- 导数的几何意义
- 共149题
已知函数f(x)=x3+ax2+b(a,b∈R).
25.试讨论f(x)的单调性;
26.若b=c﹣a(实数c是与a无关的常数),当函数f(x)有三个不同的零点时,a的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(
,+∞),求c的值.
正确答案
函数f(x)在(﹣∞,0),(﹣,+∞)上单调递增,在(0,﹣
)上单调递减;
解析
(1)∵f(x)=x3+ax2+b,
∴f′(x)=3x2+2ax,
令f′(x)=0,可得x=0或﹣.
a=0时,f′(x)>0,∴f(x)在(﹣∞,+∞)上单调递增;
a>0时,x∈(﹣∞,﹣)∪(0,+∞)时,f′(x)>0,x∈(﹣
,0)时,f′(x)<0,
∴函数f(x)在(﹣∞,﹣),(0,+∞)上单调递增,在(﹣
,0)上单调递减;
a<0时,x∈(﹣∞,0)∪(﹣,+∞)时,f′(x)>0,x∈(0,﹣
)时,f′(x)<0,
∴函数f(x)在(﹣∞,0),(﹣,+∞)上单调递增,在(0,﹣
)上单调递减;
考查方向
解题思路
(1)求导数,分类讨论,利用导数的正负,即可得出f(x)的单调性;
易错点
本题考查导数知识的综合运用,考查函数的单调性,分类讨论中易错
正确答案
c=1
解析
(2)由(1)知,函数f(x)的两个极值为f(0)=b,f(﹣)=
+b,则函数f(x)有三个不同的零点等价于f(0)f(﹣
)=b(
+b)<0,
∵b=c﹣a,
∴a>0时,﹣a+c>0或a<0时,
﹣a+c<0.
设g(a)=﹣a+c,
∵函数f(x)有三个不同的零点时,a的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(
,+∞),
∴在(﹣∞,﹣3)上,g(a)<0且在(1,)∪(
,+∞)上g(a)>0均恒成立,
∴g(﹣3)=c﹣1≤0,且g()=c﹣1≥0,
∴c=1,
此时f(x)=x3+ax2+1﹣a=(x+1)[x2+(a﹣1)x+1﹣a],
∵函数有三个零点,
∴x2+(a﹣1)x+1﹣a=0有两个异于﹣1的不等实根,
∴△=(a﹣1)2﹣4(1﹣a)>0,且(﹣1)2﹣(a﹣1)+1﹣a≠0,
解得a∈(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(
,+∞),
综上c=1.
考查方向
解题思路
(2)由(1)知,函数f(x)的两个极值为f(0)=b,f(﹣)=
+b,则函数f(x)有三个不同的零点等价于f(0)f(﹣
)=b(
+b)<0,进一步转化为a>0时,
﹣a+c>0或a<0时,
﹣a+c<0.设g(a)=
﹣a+c,利用条件即可求c的值.
易错点
本题考查导数知识的综合运用,考查函数的单调性,考查函数的零点,在用范围的过程中易错.
已知函数f(x)=x3+ax2+b(a,b∈R).
25.试讨论f(x)的单调性;
26.若b=c﹣a(实数c是与a无关的常数),当函数f(x)有三个不同的零点时,a的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(
,+∞),求c的值.
正确答案
函数f(x)在(﹣∞,0),(﹣,+∞)上单调递增,在(0,﹣
)上单调递减;
解析
(1)∵f(x)=x3+ax2+b,
∴f′(x)=3x2+2ax,
令f′(x)=0,可得x=0或﹣.
a=0时,f′(x)>0,∴f(x)在(﹣∞,+∞)上单调递增;
a>0时,x∈(﹣∞,﹣)∪(0,+∞)时,f′(x)>0,x∈(﹣
,0)时,f′(x)<0,
∴函数f(x)在(﹣∞,﹣),(0,+∞)上单调递增,在(﹣
,0)上单调递减;
a<0时,x∈(﹣∞,0)∪(﹣,+∞)时,f′(x)>0,x∈(0,﹣
)时,f′(x)<0,
∴函数f(x)在(﹣∞,0),(﹣,+∞)上单调递增,在(0,﹣
)上单调递减;
考查方向
解题思路
(1)求导数,分类讨论,利用导数的正负,即可得出f(x)的单调性;
易错点
本题考查导数知识的综合运用,考查函数的单调性,分类讨论中易错
正确答案
c=1
解析
(2)由(1)知,函数f(x)的两个极值为f(0)=b,f(﹣)=
+b,则函数f(x)有三个不同的零点等价于f(0)f(﹣
)=b(
+b)<0,
∵b=c﹣a,
∴a>0时,﹣a+c>0或a<0时,
﹣a+c<0.
