- 利用导数求函数的极值
- 共167题
21.
设函数f(x)=ax2-a-lnx,,其中a∈R,e=2.718…为自然对数的底数。
(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)证明:当x>1时,g(x)>0;
(Ⅲ)确定a的所有可能取值,使得f(x)>g(x)在区间(1,+∞)内恒成立。
正确答案
知识点
6.已知a函数f(x)=x3-12x的极小值点,则a=( )
正确答案
知识点
12.已知函数,若
存在唯一的零点
,则
的取值
范围是( )
正确答案
解析
在
上要恒成立,所以
,故选D。
考查方向
解题思路
根据函数的导函数恒大于等于零最后转化为求函数的最值问题。
易错点
1、不能通过函数的导函数来解决问题。
知识点
9. 已知(
)是函数
的一个零点,若
,
,则
正确答案
解析
设g(x)=lnx,h(x)=1/x-1,在同一坐标中它们表示的图象如图所示,
要使f(x)=g(x)-h(x)=0,即g(x)=h(x),即它们相交,交点的横坐标就是零点。从图中可以看到,令x=a,时,g(a)>h(a),即f(a)>0,同理可得,f(b)<0,因此此题选C
考查方向
解题思路
此题用图像法解答
易错点
函数零点的概念理解不透彻
知识点
11.若函数 在区间(1,2)上没有极值点,则k的范围是( )
正确答案
解析
,函数在(-1,2)上有极值点则
得
,再取补集得答案。
考查方向
解题思路
先求出导函数,根据零点存在定理求出在(-1,2)上有极值点时k的范围,再取补集
易错点
区间(-1,2)上没有极值点误解为有极值点
知识点
19. 已知函数
(Ⅰ)当时,求函数
单调区间和极值;
(Ⅱ)若关于的方程
有解,求实数
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)的极小值
,无极大值.
的单调递减区间为
,单调递增区间为
.
(Ⅱ)或
.
解析
(Ⅰ)函数的定义域为
.
.
当时,
,
令,得
,
所以随
的变化情况如下表:
所以在
处取得极小值
, 无极大值.
的单调递减区间为
,单调递增区间为
.
(Ⅱ)因为关于的方程
有解,
令,则问题等价于函数
存在零点,
所以.
令,得
.
当时,
对
成立,函数
在
上单调递减,
而,
,
所以函数存在零点.
当时,
随
的变化情况如下表:
所以为函数
的最小值,
当时,即
时,函数
没有零点,
当时,即
时,注意到
, 所以函数
存在零点.
综上,当或
时,关于
的方程
有解.
法二:
因为关于的方程
有解,
所以问题等价于方程有解,
令,所以
,
令,得
当时,
随
的变化情况如下表:
所以函数在
处取得最大值,而
.
,
所以函数存在零点.
当时,
随
的变化情况如下表:
所以函数在
处取得最小值,而
.
当时,即
时,函数
不存在零点.
当,即
时,
所以函数存在零点.
综上,当或
时,关于
的方程
有解.
法三:因为关于的方程
有解,
所以问题等价于方程有解,
设函数,所以
.
令,得
,
随
的变化情况如下表:
所以函数在
处取得最大值,而
,
又当时,
, 所以
,
所以函数的值域为
,
所以当时,关于
的方程
有解,
所以.
考查方向
本题考查了利用导数求函数的单调性与极值,在近几年的各省高考题出现的频率非常高.
解题思路
(Ⅰ)求出函数的导函数
,求得稳定点,再利用极值第一判定定理求得极值与单调性.
(Ⅱ)将方程解的问题转换为函数存在零点问题.
易错点
未注意到函数的定义域致误.
知识点
21.已知函数 ,
,(
,
为常数)
(Ⅰ)若在
处的切线过点
,求
的值;
(Ⅱ)设函数的导函数为
,若关于
的方程
有唯一解,求实数
的取值范围;
(Ⅲ)令,若函数
存在极值,且所有极值之和大于
,求实数
的取值范围。
正确答案
(Ⅰ);
(Ⅱ);
(Ⅲ)
解析
本题属于导数的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,
(1)直接按步骤来求,
(2)要注意分离参数;
(3)要注意讨论。
(1)设在
处的切线方程为
,
因为,
且,所以
,
切线方程为,即
,
当,
,将
代入
,得
。
(2),
由题意,得有唯一解,
即方程有唯一解,
令,
则,
所以在区间
,
上是增函数,在区间
是减函数,又
,
,故实数
的取值范围是
(3)因为,所以
,
因为存在极值,
所以在
上有根,即
在
上有根,则有
.
