- 导数及其应用
- 共6208题
设直线y=-3x+b是曲线y=x3-3x2的一条切线,则实数b的值是______.
正确答案
y′=3x2-6x,∴k=3x2-6x=-3,
∴x=1,即切点的横坐标为1,代入曲线方程得切点坐标(1,-2)
它也在切线上,
∴代入y=-3x+b,得b=1.
∴常数b为:1.
故答案为:1.
已知某质点的位移s与移动时间t满足s=t2•e2t-4,则质点在t=2的瞬时速度是______.
正确答案
∵质点的运动方程为s=t2•e2t-4∴s′=2t•e2t-4+t2•2e2t-4
∴当t=2秒时,s'=12
故答案为:12m/s.
要做一个底面为长方形的带盖的箱子,其体积为72 cm3,其底面两邻
边长之比为1∶2,则它的长为______,宽为______,高为______时,可使表面积最小.
正确答案
3m,6m,m
设两边分别为x cm、2xcm,高为y cm.
V=2x2y=72,y=,s=2(2x2+2xy+xy)
=4x2+6xy=4x2+.
s′=8x-,令s′=0,解得x=3.
求过曲线y=ex上的点P(1,e)且与曲线在该点处的切线垂直的直线方程.
正确答案
x+ey-e2-1=0
y′=ex,∴曲线在点P处的切线的斜率为e1=e.
∴过P点与曲线在点P处的切线垂直的直线的斜率为-.
∴所求方程为y-e=- (x-1),即x+ey-e2-1=0.
(本小题满分14分)已知函数
(1)若在的图象上横坐标为
的点处存在垂直于y 轴的切线,求a 的值;
(2)若在区间(-2,3)内有两个不同的极值点,求a 取值范围;
(3)在(1)的条件下,是否存在实数m,使得函数的图象与函数
的图象恰有三个交点,若存在,试出实数m 的值;若不存在,说明理由.
正确答案
(1)a=1;(2)a的取值范围为
(3)存在的图象恰有三个交点
本题主要考查函数与方程的综合运用,主要涉及了方程的根与函数的零点间的转化.还考查了计算能力和综合运用知识的能力.
(1)先求出函数的导数,再由f′( )=0求解a.
(2)将“f(x)在区间(-2,3)内有两个不同的极值点”转化为“方程f′(x)=0在区间(-2,3)内有两个不同的实根”,用△>0求解.
(3)在(1)的条件下,a=1,“要使函数f(x)与g(x)=x4-5x3+(2-m)x2+1的图象恰有三个交点”即为“方程x2(x2-4x+1m)=0恰有三个不同的实根”.因为x=0是一个根,所以方程x2-4x+1-m=0应有两个非零的不等实根,再用判别式求解.
解:(1)依题意,
…………………………3分
(2)若在区间(—2,3)内有两个不同的极值点,
则方程在区间(—2,3)内有两个不同的实根,
但a=0时,无极值点,
∴a的取值范围为
(3)在(1)的条件下,a=1,要使函数的图象恰有三个交点,等价于方程
,
即方程恰有三个不同的实根。
=0是一个根,
应使方程
有两个非零的不等实根,
由
存在
的图象恰有三个交点。
(1)已知函数f(x)=x
-ax+(a-1)
,
。讨论函数
的单调性;
(2).已知函数f (x)=lnx,g(x)=ex.设直线l为函数 y=f (x) 的图象上一点A(x0,f (x0))处的切线.问在区间(1,+∞)上是否存在x0,使得直线l与曲线y=g(x)也相切.若存在,这样的x0有几个?,若没有,则说明理由。
正确答案
(1)当时,
递增
当时,在(0,1),
递增 在(1,a-1)递减
当时,在(0,a-1)递增,
递增,在(a-1,1)递减
(2)在区间(1)一定存在唯一的
,使直线l与曲线
也相切.
