- 导数的几何意义
- 共149题
已知函数(常数
.
当时,求曲线
在
处的切线方程;
讨论函数在区间
上零点的个数(
为自然对数的底数).
正确答案
;
解析
试题分析:本题属于导数应用中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)求导,然后算出在切点处的导数值,求出切线方程;当 时,
,
.
.又
,∴曲线
在点
处的切线方程为
.
考查方向
解题思路
本题考查导数的应用,解题步骤如下:求导,然后算出在切点处的导数值,求出切线方程。
易错点
忽略函数的定义域导致出错。
正确答案
当时,函数
无零点;当
或
,函数
有一个零点;当
时,函数
有两个零点.
解析
试题分析本题属于导数应用中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,要注意对参数的讨论。∵,∴
.
因为,
,于是当
时,
,当
时,
.
所以在
上是增函数,在
上是减函数. 所以
讨论函数
的零点情况如下.
①,即
时,函数
无零点,在
上也无零点;…7分
②当,即
时,函数
在
内有唯一零点
,而
,∴
在
内有一个零点;③当
,即
时,由于
,
,当
时,即
时,
,
,由单调性可知,函数
在
内有唯一零点
、在
内有唯一零点
满足,
在
内有两个零点;当
时,即
时,
,而且
,
由单调性可知,无论
还是
,
在
内有唯一的一个零点,在
内没有零点,从而
在
内只有一个零点; 综上所述,有:当
时,函数
无零点;当
或
时,函数
有一个零点;当
时,函数
有两个零点.
考查方向
解题思路
本题考查导数的应用,解题步骤如下:算出定义域,对参数分类讨论分析单调性,确定最值,再由图确定零点的个数。
易错点
第二问中的易丢对a的分类讨论。
已知函数
26.若函数在
上为单调增函数,求
的取值范围;
27.若斜率为的直线与
的图像交于
、
两点,点
为线段
的中点,求证:
.
正确答案
;
解析
(
)
2分
因为函数在
上为单调增函数,所以
在
恒成立
解得;
考查方向
解题思路
直接求导,
在
恒成立即可解a.
易错点
函数的恒成立问题,构造新函数;用导数解决函数的综合性问题
正确答案
证明略
解析
设点,
,不妨设
,则
.
要证,即
即证.只需证
, 即证
. 只需证
.设
.由(1)令
知
在
上是单调增函数,又
, 所以
.即
,
即. 所以不等式
成立.
考查方向
解题思路
设出交点坐标,用分析法证明,要证,即
,只需证
.引入函数,
,利用导数求解。
易错点
函数的恒成立问题,构造新函数;用导数解决函数的综合性问题
已知函数.
26.当时,求函数
的单调递减区间;
27.当时,设函数
. 若函数
在区间
上有两个零点,求实数
的取值范围.
正确答案
当时,
的单调递减区间为
,
;
当时,
的单调递减区间为
;
当时,
的单调递减区间为
,
.
解析
的定义域为
,
①当时,
. 由
得
或
. ∴当
,
时,
单调递减. ∴
的单调递减区间为
,
.
②当时,恒有
,∴
单调递减. ∴
的单调递减区间为
.
③当时,
. 由
得
或
.∴当
,
时,
单调递减. ∴
的单调递减区间为
,
.
综上,当时,
的单调递减区间为
,
;
当时,
的单调递减区间为
;
当时,
的单调递减区间为
,
.
考查方向
解题思路
解题步骤如下:先求函数的导数,根据导函数的正负来讨论原函数的单调性,但是要讨论的取值范围。
易错点
本题易在分类讨论和解含参数的不等式时发生错误 。
正确答案
的取值范围为
解析
在
上有零点,
即关于的方程
在
上有两个不相等的实数根.
令函数.则
.
令函数. 则
在
上有. 故
在
上单调递增.
,
当
时,有
即
.∴
单调递减;
当时,有
即
,∴
单调递增.
,
,
的取值范围为
考查方向
解题思路
解题步骤如下:要证有2个零点, 只需证明关于
的方程
,在
上有两个不相等的实数根,那么就需要构造函数,讨论其单调性,得到取值范围,从而得出结论。
易错点
本题不容易构造函数,讨论其单调性,求其范围,导致题目无法进行。
已知函数.
26.当时,求函数
的单调递减区间;
27.当时,设函数
. 若存在区间
,使得函数
在
上的值域为
,求实数
的
取值范围.
正确答案
当时,
的单调递减区间为
,
;
当时,
的单调递减区间为
;
当时,
的单调递减区间为
,
.
解析
【解析】的定义域为
,
①当时,
.由
得
或
. ∴ 当
,
时,
单调递减. ∴
的单调递减区间为
,
.
② 当时,恒有
,∴
单调递减. ∴
的单调递减区间为
.
