- 导数及其应用
- 共31591题
已知函数.
(1)若f'(﹣3)=0,求a的值;
(2)若a>1,求函数发f(x)的单调区间与极值点;
(3)设函数g(x)=f'(x)是偶函数,若过点可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的取值范围.
正确答案
解:f′(x)=x2+2ax+2a﹣1
(1)∵f'(﹣3)=0,∴9﹣6a+2a﹣1=0, 解得:a=2;
(2)f'(x)=(x+1)(x+2a﹣1),
∵a>1,由f'(x)=(x+1)(x+2a﹣1)>0得x<1﹣2a或x>﹣1,
所以f(x)的单调增区间为(﹣∞,1﹣2a)和(﹣1,+∞);
由f'(x)=(x+1)(x+2a﹣1)<0得1﹣2a<x<﹣1,
所以f(x)的单调减区间为(1﹣2a,﹣1);
且x=1﹣2a是极大值点,x=﹣1是极小值点;
(3)∵g(x)=f'(x)是偶函数,∴a=0
∴,
设曲线线 过点的切线相切于点P(x0,
),
则切线的斜率 k=x02﹣1,
∴切线方程为y﹣()=(x02﹣1)(x﹣x0),
∴点A(1,m)在切线上,
∴m﹣()=(x02﹣1)(1﹣x0),
解得m=
令h(x)=,
则h′(x)=﹣2x2+2x=2x(1﹣x)=0,
解得x=0,x=1
当x=0时,
h(x)取极小值﹣1,
当x=1时,h(x)取极大值﹣,
∴实数m的取值范围是﹣1<m<﹣.
已知f′(x)是f(x)的导函数,f(x)=ln(x+1)+m﹣2f′(1),m∈R,且函数f(x)的图象过点(0,-2).
(1)求函数y=f(x)的表达式;
(2)设,若g(x)>0在定义域内恒成立,求实数a的取值范围.
正确答案
解:(1)由已知得,
∴
又f(0)=﹣2
∴
∴m=﹣1,
∴f(x)=ln(x+1)﹣2.
(2)由(1)得
定义域为(﹣1,+∞),
∴.
∵a≠0
令g'(x)=0得
①当a>0时,
且在区间上g′(x)>0,在区
上g′(x)<0.∴
处取得极小值,也是最小值.
∴
由a+a(﹣lna﹣2)>0得.∴
.
②当a<0时,
在区间(﹣1,+∞)上,g′(x)<0恒成立.
g(x)在区间(﹣1,+∞)上单调递减,没有最值
综上得,a的取值范围是.
已知函数f(x)=sinx+cosx,f′(x)是f(x)的导函数。
(Ⅰ)求:f′(x)及函数y=f′(x)的最小正周期;
(Ⅱ)求:x∈[0,]时,函数F(x)=f(x)f′(x)+f2(x)的值域。
正确答案
解:(Ⅰ)∵,
∴,
所以,y=的最小正周期为T=2π。
(Ⅱ)
,
∵,
∴,∴
,
∴函数F(x)的值域为。
设函数f(x)=ax2+bx+clnx,(其中a,b,c为实常数且a>0),曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=3x-3,
(Ⅰ)若函数f(x)无极值点且f′(x)存在零点,求a,b,c的值;
(Ⅱ)若函数f(x)有两个极值点,证明f(x)的极小值小于。
正确答案
解:(Ⅰ),
由题得,即
,
此时,
;
由f(x)无极值点且f′(x)存在零点,
得,
解得,
于是,
;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,
要使函数f(x)有两个极值点,
只要方程有两个不等正根,
那么实数a应满足 ,解得
,
设两正根为,且
,
可知当时有极小值
,
其中这里
由于对称轴为,所以
,
且,得
,
记,
,
有对
恒成立,
又,故对
恒有
,即
,
所以有
而对于
恒成立,
即在
上单调递增,
故。
设(,b∈R,>0)。
(Ⅰ)当λ1=1,λ2=0时,设x1,x2是f(x)的两个极值点,
①如果x1<1<x2<2,求证:f′(-1)>3;
②如果a≥2,且x2-x1=2且x∈(x1,x2)时,函数g(x)=f′(x)+2(x-x2)的最小值为h(a),求h(a)的最大值;
(Ⅱ)当λ1=0,λ2=1时,
①求函数y=f(x)-3(ln3+1)x的最小值;
②对于任意的实数a,b,c,当a+b+c=3时,求证:3a·a+3b·b+3c·c≥9。
正确答案
解:(Ⅰ)①证明:当λ1=1,λ2=0时,f′(x)=a2+(b-1)x+1,
x1,x2是方程f′(x)=0的两个根,
由x1<1<x2<2且a>0得,即
,
所以f′(-1)=a-b+2=-3(a+b)+(4a+2b-1)+3>3。
②设f′(x)=a(x-x1)(x-x2),所以,
易知,
所以,,
当且仅当时,即
时取等号,
所以,,
易知当a=2时,h(a)有最大值,即。
(Ⅱ)①当时,
,
所以,,
,
容易知道,y′是单调增函数,且x=1是它的一个零点,即也是唯一的零点,
当x>1时,y′>0;当x<1时,y′<0,
故当x=1时,函数有最小值为-3ln3。
②由①知,
当x分别取a,b,c时有
,
三式相加即得。
已知f(x)=ln(x+1).
