- 对数函数模型的应用
- 共1344题
(本小题满分14分)
在△ABC中,BC=2,AB+AC=3,中线AD的长为y,AB的长为x,
(1) 建立y与x的函数关系式,并指出其定义域.
(2) 求y的最小值,并指出x的值.
正确答案
解:设∠ADC=θ,则∠ADB=π-θ. 2分
根据余弦定理得
12+y2-2ycosθ=(3-x)2,① 4分
12+y2-2ycos(π-θ)=x2. ② 6分
由①+②整理得y=
8分
其中 解得
<x<
.
∴函数的定义域为(,
).
10分
(2)
(
,
)
12分
当时,
14分
略
函数在区间[-2,2]上的值域是____________
正确答案
试题分析:根据函数,由于函数是底数大于5的对数函数,那么说明函数是定义域内的增函数,则可知当x=-2时,函数取得最小值2,当x=2时,函数值取得最大值3,故答案为
点评:解决的关键是利用函数的单调性,来分析其值域,属于基础题。
已知函数,g(x)=
,a,b∈R.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)记函数h(x)=f(x)+g(x),当a=0时,h(x)在(0,1)上有且只有一个极值点,求实数b的取值范围;
(3)记函数F(x)=|f(x)|,证明:存在一条过原点的直线l与y=F(x)的图象有两个切点.
正确答案
(1)当时,
为单调增区间,
当时,
为单调减区间,
为单调增区间.
(2)b<1
(3)首先根据(1)的结论,讨论可得只有0<a<时直线l与y=F(x)的图象有两个切点.设切点的横坐标分别为s、t且s<t,可得l与y=F(x)的图象有两个切点分别为直线l与曲线
在x∈(s,t)的切点和曲线
在x∈(t,+∞)的切点.由此结合直线的斜率公式和导数的几何意义列出关于a、x1、y1、x2、y2的关系式,化简整理可得
,再令
=k(0<k<1),转化为(k2+1)lnk=2k2﹣2.令G(k)=(k2+1)lnk﹣2k2+2,(0<k<1),由根的存在性定理证出:存在k0∈(0,1),使得G(k0)=0.由此即可得到原命题成立.
试题分析:(1)因为f'(x)=﹣+
=
,
①若a≤0,则f'(x)>0,f(x)在(0,+∞)上为增函数,…(2分)
②若a>0,令f'(x)=0,得x=a,
当0<x<a时,f'(x)<0;当x>a时,f'(x)>0.
所以(0,a)为单调减区间,(a,+∞)为单调增区间.
综上可得,当a≤0时,函数f(x)在(0,+∞)上为增函数,
当a>0时,函数f(x)的单调减区间为(0,a),单调增区间为(a,+∞). …(4分)
(2)a=0时,h(x)=f(x)+g(x)=,
∴h'(x)=bx﹣2+=
,…(5分)
h(x)在(0,1)上有且只有一个极值点,即h'(x)=0在(0,1)上有且只有一个根且不为重根,
由h'(x)=0得bx2﹣2x+1=0,…(6分)
( i)b=0,x=,满足题意;…(7分)
( ii)b>0时,b•12﹣2•1+1<0,即0<b<1;…(8分)
( iii)b<0时,b•12﹣2•1+1<0,得b<1,故b<0;
综上所述,得:h(x)在(0,1)上有且只有一个极值点时,b<1. …(9分)
(3)证明:由(1)可知:
( i)若a≤0,则f'(x)≥0,f(x)在(0,+∞)上为单调增函数,
所以直线l与y=F(x)的图象不可能有两个切点,不合题意.…(10分)
(ⅱ)若a>0,f(x)在x=a处取得极值f(a)=1+lna.
若1+lna≥0,a≥时,由图象知不可能有两个切点.…(11分)
故0<a<,设f(x)图象与x轴的两个切点的横坐标为s,t(不妨设s<t),
则直线l与y=F(x)的图象有两个切点即为直线l与
和的切点.
y1'=﹣
=
,y2'=﹣
+
=
,
设切点分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则0<x1<x2,且
=
=﹣
﹣
,
=
=
+
,
=
,
即=1﹣lnx1…①;
=1﹣lnx2…②;a=
,③
①﹣②得:﹣
=﹣lnx1+lnx2=﹣ln
,
由③中的a代入上式可得:(﹣
)•
,
即,…(14分)
令=k(0<k<1),则(k2+1)lnk=2k2﹣2,令G(k)=(k2+1)lnk﹣2k2+2,(0<k<1),
因为=1﹣
>0,
=﹣
<0,
故存在k0∈(0,1),使得G(k0)=0,
即存在一条过原点的直线l与y=F(x)的图象有两个切点.…(16分)
点评:本题给出含有分式和对数的基本初等函数,求函数f(x)的单调区间、讨论函数f(x)+g(x)的极值点并证明了函数|f(x)|图象与过原点的直线相切的问题.着重考查了基本初等函数的性质、利用导数研究函数的单调性、直线的斜率公式和用导数求函数图象的切线等知识,属于难题.
.(本小题满分12分)
设是方程x2-ax+b=0的两个实根,试分析a>2且b>1是两根
均大于1的什么条件?说明理由.
正确答案
解:根据韦达定理得a=,b=
.判定的条件是p:
结论是q:
(注意p中a、b满足的前提是Δ=a2-4b≥0)
(1)由,得a=
>2,b=
>1,∴q
p -------------------------6分
(2)为证明pq,可以举出反例:取α=4,β=
,它满足a=α+β=4+
>2,b=αβ=4×
=2>1,但q不成立. -----------------------------------------------9分
综上讨论可知a>2,b>1是的必要但不充分条件.----------------12分
略
某公司购买一批机器投入生产,据市场分析每台机器生产的产品可获得的总利润(万元)与机器运转时间
(年数,
)的关系为
.则当每台机器运转 年时,年平均利润最大,最大值是 万元.
正确答案
5,8
略
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