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题型:简答题
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简答题

已知抛物线C:与圆有一个公共点,且在处两曲线的切线为同一直线上。

(Ⅰ)求

(Ⅱ)设是异于且与都切的两条直线,的交点为,求的距离。

正确答案

解:(1)设,对求导得,故直线的斜率

时,不合题意,

所心

圆心为的斜率

,即

解得,故

所以

(2)设上一点,则在该点处的切线方程为

若该直线与圆相切,则圆心到该切线的距离为

,化简可得

求解可得

抛物线在点处的切线分别为

其方程分别为

② 

 

②-③得

代入②得

所以到直线的距离为

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题型:简答题
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简答题

已知的图像过原点,且在点处的切线与轴平行,对任意,都有.

(1)求函数在点处切线的斜率;

(2)求的解析式;

(3)设,对任意,都有.求实数的取值范围.

正确答案

(1)1;(2);(3).

试题分析:(1)先根据导数的几何意义,知所求切线的斜率为,然后根据:对任意,都有,即可得到,进而可得;(2)先由函数图像过原点确定,进而由导数的几何意义与(1)中的导数值,可列出方程组,解出,代入不等式得到,该不等式恒成立,可得,从中就可以确定的值,进而可写出函数的解析式;(3)先将:对任意,都有等价转化为,先利用导数求出函数的最大值为,于是变成了恒成立问题,采用分离参数法得到时,恒成立,进一步等价转化为,进而再利用导数确定函数的最值即可.

试题解析:(1)根据导数的几何意义可知,函数在点处切线的斜率就是

因为对任意,都有

所以

所以即函数在点处切线的斜率为1

(2)依题意知,而

因为函数的图像在点处的切线与轴平行

所以     ①

       ②

由①②可解得

因为对任意,都有恒成立

所以

(3)由(2)得

所以

时,,此时函数单调递减,此时

时,,此时函数单调递增,此时

因为

所以当时,

因为对任意,都有

所以,都有,所以

所以

关注到,当时,,此时单调递减

时,,此时单调递增

所以

所以.

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题型:简答题
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简答题

已知函数,(其中常数

(1)当时,求曲线在处的切线方程;

(2)若存在实数使得不等式成立,求的取值范围.

正确答案

(1);(2).

试题分析:(1)先求导函数,由导数的几何意义知,利用直线的点斜式方程求切线方程;(2)依题意,只需在成立,故转化为求函数在区间的最小值问题.的根,得,并讨论根定义域的位置,当,将定义域分段,并考虑导数的符号,判断函数大致图象,求函数的最小值;当时,函数单调性,利用单调性求函数的最小值,并列不等式,求参数的取值范围.

试题解析:(1)定义域

时,

曲线在处的切线方程为:.

(2),令

递减,在递增..

若存在实数使不等式成立,

只需在成立,

①若,即时,

,即.10分

②若,即时,,解得,故

综上所述:的取值范围

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分12分)已知函数,其中为自然对数的底数,

(1)设,求函数的最值;

(2)若对于任意的,都有成立,

的取值范围。

正确答案

(1)(2)

解(1)当时,

变化情况如下表:

 

时,                                    …5’

(2)命题等价于对任意恒成立,即对任意恒成立。                   …6’

,                         …8’

,                                            …9’

只需

综上:的取值范围为。                                      …12’

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=a·lnx+b·x2在点(1,f(1))处的切线方程为x-y-1=0,

(1)求f(x)的表达式;

(2)若f(x)满足f(x)≥g(x)恒成立,则称f(x)是g(x)的一个“上界函数”,如果函数f(x)为g(x)=-lnx(t为实数)的一个“上界函数”,求t的取值范围;

(3)当m>0时,讨论在区间(0,2)上极值点的个数。

正确答案

解:(1)当x=1时,y=0,代入得b=0,

所以f(x)=alnx,

由切线方程知f′(1)=0,所以a=1,故f(x)=lnx。

(2)f(x)≥g(x)恒成立,即恒成立,

因为x>0,所以t≤2xlnx,

令h(x)=2xlnx,

时,h′(x)<0,所以h(x)在为减函数;

时,h′(x)>0,所以h(x)在为增函数;

h(x)的最小值为,故

(3)由已知

又x>0,由F′(x)=0得,

①当时,得m=1,F′(x)≥0,F(x)在(0,2)为增函数,无极值点;

②当时,得且m≠1,F(x)有2个极值点;

③当时,得或m≥2时,F(x)有1个极值点;

综上,当m=1时,函数F(x)在(0,2)无极值点;当或m≥2时,F(x)有1个极值点;

且m≠1时,F(x)有2个极值点.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a,b,c,d∈R),且函数f(x)的图象关于原点对称,其图象在x=3处的切线方程为8x-y-18=0。

(1)求f(x)的解析式;

(2)是否存在区间[m,n],使得函数f(x)的定义域和值域均为[m,n],且其解析式为f(x)的解析式?若存在,求出这样一个区间[m,n];若不存在,则说明理由。

正确答案

解:(1)的图象关于原点对称,

恒成立,

,∴b=d=0,

得图象在x=3处的切线方程为8x-y-18=0即

,且

,∴

,解得:

故所求函数的解析式为

(2)解。得x=0或

=0,得x=±1,

且当时,

当x∈(-1,1)时,<0,

上递增,在[-1,1]上递减,

上的极大值和极小值分别为

故存在这样的区间[m,n],其中一个区间为

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax+x2-xln a(a>0,a≠1).