显然,当时,
不存在极值(舍),即方程有两个不等正根,记方程的两个根为
,
则,解得
①;
又因为
,解得
②;
由①②,得所求实数的取值范围是
考查方向
【考查方向】本题主要考查了导数的应用,导数的应用主要分以下几类:
1.利用导数的几何意义求切线方程,
2.利用导数研究函数的单调性、极值和最值或零点,
3.利用导数研究不等式恒成立或存在性。
易错点
1.第二问中,易忽视分离参数;
2.第三问中,易忽视“”的讨论.
知识点
21. 已知函数(a为实常数).
(1)若上为单调增函数;
(2)若,求函数
在
上的最小值及相应的x值;
(3)设b=0,若存在,使得
成立,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)在
上为单调增函数;
(2);
(3).
解析
试题分析:本题属利用导数求单调区间、最值及不等式恒成立问题,解析如下:
解:(1) 时,
,定义域为
,
时,
恒成立,
所以在
上为单调增函数(Ⅱ)因为
,
所以,
,
(i) 若,
在
上非负(仅当
时,
),
故函数在
上是增函数,
此时
(ii)若,
,
当时,
,
当
时,
,此时
是减函数;
当时,
,此时
是增函数.
故
(3) ,
不等式
,即
可化为
.
因为, 所以
且等号不能同时取,
所以,即
,
因而(
)令
(
),
又,
当时,
,
,
从而(仅当
时取等号),
所以在
上为增函数,故
的最小值为
,
所以实数的取值范围是
考查方向
本题考查了利用导数求单调区间、最值及不等式恒成立问题。
易错点
第二问忘记分类讨论导致出错。
知识点
21.己知函数f(x)=a(x-)-2lnx,其中a∈R.
(1)若f(x)有极值,求a的取值范围;
(2)若f(x)有三个不同的零点x1,x2,x3,求证:
(参考数值:ln2≈0. 6931)
正确答案
(1)0<a<1;(2)当a≤0或a≥1时,有唯一零点;当0<a<1时,
有三个零点.
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,(1)直接按照步骤来求;(2)要注意对参数的讨论.
(1),因为f(x)定义域为(0,+∞),
所以ax2-2x+a=0有正根且不为等根。显然a≠0,由x1x2=1>0.得Δ>0且x1+x2>0,
所以 0<a<1 。
考查方向
本题考查了利用导数求含参数的函数极值,分类讨论,讨论点大体可以分成以下几类:(1)根据判别式讨论;(2)根据二次函数的根的大小;3、定义域由限制时,根据定义域的隐含条件;4、求导形式复杂时取部分特别常常只需要转化为一个二次函数来讨论;5、多次求导求解等.
解题思路
本题考查导数的性质,解题步骤如下:
(1)求导,然后解导数不等式,算极值。
(2)对参数分类讨论求得零点个数。
易错点
第二问中的易丢对a的分类讨论。
知识点
20.已知为实常数,函数
.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若函数有两个不同的零点
;
①求实数的取值范围;
②求证:.
正确答案
见解析
解析
(1)的定义域为
.其导数
.
①当时,
,函数在
上是增函数;
②当时,在区间
上,
;在区间
上,
.
所以在
是增函数,在
是减函数.
(2)①由(I)知,当时,函数
在
上是增函数,不可能有两个零点;
当时,
在
是增函数,在
是减函数,此时
为函数
的最大值,当
时,
最多有一个零点,
所以,解得
,
此时,,且
,
令,则
,
所以在
上单调递增,所以
,即
所以的取值范围是
②证法一:
下面证明:当时,
.
设 ,则
.
在
上是增函数,所以当
时,
.
即当时,
..
.
②证法二:
令
则:,
所以函数在区间
上为减函数.
,则
,又
于是.
又由(1)可知
.即
考查方向
解题思路
1利用导数求函数单调性,2根据函数的零点求参数的取值范围
3构造函数求两个零点和的范围
易错点
本题必须注意函数的定义域,以及对参数进行讨论,否则求解错误。
知识点
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