- 导数及其应用
- 共6208题
已知f(x)是偶函数而且在(0,+∞)上是减函数,判断f(x)在(-∞,0)上的增减性并加以证明.
正确答案
函数f(x)在(-∞,0)上是增函数
函数f(x)在(-∞,0)上是增函数,设x1<x2<0,因为f(x)是偶函数,所以f(-x1)=f(x1),f(-x2)=f(x2),由假设可知-x1>-x2>0,又已知f(x)在(0,+∞)上是减函数,于是有f(-x1)<f(-x2),即f(x1)<f(x2),由此可知,函数f(x)在(-∞,0)上是增函数.
当函数y=x·2x取极小值时,x=________.
正确答案
-
y′=2x+x·2xln 2=0,∴x=-.
若f(x)为奇函数,且在(0,+∞)内是增函数,又f(-3)=0,则xf(x)<0的解集为_________.
正确答案
(-3,0)∪(0,3)
由题意可知 xf(x)<0
∴x∈(-3,0)∪(0,3)
已知函数f(x)=x-
sinx-
cosx的图象在点A(x0,f(x0))处的切线斜率为
,则tan2x0的值为______.
正确答案
对函数求导可得,f′(x)=-
cosx+
sinx
∴f′(x0)=-
+
=
∴sinx0-cosx0=0
∴tanx0=
∴tan2x0==
=
故答案为:
设函数f(x)=ax2+bx+c(a,b,c∈R).若x=-1为函数f(x)ex的一个极值点,则下列图像不可能为y=f(x)图像的是________.(填写序号)
正确答案
④
因为[f(x)ex]′=f′(x)ex+f(x)(ex)′=[f(x)+f′(x)]ex,且x=-1为函数f(x)ex的一个极值点,所以f(-1)+f′(-1)=0;④中,f(-1)>0,f′(-1)>0,不满足f′(-1)+f(-1)=0.
曲线y=2lnx在点(e,2)处的切线与y轴交点的坐标为_________.
正确答案
(0,0)
试题分析:有已知可知在
处切线方程为
,y轴交点的坐标即所求.
已知向量,
,
,点A、B为函数
的相邻两个零点,AB=π.
(1)求的值;
(2)若,
,求
的值;
(3)求在区间
上的单调递减区间.
正确答案
(1);(2)
;(3)
,
.
试题分析: (1)由向量的数量积可得:
.
这个函数相邻两个零点间的距离等于半个周期,再利用求周期的公式可得的值.
(2)由(1)得,则
.
这里不能展开来求,而应考虑凑角:
,这样再利用差角的正弦公式就可以求出
的值;
(3),这是一个三角函数与一个一次函数的差构成的函数,故可通过导数来求它的单调区间.
试题解析:(1)
,3分
由,得
,则
.4分
(2)由(1)得,则
.
由,得
,6分
.8分
(3),
,
∴ 10分
∴(
),
即(
),
又,∴
在区间
上的单调递减区间为:
,
. (12分)
已知函数
(Ⅰ)当时,求函数
的图象在点
处的切线方程;
(Ⅱ)讨论函数的单调性;
正确答案
(Ⅰ)(Ⅱ)
在
,
为增函数,
在
为减函数
本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用。
(1)利用导数的几何意义表示切线方程关键是切点和切点出的斜率值。
(2)求解导数,然后对于含有参数的二次不等式的解集进行分类讨论得到。
解:(I)时,
,
于是,
,
所以函数的图象在点
处的切线方程为
,即
.
(II)
=,
∵,∴ 只需讨论
的符号.
ⅰ)当>2时,
>0,这时
>0,所以函数
在(-∞,+∞)上为增函数.ⅱ)当
= 2时,
≥0,函数
在(-∞,+∞)上为增函数.
ⅲ)当0<<2时,令
= 0,解得
,
.
当变化时,
和
的变化情况如下表:
∴在
,
为增函数,
在
为减函数;
【备注题】(Ⅲ)是否存在实数,使
当
时恒成立?若存在,求出实数
;若不存在,请说明理由.
当∈(1,2)时,
∈(0,1).由(2)知
在
上是减函数,在
上是增函数,故当
∈(0,1)时,
,所以
当
∈(0,1)时恒成立,等价于
恒成立.
当∈(1,2)时,
,设
,则
,表明g(t) 在(0,1)上单调递减,于是可得
,即
∈(1,2)时
恒成立,因此,符合条件的实数
不存在.
