- 导数及其应用
- 共6208题
以下命题正确的是 。
①把函数的图象向右平移
个单位,得到
的图象;
②一平面内两条曲线的方程分别是,它们的交点是
,
则方程表示的曲线经过点
;
③为长方形,
,
,
为
的中点,在长方形
内随机取一
点,取得的点到距离大小1的概率为
;
④若等差数列前
项和为
,则三点
共线。
正确答案
①②④
把函数的图象向右平移
个单位,所得函数为
,故①正确;
一平面内两条曲线的方程分别是,它们的交点是
,则
所以
所以方程
表示的曲线经过点
,故②正确;
如图,以的中点
为圆心,以
为半径作半圆,此半圆必与
相切
在长方形内随机取一点,取得的点到
距离大于1,则此点在半圆之外且矩形之内,即图中空白部分.由
为长方形,
,
,得长方形
的面积
,而半圆的面积为
,所空白处的面积为
,所以所求的概率为
,故③错;
设等差数列的首项为,公差为
,则其前
项的和为
,所以
设三点
则,
,即
,所以直线
,又点
为
与
的公共点,所以三点
共线
即④正确
故本题正确答案为①②④
如图,是可导函数,直线
是曲线
在
处的切线,令
,则
.
正确答案
试题分析:观察图形可知,,切线
过点
,
所以,切线方程为,因此,
;
故.
已知函数f(x)=,曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为x+2y-3=0.求a,b.
正确答案
a=1,b=1
f′(x)=.
由于直线x+2y-3=0的斜率为-,且过点(1,1),
所以即
∴a=1,b=1.
已知函数f(x)=ax2-(2a+1)x+2ln x,a∈R.
(1)若曲线y=f(x)在x=1和x=3处的切线互相平行,求a的值;
(2)求f(x)的单调区间.
正确答案
(1)a=(2)f(x)的单调递增区间是
和(2,+∞),单调递减区间是
f′(x)=ax-(2a+1)+(x>0).
(1)由题意得f′(1)=f′(3),解得a=.
(2)f′(x)= (x>0).
①当a≤0时,x>0,ax-1<0.在区间(0,2)上,f′(x)>0;在区间(2,+∞)上,f′(x)<0,故f(x)的单调递增区间是(0,2),单调递减区间是(2,+∞).
②当0<a<时,
>2.在区间(0,2)和
上,f′(x)>0;在区间
上,f′(x)<0.
故f(x)的单调递增区间是(0,2)和,单调递减区间是
.
③当a=时,f′(x)=
≥0,
故f(x)的单调递增区间是(0,+∞).
④当a>时,0<
<2,在区间
和(2,+∞)上,f′(x)>0;在区间
上,f′(x)<0.
故f(x)的单调递增区间是和(2,+∞),单调递减区间是
.
设曲线在点(1,1)处的切线与x轴的交点的横坐标为
,令
,则
的值为 。
正确答案
-2
点(1,1)在函数的图像上,因为(1,1)为切点,
的导函数为
切线是:
,令
得切点的横坐标:
,
。
经过曲线f(x)=ax3+bx上一点P(2,2),所作的切线的斜率为9,若y=f(x)得定义域为[-,3],则该函数的值域为______.
正确答案
点P(2,2)在曲线y=ax3+bx
则:8a+2b=2
∵y'=3ax2+b
∴当x=2 时,12a+b=9
联立得:a=1,b=-3
∴y=x3-3x
∴y'=3x2-3,令3x2-3=0,x=±1
∵f(1)=1-3=-2,f(-1)=-1+3=2,f(3)=27-9=18,f(-)=-
+
=
∴y=x3-3x在x∈[-,3]的最大值为18,最小值为-2,即值域为[-2,18]
故答案为:[-2,18].
已知数列的前
项和为
,且
,对任意
,都有
.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列满足
,求数列
的前
项和
.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)解法1是在的条件下,由
得到
,将两式相减得
,经化简得
,从而得出数列
为等差数列,然后利用等差数列的通项公式求出数列
的通项公式;解法2是利用
代入递推式得到
,经过化简得到
,在两边同时除以
得到
,从而得到数列
为等差数列,先求出数列
的通项公式,进而求出
的表达式,然后利用
与
之间的关系求出数列
的通项公式;(2)解法1是在(1)的前提下求出数列
的通项公式,然后利用错位相减法求数列
的和;解法2是利用导数
以及函数和的导数运算法则,将数列
的前
项和
视为函数列
的前
项和在
处的导数值,从而求出
.
试题解析:(1)解法1:当时,
,
,
两式相减得,
即,得
.当
时,
,即
.
数列
是以
为首项,公差为
的等差数列.
.
解法2:由,得
,
整理得,,两边同除以
得,
.
数列
是以
为首项,公差为
的等差数列.
.
.
当时,
.
又适合上式,
数列
的通项公式为
;
(2)解法1:由(1)得.
,
.
,①
,②
①②得
.
.
解法2:由(1)得.
,
.
,①
由,
两边对取导数得,
.
令,得
.
.
设f(x)=x+ax2+bln x,曲线y=f(x)过点
P(1,0),且在P点处的切线的斜率为2.
①求a,b的值;
②证明:f(x)≤2x-2.
正确答案
①a=-1,b=3.②见解析
① f′(x)=1+2ax+.
由题意知即
,
解得a=-1,b=3.
②由①知f(x)=x-x2+3ln x.
f(x)的定义域为(0,+∞).
设g(x)=f(x)-(2x-2)=2-x-x2+3ln x,
则g′(x)=-1-2x+=-
.
由g′(x)>0知0<x<1,
由g′(x)<0知x>1.
所以g(x)在(0,1)内单调递增,在(1,+∞)内单调递减.
