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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3+ax2+bx+5,若x=-2时,f(x)有极值,且曲线y=f(x)在点x=1处的切线斜率为3,

(1)求函数f(x)的解析式;

(2)判断当x=-2时,f(x)是取到极大值还是极小值,说明理由。

正确答案

解:(1)

由题意,得,解得:

所以,

(2)由(1)知,

,得

列表如下:

∴由上表知,当x=-2时,f(x)取得极大值。

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简答题

设函数f(x)=-x(x-a)2(x∈R),其中a∈R 。

(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;

(2)当a≠0时,求函数f(x)的极大值和极小值。

正确答案

解:(1)5x+y-8=0;

(2)当a>0时,极大值为f(a)=0,极小值为

当a<0时,极大值为,极小值为f(a)=0。

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简答题

设f(x)=x3+ax2+bx+c和g(x)=4x2-7x+2满足下列两个条件:①f(x)在x=-1处有极值,②曲线y=f(x)和y=g(x)在点(2,4)处有公切线。求a、b、c的值。

正确答案

解:a=0,b=-3,c=2。

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简答题

设函数f(x)=lnx-ax2-bx,

(1)当a=b=时,求f(x)的最大值;

(2)令F(x)=f(x)+ax2+bx+,(0<x≤3),其图象上任意一点P(x0,y0)处切线的斜率k≤恒成立,求实数a的取值范围;

(3)当a=0,b=-1,方程2mf(x)=x2有唯一实数解,求正数m的值。

正确答案

解:(1)依题意,知f(x)的定义域为(0,+∞),

令f′(x)=0, 解得x=1,(∵x>0),

因为g(x)=0有唯一解,所以

时,,此时f(x)单调递增;

当x>1时,,此时f(x)单调递减,

所以f(x)的极大值为,此即为最大值。

(2)

则有上恒成立,

所以

取得最大值

所以a≥

(3)因为方程有唯一实数解,

所以有唯一实数解,

因为

上单调递减;

上单调递增;

所以

因为m>0,

所以,(*)

设函数

因为当x>0时,h(x)是增函数,

所以h(x)=0至多有一解,

因为h(1)=0,

所以方程(*)的解为

解得

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简答题

函数y=f(x)在区间(0,+∞)内可导,导函数f'(x)是减函数,且f′(x)>0。设x0∈(0,+∞),y=kx+m是曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))的切线方程,并设函数g(x)=kx+m。

(1)用x0、f(x0)、f′(x0)表示m;

(2)证明:当x0∈(0,+∞)时,g(x)≥f(x);

(3)若关于x的不等式x2+1≥ax+b≥上恒成立,其中a、b为实数,求b的取值范围及a与b所满足的关系。

正确答案

解:(1)

(2)令

因为递减,

所以递增,

因此,当时,

时,

所以是h(x)唯一的极值点,且是极小值点,

可知h(x)的最小值为0,

因此

(3)是不等式成立的必要条件,以下讨论设此条件成立

,即对任意成立的充要条件是

另一方面,由于满足前述题设中关于函数的条件,

利用(2)的结果可知,的充要条件是:过点(0,b)与曲线相切的直线的斜率大于,该切线的方程为

于是的充要条件是

综上,不等式对任意成立的充要条件是

 ①

显然,存在a、b使①式成立的充要条件是:不等式 ②有解

解不等式②得

因此,③式即为b的取值范围,①式即为实数在a与b所满足的关系。

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简答题

已知f(x)=x2+bx+c为偶函数,曲线y=f(x)过点(2,5),g(x)=(x+a)f(x).

(1)求曲线y=g(x)有斜率为0的切线,求实数a的取值范围;

(2)若当x=﹣1时函数y=g(x)取得极值,确定y=g(x)的单调区间.

正确答案

解:(1)∵f(x)=x2+bx+c为偶函数,

故f(﹣x)=f(x)

即有(﹣x)2+b(﹣x)+c=x2+bx+c

解得b=0又曲线y=f(x)过点(2,5),

得22+c=5,有c=1

∵g(x)=(x+a)f(x)=x3+ax2+x+a

从而g'(x)=3x2+2ax+1,

∵曲线y=g(x)有斜率为0的切线,

故有g'(x)=0有实数解.即3x2+2ax+1=0有实数解.

此时有△=4a2﹣12≥0

解得a∈(﹣∞,﹣]∪[,+∞)

所以实数a的取值范围:a∈(﹣∞,﹣]∪[,+∞);

(2)因x=﹣1时函数y=g(x)取得极值,

故有g'(﹣1)=0即3﹣2a+1=0,

解得a=2

又g'(x)=3x2+4x+1=(3x+1)(x+1)

令g'(x)=0,得=﹣1,x2=

当x∈(﹣∞,﹣1)时,g'(x)>0,故g(x)在(﹣∞,﹣1)上为增函数

时,g'(x)<0,故g(x)在(﹣1,﹣)上为减函数

当x∈(﹣)时,g'(x)>0,故g(x)在上为增函数.