③ 当时,
.由
得
或
. ∴当
,
时,
单调递减. ∴
的单调递减区间为
,
.
综上,当时,
的单调递减区间为
,
;
当时,
的单调递减区间为
;
当时,
的单调递减区间为
,
考查方向
解题思路
解题步骤如下:先求函数的导数,根据导函数的正负来讨论原函数的单调性,注意讨论的取值范围。
易错点
本题易在分类讨论和解含参数的不等式时发生错误 。
正确答案
的取值范围为
解析
当时,
,
,
.
当时,
,∴
在
上单调递增.
又在
上恒成立.
在
上单调递增.
由题意,得
原问题转化为关于的方程
在
上有两个不相等的实数根. ……9分
即方程在
上有两个不相等的实数根.
令函数.则
.
令函数.则
在
上有
.
故在
上单调递增.
,
当
时,有
即
.∴
单调递减;
当时,有
即
,∴
单调递增.
,
,
的取值范围为
考查方向
解题思路
解题步骤如下:根据函数在
上的值域为
,把原问题转化为关于
的方程
在
上有两个不相等的实数根. 只需证明关于
的方程
,在
上有两个不相等的实数根,那么就需要构造函数
,讨论其单调性,得到其取值范围,从而得出结论。
易错点
本题不容易构造函数,讨论其单调性,求其范围,导致题目无法进行。
12.已知函数,
,则
的取值范围为( )
正确答案
解析
(1).当m=0,n=0时,f(x)=,f(x)=0,所以{x| f(x)=0}={0};f(f(x))=
,{x| f(f(x))=0 }={0},符合题意,所以排除答案A、D.
(2).当m=0,n0时,f(x)=
+nx,{x| f(x)=0}={0,-n};令f(x)=0,解得
;令f(x)=
,即
+nx+n=0,(*),①若(*)无解,
0
,{x| f(f(x))=0 }={0,-4,-2},不符合题意,所以m+n
,所以排除答案C.所以选项为B.
考查方向
解题思路
根据函数的特点,从特殊值入手,(1).当m=0,n=0;当m=0,n0时,时,进行合理讨论,逐一排除。
易错点
不理解{x| f(x)=0}={x| f(f(x))=0 },导致问题无法切入。
知识点
已知函数.
25.若时,
恒成立,求
的取值范围;
26.若时,令
求证:
正确答案
m=0
解析
当时,
,欲使
即
恒成
立,
只要满足对
恒成立即可.
对于,即
令
则
所以函数
在
内单调递增,在
内单调递减.而
所以
.
对于即
,令
,
则令
则
所以在
内单调递减,则
从而
所以在
内单调递减,则
且当
时,
,所以
.
综上所述可得:.
考查方向
解题思路
利用条件,将不等式恒成立问题转化成只要满足对
恒成立,构造新函数,利用导数解决函数的最值,从而证明不等式恒成立
易错点
利用导数在处理单调区间及分类讨论上容易出错;
正确答案
证明见解析
解析
下面用数学归纳法证明
(1)当时,
,所以
所以,当
时命题成立
(2)假设时命题成立,即
要证明
时命题成立,即证明
只需证明即证明
由
当
时,易证
,所以
所以函数
在区间
上为增函数. 可证明函数
在
上为增函数,
由归纳假设得
所以
若则必有
,故现在证明
构造函数则
,易证
,
所以函数
在
上为增函数,
故即
则
由‚及题意知,即
.
综合知:对任意的
都有
成立
考查方向
解题思路
用分析法,从结论入手,考虑由于与正整数有关,可以用数学归纳法证明,在证明假设n=k,将转化为
所以考虑从函数的导数切入,函数f(x)在区间(1.+
)上为增函数.利用题中假设,由归纳假设
得
所以
若
则必有
,故现在证明
原函数易证在(1,+
为增函数,再由题中的假设,再构造新函数
得到
通过推理得出
,综上得证。
易错点
不容易考虑到用数学归纳法证明
已知函数.
23.求函数的单调区间;
24.当时,都有
成立,求
的取值范围;
25.试问过点可作多少条直线与曲线
相切?并说明理由.
正确答案
(1)当时,函数
的单调递增区间为
.当
时,函数
的单调递减区间为
,单调递增区间为
;
解析
试题分析:本题属于导数应用中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)利用导函数对分类求出单调区间;(2)要灵活运用“恒成立问题”解决的方法研究问题。(3)根据题意设出切点,再利用切点在曲线上构造方程去研究方程根的个数即切线条数。
(Ⅰ)函数的定义域为
.
.
