- 导数及其应用
- 共31591题
(12分)上海某玩具厂生产万套世博会吉祥物海宝所需成本费用为
元,且
,而每套售出价格为
元,其中
,问:
⑴该玩具厂生产多少套吉祥物时,使得每套成本费用最低?
⑵若产出的吉祥物能全部售出,问产量多大时,厂家所获利润最大?
正确答案
(1)生产100万套时,每套成本费用最低…
(2)当产量为200万套时,
解:(1)……………………………………………………2分
(当且仅当
时,取等号)
生产100万套时,每套成本费用最低………………………………………………..4分
(2)由题设,利润,
………………………………………………………………………………7分
当,即
时,
当产量为
万套时,利润最大…………………………………………………10分
当时,函数
在
上是增函数,
当产量为200万套时,
………………………………12分
已知函数
(Ⅰ)若,试问函数
能否在
取到极值?若有可能,求出实数
的值;否则说明理由.
(Ⅱ)若函数在区间(-1,2),(2,3)内各有一个极值点,试求
的取值范围.
正确答案
不是
(I)由题,
…………2分
若在
处取极值,则
即,此时
函数为单调递增函数,这与该函数能在
处取极值矛盾,
所以,该函数不能在处取得极值.
(II)因为函数在区间(-1,2),(2,3)内分别有一个极值点,
所以在
,
内分别有一个实根,
画出不等式表示的区域如图所示,
当目标函数过
时,
对应的;
当目标函数过
时,
对应的,
故的取值范围为:
.
某人定制了一批地砖. 每块地砖 (如图1所示)是边长为米的正方形
,点E、F分别在边BC和CD上, △
、△
和四边形
均由单一材料制成,制成△
、△
和四边形
的三种材料的每平方米价格之比依次为3:2:1. 若将此种地砖按图2所示的形式铺设,能使中间的深色阴影部分成四边形
.
(1) 求证:四边形是正方形;
(2) 在什么位置时,定制这批地砖所需的材料费用最省?
正确答案
⑴略⑵当米时,总费用最省
图2是由四块图1所示地砖绕点按顺时针旋转
后得到,△
为等腰直角三角形,
四边形
是正方形.
(2) 设,则
,每块地砖的费用
为,制成△
、△
和四边形
三种材料的每平方米价格依次为3a、2a、a (元),
.
由,当
时,
有最小值,即总费用为最省.
答:当米时,总费用最省.
已知函数
(1)当时,求曲线
在点
处的切线方程;
(2)求函数的极值.
正确答案
(1) ;(2)详见解析.
试题分析:(1)根据导数的几何意义,当时,
,得出
,再代入点斜式直线方程;
(2)讨论,当
和
两种情况下的极值情况.
试题解析:解:函数的定义域为
,
.
(1)当时,
,
,
,
在点
处的切线方程为
,
即.
(2)由可知:
①当时,
,函数
为
上的增函数,函数
无极值;
②当时,由
,解得
;
时,
,
时,
在
处取得极小值,且极小值为
,无极大值.
综上:当时,函数
无极值
当时,函数
在
处取得极小值
,无极大值.
已知函数,其中
.
(1)当时,求函数
的图象在点
处的切线方程;
(2)如果对于任意,都有
,求
的取值范围.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)将代入函数解析式,求出
及
的值,利用点斜式写出切线方程;(2)利用参数分离法将
转化为
,构造新函数
,问题转化为
来求解,但需注意区间
端点值的取舍.
试题解析:(1)由,得
,
所以,
又因为,
所以函数的图象在点
处的切线方程为
;
(2)由,得
,
即.
设函数,
则,
因为,
所以,
,
所以当时,
,
故函数在
上单调递增,
所以当时,
,
因为对于任意,都有
成立,
所以对于任意,都有
成立.
所以.
曲线的切线中,斜率最小的切线方程是
正确答案
略
曲线在
处的切线方程是____________.
正确答案
略
已知函数,其中
.
(Ⅰ)当时,求曲线
在点
处的切线方程;
(Ⅱ)求f(x)的单调区间.
正确答案
(Ⅰ)(Ⅱ)① 当
时, 单调递减区间为
;单调递增区间为
,
.②当
时,
的单调递减区间为
,
;单调递增区间为
,
③ 当
时,
为常值函数,不存在单调区间.④当
时,
的单调递减区间为
,
;单调递增区间为
,
.
(Ⅰ)解:当时,
,
.………………2分
由于,
,
所以曲线在点
处的切线方程是
. ………………4分
(Ⅱ)解:,
. ………………6分
① 当时,令
,解得
.
的单调递减区间为
;单调递增区间为
,
.……………8分
当时,令
,解得
,或
.
② 当时,
的单调递减区间为
,
;单调递增区间为
,
………………10分
③ 当时,
为常值函数,不存在单调区间.………………11分
④ 当时,
的单调递减区间为
,
;单调递增区间为
,
.………………13分
一火车锅炉每小时煤的消耗费用与火车行驶速度的立方成正比,已知当速度为20 km/h时,每小时消耗的煤价值40元,其他费用每小时需400元,火车的最高速度为100 km/h,火车以何速度行驶才能使从甲城开往乙城的总费用最少?
