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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=-x3+x2+(m2-1)x(x∈R),其中m>0.

(1)当m=1时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率;

(2)求函数f(x)的单调区间与极值;

(3)已知函数f(x)有三个互不相同的零点0,x1,x2,且x1<x2,若对任意的x∈[x1,x2],f(x)>f(1)恒成立,求m的取值范围.

正确答案

(1)当m=1时,f(x)=-x6+xk,f′(x)=-xk+kx,

故f'(1)=-1+k=1,所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为1.(k分)

(k)f'(x)=-xk+kx+mk-1,令f'(x)=0,解得x=1-m或x=1+m.

∵m>0,所以1+m>1-m,当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:

∴f(x)在(-∞,1-m),(1+m,+∞)内是减函数,在(1-m,1+m)内是增函数.

函数f(x)在x=1-m处取得极0值f(1-m),且f(1-m)=-m6+mk-

函数f(x)在x=1+m处取得极图值f(1+m),且f(1+m)=m6+mk-.(6分)

(6)由题设,f(x)=x(-xk+x+mk-1)=-x(x-x1)(x-xk),

∴方程-xk+x+mk-1=0有两个相异的实根x1,xk

故x1+xk=6,且△=1+(mk-1)>0,∵m>0

解得m>,(8分)

∵x1<xk,所以kxk>x1+xk=6,

故xk>1.(10分)

①当x1≤1<xk时,f(1)=-(1-x1)(1-xk)≥0,而f(x1)=0,不符合题意,

②当1<x1<xk时,对任意的x∈[x1,xk],都有x>0,x-x1≥0,x-xk≤0,

则f(x)=-x(x-x1)(x-xk)≥0,又f(x1)=0,所以f(x)在[x1,xk]上的最0值为0,

于是对任意的x∈[x1,xk],f(x)>f(1)恒成立的充要条件是f(1)=mk-<0,

解得-<m<

∵由上m>

综上,m的取值范围是().(14分)

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简答题

时下,网校教学越来越受到广大学生的喜爱,它已经成为学生们课外学习的一种趋势,假设某网校的套题每日的销售量(单位:千套)与销售价格(单位:元/套)满足的关系式,其中为常数.已知销售价格为4元/套时,每日可售出套题21千套.

(1)求的值;

(2)假设网校的员工工资,办公等所有开销折合为每套题2元(只考虑销售出的套数),试确定销售价格的值,使网校每日销售套题所获得的利润最大.(保留1位小数点)

正确答案

(1)10; (2)销售价格为3.3元/件时,该店每月销售饰品所获得的利润最大.

试题分析:(1)直接代入点(4,21)即可求出;(2)先建立利润函数模型,然后由导数确定函数的单调性,求出函数的最值及条件.

试题解析:(1)因为时,,  

代入关系式,得,        2分

解得.        4分

(2)由(1)可知,套题每日的销售量,         6分

所以每日销售套题所获得的利润

从而.          8分

,得,且在上,,函数单调递增;在上,,函数单调递减,         10分

所以是函数内的极大值点,也是最大值点,       11分

所以当时,函数取得最大值.         12分

故当销售价格为3.3元/套时,网校每日销售套题所获得的利润最大.

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简答题

某养殖厂规定:饲料用完的第二天方可购买饲料,并且每批饲料可供n(n∈Z*)天使用.已知该厂每天需要饲料200公斤,每公斤饲料的价格为1.8元,饲料的保管费为平均每公斤每天0.03元(当天用掉的饲料不计保管费用),购买饲料每次支付运费300元.

(1)求该厂多少天购买一次饲料才能使平均每天支付的总费用最小;

(2)若提供饲料的公司规定,当一次购买饲料不少5吨时其价格可享受八五折优惠(即原价的85%).问该厂是否考虑利用此优惠条件,请说明理由.

正确答案

(1)每隔10天购买一次饲料才能使平均每天支付的总费用最小(2)该厂应该利用此优惠条件

(1)设该厂应隔天购买一次饲料,平均每天支付的总费用为元…1分

∵饲料的保管费用每天比前一天少200×0.03=6(元),

天饲料的保管费用共是

                        ………………4分

从而有                                  …………5分

                                          ………………7分

当且仅当,即时,有最小值417………………8分

即每隔10天购买一次饲料才能使平均每天支付的总费用最小.

(2)若厂家利用此优惠条件,则至少25天购买一次饲料,设该厂利用此优惠条件,每隔天()购买一次饲料,平均每天支付的总费用为元,则

                                                ……………10分

∴当时,,即函数上是增函数…………11分

∴当时,取得最小值390

∵390<417,故该厂应该利用此优惠条件   …………………………………… 13分

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简答题

已知函数f(x)=ax2+1,g(x)=x3+bx,其中a>0,b>0.

