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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+a2(a,b∈R).

(1)若函数f(x)在x=1处有极值10,求b的值;

(2)若对于任意的a∈[-4,+∞),f(x)在x∈[0,2]上单调递增,求b的最小值.

正确答案

(1)b=-11   (2)

解:(1)f′(x)=3x2+2ax+b,

于是,根据题设有

解得.

时,f′(x)=3x2+8x-11,Δ=64+132>0,所以函数有极值点;

时,f′(x)=3(x-1)2≥0,所以函数无极值点.

所以b=-11.

(2)由题意知f′(x)=3x2+2ax+b≥0对任意的a∈[-4,+∞),x∈[0,2]都成立,

所以F(a)=2xa+3x2+b≥0对任意的a∈[-4,+∞),x∈[0,2]都成立.

因为x≥0,

所以F(a)在a∈[-4,+∞)上为单调递增函数或为常数函数,

①当F(a)为常数函数时,F(a)=b≥0;

②当F(a)为增函数时,F(a)min=F(-4)=-8x+3x2+b≥0,

即b≥(-3x2+8x)max对任意x∈[0,2]都成立,

又-3x2+8x=-3(x-)2

所以当x=时,(-3x2+8x)max,所以b≥.

所以b的最小值为.

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题型:简答题
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简答题

据环保部门测定,某处的污染指数与附近污染源的强度成正比,与到污染源距离的平方成反比,比例常数为.现已知相距18的A,B两家化工厂(污染源)的污染强度分别为,它们连线上任意一点C处的污染指数等于两化工厂对该处的污染指数之和.设).

(1)试将表示为的函数; (2)若,且时,取得最小值,试求的值.

正确答案

(1) , (2) 8.

试题分析:(1)解实际问题应用题,关键要正确理解题意,正确列出等量关系,注意考虑函数定义域. 设点C受A污染源污染程度为,点C受B污染源污染程度为,其中为比例系数,且.从而点C处受污染程度.定义域为 (2) 因为,所以,,求复杂分式函数最值,通常考虑利用导数求解. ,令,得,因此函数在单调减,在单调增,即在时函数取极小值,也是最小值. 又此时,解得,经验证符合题意.

解:(1)设点C受A污染源污染程度为,点C受B污染源污染程度为,其中为比例系数,且.                 4分

从而点C处受污染程度.         6分

(2)因为,所以,,             8分

,令,得,       12分

又此时,解得,经验证符合题意.

所以,污染源B的污染强度的值为8.                14分

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题型:填空题
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填空题

已知向量,若,则处的切线方程为为.

正确答案

试题分析:由已知,时,,即切点为.

,所以,切线的斜率为,由直线方程的点斜式得所求切线方程为.

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题型:简答题
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简答题

已知函数

(Ⅰ)设为函数的极值点,求证:

(Ⅱ)若当时,恒成立,求正整数的最大值.

正确答案

(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ)正整数的最大值为

试题分析:(Ⅰ)设为函数的极值点,只需对求导,让它的导函数在处的值为零,这样得到的关系式,从而证明;(Ⅱ)当时,恒成立,求正整数的最大值,这是恒成立问题,解这类为题,只需分离参数,把含有参数放到不等式一边,不含参数放到不等式的另一边,转化为求不含参数一边的最大值或最小值即可,本题分离参数得,不等式的右边就是,这样转化为求的最小值问题,由于带有对数函数,需用极值法求最值,只需对求导,得,令时,即,无法解方程,可令,判断单调性,利用根的存在性定理来确定根的范围,从而求解.

试题解析:(Ⅰ)因为,故为函数的极值点,, 即,于是,故 ;

(Ⅱ)恒成立,分离参数得 ,则时,恒成立,只需,记, 上递增,又上存在唯一的实根, 且满足,即;当,即,,故正整数的最大值为

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题型:简答题
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简答题

已知过原点O的一条直线与函数y=log8x的图像交于AB两点,分别过点ABy轴的平行线与函数y=log2x的图像交于CD两点.

(1)证明: 点CD和原点O在同一条直线上;

(2)当BC平行于x轴时,求点A的坐标.

正确答案

(1) 证明略(2)点A的坐标为(,log8)

设点AB的横坐标分别为x1x2,

由题意知: x1>1,x2>1,则AB纵坐标分别为log8x1,log8x2.

因为AB在过点O的直线上,

所以,点CD坐标分别为(x1,log2x1),(x2,log2x2),

由于log2x1==3log8x2,

所以OC的斜率: k1=,

OD的斜率: k2=

由此可知: k1=k2,即OCD在同一条直线上.

(2)解: 由BC平行于x轴知:log2x1=log8x2 

即 log2x1=log2x2,代入x2log8x1=x1log8x2x13log8x1=3x1log8x1,

由于x1>1知log8x1≠0,∴x13=3x1.

x1>1,∴x1=,则点A的坐标为(,log8).

