- 导数及其应用
- 共6208题
(本小题满分12分)
已知函數f(x)=ln+mx2(m∈R)
(I)求函数f(x)的单调区间;
(II)若A,B是函数f(x)图象上不同的两点,且直线AB的斜率恒大于1,求实数m的取值范围。
正确答案
(Ⅰ)
在
上单调递增,在
上单调递减.
(Ⅱ) .
试题分析:(Ⅰ)f(x)的定义域为,
…………2分
时,
>0,
在
上单调递增;
时,
<0,
在
上单调递减.
综上所述:
在
上单调递增,在
上单调递减.
……………5分
(Ⅱ) 依题意,设,不妨设
,
则恒成立,…………6分
,则恒成立,
所以恒成立,
令……………8分
则g(x)在为增函数,
所以,对
恒成立,…………10分
所以,对
恒成立,
即,对
恒成立,
因此.……………12分
点评:典型题,本题属于导数应用中的基本问题,(2)涉及恒成立问题,转化成求函数的最值,这种思路是一般解法,往往要利用“分离参数法”,本题最终化为二次函数最值问题,体现考题“起点高,落点低”的特点。涉及对数函数,要特别注意函数的定义域。
(本小题满分12分)求函数f(x)=- 2的极值.
正确答案
当x=-1时函数有极小值为-3;当x=1时函数有极大值为-1.
试题分析:先求,然后列表,再根据左正右负为极大值,左负右正为极小值,可求出极值.
由于函数f(x)的定义域为R ---------------- 2 分
f'(x)= ----------- 6 分
令f'(x)=0得x=-1或x=1列表:
------------- 8 分
由上表可以得到
当x=-1时函数有极小值为-3;当x=1时函数有极大值为-1. --------- 12分
点评:掌握极大值与极小值的判断方法是解决本小题的关键.判断方法是极值点左正右负为极大值点;极值点的左负右正为极小值点.
过原点与曲线相切的切线方程为 .
正确答案
y=0或.
设切点坐标为,则过切点的切线的斜率为
,则切点方程为
,又因为过原点,所以
,解之得
,所以切线方程为y=0或
.
(本小题满分14分)已知:在函数的图象上,以
为切点的切线的倾斜角为
(I)求的值;
(II)是否存在最小的正整数,使得不等式
恒成立?如果存在,请求出最小的正整数
,如果不存在,请说明理由。
正确答案
(I)
(II)存在最小的正整数使得不等式
恒成立
(I)依题意,得
因为…………6分
(II)令…………8分
当
当
当
又
因此,当…………12分
要使得不等式恒成立,则
所以,存在最小的正整数使得不等式
恒成立
某一运动物体,在x(s)时离出发点的距离(单位:m)是f(x)=x3+x2+2x.
(1)求在第1s内的平均速度;
(2)求在1s末的瞬时速度;
(3)经过多少时间该物体的运动速度达到14m/s?
正确答案
(1)m/s(2)6m/s(3)2s
(1)物体在第1s内的平均变化率(即平均速度)为=
m/s.
(2)=
=6+3Δx+(Δx)2.当Δx→0时,
→6,所以物体在1s末的瞬时速度为6m/s.
(3)=
=2x2+2x+2+(Δx)2+2x·Δx+Δx.
当Δx→0时,→2x2+2x+2,令2x2+2x+2=14,解得x=2s,即经过2s该物体的运动速度达到14m/s.
设,
(1)若在
处有极值,求;(2)若
在
上为增函数,求的取值范围.
正确答案
(1)(2)
试题分析:解:(1)由已知可得f(x)的定义域为, 1分
又, 2分
由已知. 3分
经验证得符合题意 6分
(2)解:对
恒成立,
, 8分
因为,所以
的最大值为
的最小值为
, 12分
又符合题意, 13分
所以; 14分
其它正确解法按相应步骤给分
点评:解决 的关键是根据极值点处的导数为零得到参数的值,同时借助于导数的符号判定单调性,进而得到参数的范围,属于中档题。
(本小题满分13分)
已知函数.