(1)若曲线y=f(x)与曲线y=g(x) 在它们的交点P(2,c)处有相同的切线(P为切点),求实数a,b的值;

(2)令h (x)=f(x)+g(x),若函数h(x)的单调减区间为.

①求函数h(x)在区间(-∞,-1]上的最大值M(a);

②若|h(x)|≤3在x∈[-2,0]上恒成立,求实数a的取值范围.

正确答案

(1)a=,b=5

(2)①M(a)=

解:(1)由P(2,c)为公共切点,

f(x)=ax2+1,g(x)=x3+bx(a>0),

得f′(x)=2ax,k1=4a,

g′(x)=3x2+b,k2=12+b.

又f(2)=4a+1,g(2)=8+2b,

所以,解得a=,b=5.

(2)①h(x)=f(x)+g(x)

=x3+ax2+bx+1,

则h′(x)=3x2+2ax+b.

因为函数f(x)+g(x)的单调减区间为

所以x∈时,有3x2+2ax+b≤0恒成立.

此时x=-是方程3x2+2ax+b=0的一个根,

所以32+2a+b=0,

得a2=4b,

所以h(x)=f(x)+g(x)

=x3+ax2a2x+1.

又函数h(x)在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.

若-1≤-,即a≤2时,

最大值为h(-1)=a-

若-<-1<-时,即2

最大值为h=1;

若-1≥-时,即a≥6时,

最大值为h=1,

综上所述,M(a)=

②由①可知h(x)在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.

所以h为极大值,h=1,

h为极小值,h=-+1,

因为|h(x)|≤3在x∈[-2,0]上恒成立,

又h(0)=1,所以

解得

故实数a的取值范围是.

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简答题

已知函数

(1)若,求曲线在点处的切线方程;

(2)若函数在其定义域内为增函数,求正实数的取值范围;

(3)设函数,若在上至少存在一点,使得成立,求实数的取值范围.

正确答案

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

试题分析:本题主要考查导数的运算、利用导数求曲线的切线、利用导数判断函数的单调性、利用导数求函数的最值、恒成立问题等基础知识,考查学生的分析问题解决问题的能力、转化能力、计算能力,考查学生的分类讨论思想、函数思想.第一问,对求导,将切点的横坐标代入得到切线的斜率,再将切点的横坐标代入到中,得到切点的纵坐标,利用点斜式得到切线的方程;第二问,在定义域内是增函数,只需恒成立,对求导,由于分母恒正,只需分子恒成立,设函数,利用抛物线的性质求出,令即可,解出P的值;第三问,先通过函数的单调性求出的值域,通过对P的讨论研究的单调性,求出的值域,看是否有值大于的最小值为2.

(1)当时,函数

,曲线在点处的切线的斜率为

从而曲线在点处的切线方程为,即.…4分

(2)

,要使在定义域内是增函数,只需内恒成立.

由题意的图象为开口向上的抛物线,对称轴方程为,∴,     只需,即时,

内为增函数,正实数的取值范围是.……9分

(3)∵上是减函数,

时,时,,即

①当时,,其图象为开口向下的抛物线,对称轴轴的左侧,且,所以内是减函数.

时,,因为,所以

此时,内是减函数.

故当时,上单调递减,不合题意;

②当时,由,所以

又由(2)知当时,上是增函数,

,不合题意;

③当时,由(2)知上是增函数,

上是减函数,故只需

,解得

所以实数的取值范围是.      14分

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简答题

已知函数满足如下条件:当时,,且对任

,都有.

(1)求函数的图象在点处的切线方程;

(2)求当时,函数的解析式;

(3)是否存在,使得等式

成立?若存在就求出),若不存在,说明理由.

正确答案

(1);(2);(3)详见解析.

试题分析:(1)先求出的值,利用点斜式求出相应的切线方程;(2)利用题中的条件结合迭

代法求出函数在区间上的解析式;(3)构造新函数,考

查函数在区间上的单调性,求出函数在区间

的最小值,于是得到,然后利用分组求和法与错位相减法来证明

题中相应的等式.

(1)时,

所以,函数的图象在点处的切线方程为,即

(2)因为

所以,当时,

(3)考虑函数

时,单调递减;

时,

时,单调递增;

所以,当时,

当且仅当时,.

所以,

,则

两式相减得,

所以,

所以,

当且仅当时,

所以,存在唯一一组实数

使得等式成立.

