- 导数及其应用
- 共6208题
((本小题满分14分)
已知。
(1)若函数为奇函数,求实数
的值;
(2)若函数在区间
上是增函数,求实数
的值组成的集合A;
(3)设关于的方程
的两个非零实根为
,试问:是否存在实数
,使得不等式
对任意
及
恒成立?若存在,求
的取值范围;若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(1)根据恒成立得到
(2)
根据题意知,在区间恒有
,故有
解之得,即
(3)由得
,所以
故,因为
,故
所以只需要对于任意,
恒成立。
令,则有
,即
解得或
略
.本小题满分12分)已知函数是R上的奇函数,
当时
取得极值
,
(1)求的单调区间和极大值;
(2)证明对任意,不等式
恒成立. 、
正确答案
解:∵为R上的奇函数,∴
,
即,∴d=0.∴
,
.
∵当x=1时,取得极值
.∴
∴
解得:
.
∴,
,
令,则
或
,令
,则
.
∴的单调递增区间为
和
,单调递减区间为
.…………6分
(2)证明:由(1)知,,(
)是减函数,
且在
上的最大值
,
在
上的最小值
,
∴对任意的,恒有
…………12分
略
(本小题满分16分)设函数f(x)=x4+bx2+cx+d,当x=t1时,f(x)有极小值.
(1)若b=-6时,函数f(x)有极大值,求实数c的取值范围;
(2)在(1)的条件下,若存在实数c,使函数f(x)在闭区间[m-2,m+2]上单调递增,求实数m的取值范围;
(3)若函数f(x)只有一个极值点,且存在t2∈(t1,t1+1),使f ′(t2)=0,证明:函数g(x)=f(x)-x2+t1x在区间(t1,t2)内最多有一个零点.
正确答案
(1)-16<c<16.(2)-2<m<0,或m>4.(3)同解析
(1)因为 f(x)=x4+bx2+cx+d,
所以h(x)=f ′(x)=x3-12x+c.……2分
由题设,方程h(x)=0有三个互异的实根.
考察函数h(x)=x3-12x+c,则h ′(x)=0,得x=±2.
所以 故-16<c<16. ………………………………………………5分
(2)存在c∈(-16,16),使f ′(x)≥0,即x3-12x≥-c, (*)
所以x3-12x>-16,
即(x-2)2(x+4)>0(*)在区间[m-2,m+2]上恒成立. …………7分
所以[m-2,m+2]是不等式(*)解集的子集.
所以或m-2>2,即-2<m<0,或m>4. ………………………9分
(3)由题设,可得存在α,β∈R,
使f ′(x)=x3+2bx+c=(x-t1)(x2+αx+β),
且x2+αx+β≥0恒成立.又f´(t2)=0,且在x=t2两侧同号,
所以f´(x) =(x-t1)(x-t2)2.
另一方面,
g ′(x)=x3+(2b-1)x+t1+c=x3+2bx+c-(x-t1)=(x-t1)[(x-t2)2-1].
因为 t1 < x < t2,且 t2-t1<1,所以-1< t1-t2 < x-t2 <0.所以 0<(x-t2)2<1,
所以(x-t2)2-1<0.
而 x-t1>0,所以g ′(x)<0,所以g(x)在(t1,t2)内单调减.
从而g(x)在(t1,t2)内最多有一个零点.…………………………………16分
已知函数
(I)求在区间上的最大值
(II)是否存在实数使得的图象与的图象有且只有三个不同的交点?若存在,求出的取值范围;若不存在,说明理由。
正确答案
:(I)
当即时,在上单调递增,
当即时,
当时,在上单调递减,
综上,
(II)函数的图象与的图象有且只有三个不同的交点,即函数
的图象与轴的正半轴有且只有三个不同的交点[.]
当时,是增函数;
当时,是减函数;
当时,是增函数;
当或时,
当充分接近0时,当充分大时,
要使的图象与轴正半轴有三个不同的交点,必须且只须
即
所以存在实数,使得函数与的图象有且只有三个不同的交点,的取值范围为
本小题主要考查函数的单调性、极值、最值等基本知识,考查运用导数研究函数性质的方法,考查运算能力,考查函数与方程、数形结合、分类与整合等数学思想方法和分析问题、解决问题的能力
求抛物线y=x2上点到直线x-y-2=0的最短距离.
