- 导数及其应用
- 共6208题
已知向量,
,若
,则
在
处的切线方程为为.
正确答案
试题分析:由已知,,
时,
,即切点为
.
又,所以,切线的斜率为
,由直线方程的点斜式得所求切线方程为
.
已知函数
(Ⅰ)设为函数
的极值点,求证:
;
(Ⅱ)若当时,
恒成立,求正整数
的最大值.
正确答案
(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ)正整数的最大值为
.
试题分析:(Ⅰ)设为函数
的极值点,只需对
求导,让它的导函数在
处的值为零,这样得到
的关系式
,从而证明
;(Ⅱ)当
时,
恒成立,求正整数
的最大值,这是恒成立问题,解这类为题,只需分离参数,把含有参数放到不等式一边,不含参数放到不等式的另一边,转化为求不含参数一边的最大值或最小值即可,本题分离参数得
,不等式的右边就是
,这样转化为求
的最小值问题,由于
带有对数函数,需用极值法求最值,只需对
求导,得
,令
时,即
,无法解方程,可令
,判断单调性,利用根的存在性定理来确定根的范围,从而求解.
试题解析:(Ⅰ)因为,故
,
为函数
的极值点,
, 即
,于是
,故
;
(Ⅱ)恒成立,分离参数得
,则
时,
恒成立,只需
,
,记
,
,
在
上递增,又
,
在
上存在唯一的实根
, 且满足
,
当
时
,即
;当
时
,即
,
,故正整数
的最大值为
.
(本小题满分14分)如图,在直线之间表示的是一条河流,河流的一侧河岸(x轴)是一条公路,且公路随时随处都有公交车来往. 家住A(0,a)的某学生在位于公路上B(d,0)(d>0)处的学校就读. 每天早晨该学生都要从家出发,可以先乘船渡河到达公路上某一点,再乘公交车去学校,或者直接乘船渡河到达公路上B(d, 0)处的学校. 已知船速为
,车速为
(水流速度忽略不计).
(1)若d=2a,求该学生早晨上学时,从家出发到达学校所用的最短时间;
(2)若,求该学生早晨上学时,从家出发到达学校所用的最短时间.
正确答案
(I)设该学生从家出发,先乘船渡河到达公路上某一点P(x,0) (0≤x≤d),再乘
公交车去学校,所用的时间为t,则.……3分
令……………………………………………………5分
且当…………………………………………………6分
当……………………………………………………7分
当时,所用的时间最短,最短时间为:
.………………………………9分
答:当d=2a时,该学生从家出发到达学校所用的最短时间是.
(II)由(I)的讨论可知,当d=上的减函数,所以当
时,
即该学生直接乘船渡河到达公路上学校,所用的时间最短.……………………12分
最短的时间为………………………………………………14分
答:当时,该学生从家出发到达学校所用的最短时间是
略
一个顶点在下,底面在上的圆锥形容器,其底面半径等于圆锥的高,若以
的速度向该容器注水,则水深10时水面上升的速度为
正确答案
0.09
略
(本小题共l4分)
已知函数
,
.
(Ⅰ)设函数F(x)=18f(x)-x2[h(x)]2,求F(x)的单调区间与极值;
(Ⅱ)设,解关于x的方程
;
(Ⅲ)设,证明:
.
正确答案
解:(Ⅰ),
.
令,得
(
舍去).
当时.
;当
时,
,
故当时,
为增函数;当
时,
为减函数.
为
的极大值点,且
.
(Ⅱ)方法一:原方程可化为,
即为,且
①当时,
,则
,即
,
,此时
,∵
,
此时方程仅有一解.
②当时,
,由
,得
,
,
若,则
,方程有两解
;
若时,则
,方程有一解
;
若或
,原方程无解.
方法二:原方程可化为,
即,
①当时,原方程有一解
;
②当时,原方程有二解
;
③当时,原方程有一解
;
④当或
时,原方程无解.
(Ⅲ)由已知得,
.
设数列的前n项和为
,且
(
)
从而有,当
时,
.
又
.
即对任意时,有
,又因为
,所以
.
则,故原不等式成立.
略
函数的极大值为 .
正确答案
-2
试题分析:求导得:.由此可知,函数在
处取得极大值
.
(本题满分14分)
已知函数(
),
.
(Ⅰ)当时,解关于
的不等式:
;
(Ⅱ)当时,记
,过点
是否存在函数
图象的切线?若存在,有多少条?若不存在,说明理由;
(Ⅲ)若是使
恒成立的最小值,对任意
,
试比较与
的大小(常数
).