正确答案
速度为20 km/h时,总费用最少
设火车的速度为x km/h,甲、乙两城距离为a km.
由题意,令40=k·203,∴k=,
则总费用f(x)=(kx3+400)·=a
.
∴f(x)=a (0<x≤100).
由f′(x)==0,得x=20
.
当0<x<20时,f′(x)<0;当20
<x<100时,f′(x)>0.
∴当x=20时,f(x)取最小值,
即速度为20 km/h时,总费用最少.
已知函数在点
处的切线方程为
.
(1)求,
的值;
(2)对函数定义域内的任一个实数
,
恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(1);(2)
试题分析:(1)根据导数的几何意义,函数在处的导数就是曲线在点
处切线的斜率,把点
代入切线方程
中,得
,把点
代入
中,得关于
的一个方程,又
,得关于
的另一个方程,联立解;(2)恒成立问题的解决办法,一种方法是参变分离,由(1)得
,∴
,左边函数的最大值
;第二种方法是构造函数,但是考虑到求导时候的困难,可先变形,
,
,记
,
最大值小于0,即可.
试题解析:(1)由
而点在直线
上
,又直线
的斜率为
故有
(2)方法一:由(1)得由
及
令
令,故
在区间
上是减函数,故当
时,
,当
时,
,从而当
时,
,当
时,
在
是增函数,在
是减函数,故
要使
成立,只需
,故
的取值范围是
.
方法二:由,则
,∴
,记
,
,①当
时,
不满足恒小于0;②当
时,令
,当
时,
递增,
递减,
,
;当
时,
所以不满足,综上所述:
的取值范围是
.
(本大题12分)
已知函数函数
的图象与
的图象关于直线
对称,
.
(Ⅰ)当时,若对
均有
成立,求实数
的取值范围;
(Ⅱ)设的图象与
的图象和
的图象均相切,切点分别为
和
,其中
.
(1)求证:;
(2)若当时,关于
的不等式
恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(1)(2)
本试题主要是考查了函数与不等式的综合运用。属于中档题。
(1)根据已知条件,函数函数
的图象与
的图象关于直线
对称,
,当b=0时,通过图像的关系得到证明。
(2)结合导数的几何意义得到切线方程,然后利用坐标的关系式进而比较大小得到,同时当时,关于
的不等式
恒成立,可以转化为关于a与x的关系式,分离参数的思想得到。
(16分)设函数,
。
⑴若函数图象上的点到直线
距离的最小值是
,求
的值。
⑵关于的不等式
的解集中的整数恰好有3个,求实数
的取值范围。
正确答案
⑴.⑵
.
本试题主要是考查了导数在研究函数与不等式以及点到直线的距离的综合运用。
(1)因为函数图象上的点到直线
距离的最小值是
,则因为
,所以
,令
,解得
,此时
,则点
到直线
的距离最小可得结论。
(2)由于关于的不等式
的解集中的整数恰好有3个,等价于
恰好有三个整数解,等价转化思想得到结论。
⑴因为,所以
,令
,解得
,此时
,则点
到直线
的距离最小,即
解得
.
⑵不等式的解集中的整数解恰好有3个,等价于
恰好有三个整数解,故
,即
,
,所以
,又因为
,所以
,解得
.
(本题满分10分)已知函数图象上的点
处的切线方程为
.(I)若函数
在
时有极值,求
的表达式;
(Ⅱ)函数在区间
上单调递增,求实数
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ). (Ⅱ)实数
的取值范围为
.
本试题主要是考查了运用导数的工具,来求解函数的极值和函数的单调性问题,以及导数几何意义的综合运用。
根据给定的曲线的切线方程得到切点坐标和极值点处导数为零得到相应的关系式进行分析得到解析式,再利用导数的符号判定单调性,进而得到范围。
解:,
因为函数在
处的切线斜率为-3,
所以,即
, ①
又得
. ②
(Ⅰ)函数在
时有极值,
所以, ③
联立①②③解方程组,得,
所以. ………………………6分
(Ⅱ)因为函数在区间
上单调递增,所以导函数
在区间
上的值恒大于或等于零,
则
解得,
所以实数的取值范围为
. ………………………10分
(本小题满分10分)一艘轮船在航行中的燃料费和它的速度的立方成正比,已知在速度为每小时10公里时的燃料费是每小时6元,而其他与速度无关的费用是每小时96元,问此轮船以何种速度航行时,能使行驶每公里的费用总和最小?
正确答案
解:设船速度为时,燃料费用为
元,则
,
由,可得
,
∴,…………………………………4分
∴总费用,
,令
得
,…………………………………8分
当时,
,此时函数单调递减,
当时,
,此时函数单调递增,
∴当时,
取得最小值,
∴此轮船以20公里/小时的速度使行驶每公里的费用总和最小.…………………10分
略
(本小题满分12分)已知曲线的图象与x轴相切于不同于原点的一点,又函数有极小值-4,求
的值。
正确答案
,设其二根为
①,
②,又y有极小值,所以
必有二根,所以在
处取极小值,即
③
④,由①②③④得p=6,q=9
略
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