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简答题

(12分)(2011•陕西)如图,从点P1(0,0)做x轴的垂线交曲线y=ex于点Q1(0,1),曲线在Q1点处的切线与x轴交于点P2,再从P2做x轴的垂线交曲线于点Q2,依次重复上述过程得到一系列点:P1,Q1;P2,Q2…;Pn,Qn,记Pk点的坐标为(xk,0)(k=1,2,…,n).

(Ⅰ)试求xk与xk﹣1的关系(2≤k≤n);

(Ⅱ)求|P1Q1|+|P2Q2|+|P3Q3|+…+|PnQn|.

正确答案

(Ⅰ)xk=xk﹣1﹣1(2≤k≤n)(Ⅱ)

试题分析:(Ⅰ)设出pk﹣1的坐标,求出Qk﹣1,利用导数的几何意义函数在切点处的导数值是曲线的曲线的斜率,利用点斜式求出切线方程,令y=0得到xk与xk+1的关系.

(Ⅱ)求出|PkQk|的表达式,利用等比数列的前n项和公式求出和.

解:(Ⅰ)设Pk﹣1(xk﹣1,0),

由y=ex

点Qk﹣1处切线方程为

由y=0得xk=xk﹣1﹣1(2≤k≤n).

(Ⅱ)x1=0,xk﹣xk﹣1=﹣1,得xk=﹣(k﹣1),

Sn=|P1Q1|+|P2Q2|+|P3Q3|+…+|PnQn|

=

点评:本题考查导数的几何意义:函数在切点处的导数值是曲线的曲线的斜率、考查等比数列的前n项和公式求出和.

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简答题

已知函数f(x)=ln x+2x-6.

(1)证明:函数f(x)有且只有一个零点;

(2)求该零点所在的一个区间,使这个区间的长度不超过

正确答案

(1)见解析(2)

(1)f(x)的定义域为(0,+∞),且f(x)是增函数.

f(2)=ln 2-2<0,f(3)=ln 3>0,

f(2)·f(3)<0.

f(x)在(2,3)上至少有一个零点.

又因f(x)在(0,+∞)上是增函数,

从而f(x)在(0,+∞)上有且只有一个零点.

(2)由(1)知f(2)<0,f(3)>0.

f(x)的零点x0∈(2,3).

x1,∵f=ln -1=ln-ln e<0,∴f·f(3)<0,∴x0.

x2,∵f=ln =ln -ln e >0,∴f·f<0.

x0,∴即为符合条件的区间.

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简答题

已知曲线.

(Ⅰ)当时,求曲线的斜率为1的切线方程;

(Ⅱ)设斜率为的两条直线与曲线相切于两点,求证:中点在曲线上;

(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,又已知直线的方程为:,求的值.

正确答案

(Ⅰ);(Ⅱ)详见解析;(Ⅲ).

试题分析:(Ⅰ)当时,先求导,通过斜率为1得到切点.然后利用点斜式得到所求切线方程;(Ⅱ)先将两点的坐标设出,其中纵坐标用相应点的横坐标表示.再由导数的几何意义,得到两点横坐标满足.从而得到中点,又中点在曲线,显然成立.得证;(Ⅲ)由中点在直线,又在曲线,从而得,再反代如直线与曲线联立得方程,得到两点的坐标,代入导函数中得到斜率,从而得到.

试题解析:(Ⅰ)当时,

设切点为,由,切点为

为所求.                (4分)

(Ⅱ),设

由导数的几何意义有

中点,即

中点在曲线,显然成立.得证.     (8分)

(Ⅲ)由(Ⅱ)知,中点的横坐标为,且上,

在曲线上,

所以

 

由于

综上,为所求.                                  (13分)

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简答题

已知图像过点,且在处的切线方程是.

(1)求的解析式;

(2)求在区间上的最大值和最小值.

正确答案

(1);(2).

试题分析:本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用.(1)先由,计算出,然后计算出,根据题中条件可得,求解方程组即可;(2)先求出导数等于零的解,然后确定函数的单调区间与极值点,列出表格,从表格中的极值与端点值,可得函数的最值.

试题解析:(1)                  1分

,∴,∴    3分

又∵切点为,∴         5分

联立可得                  6分

                  7分

(2)            8分

            10分

由上表知,在区间上,当时,

时,      14分.

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简答题

已知函数

(1)若函数在点处的切线方程为,求的值;

(2)若,函数在区间内有唯一零点,求的取值范围;

(3)若对任意的,均有,求的取值范围.

