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题型:简答题
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简答题

(2015秋•余姚市校级月考)(1)已知i是虚数单位,求复数z=的虚部.

(2)设函数f(x)=ax3+2ax2+(1-2a)x,a,b∈R,a≠0,求f(x)的单调递增区间.

正确答案

解:(1)复数z====的虚部为

(2)f′(x)=ax2+4ax+(1-2a).(a≠0)

△=16a2-4a(1-2a)=24a(a-),

当△≤0时,即,f′(x)≥0,∴f(x)在R上单调递增,因此其单调递增区间为R.

当△>0时,即或a<0,令f′(x)=0,解得x1=,x2=

f′(x)=a(x-x1)(x-x2).

当a时,x2>x1,令f′(x)>0,解得x>x2或x<x1

∴f(x)的单调递增区间为(-∞,x1),(x2,+∞).

当a<0时,x1>x2,令f′(x)>0,解得x>x1或x<x2

∴f(x)的单调递增区间为(-∞,x2),(x1,+∞).

综上可得:

,函数f(x0单调递增区间为R.

当a时,f(x)的单调递增区间为(-∞,x1),(x2,+∞).

当a<0时,f(x)的单调递增区间为(-∞,x2),(x1,+∞).

解析

解:(1)复数z====的虚部为

(2)f′(x)=ax2+4ax+(1-2a).(a≠0)

△=16a2-4a(1-2a)=24a(a-),

当△≤0时,即,f′(x)≥0,∴f(x)在R上单调递增,因此其单调递增区间为R.

当△>0时,即或a<0,令f′(x)=0,解得x1=,x2=

f′(x)=a(x-x1)(x-x2).

当a时,x2>x1,令f′(x)>0,解得x>x2或x<x1

∴f(x)的单调递增区间为(-∞,x1),(x2,+∞).

当a<0时,x1>x2,令f′(x)>0,解得x>x1或x<x2

∴f(x)的单调递增区间为(-∞,x2),(x1,+∞).

综上可得:

,函数f(x0单调递增区间为R.

当a时,f(x)的单调递增区间为(-∞,x1),(x2,+∞).

当a<0时,f(x)的单调递增区间为(-∞,x2),(x1,+∞).

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题型: 单选题
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单选题

若指数函数f(x)=ax(a>0,a≠1)图象上的任意一点P(x0,y0)处的导数都大于零,则函数y=的图象的大致形状是(  )

A

B

C

D

正确答案

C

解析

解:∵f′(x)=axlna>0,

∴a>1,

∴y==

由指数函数的性质可知,函数y=的图象的大致形状为C.

故选C.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=xlnx,g(x)=-x2+x-

(Ⅰ)求f(x)在[t,t+1](0<t<)上的最小值;

(Ⅱ)在函数f(x)与g(x)的公共定义域内f(x)的图象在g(x)图象的上方,求实数a的范围;

(Ⅲ)a=2时,曲线h(x)=-2g(x)的图象上是否存在两点A,B,使∥m(设线段AB的中点横坐标为x0,函数h(x)在x=x0处的切线的方向向量为m)?若存在,求出直线AB的方程,若不存在,请说明理由.

正确答案

解:(Ⅰ)f′(x)=lnx+1;

则当x∈(0,)时,f′(x)<0,当x∈(,+∞)时,f′(x)>0,

f(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增;

又∵0<t<

∴fmin(x)=f()=-

(Ⅱ)函数f(x)与g(x)的公共定义域为(0,+∞);

由题意知,x∈(0,+∞)时,f(x)-g(x)>0恒成立;

即xlnx+x2-x+>0恒成立,

即a<2lnx+x+

记m(x)=2lnx+x+

则m′(x)=

故m(x)在(0,1)上为减函数,在(1,+∞)上为增函数;

故mmin(x)=m(1)=4;

故a<4;

(Ⅲ)a=2时,h(x)=-2g(x)=lnx+x2-2x+3,

若存在两点A(x1,y1),B(x2,y2),(0<x1<x2)满足题意,

即h′(x0)=

+x1+x2-2=+x1+x2-2;

=

=z,则0<z<1;

上式可化为lnz=

令y=lnz-

则y′=-=>0;

故y在(0,1]上是增函数,ymax=0;

∴lnz-<0;

故lnz=不成立;

∴不存在满足题意的两点A,B.