第一问中,利用f(x)=x
-ax+(a-1)
,
求解导数,然后对于参数a分情况讨论可知函数的单调性。
第二问中,利用导数的几何意义,
切线l的方程为:
设切线l与曲线相切于
切线l的方程又为
因为与
的图象 在(1,
)
有且只有一个交点
在区间(1
)一定存在唯一的
,使直线l与曲线
也相切
解:(1)当时,
递增
当时,在(0,1),
递增 在(1,a-1)递减
当时,在(0,a-1)递增,
递增,在(a-1,1)递减………7分
(2)
切线l的方程为:
设切线l与曲线相切于
切线l的方程又为
………7分
与
的图象 在(1,
)
有且只有一个交点
在区间(1
)一定存在唯一的
,使直线l与曲线
也相切…………………15分
曲线y=x+lnx的切线的倾斜角的取值范围是______.
正确答案
∵x>0,∴y′=1+>1,
设切线的倾斜角为α,由导数的几何意义可得tanα>1,
又0≤α<π,∴<α<
.
因此曲线y=x+lnx的切线的倾斜角的取值范围是(
,
).
故答案为(,
).
某分公司经销某种品牌产品,每件产品的成本为3元,并且每件产品需向总公司交3元的管理费,预计当每件产品的售价为元(
∈[7,11])时,一年的销售量为
万件.
(1)求分公司一年的利润(万元)与每件产品的售价
的函数关系式;
(2)当每件产品的售价为多少元时,分公司一年的利润最大,并求出
的最大值.
正确答案
(1)(x)=(x-6)
,x
.
(2)当每件产品的售价为8元时,分公司一年的利润最大,
的最大值为32
试题分析:(1)(x)=(x-6)
,x
. 4分
(2)(x)=3(x-12)(x-8),x
.当x
时,
(x)>0,
(x)单增;
当x时,
(x)<0,
(x)单减。∴x=8时,
(x)最大,最大值为32.
答:当每件产品的售价为8元时,分公司一年的利润最大,
的最大值为32. 8分
点评:中档题,首先构建函数模型,再利用导数研究函数的最值,从而解决实际问题。属于常见题目。当函数的驻点只有一个时,这既是极值点,也是最值点。
(本小题满分15分)已知.
(1)如果函数的单调递减区间为
,求函数
的解析式;
(2)在(Ⅰ)的条件下,求函数的图像在点
处的切线方程;
(3)若不等式恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(1) . (2)
. (3)
.
解决不等式恒成立问题,常用的方法是分离出参数,构造新函数,求出新函数的最值,得到参数的范围.
(I)求出g(x)的导函数,令导函数小于0得到不等式的解集,得到相应方程的两个根,将根代入,求出a的值.
(II)求出g(x)的导数在x=-1的值即曲线的切线斜率,利用点斜式求出切线的方程
(III)求出不等式,分离出参数A,构造函数h(x),利用导数求出h(x)的最大值,令a大于等于最大值,求出a的范围.
解:(1) ………………………1分
由题意的解集是
即
的两根分别是
.
将或
代入方程
得
.
. …………4分
(2)由(Ⅰ)知:,
,
点
处的切线斜率
,
函数y=
的图像在点
处的切线方程为:
,即
. …………7分
(3) ,
即:
对
上恒成立
可得对
上恒成立……9分
设, 则
令,得
(舍)
当时,
;当
时,
………..12
当
时,
取得最大值,
=-2
.
的取值范围是
. ………15分
已知函数,其中
,
(1)若m =" –" 2,求在(2,–3)处的切线方程;
(2)当时,函数
的图象上任意一点的切线斜率恒大于3 m,求m的取值范围.
正确答案
解:(1);(2)
。
本试题主要是考查了导数的几何意义的运用, 以及导数与不等式的综合运用。
(1),m =" –" 2,易知又过(2,-3)利用点斜式方程得到。
(2)要符合题意需要满足恒陈立,利用导数求解最值得到。
解:(1)易知又过(2,-3)
5分
(2) 由已知得,即
6分
又所以
即
①
设,其函数开口向上,由题意知①式恒成立, 8分
所以解之得
又
11分
所以
即的取值范围为
12分
曲线在
处的切线斜率是 .
