- 导数及其应用
- 共6208题
若函数f(x)在x0处的切线的斜率为k,则极限==______.
正确答案
∵函数f(x)在x0处的切线的斜率为k,∴k==
=-
,
故=-k,
故答案为-k.
(12分)设函数,曲线
在点
处的切线方程为
(I)求
(II)证明:
正确答案
(I);(II)详见解析.
试题分析:(I)由切点在切线
上,代入得
①.由导数的几何意义得
②,联立①②求
;(II)证明
成立,可转化为求函数
的最小值,只要最小值大于1即可.该题不易求函数
的最小值,故可考虑将不等式结构变形为
,分别求函数
和
的最值,发现
在
的最小值为
,
在
的最大值为
.且不同时取最值,故
成立,即
注意该种方法有局限性
只是不等式
的充分不必要条件,意即当
成立,最值之间不一定有上述关系.
试题解析:(I)函数的定义域为.
.
由题意可得,.故
.
(II)由(I)知,,从而
等价于
,设函数
,则
.所以当
时,
;当
时,
.故
在
递减,在
递增,从而
在
的最小值为
.设
,则
.所以当
时,
;当
时,
.故
在
递增,在
递减,从而
在
的最大值为
.综上,当
时,
,即
.
【考点定位】1、导数的几何意义;2、利用导数判断函数的单调性;3、利用导数求函数的最值.
曲线在点
处的切线方程为 .
正确答案
,
,当
时,
,因此曲线
在点
处的切线方程为
,即
.
直线l:y=x+a(a≠0)和曲线C:y=x3-x2+1相切,求切点
的坐标及a的值.
正确答案
,a=
.
设切点A(x0,y0),
=3-2x0+(3x0-1)d+d2→3
-2x0(d→0).
故曲线上点A处切线斜率为3-2x0,∴3
-2x0=1,
∴x0=1或x0=-,代入C的方程得
或
代入直线l,
当时,a=0(舍去),当
时,a=
,
即切点坐标为,a=
.
(本小题满分12分)已知点P和点是曲线
上的两点,且点
的横坐标是1,点
的横坐标是4,求:(1)割线的斜率;(2)点
处的切线方程.
正确答案
(1)割线的斜率为;
(2)
本试题主要是考查了导数的几何意义的运用求解切线方程和斜率的总额和运用
(1)因为由题可知点P和点Q均在曲线上,又点P和点Q的 横坐标为1和4,则点P和点Q的纵坐标为-4和5则割线的斜率为
(2)因为的导数为
,那么把x=1代入可知切线的斜率,进而得到切线方程。
解:由题可知点P和点Q均在曲线上,又点P和点Q的 横坐标为1和4,则点P和点Q的纵坐标为-4和5.
(1)割线的斜率为
(2)的导数为
,当
已知函数
(1)讨论函数的单调性并求其最大值
(2)若,求证:
正确答案
解:(1)……………………………………2分
因为当时,
,所以
是函数的递增区间;…………4分
当时,
,所以
是函数的递减区间;…………5分
显然,当时,函数
有最大值,最大值为
………………6分。
(2)令则
,
………………………………………………9分
当时,
,所以
在(1,+∞)上为增函数。
所以当时,
,
故即
………………………………………………12分
略
设曲线y=x4+ax+b在x=1处的切线方程是y=x,则a=______,b=______.
正确答案
∴y=x4+ax+b,
∴y′=4x3+a,
∴曲线y=x4+ax+b在x=1处的切线斜率
k=4+a,
∴4+a=1.a=-3,
又切点坐标为(1,1)代入曲线方程得:
b=3,
故答案为:-3;3.
已知函数f(x)=ax3-3x2+1-.
(I)讨论函数f(x)的单调性;
(Ⅱ)若曲线y=f(x)上两点A、B处的切线都与y轴垂直,且线段AB与x轴有公共点,求实数a的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)由题设知a≠0,f′(x)=3ax2-6x=3ax(x-).
令f′(x)=0得x1=0,x2=.
当(i)a>0时,
若x∈(-∞,0),则f'(x)>0,
所以f(x)在区间(-∞,)上是增函数;
若x∈(0,),则f'(x)<0,
所以f(x)在区间(0,)上是减函数;
若x∈(,+∞),则f'(x)>0,
所以f(x)在区间(,+∞)上是增函数;
(ii)当a<0时,
若x∈(-∞,),则f'(x)<0,
所以f(x)在区间(-∞,)上是减函数;
若x∈(0,),则f'(x)<0,
所以f(x)在区间(0,)上是减函数;
若x∈(,0),则f'(x)>0,
所以f(x)在区间(,0)上是增函数;
若x∈(0,+∞),则f'(x)<0,
所以f(x)在区间(0,+∞)上是减函数.
(Ⅱ)由(Ⅰ)的讨论及题设知,曲线y=f(x)上的两点A、B的纵坐标为函数的极值,
且函数y=f(x)在x=0,x=处分别是取得极值f(0)=1-
,f(
)=-
-
+1.
