- 导数及其应用
- 共6208题
设函数(1)当
时,求
的最大值;(2)令
,(
),其图象上任意一点
处切线的斜率
≤
恒成立,求实数
的取值范围;(3)当
,
,方程
有唯一实数解,求正数
的值.
正确答案
(1)的极大值为
,此即为最大值;(2)
≥
;(3)
.
试题分析:(1)依题意,知的定义域为(0,+∞),当
时,
,
(2′)令
=0, 解得
.(∵
)
因为当时,
,此时
单调递增;当
时,
,此时
单调递减。所以
的极大值为
,此即为最大值 4分
(2),
,则有
≤
,在
上恒成立,
所以≥
,
(8′)当
时,
取得最大值
,所以
≥
8分
(3)因为方程有唯一实数解,所以
有唯一实数解,
设,则
.令
,
.
因为,
,所以
(舍去),
,
当时,
,
在(0,
)上单调递减,当
时,
,
在(
,+∞)单调递增 当
时,
=0,
取最小值
则
既
所以
,因为
,所以
(*)设函数
,因为当
时,
是增函数,所以
至多有一解.因为
,所以方程(*)的解为
,即
,解得
. 12分
点评:典型题,切线的斜率,等于在切点的导函数值。利用导数研究函数的极值,一般遵循“求导数、求驻点、研究导数的正负、确定极值”,利用“表解法”,清晰易懂。不等式恒成立问题,往往通过构造函数,通过研究函数的最值确定参数的范围。
已知函数,
(1)若x=1时取得极值,求实数
的值;
(2)当时,求
在
上的最小值;
(3)若对任意,直线
都不是曲线
的切线,求实数
的取值范围。
正确答案
(1) (2)
(3)
试题分析:(1)∵,∴
,得
当时,
; 当
时,
。
∴在
时取得极小值,故
符合。
(2)当时,
对
恒成立,
在
上单调递增,
∴
当时,由
得
,
若,则
,∴
在
上单调递减。
若,则
,∴
在
上单调递增。
∴在
时取得极小值,也是最小值,即
。
综上所述,
(3)∵任意,直线
都不是曲线
的切线,
∴对
恒成立,即
的最小值大于
,
而的最小值为
,∴
,故
.
点评:深刻理解导数的几何意义及熟练利用导数求极值、最值是解题的关键.分类讨论思想和转化思想是解题常用的思想方法,应熟练掌握.
已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)设,证明:当
时,
;
(3)若函数的图像与x轴交于A,B两点,线段AB中点的横坐标为x0,证明:
(x0)<0.(本题满分14分)
正确答案
(1)若单调增加.
若,
单调增加,在
单调减少.
(2)见解析。
试题分析:解:(1)…………………………………………1分
…………………………2分
(i)若单调增加.…………………3分
(ii)若
且当
所以单调增加,在
单调减少. ……………………5分
(2)设函数则
…………………………………7分
当时,
,所以
单调递增,
故当,
……………………………9分
(3)由(I)可得,当的图像与x轴至多有一个交点,
故,从而
的最大值为
不妨设
由(II)得
从而
由(I)知, …………………………………………………14分
点评:解答本题易出现以下失误:①忘记求函数的定义域;②想不到分类讨论,从而在判断函数的单调性时出现错误。当求函数的单调性时,如果无法判断导函数的符号,自然而然的就应该想到分类讨论,为了避免错误的发生,在平常做题时就要养成分析思路的习惯。
已知A、B、C是直线l上的三点,向量、
、
满足
,(O不在直线l上
)
(1)求的表达式;
(2)若函数在
上为增函数,求a的范围;
(3)当时,求证:
对
的正整数n成立.
正确答案
解:(1) (2)
(3)略
本试题主要是考查了函数与导数的关系运用,以及向量的共线的综合运用。
(1)由向量共线得到函数关系式,进而分析求解。
(2)函数在给定区间增函数,说明了导数恒大于等于零,得到参数a的范围。
(3)结合上面的结论,运用放缩法求证。
已知函数,
,
.
(1)若在
存在极值,求
的取值范围;
(2)若,问是否存在与曲线
和
都相切的直线?若存在,判断有几条?并求出公切线方程,若不存在,说明理由。
正确答案
(1)(2)存在一条公切线,切线方程为:
试题分析:(Ⅰ) 依题有:则
在
上有变号零点;
令,则
当,则
;当
,则
因此,在
处取得极小值。 3分
而,
,
易知,
①当存在两个变号零点时,,可得:
② 当存在一个变号零点时,,可得:
综上,当在
上存在极值时,
的范围为:
6分
(Ⅱ) 当时,
,
易知是
与
的一个公共点。
若有公共切线,则必为切点,∵
,∴
可知在
处的切线为
而,∴
则
可知在
处的切线也为
因此,存在一条公切线,切线方程为:。 12分
点评:函数在某区间有极值,则在区间上有变号零点,转化为导函数最大值最小值一正一负,第二问找到两函数的公共点是求解的关键,只需求在该点处的两条切线看其是否相同
已知函数
(I)当a=18时,求函数的单调区间;
(II)求函数在区间
上的最小值.