正确答案

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

试题分析:本题考查导数的运算,利用导数求切线方程、判断函数的单调性、求函数的最值等基础知识,考查函数思想、分类讨论思想,考查综合分析和解决问题的能力.第一问,利用导数求切线方程,先求导,将切点的横坐标代入到导数中,得到切线的斜率,再求即切点的纵坐标,直接利用点斜式写出切线方程;第二问,先将代入得到解析式,求导数,判断函数的单调性,因为有唯一的零点,所以,所以解得;第三问,属于恒成立问题,通过分析题意,可以转化为上的最大值与最小值之差,因为,所以讨论的正负来判断的正负,当时,为单调函数,所以,当时,需列表判断函数的单调性和极值来决定最值的位置,这种情况中还需要讨论与1的大小.

试题解析:(1) ,所以,得.      2分

,所以,得.      3分

(2) 因为所以 .      4分

时,,当时,

所以上单调递减,在上单调递增                  5分

,可知在区间内有唯一零点等价于

,                             .      7分

.                                    8分

(3)若对任意的,均有,等价于

上的最大值与最小值之差                 10分

(ⅰ) 当时,在上单调递增,

,得

所以                                   9分

(ⅱ)当时,由

所以,同理        .      10分

 当,即时,,与题设矛盾;   11分

 当,即时,恒成立;     12分

 当,即时,恒成立;      13分

综上所述,的取值范围为.                         14分

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简答题

已知函数.

(1)求在点处的切线方程;

(2)求函数上的最大值.

正确答案

的定义域为的导数

(Ⅰ),所以切线方程为:.

(Ⅱ)令,解得

时,单调递增,当时,单调递减.

时,上单调递增,

时,上单调递增,在上单调递减,

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简答题

求曲线y=x3+x在点(1,)处的切线与坐标轴围成的三角形面积?

正确答案

由题意,y′=x2+1,

故在点(1,)处的切线斜率为2,

方程为6x-3y-2=0.

令x=0,则y=-

令y=0,则x=

故所求的三角形面积为

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简答题

已知).

(1)若时,求函数在点处的切线方程;

(2)若函数上是减函数,求实数的取值范围;

(3)令是否存在实数,当是自然对数的底)时,函数的最小值是.若存在,求出的值;若不存在,说明理由.

正确答案

(1);(2);(3)存在实数,使上的最小值是.

试题分析:(1)当时, ,求其在切点处的导函数值,得到切线斜率,由点斜式即得所求;

(2)函数上是减函数,转化成上恒成立;

,解即得

(3)假设存在实数,使上的最小值是,根据

讨论当等三种情况时,令,求解即得.

(1)当时,           1分

,函数在点处的切线方程为   3分

(2)函数上是减函数

上恒成立       4分

,有              6分

                               7分

(3)假设存在实数,使上的最小值是3

                         8分

时,上单调递减,

(舍去)                           10分

时,即上恒成立,上单调递减(舍去)           11分

时,即时,令,得,得

上单调递减,在上单调递增

满足条件              13分

综上所述,存在实数,使上的最小值是.  14分

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简答题

已知函数f(x)=ax3+bx2+cx+d,其中a,b,c是以d为公差的等差数列,,且a>0,d>0.设x0为f(x)的极小值点,在[1-,0]上,f′(x)在x1处取得最大值,在x2处取得最小值,将点(x0,f(x0)),(x1,f′(x1)),(x2,f′(x2,f(x2))依次记为A,B,C.

(I)求x0的值;

(II)若△ABC有一边平行于x轴,且面积为,求a,d的值.

正确答案

(I)∵2b=a+c

∴f'(x)=ax2+2bx+x=ax2+(a+c)x+c=(x+1)(ax+c)

令f'(x)=0,得x=-1或x=-

∵a>0,d>0

∴0<a<b<c

>1,-<-1

当-<x<-1时,f‘(x)<0,

当x>-1时,时,f‘(x)>0,

所以f(x)在x=-1处取得最小值即x0=-1

(II)∵f'(x)=ax2+2bx+x(a>0)

∴函数f'(x)的图象的开口向上,对称轴方程为x=-

由->1知|(1-)-(-)|<|0-(-)|

∴f'(x)在[1-,0]上的最大值为f'(0)=c,即x1=0.

又由>1,知-∈[1-,0]

∴当x=-时,

f‘(x)取得最小值为f‘(-)=-,即x2=-

∵f(x0)=f(-1)=-

∴A(-1,-),B(0,c),C(-,-

由三角形ABC有一条边平行于x轴知AC平行于x轴,

所以-=-,即a2=3d①

又由三角形ABC的面积为2+(-1+)•(c+)=2+

利用b=a+d,c=a+2d,得d+=2+

联立①②可得d=3,a=3

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