所以g(x)在(0,+∞)上的最大值为g(1)=0,
所以g(x)≤0,即f(x)≤2x-2.
设函数f(x)=x3+2ax2+bx+a,g(x)=x2-3x+2,其中x∈
R,a,b为常数,已知曲线y=f(x)与y=g(x)在点(2,0)处有相同的切线l.
求a,b的值,并求出切线l的方程.
正确答案
x-y-2=0
f′(x)=3x2+4ax+b,g′(x)=2x-3,
由于曲线y=f(x)与y=g(x)在点(2,0)处有相同的切线,∴f′(2)=g′(2),f(2)=g(2)=0,∴∴a=-2,b=5.
所以,所求切线的斜率为g′(2)=1,
切线方程为y-0=1(x-2),即x-y-2=0.
曲线在点(1,-1)处的切线方程为 .
正确答案
试题分析:由知:
,故
,所有所求点
处的切线方程为
,即
.
已知函数,(
).
(Ⅰ)已知函数的零点至少有一个在原点右侧,求实数
的范围.
(Ⅱ)记函数的图象为曲线
.设点
,
是曲线
上的不同两点.如果在曲线
上存在点
,使得:①
;②曲线
在点
处的切线平行于直线
,则称函数
存在“中值相依切线”.
试问:函数(
且
)是否存在“中值相依切线”,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)(Ⅱ)函数
不存在“中值相依切线”,理由见解析。
解:(Ⅰ)(1)当时,
,直线与
轴的交点为
,即函数
的零点为0,不在原点右侧,不满足条件. (1分)
(2)当时,
,抛物线的顶点为
,即函数
的零点为0,不在原点右侧,不满足条件. (2分)
(3)当时,
,抛物线开口向上且过原点,对称轴
,所以抛物线与
轴的另一交点在对称轴的左侧,故函数
的零点不在原点右侧,不满足条件. (3分)
(4)当时,
,抛物线开口向上且过原点,对称轴
,所以抛物线与
轴的另一交点在对称轴的右侧,故函数
有一个零点在原点右侧,满足条件. (4分)
(5)当时,
,抛物线开口向下且过原点,对称轴
,所以抛物线与
轴的另一交点在对称轴的右侧,故函数
有一个零点在原点右侧,满足条件. (5分)
综上可得,实数的取值范围是
. (6分)
(Ⅱ)假设函数存在“中值相依切线”.
设,
是曲线
上的不同两点,且
,
则,
.
(8分)
曲线在点处的切线斜率
, (9分)
依题意得:.
化简可得: , 即
=
. (11分)
设 (
),上式化为:
, 即
. (12分)
令,
.
因为,显然
,所以
在
上递增,显然有
恒成立.
所以在内不存在
,使得
成立.
综上所述,假设不成立.所以,函数不存在“中值相依切线”. (14分)
(本题满分10分)在半径为的圆内,作内接等腰三角形,当底边上高为多少时,它的面积最大?
正确答案
当时,等腰三角形的面积最大.
本试题主要考查了导数解决实际问题的中的最值问题的运用。
利用已知条件设出变量,然后表示半径为R的圆内,作内接等腰三角形的面积,结合导数的思想得到极值,进而得到最值。
如图,设圆内接等腰三角形的底边长为,高为
,
那么
,
解得,于是内接三角形的面积为:
,
从而
,
令,解得
,由于不考虑不存在的情况,所在区间
上列表示如下:
由此表可知,当时,等腰三角形的面积最大.
已知函数
(Ⅰ)若曲线在点
处的切线的倾斜角为
,求实数
的值;
(Ⅱ)若函数在区间
上单调递增,求实数实数
的范围.
正确答案
(1);(2)
.
本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用,求解函数单调区间的运用。
解:(Ⅰ)
则可得:……………………6分
(Ⅱ)由函数在区间
上单调递增
则对一切的
恒成立
即恒成立,令
当时取=,所以
……………………13分
(本小题满分12分)设函数(其中
,
是自然对数的底数)
(I)若处的切线方程;
(II)若函数上有两个极值点.
①实数m的范围; ②证明的极小值大于e.
正确答案
解:(I) ∵m=3
∴,
∴
故曲线在点(0,
)处的切线方程为:y=3 4分
(II)由(I)知,要使函数
在
有两个极值点,只要方程
有两个不等负根,那么实数m应满足
,解得
8分
设两负根为,则
,可只当
时有极小值
,由于对称轴为
,
,
∴,
,
∵
在
上单调递增
∴
(I)可求出即在点(0,f(0))处切线的斜率,然后写出点斜式方程,再化成一般式即可.
(II)解决本小题的关键是把题目条件若函数上有两个极值点转化为
有两个不等的负根,从而借助韦达定理及差别式即可求解.
如图,从边长为的正方形铁皮的四个角各截去一个边长为
的小正方形,再将四边向上折起,做成一个无盖的长方体铁盒,且要求长方体的高度
与底面正方形的边长的比不超过常数
,问:
取何值时,长方体的容积V有最大值?
正确答案
略
此题是一道应用题,主要还是考查导数的定义及利用导数来求区间函数的最值,利用导数研究函数的单调性和极值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力,解题的关键是求导要精确.
求体积最大值的问题,由题意解出v的表达式,对函数v进行求导,解出极值点,然后根据极值点来确定函数v的单调区间,
因极值点是关于a,t的表达式,此时就需要讨论函数v的单调性,分别代入求出最大值,从而求解.
解:长方体的体积V(x)=4x(x-a)2,(o<x<a),…………………………2分
由≤ t 得 0<x≤
< a …………………4分
而V′=12(x-)(x-a) ∴V在(0,
)增,在(
,a)递减……………6分
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