(1)当时,
恒成立,函数
在
上单调递增;
考查方向
解题思路
本题考查导数的性质及其应用,解题步骤如下:
求出原函数的导函数,对分类求出
的单调区间。第二问利用第一问的结论对
分类求出
在
上的最小值,再根据恒成立问题完成结论。第三问属于“过点问题”,设切点为
,再利用切点的特点得到
,再把求切线方程条数问题转化为求方程的根的问题,最终构造函数模型完成即可。
易错点
第一问在对分类讨论求单调区间时由于比较繁琐而易出现错误。
第三问在利用导数研究 “过点问题”的切线方程求法上易出错。
正确答案
时,函数
在区间
上恒大于零;(3)当
时,过点P
存在两条切线;当
时,不存在过点P
的切线。
解析
试题分析:本题属于导数应用中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)利用导函数对分类求出单调区间;(2)要灵活运用“恒成立问题”解决的方法研究问题。(3)根据题意设出切点,再利用切点在曲线上构造方程去研究方程根的个数即切线条数。
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,
(1)当时,即
时,函数
在区间
上为增函数,
所以在区间上,
,显然函数
在区间
上恒大于零;
(2)当时,即
时,函数
在
上为减函数,在
上为增函数,所以.
依题意有,解得
,所以
.
(3)当时,即
时,
在区间
上为减函数,
所以.
依题意有,解得
,所以
.
综上所述,当时,函数
在区间
上恒大于零.………………8分
考查方向
解题思路
本题考查导数的性质及其应用,解题步骤如下:
求出原函数的导函数,对分类求出
的单调区间。第二问利用第一问的结论对
分类求出
在
上的最小值,再根据恒成立问题完成结论。第三问属于“过点问题”,设切点为
,再利用切点的特点得到
,再把求切线方程条数问题转化为求方程的根的问题,最终构造函数模型完成即可。
易错点
第一问在对分类讨论求单调区间时由于比较繁琐而易出现错误。
第三问在利用导数研究 “过点问题”的切线方程求法上易出错。
正确答案
当时,过点P
存在两条切线;当
时,不存在过点P
的切线。
解析
试题分析:本题属于导数应用中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)利用导函数对分类求出单调区间;(2)要灵活运用“恒成立问题”解决的方法研究问题。(3)根据题意设出切点,再利用切点在曲线上构造方程去研究方程根的个数即切线条数。
(Ⅲ)设切点为,则切线斜率
,
切线方程为.
因为切线过点,则
,即
.……①
令
,则
.
(1)当时,在区间
上,
,
单调递增;
在区间上,
,
单调递减,
所以函数的最大值为
.
故方程无解,即不存在
满足①式.
因此当时,切线的条数为
.
(2)当时, 在区间
上,
,
单调递减,
在区间上,
,
单调递增,
所以函数
的最小值为
.
取,则
.
故在
上存在唯一零点.
取,则
.
设,
,则
.
当时,
恒成立.
所以在
单调递增,
恒成立.所以
.
故在
上存在唯一零点.
因此当时,过点P
存在两条切线.
(3)当时,
,显然不存在过点P
的切线.
综上所述,当时,过点P
存在两条切线;
当时,不存在过点P
的切线.…………………………………………………13分
考查方向
解题思路
本题考查导数的性质及其应用,解题步骤如下:
求出原函数的导函数,对分类求出
的单调区间。第二问利用第一问的结论对
分类求出
在
上的最小值,再根据恒成立问题完成结论。第三问属于“过点问题”,设切点为
,再利用切点的特点得到
,再把求切线方程条数问题转化为求方程的根的问题,最终构造函数模型完成即可。
易错点
第一问在对分类讨论求单调区间时由于比较繁琐而易出现错误。
第三问在利用导数研究 “过点问题”的切线方程求法上易出错。
12.已知点为函数
的图像上任意一点,点
为圆
上任意一点,则线段
的长度的最小值为
正确答案
解析
.设 , P到圆心的距离
令 ,则
令 ,得
,易得
在
上递减,在
上递增
所以, 的最小值为
,则d的最小值为
则线段的长度的最小值为
A选项不正确,B选项不正确,D选项不正确,所以选C选项。
考查方向
解题思路
设 ,先求 P到圆心的距离的最小值
P到圆心距离的最小值减去圆的半径即为所求。
易错点
不能找到正确的解题思路
知识点
已知函数(
为常数),函数
,(
为常数,且
).
25.若函数有且只有1个零点,求
的取值的集合;
26.当(Ⅰ)中的取最大值时,求证:
.
正确答案
解析
(1)解:,----------------------------------------------------------------1分
①时,
,则
在
上单调递增.
而,
,
故在
上存在唯一零点,满足题意; -------------------------3分
②时,令
得
,则
在
上单调递增
;
令得
,则
在
上单调递减;
若,得
,显然满足题意; -------------------------------4分
若,则
,而
,
又,
令,则
,
令,得
,故
在
上单调递增;
令,得
,故
在
上单调递减;
故,则
,即
,
则.