解析

解:(Ⅰ)f′(x)=lnx+1;

则当x∈(0,)时,f′(x)<0,当x∈(,+∞)时,f′(x)>0,

f(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增;

又∵0<t<

∴fmin(x)=f()=-

(Ⅱ)函数f(x)与g(x)的公共定义域为(0,+∞);

由题意知,x∈(0,+∞)时,f(x)-g(x)>0恒成立;

即xlnx+x2-x+>0恒成立,

即a<2lnx+x+

记m(x)=2lnx+x+

则m′(x)=

故m(x)在(0,1)上为减函数,在(1,+∞)上为增函数;

故mmin(x)=m(1)=4;

故a<4;

(Ⅲ)a=2时,h(x)=-2g(x)=lnx+x2-2x+3,

若存在两点A(x1,y1),B(x2,y2),(0<x1<x2)满足题意,

即h′(x0)=

+x1+x2-2=+x1+x2-2;

=

=z,则0<z<1;

上式可化为lnz=

令y=lnz-

则y′=-=>0;

故y在(0,1]上是增函数,ymax=0;

∴lnz-<0;

故lnz=不成立;

∴不存在满足题意的两点A,B.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x-+alnx-1在其定义域上为增函数

(1)求a的取值范围;

(2)当a≥-2时,试给出零点所在的一个闭区间.

正确答案

解:(1)f(x)=x-+alnx-1(x>0)的导数为

f′(x)=1+=

由于f(x)在其定义域(0,+∞)上为增函数,

则f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,

即有x2+1+ax≥0在(0,+∞)上恒成立,

即a≥-(x+max

由于x+≥2,即有-(x+)≤-2,

当且仅当x=1取得最大值-2.

则a≥-2;

(2)由(1)可得,当a≥-2时,f(x)在x>0上递增,

由于f(1)=-1<0,

f(5)=5-+aln5-1

=+aln5≥-2ln5>0,

由零点存在定理可得,

当a≥-2时,函数f(x)的零点所在的一个区间为[1,5].

解析

解:(1)f(x)=x-+alnx-1(x>0)的导数为

f′(x)=1+=

由于f(x)在其定义域(0,+∞)上为增函数,

则f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,

即有x2+1+ax≥0在(0,+∞)上恒成立,

即a≥-(x+max

由于x+≥2,即有-(x+)≤-2,

当且仅当x=1取得最大值-2.

则a≥-2;

(2)由(1)可得,当a≥-2时,f(x)在x>0上递增,

由于f(1)=-1<0,

f(5)=5-+aln5-1

=+aln5≥-2ln5>0,

由零点存在定理可得,

当a≥-2时,函数f(x)的零点所在的一个区间为[1,5].

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=lnx-ax(a∈R).

(Ⅰ) 求函数f(x)的单调区间;

(Ⅱ) 当a>0时,求函数f(x)在[1,2]上最小值.

正确答案

解:(Ⅰ)函数的定义域是(0,+∞)

∵f(x)=lnx-ax

∴f′(x)=-a

当a≤0时,f′(x)>0,函数在定义域上是增函数;

当a>0时,令导数为0解得x=

当x>时,导数为负,函数在(,+∞)上是减函数,

当x<时,导数为正,函数在(0,)上是增函数

(Ⅱ)由(Ⅰ)的结论知

当[1,2]⊆[,+∞)时,即a≥1时,函数函数f(x)在[1,2]上是减函数,故最小值为f(2)=ln2-2a

当[1,2]⊆(0,]时,即0<a<时,函数函数f(x)在[1,2]上是增函数,故最小值为f(1)=-a

∈[1,2]时,函数f(x)在[1,]上是增函数,在[,2]上是减函数,故最小值为min{f(1),f(2)}

解析

解:(Ⅰ)函数的定义域是(0,+∞)

∵f(x)=lnx-ax

∴f′(x)=-a

当a≤0时,f′(x)>0,函数在定义域上是增函数;

当a>0时,令导数为0解得x=

当x>时,导数为负,函数在(,+∞)上是减函数,

当x<时,导数为正,函数在(0,)上是增函数

(Ⅱ)由(Ⅰ)的结论知

当[1,2]⊆[,+∞)时,即a≥1时,函数函数f(x)在[1,2]上是减函数,故最小值为f(2)=ln2-2a

当[1,2]⊆(0,]时,即0<a<时,函数函数f(x)在[1,2]上是增函数,故最小值为f(1)=-a

∈[1,2]时,函数f(x)在[1,]上是增函数,在[,2]上是减函数,故最小值为min{f(1),f(2)}

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题型:简答题
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简答题

己知函数f(x)=(a+1)lnx+x-,其中a∈R.

