- 导数及其应用
- 共31591题
周长为20的矩形,绕一条边旋转成一个圆柱,则圆柱体积的最大值为
正确答案
分析:由已知中周长为20cm的矩形,绕一条边旋转成一个圆柱,我们设出圆柱的长和宽,然后可以写出圆柱体积的表达式,利用导数法,分析出体积取最大值时,自变量的值,代入即可求出圆柱体积的最大值.
解:∵矩形的周长为20cm
设矩形的长为xcm,则宽为(10-x)cm
设绕其宽旋转成一个圆柱,
则圆柱的底面半径为xcm,高为(10-x)cm
则圆柱的体积V=πR2?h=πx2(10-x)
则V′=-3πx2+20πx
令V′=0,则x=0,或x=
故当x=圆柱体积取最大值
此时V=πcm3
故答案为:πcm3
正确答案
(Ⅰ)
(Ⅱ)证明略
解:(Ⅰ) 若
则 …………(6分)
(Ⅱ)证明:构造函数
即
= …………(9分)
∵对于一切恒有
∴方程的判别式
从而 …………(12分)
(14分)已知(其中e为自然对数的底数)。
(1)求函数上的最小值;
(2)是否存在实数处的切线与y轴垂直?若存在,求出
的值,若不存在,请说明理由。
正确答案
(1)当时,函数
在区间
上无最小值;当
时,函数
在区间
上的最小值为
(2)故不存在,使曲线
处的切线与
轴垂直
解:(1)
令,得
…………1分
①若,则
在区间
上单调递增,此时函数
无最小值
……2分
②若时,
,函数
在区间
上单调递减
当时,
,函数
在区间
上单调递增
时,函数
取得最小值
…………4分
③若,则
,函数
在区间
上单调递减
时,函数
取得最小值
…………5分
综上可知,当时,函数
在区间
上无最小值;当
时,函数
在区间
上的最小值为
;
当时,函数
在区间
上的最小值为
…………6分
(2)
……7分
由(1)可知,当
此时在区间
上的最小值为
即…………9分
当,
…………12分
曲线y在点
处的切线与
轴垂直等价于方程
有实数解
而,即方程
无实数解
故不存在,使曲线
处的切线与
轴垂直…………
设P为曲线C:y=x3-x2+x上的点,且曲线C在点P处切线倾斜角的取值范围为[0,
],则点P横坐标的取值范围为______.
正确答案
设点P的横坐标为x0,∵y=x3-x2+x,∴y'|x=x0=x02-2x0,
利用导数的几何意义得x02-2x0=tanα(α为点P处切线的倾斜角),
又∵α∈[0,],∴0≤x02-2x0≤1,
∴x0∈[0,2]
故答案为:[0,2].
曲线在点
处的切线斜率为( ),切线方程为( ).
正确答案
4,4x﹣y﹣4=0
.(本小题满分14分)
已知函数.
(1)当a=1时,求的极小值;
(2)设,x∈[-1,1],求
的最大值F(a).
正确答案
解:(1)当时,
,令
,得
.
当x∈(-1,1)时,
当x∈(-∞,-1)∪(1,+∞)时.
∴在(-1,1)上单调递减,在(-∞,-1),(1,+∞)上单调递增,
∴的极小值为
.………………………………………………4分
(2)因在[-1,1]上为偶函数,
故只求在[0,1]上的最大值即可.
∵,x∈[0,1],
∴=
,
∴.
.
