- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
已知是自然对数的底数,若函数
的图象始终在
轴的上方,则实数
的取值范围 .
正确答案
试题分析:因为,函数的图象始终在
轴的上方,所以,
的最小值大于零即可.由
,所以,
的最小值为
,由
,知数
的取值范围
.
已知函数.
(1)当时,求
的单调区间;
(2)若函数在
单调递减,求实数
的取值范围.
正确答案
(1)在
上单调递增.(2)
.
试题分析:(1)通过“求导数,求驻点,分区间讨论”,可得函数的单调区间.也可利用导数大于0或小于0 ,解不等式,得到单调区间.
(2)问题转化成在
上恒成立,由
,对
进行分类讨论,求得其范围.
试题解析:(1) 1分
,
,
,
,
, 4分
在
上单调递增 5 分
(2)在
上恒成立,
①时,
在
是增函数,其最小值为0,不合题意; 7分
②时,
,函数
有最大值
,不合题意; 9分
③时,
,函数
在
单调递增,在
处取到最小值0; 11分
综上: 12分
已知函数,且函数
在
和
处都取得极值。
(1)求实数的值;
(2)求函数的极值;
(3)若对任意,
恒成立,求实数
的取值范围。
正确答案
(1);(2)
或
。
本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用。
(1)
由题意可知,解得
得到解析式。
(2)由(1)知然后分析导数的符号与函数单调性的关系得到极值。
(3)对任意,
恒成立,,那么只要求解函数f(x)的最大值即可。
解:(1)
由题意可知,解得
(2)由(1)知,
时,
的最大值为
对于任意的
,
恒成立,
只需
,
或
。
已知函数,且其导函数
的图像过原点.
(1)当时,求函数
的图像在
处的切线方程;
(2)若存在,使得
,求
的最大值;
正确答案
(1) (2)-7
本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用。
(1)根据导数的计算,以及导函数过原点,且在a=1的情况下,分析得到结论。
(2)对于参数a进行讨论,分析要是导函数在-9时,方程有解。,对于a分为几种情况分别说明,a>0,a<0,a=0。
解: ,
由得
,
. ---------------------2分
(1) 当时,
,
,
,
所以函数的图像在
处的切线方程为
,即
------------4分
(2) 存在,使得
,
,
,
当且仅当时,
所以
的最大值为
. -----------------9分
(本题12分)已知函数在
处取得极值.
(1) 求;
(2 )设函数,如果
在开区间
上存在极小值,求实数
的取值范围.
正确答案
(1) (2 )
本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用。
(1)利用极值点处导数为零得到参数a,b的比值关系。
(2)由已知可得,然后求解导数,利用单调性来研究极值问题,得到结论。
解(1)
由题意知
(2)由已知可得
则
令,得
或
若,则当
或
时,
;
当时,
,所以当
时,
有极小值,
若,则当
或
时,
;当
时,
所以当时,
有极小值,
所以当或
时,
在开区间
上存在极小值。
(本小题15分)已知函数f(x)=(1+x)2-aln(1+x)2在(-2,-1)上是增函数,
在(-∞,-2)上为减函数.
(1)求f(x)的表达式;
(2)若当x∈时,不等式f(x)<m恒成立,求实数m的值;
(3)是否存在实数b使得关于x的方程f(x)=x2+x+b在区间[0,2]上恰好有两个相异的实根,若存在,求实数b的取值范围.
正确答案
(1)f(x)=(1+x)2-ln(1+x)2.(2)需m>e2-2;
(3)存在这样的实数b,当2-2ln2<b≤3-2ln3时满足条件.
本试题主要是考查了函数单调性与导数的关系和函数奇偶性以及函数与不等式的关系的综合运用。
(1)求解函数的导数 f′(x)=2(1+x)-
=2·,
那么依题意f(x)在(-2,-1)上是增函数,在(-∞,-2)上为减函数.∴x=-2时,f(x)有极小值,∴f′(-2)=0.从而得到解析式。
(2)由于f′(x)=2(1+x)-=
,易证函数在
上单调递减,
因此若使原不等式恒成立只需求解其最大值m>e2-2即可.
(3)若存在实数b使得条件成立,
方程f(x)=x2+x+b即为x-b+1-ln(1+x)2=0,
要使方程f(x)=x2+x+b在区间[0,2]上恰好有两个相异的实根,只需g(x)=0在区间[0,1]和[1,2]上各有一个实根,于是有2-2ln2<b≤3-2ln3,
故存在这样的实数b,当2-2ln2<b≤3-2ln3时满足条件.
解 (1)∵f′(x)=2(1+x)-
=2·,
依题意f(x)在(-2,-1)上是增函数,在(-∞,-2)上为减函数.∴x=-2时,f(x)有极小值,∴f′(-2)=0.
