- 函数的最值与导数的关系
- 共6078题
如图所示,曲线段OMB是函数f(x)=x2(0<x<60)的图象,BA⊥x轴于A,曲线段OMB上一点M(t,f(t))处的切线PQ交x轴于P,交线段AB于Q,
(1)试用t表示切线PQ的方程;
(2)试用t表示出△QAP的面积g(t);若函数g(t)在(m,n)上单调递减,试求出m的最小值;
(3)若S△QAP∈[,64]试求出点P横坐标的取值范围.
正确答案
解:(1)f′(x)=2x,M(t,t2);
∴过点M的切线PQ的斜率为:2t;
∴切线PQ的方程为:y=2tx-t2.
(2)由(1)可求得,P(,0),Q(6,12t-t2);
∴g(t)=(0<t<6);
g′(x)=,令g′(x)<0得:4<t<6;
∴g(t)在(4,6)上单调递减,∴m的最小值为4.
(3)由(2)知,g(t)在(4,6)上递减,S△QAP∈(g(6),g(4))=(54,64);
令g′(t)>0,得0<t<4,∴g(t)在(0,4)上递增,∴S△QAP∈(g(0),g(4))=(0,64);
又g(1)=,g(4)=64;
∴g(t)∈时,t∈[1,6),∴
∈
;
∴点P横坐标的取值范围是.
解析
解:(1)f′(x)=2x,M(t,t2);
∴过点M的切线PQ的斜率为:2t;
∴切线PQ的方程为:y=2tx-t2.
(2)由(1)可求得,P(,0),Q(6,12t-t2);
∴g(t)=(0<t<6);
g′(x)=,令g′(x)<0得:4<t<6;
∴g(t)在(4,6)上单调递减,∴m的最小值为4.
(3)由(2)知,g(t)在(4,6)上递减,S△QAP∈(g(6),g(4))=(54,64);
令g′(t)>0,得0<t<4,∴g(t)在(0,4)上递增,∴S△QAP∈(g(0),g(4))=(0,64);
又g(1)=,g(4)=64;
∴g(t)∈时,t∈[1,6),∴
∈
;
∴点P横坐标的取值范围是.
已知函数f(x)=ex-ax-b,若f(x)≥0恒成立,则ab的最大值为( )
正确答案
解析
解:f′(x)=ex-a,
若a=0,则f(x)=ex-b的最小值为f(-∞)=-b≥0,
得b≤0,此时ab=0;
若a<0,则f′(x)>0,函数单调增,此时f(-∞)=-∞,不可能恒有f(x)≥0.
若a>0,则得极小值点x=lna,由f(lna)=a-alna-b≥0,得b≤a(1-lna)
ab≤a2(1-lna)=g(a)
现求g(a)的最小值:由g‘(a)=2a(1-lna)-a=a(1-2lna)=0,得极小值点a=
g()=
所以ab的最大值为,
故选:D.
若x,y∈(0,+∞),且,则
的最大值为______.
正确答案
解析
解:因为x,y∈(0,+∞),且,
则解出x=,则把解出的x代入
,
得=
=
则的最大值为
=
.
故答案为.
已知函数f(x)=ex-a(x+2)-b(e为自然对数的底数,a,b∈R).
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)若对x∈R,f(x)≥0恒成立,求证:(a+1)(b+1)<(1+e2)ee+2.
正确答案
解:(1)f′(x)=ex-a,
若a≤0,则f′(x)≥0恒成立,则f(x)在区间(-∞,+∞)上单调递增;
若a>0,由f′(x)>0解得x>lna,f(x)在区间(lna,+∞)上单调递增,在区间(-∞,lna)上单调递减.
(2)若a<0,由(1)知f(x)在区间(-∞,+∞)上单调递增,且当x→-∞时,f(x)→-∞,对x∈R,f(x)≥0不能恒成立;
若a=0,则f(x)=ex-b>-b,因为对x∈R,所以-b≥0⇒b≤0,
此时(a+1)(b+1)≤1<(1+e2)e-2,不等式成立;
若a>0,由(1)知f(x)在区间(lna,+∞)上单调递增,在区间(-∞,lna)上单调递减,得函数f(x)的最小值是f(lna)=a-a(lna+2)-b;
∴a-a(lna+2)-b≥0⇒b≤-a-alna,
只需要证明当a>0时,(a+1)(1-a-alna)<(1+e-2)ea,
即证明;,
记,h(x)=1-x-xlnx,
∵,当x≥0时,g′(x)≤0,∴g(x)在区间[0,+∞)上单调递减,
∴a>0时,,又g(a)>0,∴0<g(a)<1,
,由h′(x)=0⇒x=e-2,且当0<x<e-2时,h′(x)>0,
且当x>e-2时,h′(x)<0,∴h(x)的最大值是h(e-2)=1+e-2,
∴当a>0时,h(a)=1-a-alna≤1+e-2,
∴,即原不等式成立.
解析
解:(1)f′(x)=ex-a,
若a≤0,则f′(x)≥0恒成立,则f(x)在区间(-∞,+∞)上单调递增;
若a>0,由f′(x)>0解得x>lna,f(x)在区间(lna,+∞)上单调递增,在区间(-∞,lna)上单调递减.
(2)若a<0,由(1)知f(x)在区间(-∞,+∞)上单调递增,且当x→-∞时,f(x)→-∞,对x∈R,f(x)≥0不能恒成立;
若a=0,则f(x)=ex-b>-b,因为对x∈R,所以-b≥0⇒b≤0,
此时(a+1)(b+1)≤1<(1+e2)e-2,不等式成立;
若a>0,由(1)知f(x)在区间(lna,+∞)上单调递增,在区间(-∞,lna)上单调递减,得函数f(x)的最小值是f(lna)=a-a(lna+2)-b;
∴a-a(lna+2)-b≥0⇒b≤-a-alna,
只需要证明当a>0时,(a+1)(1-a-alna)<(1+e-2)ea,
即证明;,
记,h(x)=1-x-xlnx,
∵,当x≥0时,g′(x)≤0,∴g(x)在区间[0,+∞)上单调递减,
∴a>0时,,又g(a)>0,∴0<g(a)<1,
,由h′(x)=0⇒x=e-2,且当0<x<e-2时,h′(x)>0,
且当x>e-2时,h′(x)<0,∴h(x)的最大值是h(e-2)=1+e-2,
∴当a>0时,h(a)=1-a-alna≤1+e-2,
∴,即原不等式成立.
已知函数g(x)=ax-lnx,当x∈(0,e]时,函数g(x)有最小值为3,则a的值为______.
正确答案
e2
解析
解:由g(x)=ax-lnx,得
g′(x)=a-=
,
①当a≤0时,g′(x)<0,g(x)在(0,e]上单调递减,g(x)min=g(e)=ae-1,由ae-1=3,得a=,(舍去);
②当0<<e时,g(x)在(0,
]上单调递减,g(x)在(
,e]上单调递增,
∴=1+lna,由1+lna=3,得a=e2,满足条件;
③当≥e,即a
时,g(x)在(0,e]上单调递减,g(x)min=g(e)=ae-1,由ae-1=3,得a=
,(舍去).
综上可知,当a=e2时,函数g(x)有最小值为3.
故答案为:e2.
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