- 导数的加法与减法法则
- 共661题
已知函数f(x)=lnx,g(x)=f(x)+ax2+bx,函数g(x)的图象在点(1,g(1))处的切线平行于x轴。
(1)确定a与b的关系;
(2)试讨论函数g(x)的单调性;
(3)证明:对任意n∈N*,都有ln(1+n)>成立。
正确答案
见解析。
解析
(1)依题意得g(x)=lnx+ax2+bx,
则,
由函数g(x)的图象在点(1,g(1))处的切线平行于x轴得:g'(1)=1+2a+b=0,∴b=﹣2a﹣1。
(2)由(1)得=
,
∵函数g(x)的定义域为(0,+∞),
∴①当a≤0时,2ax﹣1<0在(0,+∞)上恒成立,
由g'(x)>0得0<x<1,由g'(x)<0得x>1,
即函数g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)单调递减;
②当a>0时,令g'(x)=0得x=1或,
若,即
时,由g'(x)>0得x>1或
,由g'(x)<0得
,
即函数g(x)在,(1,+∞)上单调递增,在
单调递减;
若,即
时,由g'(x)>0得
或0<x<1,由g'(x)<0得
,
即函数g(x)在(0,1),上单调递增,在
单调递减;
若,即
时,在(0,+∞)上恒有g'(x)≥0,
即函数g(x)在(0,+∞)上单调递增,
综上得:当a≤0时,函数g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)单调递减;
当时,函数g(x)在(0,1)单调递增,在
单调递减;在
上单调递增;
当时,函数g(x)在(0,+∞)上单调递增,
当时,函数g(x)在
上单调递增,在
单调递减;在(1,+∞)上单调递增。
(3)证法一:由(2)知当a=1时,函数g(x)=lnx+x2﹣3x在(1,+∞)单调递增,∴lnx+x2﹣3x≥g(1)=﹣2,即lnx≥﹣x2+3x﹣2=﹣(x﹣1)(x﹣2),
令,则
,
∴+…+
>
+…+
,
∴,
即。
证法二:构造数列{an},使其前n项和Tn=ln(1+n),
则当n≥2时,,
显然a1=ln2也满足该式,
故只需证,
令,即证ln(1+x)﹣x+x2>0,记h(x)=ln(1+x)﹣x+x2,x>0,
则,h(x)在(0,+∞)上单调递增,故h(x)>h(0)=0,
∴成立,
以下同证法一。
证法三:令φ(n)=ln(1+n)﹣,
则=
,
令,则x∈(1,2],
,记h(x)=lnx﹣(x﹣1)+(x﹣1)2=lnx+x2﹣3x+2,
∵∴函数h(x)在(1,2]单调递增,
又h(1)=0,∴当x∈(1,2]时,h(x)>0,即φ(n+1)﹣φ(n)>0,
∴数列φ(n)单调递增,又φ(1)=ln2>0,∴即。
知识点
正确答案
见解析。
解析
(1)解:由题意 , ………………1分
当时,函数
的定义域为
,
此时函数在上是减函数,在
上是增函数,
,无最大值,………………3分
当时,函数
的定义域为
,
此时函数在上是减函数,在
上是增函数,
,无最大值,………………5分
(2)取,由⑴知
,
故,
取,则
,………………9分
(3)假设存在这样的切线,设其中一个切点,
∴切线方程:,将点
坐标代入得:
,即
, ①
设,则
,………………12分
,
在区间
,
上是增函数,在区间
上是减函数,
故。
又,
注意到在其定义域上的单调性,知
仅在
内有且仅有一根
方程①有且仅有一解,故符合条件的切线有且仅有一条,…………14分
知识点
已知椭圆的离心率为
,直线l:y=x+2与以原点为圆心、椭圆C1的短半轴长为半径的圆相切。
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设椭圆C1的左焦点为F1,右焦点为F2,直线l1过点F1且垂直于椭圆的长轴,动直线l2垂直于直线l1,垂足为点P,线段PF2的垂直平分线交l2于点M,求点M的轨迹C2的方程;
(3)设C2与x轴交于点Q,不同的两点R,S在C2上,且满足,求
