- 导数及其应用
- 共6208题
当常数k为何值时,直线y=x与曲线y=x2+k相切?请求 出切点。
正确答案
解:设切点为,
∵y′=2x,
∴
∴
故当时,直线y=x与曲线y=x2+k相切,且切点坐标为
。
已知函数φ(x)=,a为正常数.
(1)若f(x)=lnx+φ(x),且a=,求函数f(x)的单调增区间;
(2)若g(x)=|lnx|+φ(x),且对任意x1,x2∈(0,2],x1≠x2,都有<-1,求a的取值范围.
正确答案
(1)f′(x)=-
=
,(2分)
∵a=,令f′(x)>0,得x>2,或x<
,
∴函数f(x)的单调增区间为(0,),(2,+∞).(6分)
(2)∵<-1,
∴+1<0,
∴<0,(8分)
设h(x)=g(x)+x,依题意,h(x)在(0,2]上是减函数.
当1≤x≤2时,h(x)=lnx++x,h′(x)=
-
+1,
令h′(x)≤0,得:a≥+(x+1)2=x2+3x+
+3对x∈[1,2]恒成立,
设m(x)=x2+3x++3,则m′(x)=2x+3-
,
∵1≤x≤2,∴m′(x)=2x+3->0,
∴m(x)在[1,2]上递增,则当x=2时,m(x)有最大值为,
∴a≥(12分)
当0<x<1时,h(x)=-lnx++x,h′(x)=-
-
+1,
令h′(x)≤0,得:a≥-+(x+1)2=x2+x-
-1,
设t(x)=x2+x--1,则t′(x)=2x+1+
>0,
∴t(x)在(0,1)上是增函数,
∴t(x)<t(1)=0,
∴a≥0,(15分)综上所述,a≥(16分)
在曲线上求一点P,使得曲线在该点处切线的倾斜角为135°。
正确答案
解:设P(x0,y0),
∵y′=-8x-3,
∴
∴x0=2,代入曲线方程得y0=1,
∴所求点P坐标为(2,1)。
已知函数f(x)=x3+bx2+ax+d的图象过点P(0,2),且在点M(-1,f(-1))处的切线方程为6x-y+7=0.
(Ⅰ)求函数y=f(x)的解析式;
(Ⅱ)求函数y=f(x)的单调区间.
正确答案
(Ⅰ)∵f(x)的图象经过P(0,2),∴d=2,
∴f(x)=x3+bx2+ax+2,f'(x)=3x2+2bx+a.
∵点M(-1,f(-1))处的切线方程为6x-y+7=0
∴f'(x)|x=-1=3x2+2bx+a|x=-1=3-2b+a=6①,
还可以得到,f(-1)=y=1,即点M(-1,1)满足f(x)方程,得到-1+b-a+2=1②
由①、②联立得b=a=-3
故所求的解析式是f(x)=x3-3x2-3x+2.
(Ⅱ)f'(x)=3x2-6x-3.,令3x2-6x-3=0,即x2-2x-1=0.
解得x1=1-,x2=1+
.当x<1-
,或x>1+
时,f′(x)>0;
当1-<x<1+
时,f′(x)<0.
故f(x)的单调增区间为(-∞,1-),(1+
,+∞);单调减区间为(1-
,1+
)
若f(x)=x3,f′(x0)=3,则x0的值为 ______.
正确答案
∵f(x)=x3
∴f′(x)=3x2则f′(x0)=3x02=1
解的x0=±1,
故答案为±1
已知函数f(x)=alnx-bx2图象上一点P(2,f(2))处的切线方程为y=-3x+2ln2+2.
(1)求a,b的值;
(2)若方程f(x)+m=0在[, e]内有两个不等实根,求m的取值范围(其中e为自然对数的底).
正确答案
解(1)f′(x)=-2bx,f′(2)=
-4b,f(2)=aln2-4b.
∴-4b=-3,且aln2-4b=-6+2ln2+2.
解得a=2,b=1.
(2)f(x)=2lnx-x2,令h(x)=f(x)+m=2lnx-x2+m,
则h′(x)=-2x=
,令h'(x)=0,得x=1(x=-1舍去).
在[, e]内,当x∈[
, 1)时,h'(x)>0,∴h(x)是增函数;
当x∈(1,e]时,h'(x)<0,∴h(x)是减函数.
则方程h(x)=0在[, e]内有两个不等实根的充要条件是
即1<m≤+2.