正确答案
(1)函数f(x)的单调递增区间是(4,+∞),单调递减区间是(0.4).
(2)e2-4e+2-a.
试题分析:解:(1)当a=18时,f(x)=x2-4x-16lnx(x>0),所以f'(x)=2x-4- ,由f'(x)>0,解得x>4或一2<x<0,注意到x>0,所以函数f(x)的单调递增区间是(4,+∞).由f'(x)<0,解得0<x<4或x<-2.注意到x>0,所以函数f(x)的单调递减区间是(0,4).综上所述,函数f(x)的单调递增区间是(4,+∞),单调递减区间是(0.4).(2)当x∈[e,e2]时,f(x)=x2-4x+(2-x)lnx, f'(x)=2x-4+
设g(x)=2x2-4x+2-a.当a<0时,有△=16-4×2(2-a)=8a<0,此时g(x)>0恒成立,所以f'(x)>0,f(x)在[e,e2]上单调递增,所以f(x)min=f(e)=e2-4e+2-a.当a>0时,△=16-4×2(2-a)=8a>0,令f'(x)>0,即2x2-4x+2-a>0,解得x>1+
或x<1-
令f'(x)<0,即2x2-4x+2-a<0,解得1-
<x<
.①当
≥e2,即a≥2(e2-1)2时,f(x)在区间[e,e2]上单调递减,所以f(x)min=f(e2)=e4-4e2+4-2a;②当e<
<e2,即2(e-1)2<a<2(e2-1)2时,在区间[e,
]上单调递减,在区间[
,e2]上单调递增,所以f(x)min=f(
)=
a-3+(2-a)ln(
);③当
≤e,即0<a≤2(e-1)2时,以f(x)在区间[e,e2]上单调递增,所以f(x)min=f(e)=e2-4e+2-a.综上所述,当a≥2(e2-1)2时,f(x)min=e4-4e2+4-2a;当2(e-1)2<a<2(e2-1)2时,f(x)min=
-3+(2-a)ln(
);当a<0或0<a≤2(e-1)2时,f(x)min=e2-4e+2-a.
点评:本题考查函数的单调区间的求法,考查函数的最小值的求法,综合性强,难度大,计算繁琐.解题时要认真审题,注意分类讨论思想和等价转化思想的合理运用。
已知的图像在点
处的切线与直线
平行.
(1)求a,b满足的关系式;
(2)若上恒成立,求a的取值范围;
(3)证明:(
)
正确答案
(1);(2)
(3)利用函数单调性及不等式的性质证明不等式
试题分析:(1),根据题意
,即
(2)由(Ⅰ)知,,
令,
则,
=
①当时,
,
若,则
,
在
为减函数,存在
,
即在
上不恒成立.
②时,
,当
时,
,
在
增函数,又
,
∴,∴
恒成立.
综上所述,所求的取值范围是
(3)有(2)知当时,
在
上恒成立.取
得
令,
得
,
即
∴
上式中令n=1,2,3,…,n,并注意到:
然后n个不等式相加得到
点评:利用导数工具研究函数的有关性质,把导数应用于单调性、极值等传统、常规问题的同时,进一步升华到处理与不等式的证明、解析几何、方程的解及函数零点等问题,是函数知识和其它知识的交汇运用
11.曲线在
处切线的斜率是 .
正确答案
1
解:因为,那么可知在x=1时导数值为1,因此切线斜率为1.
函数的极大值等于 .
正确答案
4
解:因为,可知函数的极大值在x=-1处取得,因此为4.
曲线y = 2ex 在x=0处的切线方程是
正确答案
解:利用导数的几何意义,可知切线的斜率为,过点(0,2)
则由点斜式可得为
若直线是
+1的切线,则
▲ .
正确答案
1
。设切点为(a,b),则
,又
,同时
设函数对
的任意实数,恒有
成立.
(I)求函数的解析式;
(II)用函数单调性的定义证明函数在
上是增函数
正确答案
(I)由,①得
②………(3分)
将①②得
,
………………………………(6分)
(II)任取
…………………………(9分)
而
即
故函数在
上是增函数.
略
(10分) 求函数的定义域.
正确答案
解:由题意可知:
解得:
略
曲线在点()处的切线方程为
正确答案
略
.(本小题满分15分)已知函数,
,
.
(1)当,求使
恒成立的
的取值范围;
(2)设方程的两根为
(
),且函数
在区间
上的最大值与最小值之差是8,求
的值.
正确答案
解:(1)由
得
,即
.下求
在
上的最大值,当
时,
;当
时
;当
时,
,
=
可证其在
上是增函数,故在
时取最大值
.∴
.
(2) ,
.由
是方程
的两根,可知
是方程
的两根.
故当时,
,从而
在
上是减函数,
又,
=
,
=
,
=
,
=(
)
,
.
略
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