(I)求f(x)的单调区间;

(Ⅱ)若在[1,e]上存在x0,使得f(x0)<0成立,求a的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)函数f(x)的定义域是(0,+∞),

f′(x)=+1+=

①a≥0时,f′(x)>0在(0,+∞)恒成立,

∴f(x)在(0,+∞)递增;

②a<0时,令f′(x)>0,解得:x>-a,令f′(x)<0,解得:x<-a,

∴f(x)在(0,-a)递减,在(-a,+∞)递增;

(Ⅱ)①由(Ⅰ)得:-a≤1即a≥-1时:f(x)在[1,e]递增,

若在[1,e]上存在x0,使得f(x0)<0成立,

只需f(1)=1-a<0即可,解得:a>1;

②若1<-a<e即-e<a<-1时:

f(x)在[1,-a)递减,在(-a,e]递增,

若在[1,e]上存在x0,使得f(x0)<0成立,

只需f(-a)<0即可,

即(a+1)ln(-a)+(-a)+1<0,

即ln(-a)>1-

而1<-a<e,则0<ln(-a)<1,1->1,

∴ln(-a)>1-,无解;

③若-a≥e,即a≤-e时:f(x)在[1,e]递减,

若在[1,e]上存在x0,使得f(x0)<0成立,

只需f(e)<0即可,

即(a+1)+e-<0,解得:a<-

综上:a>1或a<-

解析

解:(Ⅰ)函数f(x)的定义域是(0,+∞),

f′(x)=+1+=

①a≥0时,f′(x)>0在(0,+∞)恒成立,

∴f(x)在(0,+∞)递增;

②a<0时,令f′(x)>0,解得:x>-a,令f′(x)<0,解得:x<-a,

∴f(x)在(0,-a)递减,在(-a,+∞)递增;

(Ⅱ)①由(Ⅰ)得:-a≤1即a≥-1时:f(x)在[1,e]递增,

若在[1,e]上存在x0,使得f(x0)<0成立,

只需f(1)=1-a<0即可,解得:a>1;

②若1<-a<e即-e<a<-1时:

f(x)在[1,-a)递减,在(-a,e]递增,

若在[1,e]上存在x0,使得f(x0)<0成立,

只需f(-a)<0即可,

即(a+1)ln(-a)+(-a)+1<0,

即ln(-a)>1-

而1<-a<e,则0<ln(-a)<1,1->1,

∴ln(-a)>1-,无解;

③若-a≥e,即a≤-e时:f(x)在[1,e]递减,

若在[1,e]上存在x0,使得f(x0)<0成立,

只需f(e)<0即可,

即(a+1)+e-<0,解得:a<-

综上:a>1或a<-

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题型:简答题
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简答题

已知:a≠0,f(x)=x3+ax2-a2x-1,g(x)=ax2-x-1

(1)若a<0时,求y=f(x)的单调区间;

(2)若y=f(x)与y=g(x)在区间上是增函数,求a的范围;

(3) 若y=f(x)与y=g(x)的图象有三个不同的交点,记y=g(x)在区间[0,]上的最小值为h(a),求h(a).

正确答案

解:(1)f‘(x)=3x2+2ax-a2=0

解得:x=或-a

当x∈(-∞,)或(-a,+∞)时,f'(x)>0,

则f(x)的增区间为(-∞,),(-a,+∞)

当x∈时,f'(x)<0,

∴减区间为(4分)

(2)当a<0时,则有

得a∈(-∞,-1](7分)

当a>0时,则有

(10分)

所以

(3)由x3+ax2-a2x-1=ax2-x-1得x(x2-a2+1)=0有三个解,

所以a>1或a<-1  (12分)(16分)

