- 导数及其应用
- 共31591题
已知函数f(x)=px--2lnx。
(1)若p=2,求曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线;
(2)若函数f(x)在其定义域内为增函数,求正实数p的取值范围。
正确答案
解:(1)当p=2时,函数
f(1)=2-2-2ln1=0,f′(x)=
曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为f′(1)=2+2-2=2
从而曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y-0=2(x-1),
即y=2x-2。
(2)
令h(x)=px2-2x+p,要使f(x)在定义域(0,+∞)内是增函数,
只需h(x)≥0在(0,+∞)内恒成立,
由题意p>0,h(x)=px2-2x+p的图象为开口向上的抛物线,对称轴方程为
∴
只需
即p≥1时,h(x)≥0,f′(x)≥0,
∴f(x)在(0,+∞)内为增函数,正实数p的取值范围是[1,+∞)。
已知数列的前n项和为Sn,对一切正整数n,点
在函数
的图像上,且过点
的切线的斜率为kn.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列
的前n项和Tn.
正确答案
(1) (2)
.
试题分析:(1)根据点都在函数
的图像上,得到
.利用“两步一验”即得数列的通项公式.
(2)由导数的几何意义得到,
从而可利用“错位相减法”求数列的前n项和Tn
本题综合性较强,但解题思路明确,难度适中.
试题解析:(1)点
都在函数
的图像上,
. 2分
当时,
当时,
满足上式,
所以数列的通项公式为
6分
(2)由求导可得
,
因为过点的切线的斜率为
,
,
,
两式相减得
9分
. 12分
设三次函数h(x)=px3+qx2+rx+s满足下列条件:h(1)="1,h(-1)=" -1,在区间(-1,1)上分别取得极大值1和极小值-1,对应的极点分别为a,b。
(1)证明:a+b=0
(2)求h(x)的表达式
(3)已知三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d在(-1,1)上满足-1
正确答案
(1)见解析(2)h(x)=4x3-3x(3)见解析
(1)解:由f(1)=1,f(-1)=-1得q+s="0,r+p=1"
h(x)=px3-sx2+(1-p)x+s
h’(x)=3px2-2sx+1-p
因为(-1,1)内有两极值且f(1)=1,所以有p>0
=0(*)
又由韦达定理得,即
代入(*)中得
因为p>0,a+bÎ(-2,2),所以
所以有
(2)解:由得s=0,q="0"
所以h(x)=px3+(1-p)x,又
消去p得所以有
所以有h(x)=4x3-3x
(3)解:因为|x|<1时|f(x)|<1,所以有|f(1)|£1,|f(-1)|£1
令F(x)=h(x)+f(x),G(x)=h(x)-f(x)
则有F(1)=1+f(1)³0,F()=-1+f(
)<0,F(
)=1+f(-
)>0,F(-1)=-1+f(-1)£0
所以有F(x)在(-1,1)内有极大值和极小值,当x>1时,F(x)>0,当x<-1时,F(x)<0
同理有:G(1)=1-f(1)³0, G()=-1-f(
)<0, G(
)=1-f(-
)>0,
G(-1)=-1-f(-1)£0
所以有G(x)在(-1,1)内有极大值和极小值,当x>1时,G(x)>0,当x<-1时,G(x)<0
所以当|x|>1时,有F(x)G(x)>0即h2(x)>f2(x)即|h(x)|>|f(x)
设a∈[-2,0],已知函数f(x)=
(Ⅰ) 证明f(x)在区间(-1,1)内单调递减,在区间(1,+∞)内单调递增;
(Ⅱ) 设曲线y=f(x)在点Pi(xi,f(xi))(i=1,2,3)处的切线相互平行,且x1x2x3≠0,证明x1+x2+x3>.
正确答案
(I)令f1(x)=x3-(a+5)x(x≤0),f2(x)=x3-x2+ax(x>0).
①(x)=3x2-(a+5),由于a∈[-2,0],从而当-1<x<0时,
(x)=3x2-(a+5)<3-a-5≤0,
所以函数f1(x)在区间(-1,0)内单调递减,
②(x)=3x2-(a+3)x+a=(3x-a)(x-1),由于a∈[-2,0],所以0<x<1时,
(x)<0;
当x>1时,(x)>0,即函数f2(x)在区间(0,1)内单调递减,在区间(1,∞)上单调递增.