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题型:填空题
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填空题

已知函数f(x)=-lnx,x∈(0,e).在曲线y=f(x)上某一点作切线与x轴和y轴分别交于A、B两点,设O为坐标原点,则△AOB面积的最大值为______.

正确答案

设切点为(t,f(t))

由已知 f′(x)=-

所以曲线y=f(x)在点(t,f(t))处的切线方程为 y+lnt=-(x-t).

令y=0,得A点的横坐标为xA=t(1-lnt),

令x=0,得B点的纵坐标为yB=1-lnt,

当t∈(0,e)时,xA>0,yB>0,

此时△AOB的面积 S=t(1-lnt)2,S′=(lnt-1)(lnt+1),

解S'>0,得 0<t<;解S'<0,得 <t<e.

所以 (0,)是函数 S=t(1-lnt)2的增区间; (,e)是函数的减区间.

所以,当 t=时,△AOB的面积最大,最大值为 ×(1-ln)2=

故答案为:

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题型:简答题
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简答题

已知抛物线C:y=x2+4x+,过C上一点M,且与M处的切线垂直的直线称为C在点M的法线.

(Ⅰ)若C在点M的法线的斜率为-,求点M的坐标(x0,y0)

(Ⅱ)设P(-2,a)为C对称轴上的一点,在C上是否存在点,使得C在该点的法线通过点P?若有,求出这些点,以及C在这些点的法线方程;若没有,请说明理由.

正确答案

(Ⅰ)由题意知,M处的切线的斜率k==2,

∵y′=2x+4,

∴2x0+4=2,解得x0=-1,

将x0=-1代入y=x2+4x+中,解得y0=

∴M(-1,);

(Ⅱ)设 M(x0,y0)为C上一点,

①若x0=-2,则C上点M(-2,-)处的切线斜率 k=0,过点M(-2,-) 的法线方程为x=-2,此法线过点P(-2,a);

②若 x0≠-2,则过点 M(x0,y0)的法线方程为:y-y0=-(x-x0) ①

若法线过P(-2,a),则 a-y0=-(-2-x0),即(x0+2)2=a  ②

若a>0,则x0=-2±,从而y0=,将上式代入①,

化简得:x+2y+2-2a=0或x-2y+2+2a=0,

若a=0与x0≠-2矛盾,若a<0,则②式无解.

综上,当a>0时,在C上有三个点(-2+),(-2-)及

(-2,-),在这三点的法线过点P(-2,a),其方程分别为:

x+2y+2-2a=0,x-2y+2+2a=0,x=-2.

当a≤0时,在C上有一个点(-2,-),在这点的法线过点P(-2,a),其方程为:x=-2.

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题型:简答题
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简答题

已知函数 ().

(1)若,求函数的极值;

(2)设

① 当时,对任意,都有成立,求的最大值;

② 设的导函数.若存在,使成立,求的取值范围.

正确答案

(1)极大值是e-1,极小值

(2)①-1-e-1 ②(-1,+∞)

(1)当a=2,b=1时,f (x)=(2+)ex,定义域为(-∞,0)∪(0,+∞).

所以f ′(x)=ex

令f ′(x)=0,得x1=-1,x2,列表

 

由表知f (x)的极大值是f (-1)=e-1,f (x)的极小值是f ()=

(2)① 因为g (x)=(ax-a)ex-f (x)=(ax--2a)ex,

当a=1时,g (x)=(x--2)ex.

因为g (x)≥1在x∈(0,+∞)上恒成立,

所以b≤x2-2x-在x∈(0,+∞)上恒成立. 记h(x)=x2-2x- (x>0),则h′(x)=.

当0<x<1时,h′(x)<0,h(x)在(0,1)上是减函数;

当x>1时,h′(x)>0,h(x)在(1,+∞)上是增函数;

所以h(x)min=h(1)=-1-e-1;所以b的最大值为-1-e-1.      ②因为g (x)=(ax--2a)ex,所以g ′(x)=(+ax--a)ex.

由g (x)+g′(x)=0,得(ax--2a)ex+(+ax--a)ex=0,

整理得2ax3-3ax2-2bx+b=0.

存在x>1,使g (x)+g ′(x)=0成立.

等价于存在x>1,2ax3-3ax2-2bx+b=0成立.

因为a>0,所以.

设u(x)= (x>1),则u′(x)=

因为x>1,u′(x)>0恒成立,所以u(x)在(1,+∞)是增函数,所以u(x)>u(1)=-1,

所以>-1,即的取值范围为(-1,+∞)

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题型:填空题
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填空题

函数的极大值为           .

正确答案

-2

试题分析:求导得:.由此可知,函数在处取得极大值.

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题型:简答题
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简答题

(本题满分14分)

已知函数(),.