正确答案
由题意得,与直线x-y-2=0平行的抛物线y=x2的切线对应的切点到直线x-y-2=0距离最短,设切点为(x0,),则切线的斜率为2x0=1,所以x0=
,切点为
,切点到直线x-y-2=0的距离为d=
一个物体的运动方程为s=1-t+t2,其中s的单位是m,t的单位是s,那么物体在3s末的瞬时速度是_______m/s.
正确答案
5
s′(t)=2t-1,s′(3)=2×3-1=5.
一物体沿直线以速度(
的单位为:秒,
的单位为:米/秒)的速度作变速直线运动,该物体从时刻t=0秒至时刻 t=
秒间运动的路程
正确答案
略
曲线y=x3-2x+4在点(1,3)处的切线的倾斜角为 ▲
正确答案
略
如图是y=f(x)导数的图象,对于下列四个判断:①f(x)在[-2,-1]上是增函数;②x=-1是f(x)的极小值点;
③f(x)在[-1,2]上是增函数,在[2,4]上是减函数;④x=3是f(x)的极小值点.其中判断正确的是 .
正确答案
②③
略
曲线f(x)= ex-f(0)x+
x2在点(1,f(1))处的切线方程为________.
正确答案
y=ex-
由已知得f(0)=,
∴f(x)= ex-
x+
x2,
∴f′(x)= ex-
+x,
∴f′(1)= e-
+1,即f′(1)=e,
从而f(x)=ex-x+ x2,f′(x)=ex-1+x,
∴f(1)=e-,f′(1)=e,
故切线方程为y-=e(x-1),即y=ex-
.
在区间[-6,6]内任取一个元素x0,抛物线x2=4y在x=x0处的切线的倾斜角为α,则α∈的概率为 .
正确答案
将x2=4y变形为y=x2.由函数导数的几何意义知x∈[-6,6]时,tanα=y′=
x∈[-3,3]
当α∈时,tan α∈[1,+∞)∪(-∞,-1].所以α∈
的概率为
.
曲线y=在x=2处的切线斜率为________.
正确答案
-
根据导数的几何意义,只要先求出导数以后,将x=2代入即可求解.因为y′=-,所以y′|x=2=-
,即为切线的斜率.
曲线上的点到直线
的最短距离是__________.
正确答案
试题分析:直线y=2x+3在曲线y=ln(2x+1)上方,把直线平行下移到与曲线相切,切点到直线2x-y+3=0的距离即为所求的最短距离.由直线2x-y+3=0的斜率,令曲线方程的导函数等于已知直线的斜率即可求出切点的横坐标,把求出的横坐标代入曲线方程即可求出切点的纵坐标,然后利用点到直线的距离公式求出切点到已知直线的距离即可.解:因为直线2x-y+3=0的斜率为2,所以令y′==2,解得:x=1,把x=1代入曲线方程得:y=0,即曲线上过(1,0)的切线斜率为2,则(1,0)到直线2x-y+3=0的距离d=
即曲线y=ln(2x-1)上的点到直线2x-y+3=0的最短距离是
故答案为:
点评:在曲线上找出斜率和已知直线斜率相等的点的坐标是解本题的关键.同时要求学生掌握求导法则及点到直线的距离公式的运用.
设f(x)是偶函数,若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为1,则该曲线在点(-1,f(-1))处的切线的斜率为________.
正确答案
试题分析:解:因为函数是偶函数,所以曲线
关于
轴对称,所以曲线在点
处的切线与在点
的切线关于
轴对称.它们的斜率互为相反数;所以该曲线在点
处的切线的斜率为
,故答案应填
.
已知曲线方程,若对任意实数
,直线
都不是曲线的切线,则
的取值范围是
正确答案
(-∞,-1)∪(0,+∞)
试题分析:若存在实数m,使直线l是曲线y=f(x)的切线,∵f′(x)=2sinxcosx+2a=sin2x+2a,∴方程sin2x+2a=-1有解,∴-1≤a≤0,故所求a的取值范围是(-∞,-1)∪(0,+∞)。
点评:中档题,利用导数的几何意义,假定切线存在,则导函数值等于切线的斜率,建立方程,确定得到参数的范围。
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