(本题满分14分)已知,函数
,
(其中
为自然对数的底数).
(Ⅰ)判断函数在
上的单调性;
(II)是否存在实数,使曲线
在点
处的切线与
轴垂直? 若存在,
求出的值;若不存在,请说明理由;
(Ⅲ)若实数满足
,求证:
.
正确答案
(1)①若,则
,
在
上单调递增; ②若
,当
时,函数
在区间
上单调递减;当
时,函数
在区间
上单调递增;③若
,函数
在区间
上单调递减.
(2)故不存在;(3)见解析.
第一问中,利用导数的思想,先求解定义域,然后令导数大于零,小于零,得到函数的单调区间。但是要对参数a分情况讨论得到
第二问中,假设存在实数,使曲线
在点
处的切线与
轴垂直,利用曲线
在点
处的切线与
轴垂直等价于方程
有实数解.
进行分析求解
第三问中,要证,先变形
然后利用第二问的结论证明。
解(1)∵,
,∴
. ……1分
①若,则
,
在
上单调递增; ……2分
②若,当
时,
,函数
在区间
上单调递减,
当时,
,函数
在区间
上单调递增, ……4分
③若,则
,函数
在区间
上单调递减. ……………………5分
(2)解:∵,
,
, ……6分
由(1)易知,当时,
在
上的最小值:
,即
时,
. ………………………8分
又,∴
. ……9分
曲线在点
处的切线与
轴垂直等价于方程
有实数解.
而,即方程
无实数解.故不存在. ………………………10分
(3)证明:
,由(2)知
,令
得
.……14分
如图所示,现有一边长为6的正方形铁板,如果从铁板的四个角各截出去一个相同的小正方形,做成一个长方体形的无盖容器为使其容积最大,截下的小正方形边长应为多少?
正确答案
当截下的正方形边长为1时,容积最大.
本题是考察导数应用的题目先设截下的小正方形边长x,然后建立容积V(x)的关系式,再求导,根据导数等于零,确定最值一般地在应用题中,一般考察的都是单峰函数,导数等于零的位置只有一个,它就是要求的最值位置
解:设截下的小正方形边长x,容器容积为
V(x),则做成长方体形无盖容器底面边长
为8-2x,高为X,于是
V(x)=(6-2x)2 x,0
即 V(x)=4x3 -24x2+36x,0
有 V'(x)=12x2-48x+36
令V'(x)=0,即令12x2-48x+36=0
解得x1=1,x2=3(舍去)
当0
因此x=1是极大值点,且在区间(1,3)内,是唯一的极值点,所以x=1是V(x)的最大值点
即当截下的正方形边长为1时,容积最大
曲线与
轴的交点的切线方程为_______________。
正确答案
略
函数的单调递增区间是 .
正确答案
略
= .
正确答案
5
略
设函数 f (x)=ax-lnx-3(a∈R),g(x)=xe1-x.
(Ⅰ)若函数 g(x) 的图象在点 (0,0) 处的切线也恰为 f (x) 图象的一条切线,求实数 a的值;
(Ⅱ)是否存在实数a,对任意的 x∈(0,e],都有唯一的 x0∈[e-4,e],使得 f (x0)=g(x) 成立.若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.
注:e是自然对数的底数.
正确答案
解:(1),
,所以
的图象在
处的切线方程是
;2分
设与
的图象切于点
,而
,
且
,解得
; 5分
(2),
在
上单调递增,在
上单调递减,
且,
; 8分
若令,则原命题等价于对于任意
,都有唯一的
,使得
成立. 9分
而,
,
①当时,
恒成立,所以
在
上单调递减,要满足条件,则必须有
,且
,无解,所以此时不存在满足条件的
;10分
②当,
恒成立,所以
在
上单调递减,要满足条件,则必须有
,且
,解得
,
;11分
③当时,
在区间
上单调递减,在
上单调递增,
又,要满足条件,则
,解得
,
; 12分
④当时,
恒成立,所以
在
上单调递增,
又,所以此时不存在
满足条件; 13分
综上有. 15分
略
设函数(12分)
(1)如果,点P为曲线
上一个动点,求以P为切点的切线斜率取得最小值时的切线方程;
(2)若时,
恒成立,求
的取值范围。
正确答案
解:(1)设切线斜率为k,则。
又。(6分)
(2)由
函数
(1),(2)无解,由(3)解得,综上所述,
略
扫码查看完整答案与解析