综合①②及f1(0)=f2(0),可知:f(x)在区间(-1,1)内单调递减,在区间(1,+∞)内单调递增;
(II)证明:由(I)可知:f′(x)在区间(-∞,0)内单调递减,在区间(0,)内单调递减,在区间(
,+∞)内单调递增.
因为曲线y=f(x)在点Pi(xi,f(xi))(i=1,2,3)处的切线相互平行,从而x1,x2,x3互不相等,且f′(x1)=f′(x2)=f′(x3).
不妨x1<0<x2<x3,由3-(a+5)=3
-(a+3)x2=3
-(a+3)x3+a.
可得3-3
-(a+3)(x2-x3)=0,解得x2+x3=
,从而0<x2<
<x3.
设g(x)=3x2-(a+3)x+a,则g()<g(x2)<g(0)=a.
由3-(a+5)=g(x2)<a,解得-
<x1<0,
所以x1+x2+x3>-+
,
设t=,则a=
,
∵a∈[-2,0],∴t∈[,
],
故x1+x2+x3>-t+=
(t-1)2-
≥-
,
故x1+x2+x3>-.
已知函数f(x)=x(x-a)(x-b),其中0<a<b.
(1)设f(x)在x=s和x=t处取得极值,其中s<t,求证:0<s<a<t<b;
(2)设A(s,f(s)),B(t,f(t)),求证:线段AB的中点C在曲线y=f(x)上;
(3)若a+b<2,求证:过原点且与曲线y=f(x)相切的两条直线不可能垂直.
正确答案
已知曲线:
(1)试求曲线在点
处的切线方程;
(2)试求与直线平行的曲线C的切线方程.
正确答案
(1) ;(2)
或
.
试题分析:(1)先求出的值,再求函数的导函数,求得
的值即为点
斜率,代入点斜式方程,再化为一般式方程即可;(2)设切点为
,利用导数的几何意义和相互平行的直线的斜率相等,即可得所求切线的斜率,再求出切点的坐标,代入点斜式方程,再化为一般式方程即可.
(1) ∵,∴
,求导数得:
,
∴切线的斜率为,
∴所求切线方程为,即:
.
(2)设与直线平行的切线的切点为
,
则切线的斜率为.
又∵所求切线与直线平行,∴
,
解得:,代入曲线方程
得:切点为
或
,
∴所求切线方程为:或
,
即:或
.
函数.
(1)令,求
的解析式;
(2)若在
上恒成立,求实数
的取值范围;
(3)证明:.
正确答案
(1);(2)实数
的取值范围
;(3)详见解析.
试题分析:(1)因为,故
,
,
,
,由此可得,
是以4为周期,重复出现,故
;(2)若
在
上恒成立,求实数
的取值范围,由
得,
,即
在
上恒成立,令
,只需求出
在
上的最小值即可,可利用导数法来求最小值;(3)证明:
,由(2)知:
时
,
,即
,这样得到
,令
,叠加即可证出.
试题解析:(1)…周期为4,
.
(2)方法一:即在
上恒成立,
当时,
;
当时,
,设
,
,
设,
,则
时
,
增;
减.
而,所以
在
上存在唯一零点,设为
,则
,所以
在
处取得最大值,在
处取得最小值,
.
综上:.
方法二:设,
.
.
当时,
在
上恒成立,
成立,故
;
当时,
在
上恒成立,
得
,无解.
当时,则存在
使得
时
增,
时
减,
故,
,解得
,故
.
综上:.
(3)由(2)知:时
,
即.
当时,
,
,
=,
.
已知定义在上的函数
其中
为常数。
(1)若是函数
的一个极值点,求
的值;
(2)若函数在区间
上为增函数,求
的取值范围。
正确答案
略
19.(本小题满分13分)
已知函数,其中
是自然对数的底数.
(Ⅰ)求函数的图象在
处的切线方程;
(Ⅱ)求函数在区间
上的最大值与最小值.