解析

解:(1)f‘(x)=3x2+2ax-a2=0

解得:x=或-a

当x∈(-∞,)或(-a,+∞)时,f'(x)>0,

则f(x)的增区间为(-∞,),(-a,+∞)

当x∈时,f'(x)<0,

∴减区间为(4分)

(2)当a<0时,则有

得a∈(-∞,-1](7分)

当a>0时,则有

(10分)

所以

(3)由x3+ax2-a2x-1=ax2-x-1得x(x2-a2+1)=0有三个解,

所以a>1或a<-1  (12分)(16分)

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题型:填空题
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填空题

设函数f(x)=-x3+bx(b为常数),若方程f(x)=0的根都在区间[-2,2]内,且函数f(x)在区间(0,1)上单调递增,则b的取值范围是______

正确答案

[3,4]

解析

解:∵函数f(x)=-x3+bx(b为常数),

∴f(x)=x(-x2+b)=0的三个根都在区间[-2,2]内,

b≤4

函数f(x)在区间(0,1)上单调递增,

∴f(x)=-3x2+b>0在区间(0,1)上恒成立,

∴b≥3

综上可知3≤b≤4,

故答案为:[3,4]

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题型:填空题
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填空题

函数f(x)=2x3-6x2+7的单调减区间是______

正确答案

[0,2]

解析

解:∵f(x)=2x3-6x2+7,

∴f′(x)=6x2-12x,

由6x2-12x≤0可得:0≤x≤2

∴函数f(x)=2x3-6x2+7的单调减区间是[0,2].

故答案为:[0,2].

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题型:简答题
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简答题

(1)证明:f(x)=x+(x>0).在(0,1)上是单调递减函数,在(1,+∞)上是单调增函数.

(2)探索研究“对勾函数”g(x)=x+(x>0)其中a>0的单调性.

正确答案

解:(1)证明:∵f(x)=x+(x>0),

∴f′(x)=1-

当x∈(0,1)时,0<x2<1,∴>1,

∴f′(x)<0,f(x)是单调减函数;

当x∈(1,+∞)时,x2>1,∴<1,

∴f′(x)>0,f(x)是单调增函数;

(2)“对勾函数”g(x)=x+(x>0)其中a>0,

g(x)在(0,)上是单调减函数,在(,+∞)上是单调增函数;

证明如下:∵g(x)=x+

∴g′(x)=1-

∴当x∈(0,)时,0<x2<a,∴>a,

∴g′(x)<0,g(x)是单调减函数,

当x∈(,+∞)时,x2>a,∴<a,

∴g′(x)>0,g(x)是单调增函数.

解析

解:(1)证明:∵f(x)=x+(x>0),

∴f′(x)=1-

当x∈(0,1)时,0<x2<1,∴>1,

∴f′(x)<0,f(x)是单调减函数;

当x∈(1,+∞)时,x2>1,∴<1,

∴f′(x)>0,f(x)是单调增函数;

(2)“对勾函数”g(x)=x+(x>0)其中a>0,

g(x)在(0,)上是单调减函数,在(,+∞)上是单调增函数;

证明如下:∵g(x)=x+

∴g′(x)=1-

∴当x∈(0,)时,0<x2<a,∴>a,

∴g′(x)<0,g(x)是单调减函数,

当x∈(,+∞)时,x2>a,∴<a,

∴g′(x)>0,g(x)是单调增函数.

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题型:填空题
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填空题

若函数f(x)=x3+ax+在(,+∞)上是增函数,则a的取值范围是______

正确答案

[,+∞)

解析

解:函数的导数f′(x)=2x2+a-

∵f(x)=x3+ax+在(,+∞)上是增函数,

∴f′(x)≥0在(,+∞)上恒成立,

即f′(x)=2x2+a-≥0,

即a≥-2x2+

设g(x)=-2x2+,则g(x)在(,+∞)上为减函数,

则g(x)<g()=-2×=-+4=

∴a≥

故答案为:[,+∞)

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题型:填空题
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填空题

已知函数f(x)=lnx-ax2-2x的单调递减区间为(m,m+2),则a的值为______

正确答案

解析

解:f′(x)=-ax-2=

由题意知f′(x)<0有实数解,

∵x>0,∴m>0.m+2>0,

由m+m+2=-,m•(m+2)=-

得;a<0

当a<0时,只要△=4+4a>0,

∴-1<a<0,

由题意得:m,m+2是方程ax2+2x-1=0的2个根,

由m+m+2=-,m•(m+2)=-

得:|m+2-m|==2,

∴a2-2a-4=0,

解得:a=,∵-1<a<0,

故答案为:

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题型:简答题
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简答题

给出定义在(0,+∞)上的三个函数:f(x)=lnx,g(x)=x2-af(x),,已知g(x)在x=1处取极值.