(1)求函数f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;

(2)求函数f(x)的单调增区间;

(3)若存在x1,x2∈[-1,1],使得|f(x1)-f(x2)|≥e-1(e是自然对数的底数),求实数a的取值范围.

正确答案

(1)y=1

(2)(0,+∞)

(3)

解:(1)因为函数

f(x)=ax+x2-xln a(a>0),a≠1),

所以f′(x)=ax  ln a+2x-ln a,

f′(0)=0,又因为f(0)=1,

所以函数f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=1.

(2)由(1)知f′(x)=axln a+2x-ln a

=2x+(ax-1)ln a.

因为当a>0,a≠1时,总有f′(x)在R上是增函数,又f′(0)=0,所以不等式f′(x)>0的解集为(0,+∞),故函数f(x)的单调增区间为(0,+∞).

(3)因为存在x1,x2∈[-1,1],使得|f(x1)-f(x2)|≥e-1成立,而当x1,x2∈[-1,1]时,|f(x1)-f(x2)|≤f(x)max-f(x)min,所以只要f(x)max-f(x)min≥e-1即可.当x变化时,f′(x) ,f(x)的变化情况如下表:

 

所以f(x)在[-1,0]上是减函数,在[0,1]上是增函数,所以当x∈[-1,1]时,f(x)的最小值f(x)min=f(0)=1,f(x)的最大值f(x)max为f(-1)和f(1)中的最大值.

f(1)-f(-1)

=(a+1-ln a)-

=a--2ln a.

令g(a)=a--2ln a(a>0),

因为g′(a)=1+2≥0,

所以g(a)=a--2ln a在a∈(0,+∞)上是增函数.

而g(1)=0,故当a>1时,g(a)>0,

即f(1)>f(-1);

当0

所以当a>1时,f(1)-f(0)≥e-1,即a-ln a≥e-1,易得函数y=a-ln a在a∈(1,+∞)上是增函数,解得a≥e;

当0

+ln a≥e-1,易得函数y=+ln a在a∈(0,1)上是减函数,解得0.

综上可知,实数a的取值范围为.

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题型:填空题
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填空题

,则当两个函数图象有且只有一个公共点时,__________.

正确答案

试题分析:因为互为反函数,故其图象关于直线对称,要使. 图象有且只有一个公共点,则是它们的切线,所以令,故交点为,所以.

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题型:简答题
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简答题

已知函数,且处的切线方程为.

(1)求的解析式;

(2)证明:当时,恒有

(3)证明:若,且,则.

正确答案

(1).(2)详见解析.

试题分析:(1)根据导数的几何意义求方程;(2)构造新函数用导数法求解;

试题解析:(1)∵,∴切线斜率

处的切线方程为

.          (4分)

(2)令

∴当时,时,,∴

,即.           (8分)

(3)先求处的切线方程,由(1)得

处的切线方程为

, (10分)

下面证明

时,时,,∴

,      (12分)

,∴

.        (14分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3+(1-a) x2-a(a+2)x+b(a,b∈R).

(I)若函数f(x)的图象过原点,且在原点处的切线斜率是-3,求a,b的值;

(Ⅱ)若函数f(x)在区间(-1,1)上不单调,求a的取值范围.

正确答案

解析:(Ⅰ)由题意得f'(x)=3x2+2(1-a)x-a(a+2)

解得b=0,a=-3或a=1

(Ⅱ)函数f(x)在区间(-1,1)不单调,等价于

导函数f'(x)[是二次函数],在(-1,1有实数根但无重根.

∵f'(x)=3x2+2(1-a)x-a(a+2)=(x-a)[3x+(a+2)],

令f'(x)=0得两根分别为x=a与x=-

若a=-即a=-时,此时导数恒大于等于0,不符合题意,

当两者不相等时即a≠-

有a∈(-1,1)或者-∈(-1,1)

解得a∈(-5,1)且a≠-

综上得参数a的取值范围是(-5,-)∪(-,1)

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题型:简答题
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简答题

已知函数

(Ⅰ)若曲线在点处的切线与直线垂直,求的值;

(Ⅱ)求函数的单调区间;

(Ⅲ)设,当时,都有成立,求实数的取值范围.

正确答案

(Ⅰ),(Ⅱ)当时,的单调增区间为;当时,的单调增区间是的单调减区间是. (Ⅲ).

试题分析:(Ⅰ)利用导数的几何意义,曲线在点处的切线斜率为在点处的导数值. 由已知得.所以(Ⅱ)利用导数求函数单调区间,需明确定义域,再导数值的符号确定单调区间. 当时,,所以的单调增区间为.当时,令,得,所以的单调增区间是;令,得,所以的单调减区间是.(Ⅲ)不等式恒成立问题,一般利用变量分离转化为最值问题. “当时,恒成立”

等价于“当时,恒成立.”设,只要“当时,成立.”