正确答案
.
(满分14分)已知动圆经过点(1,0),且与直线相切,
(1)求动圆圆心的轨迹方程。
(2)在(1)中的曲线上求一点,使这点到直线的距离最短。
正确答案
解:(1)
(2)设点,距离为
,
当时,
取得最小值,此时
为所求的点。
略
(本小题满分14分)设函数,
.
(Ⅰ)当时,
在
上恒成立,求实数
的取值范围;
(Ⅱ)当时,若函数
在
上恰有两个不同零点,求实数
的取值
范围;
(Ⅲ)是否存在实数,使函数
和函数
在公共定义域上具有相同的单调性?若存在,求出
的值,若不存在,说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)由a=0,f(x)≥h(x)可得-mlnx≥-x 即
┉┉┉┉┉┉┉┉1分
记,则f(x)≥h(x)在(1,+∞)上恒成立等价于
.
求得 ┉┉┉┉┉┉┉┉2分
当时;
;当
时,
┉┉┉┉┉┉┉┉3分
故在x=e处取得极小值,也是最小值,
即,故
. ┉┉┉┉┉┉┉┉4分
(Ⅱ)函数k(x)=f(x)-h(x)在[1,3]上恰有两个不同的零点等价于方程x-2lnx=a,在[1,3]上恰有两个相异实根。┉┉┉┉┉┉┉┉5分
令g(x)=x-2lnx,则 ┉┉┉┉┉┉┉┉6分
当时,
,当
时,
g(x)在[1,2]上是单调递减函数,在上是单调递增函数。
故 ┉┉┉┉┉┉┉┉8分
又g(1)=1,g(3)=3-2ln3
故a的取值范围是(2-2ln2,3-2ln3) ┉┉┉┉┉┉┉┉9分
(Ⅲ)存在m=,使得函数f(x)和函数h(x)在公共定
义域上具有相同的单调性
,函数f(x)的定义域为(0,+∞)。┉┉┉┉┉┉10分
若,则
,函数f(x)在(0,+
∞)上单调递增,不合题意;┉┉┉11分
若,由
可得2x2-m>0,解得x>
或x<-
(舍去)
故时,函数的单调递增区间为(
,+∞)
单调递减区间为(0, ) ┉┉┉┉┉┉┉┉12分
而h(x)在(0,+∞)上的单调递减区间是(0,),单调递增区间是(
,+∞)
故只需=
,解之得m=
┉┉┉┉┉┉┉┉13分
即当m=时,函数f(x)和函数h(x)在其公共定义域上具有相同的单调性。┉14分.
略
若函数f(x)在定义域R内可导,f(2+x)=f(2-x),且当x∈(-∞,2)时,(x-2)
>0.设a=f(1
),
,c=f(4),则a,b,c的大小为 .
正确答案
c>a>b
由f(2+x)=f(2-x)可得函数f(x)的对称轴为x=2,故a=f(1)=f(3),
c=f(4),.
又由x∈(-∞,2)时,(x-2)f′(x)>0,可知f′(x)<0,即f(x)在(-∞,2)上是减函数,所以f(x)在(2,+∞)上是增函数于是f(4)>f(3)>f(),即c>a>b.
(本小题满分12分)已知函数.
(Ⅰ)若函数在
上是增函数,求正实数
的取值范围;
(Ⅱ)若,
且
,设
,求函数
在
上的最大值和最小值.
正确答案
(Ⅰ)解:由题设可得
因为函数在
上是增函数,
所以,当时
,不等式
即
恒成立
因为,当时,
的最大值为
,则实数
的取值范围是
-----4分
(Ⅱ) 解: ,
所以, …………6分
(1) 若,则
,在
上, 恒有
,
所以在
上单调递减
,
…………7分
(2) 时
(i)若,在
上,恒有
所以在
上单调递减
…………9分
ii)时,因为
,所以
,所以
所以在
上单调递减
…………11分
综上所述:当时,
,
;当
且时,
,
.…………12分
略
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