(1)确定函数h(x)的单调性;

(2)求证:当1<x<e2时,恒有成立.

正确答案

解:(1)由题设,g(x)=x2-alnx,则.…(2分)

由已知,g‘(1)=0,即2-a=0⇒a=2.…(3分)

于是,则.由,…(5分)

所以h(x)在(1,+∞)上是增函数,在(0,1)上是减函数.…(6分)

(2)当1<x<e2时,0<lnx<2,即0<f(x)<2,所以 2-f(x)>0…(8分)

欲证,只需证x[2-f(x)]<2+f(x),即证

.…(10分)

当1<x<e2时,φ'(x)>0,所以φ(x)在区间(1,e2)上为增函数.

从而当1<x<e2时,φ(x)>φ(1)=0,即,故.…(12分)

解析

解:(1)由题设,g(x)=x2-alnx,则.…(2分)

由已知,g‘(1)=0,即2-a=0⇒a=2.…(3分)

于是,则.由,…(5分)

所以h(x)在(1,+∞)上是增函数,在(0,1)上是减函数.…(6分)

(2)当1<x<e2时,0<lnx<2,即0<f(x)<2,所以 2-f(x)>0…(8分)

欲证,只需证x[2-f(x)]<2+f(x),即证

.…(10分)

当1<x<e2时,φ'(x)>0,所以φ(x)在区间(1,e2)上为增函数.

从而当1<x<e2时,φ(x)>φ(1)=0,即,故.…(12分)

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题型:简答题
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简答题

已知二次函数f(x)的最小值为-4,且关于x的不等式f(x)≤0的解集为{x|-1≤x≤3,x∈R}.

(1)求函数f(x)的解析式;

(2)求函数g(x)=的零点个数.

正确答案

解:(1)∵f(x)是二次函数,且关于x的不等式f(x)≤0的解集为{x|-1≤x≤3,x∈R},

∴f(x)=a(x+1)(x-3)=a[(x-1)2-4](a>0)

∴f(x)min=-4a=-4

∴a=1

故函数f(x)的解析式为f(x)=x2-2x-3

(2)g(x)==-4lnx-2(x>0),

∴g′(x)=

x,g′(x),g(x)的取值变化情况如下:

当0<x≤3时,g(x)≤g(1)=-4<0;

又g(e5)=-20-2>25-1-22=9>0

故函数g(x)只有1个零点,且零点

解析

解:(1)∵f(x)是二次函数,且关于x的不等式f(x)≤0的解集为{x|-1≤x≤3,x∈R},

∴f(x)=a(x+1)(x-3)=a[(x-1)2-4](a>0)

∴f(x)min=-4a=-4

∴a=1

故函数f(x)的解析式为f(x)=x2-2x-3

(2)g(x)==-4lnx-2(x>0),

∴g′(x)=

x,g′(x),g(x)的取值变化情况如下:

当0<x≤3时,g(x)≤g(1)=-4<0;

又g(e5)=-20-2>25-1-22=9>0

故函数g(x)只有1个零点,且零点

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题型:填空题
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填空题

已知函数f(x)=1-,x∈[0,1]对于满足0<x1<x2<1的任意x1,x2,给出下列结论

              ②x2f(x1)<x1f(x2

     ④f(x)≤2x

其中正确结论的序号是______(填上所有正确说法的序号)

正确答案

②③④

解析

解:由函数的解析式可知,函数的图象是以(0,1)为圆心,1为半径在的在第一象限的个圆

对于①,由于x∈[0,1]时,单调递增,故①错

对于②,x2f(x1)>x1f(x2)即为 即表示两个点(x1,f(x1));(x2,f(x2))与原点连线的斜率,故②正确;

对于③因为图象呈下凹趋势,所以有,故③对

对于④,由于指数函数过点(0,1)且为增函数,故④正确

故答案为②③④

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