易得函数处取得最小值,所以实数的取值范围

(Ⅰ)由已知得

因为曲线在点处的切线与直线垂直,

所以.所以

所以.                                            3分

(Ⅱ)函数的定义域是.  

(1)当时,成立,所以的单调增区间为

(2)当时,

,得,所以的单调增区间是

,得,所以的单调减区间是.   

综上所述,当时,的单调增区间为

时,的单调增区间是

的单调减区间是.         8分

(Ⅲ)当时,成立,.    

“当时,恒成立”

等价于“当时,恒成立.”

,只要“当时,成立.”

得,,又因为,所以函数上为减函数;  

得,,又因为,所以函数上为增函数.

所以函数处取得最小值,且

所以.  又因为

所以实数的取值范围.                       13分

(Ⅲ)另解:

(1)当时,由(Ⅱ)可知, 上单调递增,所以

所以当时,有成立.

(2)当时, 可得

由(Ⅱ)可知当时,的单调增区间是

所以上单调递增,又,所以总有成立.

(3)当时,可得

由(Ⅱ)可知,函数上为减函数,在为增函数,

所以函数处取最小值,

时,要使成立,只需

解得.所以

综上所述,实数的取值范围

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题型:简答题
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简答题

物体作直线运动的方程s=t2+2t-3,求物体在t=2秒时的速度和加速度.

正确答案

由导数的物理意义:物体作直线运动的方程s=s(t)

则物体在t=t0时的即时速度v=s′(t0

在t=t0时的加速度a=s″(t0

∴v=s′(t)=2t+2   

a=s″(t)=2

物体在t=2秒时的速度v=s′(2)=(2t+2)|t=2=6

加速度a=s″(t)=2|t=2=2

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题型:简答题
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简答题

已知实数,函数

(1)当时,讨论函数的单调性;

(2)若在区间上是增函数,求实数的取值范围;

(3)若当时,函数图象上的点均在不等式,所表示的平面区域内,求实数 的取值范围。

正确答案

(1)单调递增;(2)≤a<0或0.

试题分析:本题考查导数的应用,(1)判断讨论函数的单调性,可以求出其导数,然后解不等式,其解集区间是函数的单调增区间,不等式的解集区间是函数的单调减区间;(2)在区间上是增函数,说明不等式在区间上恒成立,本题中可求出,因此不等式,由于,则上恒成立,即的最小值,记,它是二次函数,要求它的最小值,可分讨论;(3)题意是不等式上恒成立,记,则当时,恒成立,求其导数,当时,在上,为减函数,不恒成立(如),时,此时要讨论的大小,以便讨论函数的单调性,求出其最小值,因为不等式恒成立,就是.

(1)当a=1时,

所以,                                2分

因为,所以恒成立,

所以上单调递增;                                    3分

(2)因为,所以

因为在[1, 4]上是增函数,所以在[1, 4]上恒成立,

在[1, 4]上恒成立,①                                5分

,对称轴为x=1,

因为,所以当时,要使①成立,只需g(1)≥0,解得:a≤1,所以0

时,要使①成立,只需g(4)≥0,解得:a≥,所以≤a<0,

综上,≤a<0或0

(3)由题意,有上恒成立,

,则上恒成立,②

所以,                        10分

当a<0时,因为x>2,则,所以上单调递减,

又因为,所以②不恒成立,                12分

时,,此时上单调递减,在上单调递增,

所以

所以只需,解得:

所以时②恒成立;                                            14分

时,,此时上单调递增,

所以

因为,所以,所以②不恒成立,

综上,实数 的取值范围是:。                        16分

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题型:简答题
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简答题

已知函数处切线斜率为-1.

(I)     求的解析式;

(Ⅱ)设函数的定义域为,若存在区间,使得上的值域也是,则称区间为函数的“保值区间”

(ⅰ)证明:当时,函数不存在“保值区间”;

(ⅱ)函数是否存在“保值区间”?若存在,写出一个“保值区间”(不必证明);若不存在,说明理由.

正确答案

解:(I) ,在处切线斜率为-1

,,  

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题型:简答题
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简答题

业拟建造如图所示的容器(不计厚度,长度单位:米),其中容器的中间为圆柱形,左右两端均为半球形,按照设计要求容器的体积为立方米,且.假设该容器的建造费用仅与其表面积有关.已知圆柱形部分每平方米建造费用为3千元,半球形部分每平方米建造费用为.设该容器的建造费用为千元.

(Ⅰ)写出关于的函数表达式,并求该函数的定义域;

(Ⅱ)求该容器的建造费用最小时的.

正确答案

(1)+,定义域为(0,).

(2)米时,该容器的建造费用最小.

(Ⅰ)因为容器的体积为立方米,所以,解得,所以圆柱的侧面积为=,两端两个半球的表面积之和为,所以+,定义域为(0,).

(Ⅱ)因为+=,所以令得:; 令得:,所以米时,该容器的建造费用最小.

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