代入方程解得a=1,
故f(x)=(1+x)2-ln(1+x)2.
(2)由于f′(x)=2(1+x)-=
,
令f′(x)=0,得x1=0,x2=-2.
(由于x∈,故x2=-2舍去),
易证函数在上单调递减,
在[0,e-1]上单调递增,
且f()=
+2,f(e-1)=e2-2>
+2,
故当x∈时,f(x)max=e2-2,
因此若使原不等式恒成立只需m>e2-2即可.
(3)若存在实数b使得条件成立,
方程f(x)=x2+x+b
即为x-b+1-ln(1+x)2=0,
令g(x)=x-b+1-ln(1+x)2,
则g′(x)=1-=
,
令g′(x)>0,得x<-1或x>1,
令g′(x)<0,得-1<x<1,
故g(x)在[0,1]上单调递减,在[1,2]上单调递增,要使方程f(x)=x2+x+b在区间[0,2]上恰好有两个相异的实根,只需g(x)=0在区间[0,1]和[1,2]上各有一个实根,于是有2-2ln2<b≤3-2ln3,
故存在这样的实数b,当2-2ln2<b≤3-2ln3时满足条件.
已知R,函数
e
.
(1)若函数没有零点,求实数
的取值范围;
(2)若函数存在极大值,并记为
,求
的表达式;
(3)当时,求证:
.
正确答案
(1);(2)
;(3)详见试题解析.
试题分析:(1)令得
,∴
.再利用
求实数
的取值范围;(2)先解
,得可能的极值点
或
,再分
讨论得函数
极大值
的表达式;(3)当
时,
,要证
即证
,亦即证
,构造函数
,利用导数证明不等式.
试题解析:(1)令得
,∴
. 1分
∵函数没有零点,∴
,∴
. 3分
(2),令
,得
或
. 4分
当时,则
,此时随
变化,
的变化情况如下表:
当时,
取得极大值
; 6分
当时,
在
上为增函数,∴
无极大值. 7分
当时,则
,此时随
变化,
的变化情况如下表:
当时,
取得极大值
,∴
9分
(3)证明:当时,
10分
要证 即证
,即证
11分
令,则
. 12分
∴当时,
为增函数;当
时
为减函数,
时
取最小值,
,∴
.
∴,∴
. 14分
设函数(Ⅰ) 当
时,求函数
的极值;
(Ⅱ)当时,讨论函数
的单调性. (Ⅲ)(理科)若对任意
及任意
,恒有
成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ) 无极大值.
(Ⅱ)当时,
在
上是减函数;
当时,
在
和
单调递减,在
上单调递增;
当时,
在
和
单调递减,在
上单调递增;
(Ⅲ)。
(I)当a=1时,直接求导,利用导数大(小)于零,分别求出其单调增(减)区间.
(II)当a>1时,,然后
和
和
,三种情况讨论其单调性.
(III)由(Ⅱ)知,当时,
在
上单减,
是最大值,
是最小值.
,从而得到
,然后分离参数m,转化为不等式恒成立来解决.
请考生在22、23、24三题中任选一题做答,如果多做,则按所做的第一题记分.
(Ⅰ)函数的定义域为.
当时,
2分
当时,
当
时,
无极大值.
4分
(Ⅱ)
5分
当,即
时,
在定义域上是减函数;
当,即
时,令
得
或
令
得
当
,即
时,令
得
或
令得
综上,当
时,
在
上是减函数;
当时,
在
和
单调递减,在
上单调递增;
当时,
在
和
单调递减,在
上单调递增;
8分
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当时,
在
上单减,
是最大值,
是最小值.
, 10分
而经整理得
,由
得
,所以
12分
(本大题12分)
已知函数在
上为单调递增函数.
(Ⅰ)求实数的取值范围;
(Ⅱ)若,
,求
的最小值.
正确答案
(1)
(2),
本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用。
(1)由于函数在
上为单调递增函数.,则说明到哈双女户在给定区间恒大于等于零,得到参数a的范围。
(2)因为,
,然后求解导数,判定单调性,进而求解极值,得到最值。
(本小题满分12分) 已知是函数
的一个极值点.
(Ⅰ)求;
(Ⅱ)求函数的单调区间.
正确答案
(Ⅰ)
(Ⅱ)的增区间是
,
;减区间是
.
(Ⅲ).
解:(Ⅰ)
是函数
的一个极值点.
(Ⅱ)由(Ⅰ),
令
,得
,
.
和
随
的变化情况如下:
的增区间是
,
;减区间是
.
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,在
上单调递增,在
上单调递增,在
上单调递减.
∴,
.
又时,
;
时,
;可据此画出函数
的草图(图略),由图可知,
当直线与函数
的图像有3个交点时,
的取值范围为
.
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