(1)若,求g(x)在[0,2]上的最大值与最小值;
(2)当x>0时,求证;
(3)当n∈N+且n≥2时,求证:.
正确答案
(1)解:,
=
∴g(x)在[0,1]上单调减,在[1,2]上单调增
∵g(0)=0,g(1)=,g(2)=﹣1+ln3
∴g(x)在[0,2]上的最大值为﹣1+ln3,最小值为0
(2)证明:函数的定义域为(﹣1,+∞)
构造函数h(x)=f(x)﹣x,∴h′(x)=
∴函数在(﹣1,0)上单调增,在(0,+∞)上单调减
∴在x=0处,函数取得极大值,也是最大值
∴h(x)≤h(0)=0
∴f(x)﹣x≤0
∵x>0,∴
构造函数φ(x)=f(x)﹣,∴φ′(x)=
∴函数在(﹣1,0)上单调减,在(0,+∞)上单调增
∴在x=0处,函数取得极小,也是最小值
∴φ(x)≥φ(0)=0
∴f(x)﹣ ≥0
∵x>0,∴
∴
(3)证明:∵f(x)=ln(x+1),
∴f(n)﹣f(n﹣1)=f( )
由(2)知:
∴
∴ ,
,
,…,
叠加可得:
已知函数f(x)=x3-(2a+1)x2+3a(a+2)x+1,a∈R。
(1)当a=0时,求曲线y=f(x)在点(3,f(3))处的切线方程;
(2)当a=-1时,求函数y=f(x)在[0,4]上的最大值和最小值;
(3)当函数y=f′(x)在(0,4)上有唯一的零点时,求实数a的取值范围.
正确答案
解:(1)当a=0时,,∴f(3)=1,
∵,曲线在点(3,1)处的切线的斜率
,
∴所求的切线方程为y-1=3(x-3),即y=3x-8。
(2)当a=-1时,函数,
∵,令f′(x)=0得
,
,
当x∈(0,1)时,f′(x)<0,即函数y=f(x)在(0,1)上单调递减,
当x∈(1,4)时,f′(x)>0,即函数y=f(x)在(1,4)上单调递增,
∴函数y=f(x)在[0,4]上有最小值,;
又,
∴当a=-1时,函数y=f(x)在[0,4]上的最大值和最小值分别为。
(3)∵,
∴,
①当时,3a=a+2,解得a=1,这时
,
函数y=f′(x)在(0,4)上有唯一的零点,故a=1为所求;
②当时,即
,这时
,
又函数y=f′(x)在(0,4)上有唯一的零点,
∴;
③当时,即a<1,这时
,
又函数y=f′(x)在(0,4)上有唯一的零点,
∴,
综上得当函数y=f′(x)在(0,4)上有唯一的零点时,或
或a=1。
已知A﹑B﹑C是直线上的三点,向量﹑
﹑
满足
;
(Ⅰ)求函数y=f(x)的表达式;
(Ⅱ)若x>0, 证明:f(x)>;
(Ⅲ)当时,x∈[-1,1]及b∈[-1,1]都恒成立,求实数m的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ)由三点共线知识,
∵,
∴,
∵A﹑B﹑C三点共线,
∴,
∴,
∴,
,
∴f(x)=ln(x+1)。
(Ⅱ)令g(x)=f(x)-,
由,
∵x>0,
∴,
∴g(x)在 (0,+∞)上是增函数,
故g(x)>g(0)=0,即f(x)>。
(Ⅲ)原不等式等价于,
令h(x)==
,
由
当x∈[-1,1]时,[h(x)]max=0,
∴m2-2bm-3≥0,
令Q(b)= m2-2bm-3,
则由Q(1)≥0及Q(-1)≥0,解得m≤-3或m≥3。
已知a为实数,f(x)=(x2﹣4)(x﹣a).
(1)求导数f'(x).
(2)若f'(﹣1)=0,求f(x)在[﹣2,2]上的最大值和最小值.
(3)若f(x)在(﹣∞,﹣2)和[2,+∞]上都是递增的,求a的取值范围.
正确答案
解:(1)由原式得f(x)=x3﹣ax2﹣4x+4a,
∴f'(x)=3x2﹣2ax﹣4.
(2)由f'(﹣1)=0得,
此时有.
由f'(x)=0得或x=﹣1,
又,
所以f(x)在[﹣2,2]上的最大值为,最小值为
.