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简答题

已知函数f(x)=lnx,g(x)=x2﹣bx(b为常数).

(1)函数f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线与g(x)的图象相切,求实数b的值;

(2)设h(x)=f(x)+g(x),若函数h(x)在定义域上存在单调减区间,求实数b 的取值范围;

(3)若b>1,对于区间[1,2]上的任意两个不相等的实数x1,x2,都有|f(x1)﹣f(x2)|>|g(x1)﹣g(x2)|成立,求b的取值范围.

正确答案

解:(1)f(x)=lnx得f'(x)=

函数f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线的斜率为f'(1)=1,

切线方程为:y﹣0=x﹣1即y=x﹣1.

由已知得它与g(x)的图象相切,将y=x﹣1代入得x

﹣1=x2﹣bx,即x2﹣(b+1)x+1=0,

∴△=(b+1)2﹣2=0,解得b=﹣1,

即实数b的值为﹣1.

(2)h(x)=f(x)+g(x)=lnx+x2﹣bx,

∴h'(x)=+x﹣b,

根据函数h(x)在定义域(0,+∞)上存在单调减区间,

∴存在x>0,使得+x﹣b<0,即b>+x,

由于当x>0时,+x≥2,

∴b>2.

∴实数b 的取值范围(2,+∞).

(3)对于区间[1,2]上的任意实数x,f'(x)=∈[,1].g'(x)=x﹣b∈[1﹣b,2﹣b],

要使得对于区间[1,2]上的任意两个不相等的实数x1,x2,都有|f(x1)﹣f(x2)|>|g(x1)﹣g(x2)|成立,

利用导数的几何是切线的斜率,得到f'(x)最小值>g'(x)最大值,

>2﹣b,

∴b>

则b的取值范围(,+∞).

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简答题

设函数f(x)=alnx-bx2(x>0)。

(1)若函数f(x)在x=1处与直线y=相切,

①求实数,b的值;

②求函数f(x)在[,e]上的最大值;

(2)当b=0时,若不等式f(x)≥m+x对所有的a∈[0,],x∈(1,e2]都成立,求实数m的取值范围。

正确答案

解:(1)①

∵函数处与直线相切

解得

时,令

上单调递增

在[1,e]上单调递减

(2)当b=0时,

若不等式对所有的都成立

对所有的都成立

对所有的都成立

,则为一次函数

上单调递增

对所有的都成立

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简答题

已知定义在(,3)上的两个函数,y=f(x)的图象在点A(,f())处的切线的斜率为

(1)求f(x)的解析式;

(2)试求实数k的最大值,使得对任意x∈(,3),不等式f(x)≥kg(x)恒成立;

(3)若x1,x2,x3∈(,3)且3x1x2x3=2(x1x2+x2x3+x3x1),求证:

正确答案

解:(1)由,即可求得a=2,

(2)当时,

不等式

,x∈(,3),

由于

时,h′(x)<0;当时,h′(x)>0;当x∈(2,3)时,h′(x)<0.

,故

于是由,即k的最大值为

(3)由(2)知,

在上式中分别令x=x1,x2,x3再三式作和即得,

所以有

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简答题

已知函数f(x)=lnx,g(x)=(a>0),设h(x)=f(x)+g(x),

(Ⅰ)求h(x)的单调区间;

(Ⅱ)若在y=h(x)在x∈(0,3]的图象上存在一点P(x0,y0),使得以P(x0,y0)为切点的切线的斜率k≥成立,求实数a的最大值;

(Ⅲ)是否存在实数m,使得函数y=g()+m-1的图象于y=f(x2+1)的图象恰好有四个不同的交点?若存在,求出m的取值范围,若不存在,说明理由。

正确答案

解:(Ⅰ),其定义域为(0,+∞),

,则x=a,

于是,当x>a时,h′(x)>0,h(x)为增函数,

当0<x<a时,h′(x)<0,h(x)为减函数,

所以h(x)的单调增区间是(a,+∞),单调减区间是(0,a);

(Ⅱ)因为

所以在区间x∈(0,3]上存在一点P(x0,y0),

使得以P(x0,y0)为切点的切线的斜率

等价于

因为

所以在x∈(0,3]的最大值为

于是a≤,a的最大值为

(Ⅲ)若的图象与的图象恰好有四个不同的交点,

有四个不同的根,亦即方程有四个不同的根。

构造函数

则F(x)的图象与x轴有四个不同的交点,

当x变化时F′(x)和F(x)的变化情况如下表:

所以当时,F(x)的图象与x轴有四个不同的交点,

解得

所以存在使得两个函数的图像恰好有四个不同的交点。

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简答题

设m、t为实数,函数,f(x)的图象在点M(0,f(0))处的切线的斜率为1.

