0,2]上的极小值为g(1)=2-2ln2.

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简答题

已知f(x)=ax2(a∈R),g(x)=2lnx.

(1)讨论函数F(x)=f(x)-g(x)的单调性;

(2)是否存在这样的a的值,使得f(x)≥g(x)+2(x∈R*)恒成立,若不存在,请说明理由;若存在,求出所有这样的值.

正确答案

(1)∵f(x)=ax2(a∈R),g(x)=2lnx.

函数F(x)=f(x)-g(x),

∴F(x)=ax2-2lnx,

其定义域为(0,+∞)(1分)

∴F′(x)=2ax-=(x>0)

(i)当a>0时,由ax2-1>0得x>.由ax2-1<0得0<x<

故当a>0时,F(x)的递增区间为(,+∞),递减区间为(0,).(4分)

(ii)当a<0时,F'(x)<0(x>0)恒成立

故当a≤0时,F(x)在(0,+∞)上单调递减.(6分)

(2)即使F(x)≥2在x>0时恒成立.

由(1)可知当a≤0时,x→+∞,

则F(x)→-∞.F(x)≥2在x>0时不可能恒成立.(7分)

∴a>0,由(1)可知

Fmin(x)=F()=1-2ln=1-ln(10分)

∴只须1-ln≥2即可,

∴lna≥1,

∴a≥e,

故存在这样的a的值,

使得f(x)≥g(x)+2(x∈R+)恒成立.

a的取值范围为[e,+∞).(12分)

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简答题

已知函数f(x)=x(x-c)2(其中c为常数,c∈R)

(Ⅰ)若函数f(x)在定义域内有极值,求实数c的取值范围;

(Ⅱ)若函数f(x)在x=2处取得极大值,求实数c的值.

正确答案

(Ⅰ)依题意得f'(x)=3x2-4cx+c2…(2分)

若f(x)有极值,则△=4c2>0,∴c≠0…(5分)

(Ⅱ)f'(x)=3x2-4cx+c2=0得x=c或

因为函数f(x)在x=2处取得了极大值,故

x=2是f'(x)=0的一个实根,故c>0

∴c>…(8分)

所以函数f(x)在(-∞,)上递增,在(,c)上递减,(c,+∞)上递增,

f(x)在x=处取得极大值;                                  …(10分)

=2⇒c=6…(12分)

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简答题

已知函数f(x)=3ax4-2(3a+1)x2+4x

(1)当a=时,求f(x)的极值与相应的x的值;

(2)f(x)在(-1,1)上不是增函数,求a的取值范围.

正确答案

求导函数f′(x)=12ax3-4(3a+1)x+4

(1)当a=时,f′(x)=2x3-6x+4=2(x-1)2(x+2)

令f′(x)=2(x-1)2(x+2)=0,∴x1=1,x2=-2

∵函数在(-∞,-2)上单调减,在(-2,1)上单调增,在(1,+∞)上单调增

∴函数的极值点是x=-2,f(x)的极值为-12;

(2)假设f(x)在(-1,1)上是增函数,则f′(x)=12ax3-4(3a+1)x+4≥0在(-1,1)上恒成立

∴3ax2+3ax-1≤0在(-1,1)上恒成立

令g(x)=3ax2+3ax-1,则

或a=0

或a=0

∴-≤a≤

∴f(x)在(-1,1)上不是增函数,a的取值范围为(-∞,-)∪(,+∞)

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简答题

已知向量=(1,t2-3 ),=(-k,t) (其中实数k和t不同时为零),当|t|<2时,有,当|t|>2时,有

(1)求函数关系式k=f (t );

(2)求函数f (t )的单调递减区间;

(3)求函数f (t )的最大值和最小值.

正确答案

(1)当|t|<2时,由得:=-k+(t2-3)t=0,

得k=f(t)=t3-3t(|t|<2)

当|t|>2时,由得:k=

所以k=f(t)=(5分)

(2)当|t|<2时,f′(t)=3t2-3,由f′(t)<0,得3t2-3<0

解得-1<t<1,

当|t|>2时,f′(t)==>0

∴函数f(t)的单调递减区间是(-1,1).(4分)

(3)当|t|<2时,由f′(t)=3t2-3=0得t=1或t=-1

∵1<|t|<2时,f′(t)>0

∴f(t)极大值=f(-1)=2,f(t)极小值=f(1)=-2

又f(2)=8-6=2,f(-2)=-8+6=-2

当t>2时,f(t)=<0,

又由f′(t)>0知f(t)单调递增,∴f(t)>f(2)=-2,

即当t>2时,-2<f(t)<0,

同理可求,当t<-2时,有0<f(t)<2,

综合上述得,当t=-1或t=2时,f(t)取最大值2

当t=1或t=-2时,f(t)取最小值-2(5分)

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