的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)由得2a2=3b2,又由直线l:y=x+2与圆x2+y2=b2相切,
得,
,∴椭圆C1的方程为:
,
(2)由MP=MF2得动点M的轨迹是以l1:x=﹣1为准线,
F2为焦点的抛物线,∴点M的轨迹C2的方程为y2=4x,
(3)Q(0,0),设,
∴,
由,得
,∵y1≠y2
∴化简得,
∴(当且仅当y1=±4时等号成立),
∵,
又∵y22≥64,∴当y22=64,即y2=±8时,
∴的取值范围是
。
知识点
若实数满足
,则
的最大值是 。
正确答案
解析
略
知识点
已知函数
(1)若为
的极值点,求
的值;
(2)若的图象在点
处的切线方程为
,
①求在区间
上的最大值;
② 求函数的单调区间。
正确答案
见解析
解析
(1)。
∵是极值点,
∴,即
。
∴或2。
(2)∵在
上,∴
∵在
上,∴
又,∴
∴,解得
∴
①由可知
和
是
的极值点。
∵
∴在区间
上的最大值为8。
②
令,得
当时,
,此时
在
单调递减
当时:
此时在
上单调递减,在
上单调递增。
当时:
此时在
上单调递减,在
上单调递增,综上所述:当
时,
在
单调递减;
时,
在
单调递减,在
单调递增;
时,
在
单调递减,在
单调递增。
知识点
某高校在2011年自主招生考试成绩中随机抽取100名学生的笔试成绩,按成绩分组:第1组[75,80),第2组[80,85),第3组[85,90),第4组[90,95),第5组[95,100]得到的频率分布直方图如图所示。
(1)分别求第3,4,5组的频率;
(2)若该校决定在笔试成绩高的第3,4,5组中用分层抽样抽取6名学生进入第二轮面试,
(ⅰ)已知学生甲和学生乙的成绩均在第三组,求学生甲和学生乙同时进入第二轮面试的概率;
(ⅱ)学校决定在这6名学生中随机抽取2名学生接受考官D的面试,设第4组中有X名学生被考官D面试,求X的分布列和数学期望。
正确答案
见解析。
解析
解析:(1)第三组的频率为0.06×5=0.3;
第四组的频率为0.04×5=0.2;第五组的频率为0.02×5=0.1.…………3分
(2)(ⅰ)设M:学生甲和学生乙同时进入第二轮面试 ……6分
(ⅱ)
……12分
知识点
已知椭圆(
)右顶点与右焦点的距离为
,
短轴长为.
(1)求椭圆的方程;
(2)过左焦点的直线与椭圆分别交于
、
两点,若三角形
的面积为
,求直线
的方程。
正确答案
见解析
解析
(1)由题意, -------1分
解得. ------------2分
即:椭圆方程为 ------------3分
(2)当直线与
轴垂直时,
,
此时不符合题意故舍掉; -----------4分
当直线与
轴不垂直时,设直线
的方程为:
,
代入消去得:
. ------------6分
设 ,则
, -----------7分
所以 . ------------9分
原点到直线的距离
,
所以三角形的面积.
由, ------------12分
所以直线或
. ---------13分
知识点
已知是球面上三点,且AB =AC = 4cm,
,若球心
到平面
的距离为
cm,则该球的表面积为 cm2。
正确答案
解析
略
知识点
已知函数,
(1)当时,求函数
的最值;
(2)求实数的取值范围,使
在区间
上是单调函数。
正确答案
(1) (2)
解析
略
知识点
如果实数满足等式
,那么
的取值范围是 ▲
正确答案
解析
用数形结合,设,则
表示经过点
的直线,
为直线的斜率.所以求
的取值范围就等价于求同时经过点
和圆上的点的直线中斜率的最大最小值.从图中可知,当过P的直线与圆相切时斜率取最大最小值,此时对应的直线斜率分别为
和
,其中
不存在,由圆心
到直线
的距离
解得
,所以
的取值范围是
.
知识点
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