故在
上有唯一零点,在
上有唯一零点,不符题意.
综上,的取值的集合为
. -----------------------6分
考查方向
解题思路
利用导数讨论函数的单调性与极值,并与图像结合。
利用第一问的结论化简左边的函数式,然后讨论函数的单调性和极值,即可得到结果。
易错点
忽视了函数的定义域
第一问中没有对k进行分类讨论
第二问的证明过程中不能正确利用第一问的结论化简函数。
正确答案
证明略
解析
由(1)知,,当且仅当
时取
,
而,故
,
则时,
-------------8分
记,则
,
令,则
,故
在
上单调递增.
而,
,故存在
,使得
,
即. -------------10分
则时,
,故
;
时,
,故
.
则在
上单调递减,在
上单调递增,
故
.
故. -------------12分
考查方向
解题思路
利用导数讨论函数的单调性与极值,并与图像结合。
利用第一问的结论化简左边的函数式,然后讨论函数的单调性和极值,即可得到结果。
易错点
忽视了函数的定义域
第一问中没有对k进行分类讨论
第二问的证明过程中不能正确利用第一问的结论化简函数。
已知函数.
27.若求曲线
在点
处的
切线方程;
28.求函数的单调区间;
29.设,若函数
在区间
上存在极值点,求
的取值范围.
正确答案
;
解析
试题分析:本题属于导数应用中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)利用导函数求出切线方程;(2)对分类讨论得出
的单调区间;(3)第三问利用第二问的结论对“
和
”两种情况分别研究即可得出结论。
(Ⅰ)若,函数
的定义域为
,
.
则曲线在点
处切线的斜率为
.
而,则曲线
在点
处切线的方程为
.
……………3分
考查方向
解题思路
本题考查导数的性质及其几何意义的应用,解题步骤如下:求出原函数的导函数,确定切线斜率再求出切线方程。对分类讨论得出
的单调区间。第三问利用第二问的结论对“
和
”两种情况分别研究即可得出结论。
易错点
第二问在对分类讨论得出单调区间时易出现错误。
第三问在研究区间上存在极值点时不能很好利用第二问所得结论分类而出错。
正确答案
函数的单调减区间为
,
,
,
函数的单调增区间为
;
解析
试题分析:本题属于导数应用中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)利用导函数求出切线方程;(2)对分类讨论得出
的单调区间;(3)第三问利用第二问的结论对“
和
”两种情况分别研究即可得出结论。
(Ⅱ)函数的定义域为
,
.
(1)当时,由
,且此时
,可得
.
令,解得
或
,函数
为减函数;
令,解得
,但
,
所以当,
时,函数
也为增函数.
所以函数的单调减区间为
,
,
单调增区间为,
.
(2)当时,函数
的单调减区间为
,
.
当时,函数
的单调减区间为
,
.
当时,由
,所以函数
的单调减区间为
,
.
即当时,函数
的单调减区间为
,
.
(3)当时,此时
.
令,解得
或
,但
,所以当
,
,
时,函数
为减函数;
令,解得
,函数
为增函数.
所以函数的单调减区间为
,
,
,
函数的单调增区间为
. …………9分
考查方向
解题思路
本题考查导数的性质及其几何意义的应用,解题步骤如下:求出原函数的导函数,确定切线斜率再求出切线方程。对分类讨论得出
的单调区间。第三问利用第二问的结论对“
和
”两种情况分别研究即可得出结论。
易错点
第二问在对分类讨论得出单调区间时易出现错误。
第三问在研究区间上存在极值点时不能很好利用第二问所得结论分类而出错。
正确答案
当时,函数
在区间
上存在极值点。
解析
试题分析:本题属于导数应用中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)利用导函数求出切线方程;(2)对分类讨论得出
的单调区间;(3)第三问利用第二问的结论对“
和
”两种情况分别研究即可得出结论。
(Ⅲ)(1)当时,由(Ⅱ)问可知,函数
在
上为减函数,
所以不存在极值点;
(2)当时,由(Ⅱ)可知,
在
上为增函数,
在上为减函数.
若函数在区间
上存在极值点,则
,
解得或
,
所以.
综上所述,当时,函数
在区间
上存在极值点.
…………13分
考查方向
解题思路
本题考查导数的性质及其几何意义的应用,解题步骤如下:求出原函数的导函数,确定切线斜率再求出切线方程。对分类讨论得出
的单调区间。第三问利用第二问的结论对“
和
”两种情况分别研究即可得出结论。
易错点
第二问在对分类讨论得出单调区间时易出现错误。
第三问在研究区间上存在极值点时不能很好利用第二问所得结论分类而出错。
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