正确答案
19.(本题满分13分)
解: (Ⅰ)因为 ,
…………1分
,
,…………4分
所以函数的图象在
处的切线方程为
即
…………6分
(Ⅱ)由(Ⅰ)得
函数的取值情况列表如下:
…………9分
函数在区间
上的最大值
,
最小值. …………10分
, …………12分
…………13分
设f(x)=2x3+ax2+bx+1的导数为f'(x),若函数y=f'(x)的图象关于直线x=﹣对称,且f'(1)=0
(Ⅰ)求实数a,b的值
(Ⅱ)求函数f(x)的极值.
正确答案
解:(Ⅰ)因f(x)=2x3+ax2+bx+1,
故f '(x)=6x2+2ax+b
从而f '(x)=6
y=f '(x)关于直线x=﹣对称,
从而由条件可知﹣=﹣
,
解得a=3
又由于f '(x)=0,
即6+2a+b=0,
解得b=﹣12
(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)=2x3+3x2﹣12x+1
f '(x)=6x2+6x﹣12
=6(x﹣1)(x+2)
令f '(x)=0,得x=1或x=﹣2
当x∈(﹣∞,﹣2)时,f '(x)>0,f(x)在(﹣∞,﹣2)上是增函数;
当x∈(﹣2,1)时,f '(x)<0,f(x)在(﹣2,1)上是减函数;
当x∈(1,+∞)时,f '(x)>0,f(x)在(1,+∞)上是增函数.
从而f(x)在x=﹣2处取到极大值f(﹣2)=21,在x=1处取到极小值f(1)=﹣6.
已知函数f(x)=(x2+ax-2a2+3a)ex(x∈R),其中a∈R。
(1)当a=0时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率;
(2)当时,求函数f(x)的单调区间与极值。
正确答案
解:(1)当a=0时,
故f'(1)=3e
所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为3e;
(2)
令f'(x)=0,解得x=-2a或x=a-2
由知,-2a≠a-2
以下分两种情况讨论:
(i)若,则-2a<a-2,当x变化时,f'(x)、f(x)的变化情况如下表:
所以f(x)在(-∞,-2a),(a-2,+∞)内是增函数,
在(-2a,a-2)内是减函数
函数f(x)在x=-2a处取得极大值f(-2a),且f(-2a)=3ae-2a,
函数f(x)在x=a-2处取得极小值f(a-2),且f(a-2)=(4-3a)ea-2(ii)若,则-2a>a-2,当x变化时,f'(x)、f(x)的变化情况如下表:
所以f(x)在(-∞,a-2),(-2a,+∞)内是增函数,在(a-2,-2a)内是减函数
函数f(x)在x=a-2处取得极大值f(a-2),且f(a-2)= (4-3a)ea-2函数f(x)在x=-2a处取得极小值f(-2a),且f(-2a)= 3ae-2a。
(本题满分16分;第(1)小题5分,第(2)小题5分,第三小题6分)
已知函数
(1)判断并证明在
上的单调性;
(2)若存在,使
,则称
为函数
的不动点,现已知该函数有且仅有一个不动点,求
的值;
(3)若在
上恒成立 , 求
的取值范围.
正确答案
略
(1)
对任意的------------------------------------------- 1分
-------------------------------- 3分
∵
∴
∴,函数
在
上单调递增。----------------5分
(2)解:令,------------------------------------7分
令(负值舍去)--------------------------------------9分
将代入
得
--------10分
(3)∵ ∴
----------------------------------------12分
∵
∴
(等号成立当
)--------------------14分
∴的取值范围是
-------- 16分
求下列函数的导数.
(1); (2)
.
正确答案
(1)y”(2)
(1)
.
(2),
.
已知函数 (1)求函数
在区间[1,
]上的最大值、最小值;
(2)求证:在区间(1,)上,函数
图象在函数
图象的下方;
(3)设函数,求证:
≥
。(
)
正确答案
(Ⅰ) 当时,
有最小值
;当
时,
有最大值
(Ⅱ) 见解析 (Ⅲ)见解析
(1)=
,令
,得
当[1,
]时,
,则
在区间[1,
]上是增函数
∴ 当时,
有最小值
;当
时,
有最大值
………4分
(2)设=
,则
∵ ,
∴
在区间(1,
)上是减函数 又∵
∴ ,即
,
∴在区间(1,)上,函数
图象在函数
图象的下方
(3)当时,左边=
,右边=
,不等式成立;
当时,
=
∴
≥
∴ ≥
.
扫码查看完整答案与解析