- 导数及其应用
- 共31591题
已知函数,(
).
(Ⅰ)已知函数的零点至少有一个在原点右侧,求实数
的范围.
(Ⅱ)记函数的图象为曲线
.设点
,
是曲线
上的不同两点.如果在曲线
上存在点
,使得:①
;②曲线
在点
处的切线平行于直线
,则称函数
存在“中值相依切线”.
试问:函数(
且
)是否存在“中值相依切线”,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)(Ⅱ)函数
不存在“中值相依切线”,理由见解析。
解:(Ⅰ)(1)当时,
,直线与
轴的交点为
,即函数
的零点为0,不在原点右侧,不满足条件. (1分)
(2)当时,
,抛物线的顶点为
,即函数
的零点为0,不在原点右侧,不满足条件. (2分)
(3)当时,
,抛物线开口向上且过原点,对称轴
,所以抛物线与
轴的另一交点在对称轴的左侧,故函数
的零点不在原点右侧,不满足条件. (3分)
(4)当时,
,抛物线开口向上且过原点,对称轴
,所以抛物线与
轴的另一交点在对称轴的右侧,故函数
有一个零点在原点右侧,满足条件. (4分)
(5)当时,
,抛物线开口向下且过原点,对称轴
,所以抛物线与
轴的另一交点在对称轴的右侧,故函数
有一个零点在原点右侧,满足条件. (5分)
综上可得,实数的取值范围是
. (6分)
(Ⅱ)假设函数存在“中值相依切线”.
设,
是曲线
上的不同两点,且
,
则,
.
(8分)
曲线在点处的切线斜率
, (9分)
依题意得:.
化简可得: , 即
=
. (11分)
设 (
),上式化为:
, 即
. (12分)
令,
.
因为,显然
,所以
在
上递增,显然有
恒成立.
所以在内不存在
,使得
成立.
综上所述,假设不成立.所以,函数不存在“中值相依切线”. (14分)
(本题满分10分)在半径为的圆内,作内接等腰三角形,当底边上高为多少时,它的面积最大?
正确答案
当时,等腰三角形的面积最大.
本试题主要考查了导数解决实际问题的中的最值问题的运用。
利用已知条件设出变量,然后表示半径为R的圆内,作内接等腰三角形的面积,结合导数的思想得到极值,进而得到最值。
如图,设圆内接等腰三角形的底边长为,高为
,
那么
,
解得,于是内接三角形的面积为:
,
从而
,
令,解得
,由于不考虑不存在的情况,所在区间
上列表示如下:
由此表可知,当时,等腰三角形的面积最大.
已知函数
(Ⅰ)若曲线在点
处的切线的倾斜角为
,求实数
的值;
(Ⅱ)若函数在区间
上单调递增,求实数实数
的范围.
正确答案
(1);(2)
.
本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用,求解函数单调区间的运用。
解:(Ⅰ)
则可得:……………………6分
(Ⅱ)由函数在区间
上单调递增
则对一切的
恒成立
即恒成立,令
当时取=,所以
……………………13分
(本小题满分14分)已知函数
(a为常数)
(1)当时,分析函数
的单调性;
(2)当a >0时,试讨论曲线与
轴的公共点的个数。
正确答案
解:(1)若,
则
,∴
在
上单调递增……4分(2)
………………6分
①若,则
;当
时,
;当
时,
在
,(
,
内单调递增, 在
内单调递减
的极大值为
,
的图象与
轴只有一个交点
……………9分
②若,则
,∴
在
上单调递增,
又
的图象与
轴有且只有一个交点 ………10分
③若,
当
或
时,
;当
时,
在
,(1,
内单调递增,在
内单调递减
的极大值
为
,
的图象与
轴只有
一个公共点
……………13分
综上所述,当时,
的图象与
轴有且只有一个公共点 ……………14分
略
如图,在矩形地块ABCD中有两条道路AF,EC,其中AF是以A为顶点的抛物线段,EC是线段.AB=2km,BC=6km,AE=BF=4km.在两条道路之间计划修建一个花圃,花圃形状为直角梯形QPRE(线段EQ和RP为两个底边,如图所示).求该花圃的最大面积.
