- 导数及其应用
- 共31591题
设函数,
,
,
(1)若曲线与
轴相切于异于原点的一点,且函数
的极小值为
,求
的值;
(2)若,且
,
①求证:; ②求证:
在
上存在极值点.
正确答案
(1) ,
. (2)
在
上是存在极值点
试题分析:
(1)分析题意,可得该三次函数过原点,根据函数与x轴相切,所以有个极值为0且有一个重根,故可得函数
有一个极大值0和一个极小值
,有一个重根,则对
因式分解会得到完全平方式,即
提取x的公因式后,剩下二次式的判别
,得到a,b之间的关系式,再根据极小值为
,则求导求出极小值点,得到关于a,b的另外一个等式,即可求出a,b的值.
(2) ①对求导,带入
与已知条件
联立化简即可得到需要的不等式.
②求出,讨论a的取值范围,证明
其中必有两者异号,则根据零点存在定理,即可证明
有极值点.
试题解析:
(1),
依据题意得:,且
. 2分
,得
或
.
如图,得,
∴,
,
代入得
,
. 4分
(2)①.
. 8分
②,
.
若,则
,由①知
,
所以在
有零点,从而
在
上存在极值点. 10分
若,由①知
;
又,
所以在
有零点,从而
在
上存在极值点.……12分
若,由①知
,
,
所以在
有零点,从而
在
上存在极值点.
综上知在
上是存在极值点. 14分
求函数的最值。
正确答案
,
令,得
,
.
又.
.
已知函数f(x)=ax3+bx2的图象经过点M(1,4),曲线在点M处的切线恰好与直线x+9y=0垂直.
(1)求实数a,b的值;
(2)若函数f(x)在区间[m,m+1]上单调递增,求m的取值范围.
正确答案
(1)∵f(x)=ax3+bx2的图象经过点M(1,4),∴a+b=4①式 …(1分)
f'(x)=3ax2+2bx,则f'(1)=3a+2b…(3分)
由条件f′(1)•(-)=-1,即3a+2b=9②式…(5分)
由①②式解得a=1,b=3
(2)f(x)=x3+3x2,f'(x)=3x2+6x,
令f'(x)=3x2+6x≥0得x≥0或x≤-2,…(8分)
∵函数f(x)在区间[m,m+1]上单调递增
∴[m,m+1]⊆(-∝,-2]∪[0,+∝)
∴m≥0或m+1≤-2
∴m≥0或m≤-3
已知函数(
是常数)在
处的切线方程为
,且
.
(1)求常数的值;
(2)若函数(
)在区间
内不是单调函数,求实数
的取值范围.
正确答案
(1),
,
(2)
试题分析:(1)在处的切线切线斜率为
,由导数的几何意义可知
,将
代入切线方程可得
即
又因为
,解以上三个方程组成的方程组可得
的值。(2)由(1)可知函数
的解析式,从而可得函数
解析式。将其求导可得
,令
,可将问题转化为函数
在
内有极值,即
应有2个根(判别式应大于0),但在
内至少有一个根(故应分两种情况讨论)。因为
,所以
在
内有一个根时应有
,
在
内有两个根时应因为
,则
且顶点纵坐标小于0
(1)由题设知,的定义域为
,
,
因为在
处的切线方程为
,
所以,且
,即
,且
,
又 ,解得
,
,
(2)由(Ⅰ)知
因此,
所以
令.
(ⅰ)当函数在
内有一个极值时,
在
内有且仅有一个根,即
在
内有且仅有一个根,又因为
,当
,即
时,
在
内有且仅有一个根
,当
时,应有
,即
,解得
,所以有
.
(ⅱ)当函数在
内有两个极值时,
在
内有两个根,即二次函数
在
内有两个不等根,
所以,解得
.
综上,实数的取值范围是
已知某商品的进货单价为1元/件,商户甲往年以单价2元/件销售该商品时,年销量为1万件,今年拟下调销售单价以提高销量,增加收益.据测算,若今年的实际销售单价为x元/件(1≤x≤2),今年新增的年销量(单位:万件)与(2-x)2成正比,比例系数为4.
(1)写出今年商户甲的收益y(单位:万元)与今年的实际销售单价x间的函数关系式;
(2)商户甲今年采取降低单价,提高销量的营销策略是否能获得比往年更大的收益(即比往年收益更多)?说明理由.
正确答案
(1)y=4x3-20x2+33x-17,(1≤x≤2)(2)不能
试题分析:(1)根据收益等于单件利润与销售量的乘积,列等量关系.注意今年销售量等于原销售量与新增的年销量之和,另外还要注意交代函数定义域;y=[1+4(x-2)2](x-1)=4x3-20x2+33x-17,(1≤x≤2).(2)本题实际需求本年收益范围,即需求函数y=4x3-20x2+33x-17,1≤x≤2的值域,这可借助于导数研究.
求导后可知函数图像先增后减再增,因此其最大值在极大值及处取到,比较大小知f(x)在区间[1,2]上的最大值为f(2)=1,即为往年的收益,所以商户甲采取降低单价,提高销量的营销策略不能获得比往年更大的收益.
试题解析:解 (1)由题意知,今年的年销售量为1+4(x-2)2 (万件).
因为每销售一件,商户甲可获利(x-1)元,所以今年商户甲的收益y=[1+4(x-2)2](x-1)
=4x3-20x2+33x-17,(1≤x≤2). 4分
(2)由(1)知y=4x3-20x2+33x-17,1≤x≤2, 从而y′=12x2-40x+33=(2x-3)(6x-11).