(3)f'(x)=3x2﹣2ax﹣4的图象为开口向上且过点(0,﹣4)的抛物线,
由条件得f'(﹣2)≥0,f'(2)≥0,
∴﹣2≤a≤2.
所以a的取值范围为[﹣2,2].
已知实系数三次多项式函数y=f(x)的最高次项系数为12,其图形与水平线y=25交于相异的三点(0,25),(1,25)及(2,25)。
(1)试求曲线y=f(x)图形上的反曲点坐标;
(2)试求定积分之值。
正确答案
解:(1)(1,25);
(2)50。
已知f(x)=ax2+bx+c(a≠0),且f(-1)=2,f′(0)=0,,求a、b、c的值。
正确答案
解:由f(-1)=2得a-b+c=2,
又f′(x)=2ax+b,
∴f′(0)=b=0,
而
∴
由①②③式得a=6,b=0,c=-4。
设函数f(x)=x3+3bx2+3cx有两个极值点x1、x2,且x1∈[-1,0],x2∈[1,2],
(Ⅰ)求b、c满足的约束条件,并在下面的坐标平面内,画出满足这些条件的点(b,c)的区域;
(Ⅱ)证明:-10≤f(x2)≤。
正确答案
(Ⅰ)解:,
依题意知,方程f′(x)=0有两个根x1、x2,且
等价于f′(-1)≥0,f(0)≤0,f′(1)≤0,f′(2)≥0,
由此得b、c满足的约束条件为,
满足这些条件的点(b,c)的区域为图中阴影部分,
(Ⅱ)由题设知,
故,
于是,
由于,而由(Ⅰ)知c≤0,故
,
又由(Ⅰ)知-2≤c≤0,所以。
设函数R),函数f(x)的导数记为f'(x).
(1)若a=f'(2),b=f'(1),c=f'(0),求a、b、c的值;
(2)在(1)的条件下,记,
求证:F(1)+F(2)+F(3)+…+F(n)<N*);
(3)设关于x的方程f'(x)=0的两个实数根为α、β,且1<α<β<2.
试问:是否存在正整数n0,使得?说明理由.
正确答案
解:(1)f'(x)=x2+ax+b,由已知可得a=﹣1,b=c=﹣3
(2),
当n=1时,;
当n=2时,;
当n≥3时,.
所以F(1)+F(2)+F(3)+…+F(n)<F(1)+F(2)+…+
=
(1+
+
﹣
﹣
﹣
)<
(1+
+
)=
,
所以F(1)+F(2)+F(3)+…+F(n)<N*)
(3)根据题设,可令f'(x)=(x﹣α)(x﹣β).
∴f'(1)f'(2)=(1﹣α)(1﹣β)(2﹣α)(2﹣β)=,
∴,或
,
所以存在n0=1或2,使
设函数R),函数f(x)的导数记为f'(x).
(1)若a=f'(2),b=f'(1),c=f'(0),求a、b、c的值;
(2)在(1)的条件下,记,求证:F(1)+F(2)+F(3)+…+F(n)<
N*);
(3)设关于x的方程f'(x)=0的两个实数根为α、β,且1<α<β<2.试问:是否存在正整数n0,使得?说明理由.
正确答案
解:(1)f'(x)=x2+ax+b,由已知可得a=﹣1,b=c=﹣3
(2),
当n=1时,;
当n=2时,;
当n≧3时,.
所以F(1)+F(2)+F(3)+…+F(n)<
F(1)+F(2)+…+
=(1+
+
﹣
﹣
﹣
)<
(1+
+
)=
,
所以F(1)+F(2)+F(3)+…+F(n)<N*).
(3)根据题设,可令f'(x)=(x﹣α)(x﹣β).
∴f'(1)·f'(2)=(1﹣α)(1﹣β)(2﹣α)(2﹣β)=,
∴,或
,
所以存在n0=1或2,使.
请先阅读:在等式cos2x=2cos2x-1 (x∈R)的两边对x求导(cos2x)′=(2cos2x-1)′,由求导法则得(-sin2x)·2=4cosx(-sinx),化简后得等式sin2x=2sinxcosx,
(Ⅰ)利用上述想法(或者其他方法),试由等式(x∈R,整数n≥2),证明:
;
(Ⅱ)对于整数n≥3,求证:
(ⅰ);
(ⅱ);
(ⅲ)。
正确答案
证明:(Ⅰ)在等式两边对x求导,得
,
移项得。(*)
(Ⅱ)(ⅰ)在(*)式中,令x=-1,
整理,得,
所以。
(ⅱ)由(Ⅰ)知,
两边对x求导,得,
在上式中令x= -1,得,
即,
亦即,①
又由(ⅰ)知,,②
由①+②,得。
(ⅲ)将等式两边在[0,1]上对x积分,
,
由微积分基本定理,得
,
所以。
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