(Ⅰ)若曲线在点
处的切线与直线
垂直,求函数
的单调区间;
(Ⅱ)若对于都有
成立,试求
的取值范围;
(Ⅲ)记.当
时,函数
在区间
上有两个零点,求实数
的取值范围.
正确答案
解: (I) 直线的斜率为1.
函数的定义域为
,
因为,所以
,所以
.
所以.
.
由解得
;由
解得
.
所以的单调增区间是
,单调减区间是
. ……………………4分
(II) ,
由解得
;由
解得
.
所以在区间
上单调递增,在区间
上单调递减.
所以当时,函数
取得最小值,
.
因为对于都有
成立,
所以即可.
则. 由
解得
.
所以的取值范围是
. ………………………………8分
(III)依题得,则
.
由解得
;由
解得
.
所以函数在区间
为减函数,在区间
为增函数.
又因为函数在区间
上有两个零点,所以
解得.
所以的取值范围是
. ……………………………………13分
略
(本小题满分12分)
某企业为适应市场需求,准备投入资金20万生产W和R型两种产品.经市场预测,生产W型产品所获利润(万元)与投入资金
(万元)成正比例关系,又估计当投入资金6万元时,可获利润1.2万元.生产R型产品所获利润
(万元)与投入资金
(万元)的关系满足
,为获得最大利润,问生产W.R型两种产品各应投入资金多少万元?获得的最大利润是多少?(精确到0.01万元)
正确答案
生产W 型产品应投入资金10.23 万元, 生产R型产品应投入资金9.77万元, 可获得的最大利润约为5.95万元
设生产R型产品应投入x万元,则生产W 型产品应投入资金(20-x)万元,……2分
所获总利润为y 万元,设=K
,
…………4分
…………6分
令则
…………9分
当即
此时20-x=10.23,y取最大值为
…………11分
答:生产W 型产品应投入资金10.23 万元, 生产R型产品应投入资金9.77万元, 可获得的最大利润约为5.95万元 …………12分
有一块三角形的铁板余料,如图1所示.已知.工人师傅计划用它加工成一个无盖直三棱柱型水箱,设计方案为:将图中的阴影部分切去,再把它沿虚线折起,请计算水箱的高为多少时,水箱的容积最大?最大容积是多少?
正确答案
水箱的高为时,水箱的容积最大,最大容积是
设容器的高为.
因为,所以
,所以
,所以
,所以
,∴
,
.
水箱的容积,
所以
.
又,所以
,即
.
令,得
或
(不合题意,舍去).
根据列表,分析
的符号和函数的单调性.
因此在处,
取得极大值,并且这个极大值就是函数的最大值,最大值为
.
答:水箱的高为时,水箱的容积最大,最大容积是
.
曲线y=x(3lnx+1)在点(1,1)处的切线方程为 .
正确答案
y=4x-3
由y=x(3lnx+1)得y′=3lnx+4,
则所求切线斜率为4,
则所求切线方程为y=4x-3.
已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若函数满足:
①对任意的,
,当
时,有
成立;
②对恒成立.求实数
的取值范围.
正确答案
(1)在
上单调递减,
在
上单调递增;(2)
.
试题分析:(1)先对求导,分析出导函数是单调递增的,并得
.从而得到
时,
,当
时,
.即求出函数
的单调区间;(2)先由(1)中的单调区间知
异号.再证明结论:当
时,对任意的
有
成立;
时,对任意的
有
成立.从而得出当
时,有
成立.然后在
的范围内研究对
恒成立问题.通过在
求
的最值,再由最大值与最小值的差要小于或等于
从而得到实数
的取值范围.