求曲线y=x3在点(3,27)处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积。
正确答案
解:∵
∴曲线在点(3,27)处的切线方程为y-27=27(x-3),即y=27x-54,
此切线与x轴、y轴的交点分别为(2,0)、(0,-54),
∴切线与两坐标轴围成的三角形的面积=54。
已知过点(1,1)的直线l与曲线y=x3相切,求直线l的方程。
正确答案
解:设过(1,1)的直线与y=x3相切于点,
所以切线方程为,即
,
又(1,1)在切线上,
则x0=1或,
当x0=1时,直线l的方程为y=3x-2;
当时,直线l的方程为
;
∴直线l的方程为y=3x-2或。
抛物线C1:y=x2+2x与抛物线C2:y=-x2-的公切线方程是______.
正确答案
解;:对y=x2+2x求导,得,y′=2x+2,对y=-x2-求导,得,y′=-2x,
设公切线与抛物线C1:y=x2+2x的切点为(x0,y0),与抛物线C2:y=-x2-的切点为(x1,y1)
依题意可得方程解方程得x0=-
,y0=-
∴公切线方程为y+=[2×(-
)+2](x+
),即4x-4y-1=0
故填4x-4y-1=0
已知函数f(x)=(x2+ax+a)e-x,(a为常数,e为自然对数的底).
(Ⅰ)若函数f(x)在x=0时取得极小值,试确定a的取值范围;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,设由f(x)的极大值构成的函数为g(x),试判断曲线g(x)只可能与直线2x-3y+m=0、3x-2y+n=0(m,n为确定的常数)中的哪一条相切,并说明理由.
正确答案
(Ⅰ)f'(x)=(2x+a)e-x-e-x(x2+ax+a)=e-x[-x2+(2-a)x]=e-x•(-x)•[x-(2-a)],令f'(x)=0,
得x=0或x=2-a,
当a=2时,f'(x)=-x2e-x≤0恒成立,此时f(x)单调递减;
当a<2时,f'(x)<0时,2-a>0,
若x<0,则f'(x)<0,若0<x<2-a,则f'(x)>0,x=0是函数f(x)的极小值点;
当a>2时,2-a<0,若x>0,则,若2-a<x<0,则f'(x)>0,
此时x=0是函数f(x)的极大值点,
综上所述,使函数f(x)在x=0时取得极小值的a的取值范围是a<2
(Ⅱ)由(Ⅰ)知a<2,且当x>2-a时,f'(x)<0,
因此x=2-a是f(x)的极大值点,fmax(x)=f(2-a)=(4-a)ea-2,
于是g(x)=(4-x)ex-2(x<2)
g'(x)=-ex-2+ex-2(4-x)=(3-x)ex-2,令h(x)=(3-x)ex-2(x<2),
则h'(x)=(2-x)ex-2>0恒成立,
即h(x)在(-∞,2)是增函数,
所以当x<2时,h(x)<h(2)=(3-2)e2-2=1,即恒有g'(x)<1,
又直线2x-3y+m=0的斜率为,直线3x-2y+n=0的斜率为
,
所以由导数的几何意义知曲线g(x)只可能与直线2x-3y+m=0相切.
给出定义:若函数f(x)在D上可导,即f′(x)存在,且导函数f′(x)在D上也可导,则称f(x)在D上存在二阶导函数,记f′(x)=(f′(x))′.若f″(x)<0在D上恒成立,则称f(x)在D上为凸函数.以下四个函数在(0,)上不是凸函数的是______.(把你认为正确的序号都填上)
①f(x)=sin x+cos x;
②f(x)=ln x-2x;
③f(x)=-x3+2x-1;
④f(x)=xex.
正确答案
对于①,f″(x)=-(sinx+cosx),x∈(0,)时,
f″(x)<0恒成立;
对于②,f″(x)=-,在x∈(0,
)时,f″(x)<0恒成立;
对于③,f″(x)=-6x,在x∈(0,)时,f″(x)<0恒成立;
对于④,f″(x)=(2+x)•ex在x∈(0,)时f″(x)>0恒成立,
所以f(x)=xex不是凸函数.
故答案为:④
对正整数n,设曲线y=xn(1-x)在x=2处的切线与y轴交点的纵坐标为an,则数列的前n项和的公式是( )。
正确答案
2n+1-2
在平面直角坐标系xOy中,点P在曲线C:y=x3-10x+3上,且在第二象限内,已知曲线C在点P处的切线斜率为2,则点P的坐标为 ______.
正确答案
设P(x0,y0)(x0<0),由题意知:y′|x=x0=3x02-10=2,
∴x02=4.
∴x0=-2,
∴y0=15.
∴P点的坐标为(-2,15).
故答案为:(-2,15)
曲线C:f(x)=ex+sinx+1在x=0处的切线方程为( )。
正确答案
y=2x+2
航天飞机发射后的一段时间内,第t秒时的高度h(t)=10t3+20t2+45t+50,其中h的单位为米,则第1秒末航天飞机的瞬时速度是______米/秒.
正确答案
h'(t)=30t2+40t+45,h'(1)=30×12+40×1+45=115.
故答案为:115.
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