设g(a)=﹣a+c,
∵函数f(x)有三个不同的零点时,a的取值范围恰好是(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(
,+∞),
∴在(﹣∞,﹣3)上,g(a)<0且在(1,)∪(
,+∞)上g(a)>0均恒成立,
∴g(﹣3)=c﹣1≤0,且g()=c﹣1≥0,
∴c=1,
此时f(x)=x3+ax2+1﹣a=(x+1)[x2+(a﹣1)x+1﹣a],
∵函数有三个零点,
∴x2+(a﹣1)x+1﹣a=0有两个异于﹣1的不等实根,
∴△=(a﹣1)2﹣4(1﹣a)>0,且(﹣1)2﹣(a﹣1)+1﹣a≠0,
解得a∈(﹣∞,﹣3)∪(1,)∪(
,+∞),
综上c=1.
考查方向
解题思路
(2)由(1)知,函数f(x)的两个极值为f(0)=b,f(﹣)=
+b,则函数f(x)有三个不同的零点等价于f(0)f(﹣
)=b(
+b)<0,进一步转化为a>0时,
﹣a+c>0或a<0时,
﹣a+c<0.设g(a)=
﹣a+c,利用条件即可求c的值.
易错点
本题考查导数知识的综合运用,考查函数的单调性,考查函数的零点,在用范围的过程中易错.
12.设定义在上的函数
满足
,
,则
( )
正确答案
解析
f(x)的定义域为
因为
所以
所以所以
所以
所以f(x)在区域内单调递增,所以既无极大值也无极小值
考查方向
利用导数求函数的极值
解题思路
先求定义域,然后求导,然后判断函数单调性
然后求出函数的极值
易错点
求导错误,判断极值时错误
教师点评
有极大值不一定有最大值,有最大值也不一定有极大值
知识点
已知函数.
25.当时,证明:
;
26.当,且
时,不等式
成立,求实数k的值.
正确答案
令.
,则
在
上是增函数.
故,即命题结论成立
解析
参见答案,注意适当的放缩不等式。
考查方向
不等式、函数、导数结合题,利用导数判断函数的单调性,进而证明不等式
解题思路
先构造正确的函数,然后对函数求导,求导后求出函数的单调区间,利用函数的单调性证明不等式。
易错点
不能够造出正确的函数,求导错误,算单调区间错误。
教师点评
本题的关键在于构造出正确的函数,然后求导利用函数单调性方可证明不等式
正确答案
当时,
,
;
当时,
,
所以,原不等式可化为
.
令.
令
当时,有
.
令,则
,故
在上
是减函数,即
.
因此在
上是减函数,从而
,
所以,当时,对于
,有
当时,有
.
令,则
,故
在
上是增函数,即
.
因此,在
上是减函数,从而,
.
所以,当时,对于
有
综上,当时,在
,且
时,不等式
成立.
解析
详见答案,构造不等式函数时要适当
考查方向
函数导数不等式的综合题,不等式恒成立求参数的取值范围
解题思路
根据x的不同取值,将不等式化简变形,够造出新的函数,然后求导判断单调区间,利用单调性证明不等式,利用不等式恒成立,再讨论参数K的取值范围。
易错点
分类讨论有重复或有遗漏,计算错误。判断函数符号错误
教师点评
主要是构造出正确的不等式(函数)形式,本题的难点在于分类讨论时,要综合考虑所有的情况。
已知函数,直线
为曲线
的切线.
25.求实数的值;
26.用表示
中的最小值,设函数
,若函数
为增函数,求实数
的取值范围.
正确答案
详见解析
解析
(1)对求导得
,
设直线与曲线
切于点
,则
,
解得.所以
的值为1.
考查方向
导数的几何意义 利用导数求曲线的切线
解题思路
对求导得到导函数,然后联立方程,求解方程,进而得到参数的值
易错点
求导错误,想不到利用导数求曲线的切线
教师点评
导数是求曲线的切线的一个工具
正确答案
详见解析
解析
(2)记函数,下面考察函数
的符号.
对函数求导得
.
当时
恒成立.
当时,
,
从而.
∴在
上恒成立,故
在
上单调递减.
∵,∴
.
又曲线在
上连续不间断,所以由函数的零点存在性定理及其单调性知
惟一的
,使
∴.
∴,
从而
∴
由函数为增函数,且曲线
在
上连续不断知
在
,
上恒成立.
①当时,
在
上恒成立,即
在
上恒成立.
记,则
,
当变化时,
,
变化情况如下表:
∴.
故“在
上恒成立”只需
,即
.
②当时,
,当
时,
在
上恒成立.
综合(1)(2)知,当时,函数
为增函数.
故实数的取值范围是
.