试题解析:(1),
令,则
,从而
在
上单调递增,即
在
内单调递增,又
,
所以当时,
,当
时,
,
故在
上单调递减,
在
上单调递增. 4分
(2)①由(1)可知,当,
时,
必异号,不妨设
,
. 我们先证明一个结论:当
时,对任意的
有
成立;
时,对任意的
有
成立.
事实上,
构造函数,
,(当且仅当
时等号成立).又
当时,
,所以
在
上是单调递减,
此时,对任意的
有
成立.当
时,
,所以
在
上是单调递增,
此时对任意的
有
成立;
当时,
,由于
在
上单调递减,所以
,
.同理
,
.
当时,当且仅当
时,有
成立. 8分
②时,由(1)可得
,
又
构造函数,
所以
在上
单调递增,又
所以,当
时
,即
,
所以.
因为,若要题设中的不等式恒成立,只需
成立即可.
构造函数,
所以
在
上递增. 又
所以,由
得
, 12分
又所以
, 因此
的取值范围为
. 13分
对任意x∈R,函数f(x)的导数存在,则
的大小关系为:
正确答案
<
试题分析:令F(x)=
因为f′(x)>f(x),所以F'(x)>0,所以F(x)是增函数。
又a>0,所以F(a)>F(0),即,即
,故填<。
点评:难题,本题较难,主要难在构造函数并研究其导数值的正负,明确函数的单调性。思路值得借鉴。
(本题满分14分)
已知是函数
的一个极值点,且函数
的图象在
处的切线的斜率为2
.
(Ⅰ)求函数的解析式并求单调区间.(5分)
(Ⅱ)设,其中
,问:对于任意的
,方程
在区间
上是否存在实数根?若存在,请确定实数根的个数.若不存在,请说明理由.(9分)
正确答案
(I),单调增区间是
,单调减区间是
;
(Ⅱ)对于任意的,方程
在区间
上均有实数根且当
时,有唯一的实数解;当
时,有两个实数解。
试题分析:(Ⅰ)由x=0是函数f(x)=(x2+ax+b)ex(x∈R)的一个极值点,f′(0)=0,得到关于a,b的一个方程,函数f(x)的图象在x=2处的切线的斜率为2e2,f′(2)=2e2;得到一个关于a,b的一个方程,解方程组求出a,b即可;
(Ⅱ)把求得的f′(x)代入g(x),方程g(x)=(m-1)2在区间(-2,m)上是否存在实数根,转化为求函数g(x)在区间(-2,m)上的单调性、极值、最值问题.
解:(I)………………1分
由……………………2分
又,故
………3分
令得
或
令得
………………4分
故,单调增区间是
,单调减区间是
……5分.
(Ⅱ)解:假设方程在区间
上存在实数根
设是方程
的实根,
,………………6分
令,从而问题转化为证明方程
=0
在上有实根,并讨论解的个数……………………7分
因为,
,
所以 ①当时,
,所以
在
上有解,且只有一解.…………………………9分
②当时,
,但由于
,
所以在
上有解,且有两解 ……………………………10分
③当时,
,所以
在
上有且只有一解;
当时,
,
所以在
上也有且只有一解…………………………………12分
综上, 对于任意的,方程
在区间
上均有实数根且当
时,有唯一的实数解;当
时,有两个实数解……14分
点评:解决该试题的关键是方程根的个数问题转化为求函数的最值问题,并能利用导数的几何意义求解切线方程问题。
已知点在曲线
上,
为曲线在点
处的切线的倾斜角,则
的取值范围是_____________.
正确答案
解:根据题意得f′(x)=-4ex(e2x+2ex+1 ),
∵k="-4" (ex+1
ex +2 )≥ -1,
且k<0
则曲线y=f(x)上切点处的切线的斜率k≥-1,
又∵k=tanα,结合正切函数的图象
由图可得α∈[3
4 ,
),
故答案为:[3 4 ,
).
已知,则
;
正确答案
-8
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