令y′=0,解得x=,或x=
.列表如下:
7分
又f()=1,f(2)=1,所以f(x)在区间[1,2]上的最大值为1(万元).
而往年的收益为(2-1)×1=1(万元),
所以,商户甲采取降低单价,提高销量的营销策略不能获得比往年更大的收益.
10分
已知某质点的位移s与移动时间t满足s=t2•et-2,则质点在t=2的瞬时速度是______.
正确答案
∵s=t2•et-2,∴s′=2t•et-2+t2•et-2,
∴把t=2代入,得,s′=4+4=8
∴质点在t=2的瞬时速度是8
故答案为8
曲线y=在点(1,1)处的切线方程为______.
正确答案
因为y=,所以y′=f′(x)=
=-
,
所以在点(1,1)处的切线斜率k=f′(1)=-=-1,
所以切线的方程为y-1=-(x-1),即切线方程为x+y-2=0.
故答案为:x+y-2=0.
(本小题满分12分)
设函数.
⑴求函数的单调区间;
⑵若当时,不等式
恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
⑴, ………………2分
令,得
,
∴的增区间为
和
, …………………4分
令,得
,
∴的减区间为
. ……………………6分
⑵因为,令
,得
,或
,
又由⑴知,,
分别为
的极小值点和极大值点, ………8分
∵,
,
,
∴, ……………………………11分
∴. ……………………………12分
略
若函数f(x)=x2-ax+lnx存在垂直于y轴的切线,则实数a的取值范围是______.
正确答案
∵f(x)=x2-ax+lnx∴f'(x)=x-a+
由题意可知存在实数x>0使得f'(x)=x-a+=0,即a=x+
成立
∴a=x+≥2(当且仅当x=
,即x=1时等号取到)
故答案为:[2,+∞)
(文科)已知函数f(x)=ax3+x2-2x+c,在点(-
,f(-
))的切线与直线y=-2x+1平行,且函数的图象过原点;
(1)求f(x)的解析式及极值;
(2)若g(x)=bx2-x+d,是否存在实数b,使得函数g(x)与f(x)的两图象恒有三个不同的交点,且其中一个交点的横坐标为-1?若存在,求出实数b的取值范围,若不存在,说明理由.
正确答案
(1)由题对f(x)求导得,f'(x)=3ax2+x-2
∵过点(-,f(-
))的切线与直线y=-2x+1平行,
∴f(-)=3a•
-
-2=-2⇒a=1,
又∵函数的图象过原点,
∴f(0)=0⇒c=0,∴f(x)=x3+x2-2x
∴f′(x)=3x2+x-2
令f′(x)=0得x=或x=-1,
则有x∈(-∞,-1),x∈(,+∞)时,f'(x)>0,f(x)递增,
当x∈(-1,)时,f'(x)<0,f(x)递减,
∴f(x)极大值=f(-1)=,f(x)极小值=f(
)=-
(2)由(1)知f(x)=x3+x2-2x,又已知三个交点中有一个横坐标为-1,
则有(-1)3+(-1)2+2=
b+1+d⇒d=-
(b-1)①
∴方程为x3+x2-2x=
bx2-x-
(b-1)
即:x3+(1-b)x2-x+
(b-1)=0,恒有含x=-1的三个不等实根.
运用待定系数法得:x3+(1-b)x2-x+
(b-1)=(x+1)(x3-
(b+1)x+
(b-1))=0
∴方程x2-(b+1)x+
(b-1)=0有两个异于x=-1的不等式的根.
∴
∴b≠-1,且b≠3
故实数b的取值范围是(-∞,-1)∪(-1,3)∪(3,+∞).
若点P在曲线y=x3-3x2+(3-)x+
上移动,在点P处的切线的倾斜角为α,则角α的取值范围是______.
正确答案
∵函数的导数y′=3x2-6x+3-=3(x-1)2-
≥-
,
∴tanα≥-,又 0≤α<π,
∴0≤α< 或
≤α<π,
故答案为[0,)∪[
,π).
确定抛物线方程y=x2+bx+c中的常数b和c,使得抛物线与直线y=2x在x=2处相切.
正确答案
y′=2x+b,k=y′|x=2=4+b=2,
∴b=-2.又当x=2时,y=22+(-2)×2+c=c,代入y=2x,得c=4.
∴常数b和c分别为:-2,4.
曲线y=x2-x在点(1,0)处的切线的倾斜角为______.
正确答案
y'=2x-1
∴当x=1时,y'=1,得切线的斜率为1,所以k=1;
∴1=tanα,
∴α=450,
故答案为45°.
已知曲线C1:y=x2-2x+2和曲线C2:y=x3-3x2+x+5有一个公共点P(2,2),若两曲线在点P处的切线的倾斜角分别是α和β,求tan和sin的值.
正确答案
∵y=x2-2x+2,∴y′=2x-2,∴tanα=2×2-2=2,
又∵y=x3-3x2+x+5,∴y′=3x2-6x+
,∴tanβ=3×22-6×2+
=
,
∴tanαtanβ=1,即tanβ=cotα,由0<α、β<得β=
-α,
∴α+β=<,tan
=1且sin
=sin
=
.
(文)如果质点A的位移S与时间t满足方程S=2t3(位移单位:米,时间单位:秒),则质点在t=3时的瞬时速度为
______米/秒.
正确答案
(文)∵S=2t3
∴S′=6t2,
∴点在t=3时的瞬时速度为6×32=54
故答案为:54
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