①当时,
,
在[0,1]上单调递增,
此时.……………………………………………8分
②当时,
=|
|=-
在[0,
]上单调递增,
在[,1] 上单调递减,故
.…………12分
…………………………………………………… 14分
略
(本小题满分12分)
设a∈R,函数f(x)= e -x(ax2 + a + 1),其中e是自然对数的底数;
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)当 -1<a<0 时,求函数f(x)在 [ 1,2 ] 上的最小值。
正确答案
(1)由已知:f′(x)=-e-x(ax2+a+1)+ e-x·2ax=e-x(-ax2+2ax-a-1)。
因为e-x>0,只需讨论g(x)=-ax2+2ax-a-1值的情况;
当a=0时,g(x)=-1<0,即f′(x)<0,
所以f(x)在R上是减函数;
当a>0时,g(x)=0的△=4a2-4(a2+a)=-4a<0,所以g(x)<0,即f′(x)<0,
所以f(x)在R上是减函数; (4分)
当a<0时,g(x)=0有两根,且<。
所以,在区间(-∞,)上,g(x)>0,即f′(x)>0,f(x)在此区间上是增函数,
在区间(,)上,g(x)<0,即f′(x)<0,f(x)在此区间上是减函数,
在区间(,+∞)上,g(x)>0,即f′(x)>0,f(x)在此区间上是增函数。
综上所述,当a≥0时,f(x)的单调减区间为(-∞,+∞),
当a<0时,f(x)的单调增区间为(-∞,)和(,+∞),
f(x)的单调减区间为(,)。(8分)
(2)当-1<a<0时,<1,>2,所以,在[1,2]上,f(x)单调递减,
所以f(x)在[1,2]上的最小值为f(2)=。(12分)
略
设函数
(Ⅰ)当时,求
的最大值;
(Ⅱ)令,(
),其图象上任意一点
处切线的斜率
≤
恒成立,求实数
的取值范围;
(Ⅲ)当,
,方程
有唯一实数解,求正数
的值.
正确答案
略
解: (Ⅰ)依题意,知的定义域为(0,+∞),
当时,
,
(2′)令
=0,
解得.(∵
)
因为有唯一解,所以
,当
时,
,此时
单调递增;
当时,
,此时
单调递减。
所以的极大值为
,此即为最大值 ………4分
(Ⅱ),
,则有
≤
,在
上恒成立,
所以≥
,
当时,
取得最大值
,所以
≥
… ……8分
(Ⅲ)因为方程有唯一实数解,
所以有唯一实数解,
设,
则.令
,
.
因为,
,所以
(舍去),
,
当时,
,
在(0,
)上单调递减,
当时,
,
在(
,+∞)单调递增
当时,
=0,
取最小值
.
则既
所以,因为
,所以
(*)
设函数,因为当
时,
是增函数,所以
至多有一解.
因为,所以方程(*)的解为
,即
,解得
12分
设,函数
.
(Ⅰ)若是函数
的极值点,求
的值;
(Ⅱ)若函数,在
处取得最大值,求
的取值范围.
正确答案
1;
(Ⅰ).
因为是函数
的极值点,所以
,即
,因此
.
经验证,当时,
是函数
的极值点.
(Ⅱ)由题设,.
当在区间
上的最大值为
时,
, 即
.故得
.
反之,当时,对任意
,
,
而,故
在区间
上的最大值为
.
综上,的取值范围为
.
求在点
和
处的切线方程。
正确答案
点在函数的曲线上,因此过点
的切线的斜率就是
在
处的函数值;
点不在函数曲线上,因此不能够直接用导数求值,要通过设切点的方法求切线.切忌直接将
,
看作曲线上的点用导数求解。
即过点的切线的斜率为4,故切线为:
.
设过点的切线的切点为
,则切线的斜率为
,又
,
故,
。
即切线的斜率为4或12,从而过点
的切线为:
已知函数y=f(x)的图象在M(1,f(1))处的切线方程是+2,f(1)+f'(1)=( ).
正确答案
3
曲线y=x3+x+1在点(1,3)处的切线方程是( )
正确答案
4x﹣y﹣1=0
如图,函数y=f(x)的图象在点P处的切线是l,则f(2)+f′(2)=( )
正确答案
1
曲线y=x3-2x+4在点(1,3)处的切线的倾斜角为( )。
正确答案
45°
已知函数f(x)=xlnx,过点A 作函数y=f(x)图象的切线,则切线的方程为________.
正确答案
x+y+=0
设切点T(x0,y0),则kAT=f′(x0),∴=lnx0+1,即e2x0+lnx0+1=0,设h(x)=e2x+lnx+1,当x>0时h′(x)>0,∴h(x)是单调递增函数,∴h(x)=0最多只有一个根.又h
=e2×
+ln
+1=0,∴x0=
.由f′(x0)=-1得切线方程是x+y+
=0.
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