(Ⅰ)当时,解关于的不等式:

(Ⅱ)当时,记,过点是否存在函数图象的切线?若存在,有多少条?若不存在,说明理由;

(Ⅲ)若是使恒成立的最小值,对任意

试比较的大小(常数).

正确答案

(I). (Ⅱ)这样的切线存在,且只有一条。

(Ⅲ)以

=.

本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用,以及不等式的求解,以及最值的研究。

(1)因为当时,不等式等价于,进而得到解集

(2)假设存在这样的切线,设其中一个切点

∴切线方程:将点T代入得到结论。

(3)恒成立,所以,构造函数运用导数求解最值得到证明。

(I)当时,不等式等价于,解集为.      3分

(Ⅱ)假设存在这样的切线,设其中一个切点

∴切线方程:,将点坐标代入得:

,即,       ①

法1:设,则.………………6分

在区间上是增函数,在区间上是减函数,

,注意到在其定义域上的单调性知仅在内有且仅有一根方程①有且仅有一解,故符合条件的切线有且仅有一条. 8分.

法2:令(),考查,则

从而增,减,增. 故

,而,故上有唯一解.

从而有唯一解,即切线唯一.

法3:

所以单调递增。 又因为,所以方程

有必有一解,所以这样的切线存在,且只有一条。

(Ⅲ)恒成立,所以

,可得在区间上单调递减,

.                      10分

. 令

注意到,即

所以

=.              14分

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分14分)如图,在直线之间表示的是一条河流,河流的一侧河岸(x轴)是一条公路,且公路随时随处都有公交车来往. 家住A(0,a)的某学生在位于公路上B(d,0)(d>0)处的学校就读. 每天早晨该学生都要从家出发,可以先乘船渡河到达公路上某一点,再乘公交车去学校,或者直接乘船渡河到达公路上B(d, 0)处的学校. 已知船速为,车速为(水流速度忽略不计).

(1)若d=2a,求该学生早晨上学时,从家出发到达学校所用的最短时间;

(2)若,求该学生早晨上学时,从家出发到达学校所用的最短时间.

正确答案

(I)设该学生从家出发,先乘船渡河到达公路上某一点P(x,0) (0≤x≤d),再乘

公交车去学校,所用的时间为t,则.……3分

……………………………………………………5分

且当…………………………………………………6分

……………………………………………………7分

时,所用的时间最短,最短时间为:

.………………………………9分

答:当d=2a时,该学生从家出发到达学校所用的最短时间是.

(II)由(I)的讨论可知,当d=上的减函数,所以当时,

即该学生直接乘船渡河到达公路上学校,所用的时间最短.……………………12分

最短的时间为………………………………………………14分

答:当时,该学生从家出发到达学校所用的最短时间是

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题型:填空题
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填空题

一个顶点在下,底面在上的圆锥形容器,其底面半径等于圆锥的高,若以

的速度向该容器注水,则水深10时水面上升的速度为         

正确答案

0.09

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题型:简答题
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简答题

(本小题共l4分)

已知函数

(Ⅰ)设函数F(x)=18f(x)-x2[h(x)]2,求F(x)的单调区间与极值;

(Ⅱ)设,解关于x的方程

(Ⅲ)设,证明:

正确答案

解:(Ⅰ)

,得舍去).

时.;当时,

故当时,为增函数;当时,为减函数.

的极大值点,且

(Ⅱ)方法一:原方程可化为

即为,且

①当时,,则,即

,此时,∵

此时方程仅有一解

②当时,,由,得

,则,方程有两解

时,则,方程有一解

,原方程无解.

方法二:原方程可化为

①当时,原方程有一解

②当时,原方程有二解

③当时,原方程有一解

④当时,原方程无解.

(Ⅲ)由已知得

设数列的前n项和为,且

从而有,当时,

即对任意时,有,又因为,所以

,故原不等式成立.

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题型:简答题
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简答题

已知函数

(1)若函数在点处的切线斜率为1,求的值;

(2)在(1)的条件下,对任意,函数在区间总存在极值,求的取值范围;

(3)若,对于函数上至少存在一个使得成立,求实数的取值范围。

正确答案

(2)

(3)

本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用

(1)因为函数在点处的切线斜率为1,那么x=2的导数值为零可知参数a的值。

(2)由(1)知,

(3)

然后对于参数p讨论得到单调性。

解:

(2)由(1)知,

①若,由于,所以不存在

使得

②若,此时,所以上是增函数,

,只要即可,解得,即

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分12分)如题(21)图,已知为椭圆和双曲线的公共顶点,分别为双曲线和椭圆上不同于的动点,且.设的斜率分别为.

(I)求证:

(II)求的值;

(III)设分别为双曲线和椭圆的右焦点,若,求的值.

正确答案

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