(1)求实数m的值;

(2)若对于任意x∈[﹣1,2],总存在t,使得不等式f(x)≤2t成立,求实数t的取值范围;设方程x2+2tx﹣1=0的两个实数根为a,b(a<b),若对于任意x∈[a,b],总存在x1、x2∈[a,b],使得f(x1)≤f(x)≤f(x2)恒成立,记g(t)=f(x2)﹣f(x1),当时,求实数t的值.

正确答案

解:(1)∵

∴f '(x)=

∵函数,f(x)的图象在点M(0,f(0))处的切线的斜率为1

∴f '(0)=1

∴m=1

(2)由(1)知f(x)=

∵对于任意x∈[﹣1,2],总存在t,使得不等式f(x)≤2t成立

∴对于任意x∈[﹣1,2],总存在t,使得不等式t≥成立

即t≥

令s(x)=则s '(x)=

∴当s'(x)≥0时﹣≤x≤

当s'(x)≤0时x≤﹣或x≥而x∈[﹣1,2]

故﹣1≤x≤﹣≤x≤2

∴s(x)在[﹣1,﹣]单调递减,在(﹣)单调递增,在[,2]单调递减

∵s(﹣)=﹣,s(2)=

∴s(x)min=﹣

∴t≥﹣

又由韦达定理可得a+b=﹣2t,ab=﹣1,b﹣a=2

若对于任意x∈[a,b],总存在x1,x2∈[a,b]使得f(x1)≤f(x)≤f(x2)恒成立,说明x1,x2分别是区间[a,b]f(x)的最小最大值点.

由(1)可得,f'(x)=

注意h(x)=x2+2tx﹣1,不难发现函数f(x)在区间[a,b]f '(x)≥0,f(x)递增,

则x1=a,x2=b

则g(t)=f(x2)﹣f(x1)=f(b)﹣f(a)

              ==

∵a+b=﹣2t,ab=﹣1,b﹣a=2

∴g(t)=

∴t=±2

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简答题

已知二次函数,其导函数的图象如图,

(1)求函数在x=3处的切线斜率;

(2)若函数在区间上是单调函数,求实数m的取值范围;

(3)若函数的图像总在函数图象的上方,求c的取值范围。

正确答案

解:(1)由已知,

其图象为直线,且过(0,-8),(4,0)两点,

∴函数f(x)在x=3处的切线斜率为0。

(2)

的单调递增区间为(0,1)和(3,+∞),的单调递减区间为(1,3),

,解得:

(3)由题意,恒成立,

恒成立,

恒成立,

,则

因为

所以,当时,为增函数;

时,为减函数;

的最小值为中的较小者,

又已知

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简答题

已知函数f(x)=的图象过点(﹣1,2),且在点(﹣1,f(

﹣1))处的切线与直线x﹣5y+1=0垂直.

(1)求实数b,c的值;

(2)求f(x)在[﹣1,e](e为自然对数的底数)上的最大值;

(3)对任意给定的正实数a,曲线y=f(x)上是否存在两点P,Q,使得△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在y轴上?

正确答案

解:(1)由题意可得,当x<1时,f′(x)=﹣3x2+2x+b,f′(﹣1)=﹣3﹣2+b=b﹣5.

由( b﹣5 )( )=﹣1,可得b=0,

故 f(x)=﹣x3+x2+c.把点(﹣1,2)代入求得 c=0.

综上可得b=0,c=0.

(2)由以上可得  ,当﹣1≤x<1时,f′(x)=﹣x(3x﹣2).

 解f′(x)>0得0<x< .解f′(x)<0得1≥x> 或x<0.

∴f(x)在(﹣1,0)和( ,1)上单调递减,在(0, )上单调递增,

从而f(x)在x= 处取得极大值为f( )= 

又∵f(﹣1)=2,f(1)=0,

∴f(x)在[﹣1,1)上的最大值为2.

当1≤x≤e时,f(x)=alnx,

当a≤0时,f(x)≤0.

当a>0时,f(x)在[1,e]单调递增;

∴f(x)在[1,e]上的最大值为a.

∴a≥2时,f(x)在[﹣1,e]上的最大值为a;

当a<2时,f(x)在[﹣1,e]上的最大值为2.

(3)设点P的横坐标为m(不妨设m>0),

则由题意可得点Q的横坐标为﹣m,且﹣m<0.

当0<m<1时,点P(m,﹣m3+m2),点 Q(﹣m,m3+m2),

由K0P·KOQ=﹣1,可得(﹣m2+m)(﹣m2﹣m)=﹣1,m无解.