因为线段AB与x轴有公共点,所以f(0)•f()≤0.
即(--
+1)(1-
)≤0.
所以≤0.
故(a+1)(a-3)(a-4)≤0,且a≠0.
解得-1≤a<0或3≤a≤4.
即所求实数a的取值范围是[-1,0)∪[3,4].
已知函数f(x)=x3-ax+1.
(1)求x=1时,f(x)取得极值,求a的值;
(2)求f(x)在[0,1]上的最小值;
(3)若对任意m∈R,直线y=-x+m都不是曲线y=f(x)的切线,求a的取值范围.
正确答案
(1)1 (2)见解析 (3)(-∞,-1)
(1)因为f′(x)=x2-a,
当x=1时,f(x)取得极值,所以f′(1)=1-a=0,a=1.
又当x∈(-1,1)时,f′(x)<0,x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,
所以f(x)在x=1处取得极小值,即a=1符合题意.
(2)当a≤0时,f′(x)>0对x∈(0,1)成立,
所以f(x)在[0,1]上单调递增,f(x)在x=0处取最小值f(0)=1,
当a>0时,令f′(x)=x2-a=0,x1=-,x2=
,
当0<a<1时,<1,
x∈(0,)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
x∈(,1)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
所以f(x)在x=处取得最小值f(
)=1-
.
当a≥1时,≥1,
x∈[0,1]时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
所以f(x)在x=1处取得最小值f(1)=-a.
综上所述,
当a≤0时,f(x)在x=0处取最小值f(0)=1;
当0<a<1时,f(x)在x=处取得最小值f(
)=1-
;
当a≥1时,f(x)在x=1处取得最小值f(1)=-a.
(3)因为∀m∈R,直线y=-x+m都不是曲线y=f(x)的切线,
所以f′(x)=x2-a≠-1对x∈R成立,
只要f′(x)=x2-a的最小值大于-1即可,
而f′(x)=x2-a的最小值为f(0)=-a,
所以-a>-1,即a<1.
所以a的取值范围是(-∞,-1).
(本小题满分13分)已知函数
(1)求函数的最大值;
(2)当时,求证
;
正确答案
(1)
令
得
当时,
当
时
,又
当且仅当
时,
取得最大值0 -----------7分
(2)
由(1)知
又
-------------13分
略
求曲线所围成图形的面积 。
正确答案
1/6
略
(本小题满分13分)已知函数(
).
(1)若函数在
处的切线与x轴平行,求a的值,并求出函数的极值;
(2)已知函数,在(1)的条件下,若
恒成立,求b的取值范围.
正确答案
(1),当
时,
有极大值
,当
时,
有极小值
(2)
(1)的定义域为
,
, ………………1分
因在
处的切线与x轴平行,则
,得
, ………………3分
此时,则
在
上单调递增,在
上单调递减,在
上单调递增,则当
时,
有极大值
,当
时,
有极小值
.……6分
(2)令,则
的定义域为
,
=
(
),
则. ………………8分
当时,
,所以
在
上单调递减;
当时,
,所以
在
上单调递增.
当时,
,
只需要,
得 ………………11分
得
(本小题满分12分)
已知函数,若
图象上的点
处的切线斜率为
,求
在区间
上的最值.
正确答案
解: ∴
①
又在
图象上,∴
即
②
由①②解得, ………………6分
∴……………
…5分
∴ 解得
或3.
∴.………………10分
又
∴………………12分
函数在点P(2, 1)处的切线方程为__________________________.
正确答案
x-y-1=0
欲判在点P(2,1)处的切线方程,只须求出其斜率即可,故先利用导数求出在x=2处的导函数值,再结合导数的几何意义即可求出切线的斜率.从而问题解决.
解:∵函数y=,
∴y′=x,
∴在点P(2,1)处的切线的斜率为:
k=1,
∴在点P(2,1)处的切线方程为:
y-1=1×(x-2)
即:x-y-1=0.
故答案为:x-y-1=0.
(本小题满分12分)
设函数f(x)=ax+(a,b∈Z),曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为y=3。
(Ⅰ)求f(x)的解析式:
(Ⅱ)证明:函数y=f(x)的图像是一个中心对称图形,并求其对称中心;
(Ⅲ)证明:曲线y=f(x)上任一点的切线与直线x=1和直线y=x所围三角形的面积为定值,并求出此定值。
正确答案
(Ⅰ)
(Ⅱ)证明见解析。
(Ⅲ)证明见解析。
(Ⅰ),
于是。
解得或
。
因,故
。
(II)证明:已知函数都是奇函数,
所以函数也是奇函数,其图像是以原点为中心的中心对称图形。
而函数。
可知,函数的图像按向量a=(1,1)平移,即得到函数的图象,故函数
的图像是以点(1,1)为中心的中心对称图形。
(III)证明:在曲线上任一点。
由知,过此点的切线方程为
。
令得
,切线与直线
交点为
。
令得
,切线与直线
交点为
。
直线与直线
的交点为(1,1)。
从而所围三角形的面积为。
所以,所围三角形的面积为定值2。
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