考查方向
导数与函数的综合题,利用导数求函数的单调性
利用函数和导数证明不等式
解题思路
先利用导数判断函数的单调性及单调区间,利用函数的零点存在性定理及其单调性,分类讨论x的不同取值,进而判断实数C的取值范围
易错点
计算能力弱,求导错误,不能构造出恰当的函数
教师点评
这类题根据题意和已知条件,按逻辑分类讨论相关参数的值,最后综合所有出现的可能情况,得到答案
已知函数(其中
为常数且
)在
处取得极值.
24.当时,求
的极大值点和极小值点;
25.若在
上的最大值为1,求
的值.
正确答案
略
正确答案
略
(本小题满分14分)
设函数f(x)=ax2-a-lnx,其中aR.
(I)讨论f(x)的单调性;
(II)确定a的所有可能取值,使得f(x) >-e1-x+在区间(1,+∞)内恒成立(e=2.718…为自然对数的底数).
正确答案
知识点
已知函数,(
为常数).
25.当时,求函数
的单调区间;
26.若对任意
恒成立,求实数
的取值范围;
27.若,
,求证:
.
正确答案
当时,
,
,得
.
由,解得
,即
在
上单调递增;
由,解得
,即
在
上单调递减.
∴综上,的单调递增区间为
,单调递减区间为
解析
当时,
,
,得
.
由,解得
,即
在
上单调递增;
由,解得
,即
在
上单调递减.
∴综上,的单调递增区间为
,单调递减区间为
考查方向
本题主要考查了导数的应用——利用导数求函数的单调区间问题,属于常规性问题。
解题思路
首先将代入解析式中,然后求出导函数,解不等式
和
即可求得单调区间。
易错点
本题容易因含有对数的超越不等式不会解而导致结果算不出来。
教师点评
本题属于常规性问题,在每一年的高考中都会考到,需要考生加强这一类问题的训练。
正确答案
已知,于是
变形为
,
从而,即
,整理得
.
令,则
,即
在
上是减函数,
∴,令
,则
,
当时,
,即此时
单调递增;当
时,
,即此时
单调递减,
而,∴
,∴
解析
已知,于是
变形为
,
从而,即
,整理得
.
令,则
,即
在
上是减函数,
∴,令
,则
,
当时,
,即此时
单调递增;当
时,
,即此时
单调递减,
而,∴
,∴
考查方向
本题主要考查了导数的应用,通过求最值来解决不等式恒成立的问题。
解题思路
首先将问题转化为求函数的最值的问题,然后在利用导数予以解决。
易错点
本题在对恒成立问题的分析中容易产生错误的理解而导致出错。
正确答案
由(1)知,当时,
在
上是增函数,
∵,∴
,
即,同理
,
,
又因为,当且仅当
时,取等号,
,
,
,
∴,∴
,∴
.
解析
由(1)知,当时,
在
上是增函数,
∵,∴
,
即,同理
,
,
又因为,当且仅当
时,取等号,
,
,
,
∴,∴
,∴
.
考查方向
本题考查了导数的应用以及不等式的证明。
解题思路
首先根据函数的单调性予以放缩,再利用放缩法予以证明。
易错点
本题容易因为放缩法掌握不清楚而导致出现错误。
教师点评
本题属于不等式的证明问题,难度较大,考生需要有足够的知识储备和应变能力。
根据《中华人民共和国广告法》,不得发布广告的药品为
A.人血白蛋白
B.氨茶碱
C.可待图片
D.狂犬疫苗
E.龙胆泻肝九
正确答案
C
解析
禁止发布广告的药品包括:麻醉药品、精神药品、医疗用毒性药品、放射性药品。可待因片属于麻醉药品,故选C。
17.某山区外围有两条相互垂直的直线型公路,为进一步改善山区的交通现状,计划修建一条连接两条公路和山区边界的直线型公路,记两条相互垂直的公路为,山区边界曲线为C,计划修建的公路为l,如图所示,M,N为C的两个端点,测得点M到
的距离分别为5千米和40千米,点N到
的距离分别为20千米和2.5千米,以
所在的直线分别为x,y轴,建立平面直角坐标系xOy,假设曲线C符合函数
(其中a,b为常数)模型.
(1)求a,b的值;
(2)设公路l与曲线C相切于P点,P的横坐标为t.
①请写出公路l长度的函数解析式,并写出其定义域;
②当t为何值时,公路l的长度最短?求出最短长度.
正确答案
(1)由题意知,点,
的坐标分别为
,
.
将其分别代入,得
,
解得.
(2)①由(1)知,(
),则点
的坐标为
,
设在点处的切线
交
,
轴分别于
,
点,
,
则的方程为
,由此得
,
.
故,
.
②设,则
.令
,解得
.
当时,
,
是减函数;
当时,
,
是增函数.
从而,当时,函数
有极小值,也是最小值,所以
,
此时.
答:当时,公路
的长度最短,最短长度为
千米.
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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