当m≥1时,点P(m,alnm),点 Q(﹣m,m3+m2),

由K0P·KOQ=﹣1,可得  ·(﹣m2﹣m)=﹣1,即 alnm= 

由于a为正实数,故存在大于1的实数m,满足方程 alnm= .

故曲线y=f(x)上是否存在两点P,Q,使得△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,

且此三角形斜边中点在y轴上.

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简答题

已知函数f(x)=ax3+bx2﹣3x在x=±1处取得极值

(1)求函数f(x)的解析式;

(2)求证:对于区间[﹣1,1]上任意两个自变量的值x1,x2,都有|f(x1)﹣f(x2)|≤4;(3)若过点A(1,m)(m≠﹣2)可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的范围.

正确答案

解:(1)f′(x)=3ax2+2bx﹣3,

依题意,f′(1)=f′(﹣1)=0,解得a=1,b=0.

∴f(x)=x3﹣3x

(2)∵f(x)=x3﹣3x,

∴f′(x)=3x2﹣3=3(x+1)(x﹣1),

当﹣1<x<1时,f′(x)<0,

故f(x)在区间[﹣1,1]上为减函数,

fmax(x)=f(﹣1)=2,fmin(x)=f(1)=﹣2

∵对于区间[﹣1,1]上任意两个自变量的值x1,x2

都有|f(x1)﹣f(x2)|≤|fmax(x)﹣fmin(x)| |f(x1)﹣f(x2)|≤|fmax(x)﹣fmin(x)|

=2﹣(﹣2)=4 (3)

f′(x)=3x2﹣3=3(x+1)(x﹣1),

∵曲线方程为y=x3﹣3x,

∴点A(1,m)不在曲线上.

设切点为M(x0,y0),

切线的斜率为 (左边用导数求出,右边用斜率的两点式求出),

整理得2x03﹣3x02+m+3=0.

∵过点A(1,m)可作曲线的三条切线,

故此方程有三个不同解,

下研究方程解有三个时参数所满足的条件

设g(x0)=2x03﹣3x02+m+3,

则g′(x0)=6x02﹣6x0

由g′(x0)=0,得x0=0或x0=1.

∴g(x0)在(﹣∞,0),(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减.

∴函数g(x0)=2x03﹣3x02+m+3的极值点为x0=0,x0=1

∴关于x0方程2x03﹣3x02+m+3=0有三个实根的充要条件是 ,

解得﹣3<m<﹣2.

故所求的实数a的取值范围是﹣3<m<﹣2.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x﹣1﹣alnx(a∈R).

(1)若曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为3x﹣y=3,求实数a的值;

(2)若f(x)的值域为[0,+∞),求a的值;

(3)若a<0,对任意x1,x2∈(0,1],且x1≠x2,恒有,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(1)∵f'(x)=1﹣ ,

∴f'(1)=1﹣a

∴曲线y=f(x)在x=1处的切线的斜率为1﹣a

∵曲线y=f(x)在x=1处的切线的方程为3x﹣y﹣3=0,

∴1﹣a=3,解得a=﹣2.

(2)f'(x)=1﹣ = ,其中x>0

(i)当a≤0时,f'(x)>0恒成立,所以函数f(x)在(0,+∞)上是增函数

而f(1)=0,所以当x∈(0,1)时,f(x)<0,与f(x)≥0恒成立相矛盾

∴a≤0不满足题意.

(ii)当a>0时,

∵x>a时,f'(x)>0,所以函数f(x)在(a,+∞)上是增函数;

0<x<a时,f'(x)<0,所以函数f(x)在(0,a)上是减函数;

∴f(x)≥f(a)=a﹣a﹣alna

∵f(1)=0,所以当a≠1时,f(a)<f(1)=0,此时与f(x)≥0恒成立相矛盾 ∴a=1

综上所述,若f(x)的值域为[0,+∞),则a=1;

(3)由(2)可知,当a<0时,函数f(x)在(0,1]上是增函数,

又函数y= 在(0,1]上是减函数

不妨设0<x1≤x2≤1 则|f(x1)﹣f(x2)|=f(x2)﹣f(x1),

∴|f(x1)﹣f(x2)|≤4|  |即f(x2)+4× ≤f(x1)+4× 

设h(x)=f(x)+ =x﹣1﹣alnx+ 

则|f(x1)﹣f(x2)|≤4| ﹣ |等价于函数h(x)在区间(0,1]上是减函数

因为h'(x)=1﹣ ﹣ = 

所以x2﹣ax﹣4≤0在(0,1]上恒成立,

即a≥x﹣ 在(0,1]上恒成立,

即a不小于y=x﹣ 在(0,1]内的最大值.

而函数y=x﹣ 在(0,1]是增函数,

所以y=x﹣ 的最大值为﹣3

所以a≥﹣3,又a<0,所以a∈[﹣3,0).

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