正确答案
(I). (Ⅱ)这样的切线存在,且只有一条。
(Ⅲ)以,
=
.
本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用,以及不等式的求解,以及最值的研究。
(1)因为当时,不等式等价于
,进而得到解集
(2)假设存在这样的切线,设其中一个切点,
∴切线方程:将点T代入得到结论。
(3)对
恒成立,所以
,构造函数运用导数求解最值得到证明。
(I)当时,不等式等价于
,解集为
. 3分
(Ⅱ)假设存在这样的切线,设其中一个切点,
∴切线方程:,将点
坐标代入得:
,即
, ①
法1:设,则
.………………6分
,
在区间
,
上是增函数,在区间
上是减函数,
故.
又,注意到
在其定义域上的单调性知
仅在
内有且仅有一根方程①有且仅有一解,故符合条件的切线有且仅有一条. 8分.
法2:令(
),考查
,则
,
从而在
增,
减,
增. 故
,
,而
,故
在
上有唯一解.
从而有唯一解,即切线唯一.
法3:,
;
当;
所以在
单调递增。 又因为
,所以方程
有必有一解,所以这样的切线存在,且只有一条。
(Ⅲ)对
恒成立,所以
,
令,可得
在区间
上单调递减,
故,
. 10分
得,
. 令
,
,
注意到,即
,
所以,
=
. 14分
已知函数,
(1)若函数在点
处的切线斜率为1,求
的值;
(2)在(1)的条件下,对任意,函数
在区间
总存在极值,求
的取值范围;
(3)若,对于函数
在
上至少存在一个
使得
成立,求实数
的取值范围。
正确答案
(2)
(3)
本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用
(1)因为函数在点
处的切线斜率为1,那么x=2的导数值为零可知参数a的值。
(2)由(1)知,,
故
(3)
则
然后对于参数p讨论得到单调性。
解:
(2)由(1)知,,
故
则,
①若,由于
,所以不存在
使得
②若,此时
,所以
在
上是增函数,
,只要
即可,解得
,即
(本小题满分12分)如题(21)图,已知、
为椭圆
和双曲线
的公共顶点,
、
分别为双曲线和椭圆上不同于
、
的动点,且
.设
、
、
、
的斜率分别为
、
、
、
.
(I)求证:;
(II)求的值;
(III)设、
分别为双曲线和椭圆的右焦点,若
,求
的值.
正确答案
略
(本小题满分12分)函数,
(I)判断的单调性;
(II)若且函数
在
上有解,求
的范围.
正确答案
略
(本小题满分12分)已知函数f(x)=ln(x+1)-x.
⑴求函数f(x)的单调递减区间;
⑵若,证明:
.
正确答案
解:⑴函数f(x)的定义域为.
=
-1=-
。由
<0及x>-1,得x>0.∴当x∈(0,+∞)时,f(x)是减函数,即f(x)的单调递减区间为(0,+∞).
⑵证明:由⑴知,当x∈(-1,0)时,>0,当x∈(0,+∞)时,
<0,
因此,当时,
≤
,即
≤0∴
.
令,则
=
.
∴当x∈(-1,0)时,<0,当x∈(0,+∞)时,
>0.
∴当时,
≥
,即
≥0,∴
.
综上可知,当时,有
.
略
((本题15分)
已知函数,
(Ⅰ)若曲线在点
处的切线斜率为3,且
时
有极值,求函数
的解析式;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求函数在
上的最大值和最小值。
正确答案
解: (2分)
(Ⅰ)由题意,得 (6分)
所以, …………………………………………7分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,
(9分)
在[-4,1]上的最大值为13,最小值为-11。 (15分)
略
(本小题满分12分)
已知曲线在点
处的切
线斜率为
(Ⅰ)求的极值;
(Ⅱ)设在(一∞,1)上是增函数,求实数
的取值范围;
正确答案
解析:(Ⅰ)的定义域是
…………1分
…………2分
由题知
令…………3分
当变化时,
的变化情况如下表所示
所以处取得极大值1,无极小值。…………6分
(Ⅱ)…………7分
由题知上恒成立,即
在(-∞,1)上恒成立……8分
即实数的取值范围是
…………12分
略
(本小题满分12分)
已知函数
(Ⅰ)设两曲线有公共点,且在公共点处的切线相同,若
,试建立
关于
的函数关系式,并求
的最大值;
(Ⅱ)若在(0,4)上为单调函数,求
的取值范围。
正确答案
略
设函数,则
。
正确答案
略
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