正确答案
建立以AB为x轴,AD为y轴的坐标系 1分
将F(2,-4)代入抛物线方程得方程为
3分
设,则
7分
方
程为
9分
梯形面积 11分
13分
当时,
16分
略
曲线在点(1,-1)处的切线方程为 .
正确答案
试题分析:由知:
,故
,所有所求点
处的切线方程为
,即
.
(本小题满分12分)设函数(其中
,
是自然对数的底数)
(I)若处的切线方程;
(II)若函数上有两个极值点.
①实数m的范围; ②证明的极小值大于e.
正确答案
解:(I) ∵m=3
∴,
∴
故曲线在点(0,
)处的切线方程为:y=3 4分
(II)由(I)知,要使函数
在
有两个极值点,只要方程
有两个不等负根,那么实数m应满足
,解得
8分
设两负根为,则
,可只当
时有极小值
,由于对称轴为
,
,
∴,
,
∵
在
上单调递增
∴
(I)可求出即在点(0,f(0))处切线的斜率,然后写出点斜式方程,再化成一般式即可.
(II)解决本小题的关键是把题目条件若函数上有两个极值点转化为
有两个不等的负根,从而借助韦达定理及差别式即可求解.
如图,从边长为的正方形铁皮的四个角各截去一个边长为
的小正方形,再将四边向上折起,做成一个无盖的长方体铁盒,且要求长方体的高度
与底面正方形的边长的比不超过常数
,问:
取何值时,长方体的容积V有最大值?
正确答案
略
此题是一道应用题,主要还是考查导数的定义及利用导数来求区间函数的最值,利用导数研究函数的单调性和极值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力,解题的关键是求导要精确.
求体积最大值的问题,由题意解出v的表达式,对函数v进行求导,解出极值点,然后根据极值点来确定函数v的单调区间,
因极值点是关于a,t的表达式,此时就需要讨论函数v的单调性,分别代入求出最大值,从而求解.
解:长方体的体积V(x)=4x(x-a)2,(o<x<a),…………………………2分
由≤ t 得 0<x≤
< a …………………4分
而V′=12(x-)(x-a) ∴V在(0,
)增,在(
,a)递减……………6分
.=__________________________.
正确答案
略
(本小题满分13分)
设,其中
为正实数
(Ⅰ)当时,求
的极值点;
(Ⅱ)若为
上的单调函数,求
的取值范
围。
正确答案
因为为
上的单调函数,而
为正实数,故
为
上的单调递增函数
恒成立,即
在
上恒成立,因此
,结合
解得
极值点的判定一定要结合该点两侧导数的符号,不可盲目下结论。同时还要注意“极值”与“极值点”的区别避免画蛇添足做无用功。
某区间(a,b)上连续可导函数单调性与函数导数符号之间的关系为:
若函数在区间(a,b)上单调递增(递减),则
(
)
若函数的导数
(
),则函数
在区间(a,b)上单调递增(递减)
若函数的导数
恒成立,则函
数
在
区间(a,b)上为常数函数。
略
在平面直角坐标系中,已知点P是函数
的图象上的动点,该图象在P处的切线
交y轴于点M,过点P作
的垂线交y轴于点N,设线段MN的中点的纵坐标为t,则t的最大值是_____________
正确答案
综合考察指数函数、导数的几何意义、导数的应用、直线方程及其斜率、直线的位置关系,难题。
设则
,过点P作
的垂线
,
,所以,t在
上单调增,在
单调减,
。
已知函数
(1)若P=3,求曲线在点(1,
)处的切线方程;
(2)若P>0且函数在其定义域内为增函数,求实数P的取值范围;
(3)若函数存在极值,求实数P的取值范围。
正确答案
略
(本小题满分12分)
已知函数,
在[-1,1]上是减函数
.
(1)求曲线在点(1,
)处的切线方程;
(2)若≤
在x∈[-1,1]上恒成立,求
的取值范围;
正确答案
略
已知直线是曲线
的切线, 则
__________;
正确答案
略
函数的极小值为___________;
正确答案
略
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