- 导数及其应用
- 共6208题
已知函数,
.
(1)当时,求
的最小值;
(2)若,求a的取值范围.
正确答案
(1)0;(2)(-∞,0).
试题分析:本题主要考查导数的计算、利用导数判断函数的单调性、利用导数求函数的最值、恒成立问题等基础知识,考查学生的分析问题解决问题的能力、转化能力、计算能力.第一问,对求导,利用“
单调递增,
单调递减”判断函数的单调性,确定函数最值的位置,并求出函数的最小值;第二问,先将已知不等式进行转化,将所求的参数分离出来,构造新的函数,利用“
单调递增,
单调递减”判断函数的单调性,确定函数最值的位置,并求出函数的最值,代入到所转化的式子中即可.
试题解析:(1)当a=1时,f(x)=x2-lnx-x,.
当x∈(0,1)时,f¢(x)<0;当x∈(1,+∞)时,f¢(x)>0.
所以f(x)的最小值为f(1)=0. 5分
(2)f(x)>x,即f(x)-x=x2-lnx-(a+1)x>0.
由于x>0,所以f(x)>x等价于. 7分
令,则
.
当x∈(0,1)时,g¢(x)<0;当x∈(1,+∞)时,g¢(x)>0.
g(x)有最小值g(1)=1.
故a+1<1,a的取值范围是(-∞,0). 12分
设P为函数y=(x+1)图象上异于原点的动点,且该图象在点P处的切线的倾斜角为θ,则θ的取值范围是______.
正确答案
∵函数y=(x+1),
∴y′==
+
≥2
=
(当且仅当
=
取等号),
∴y′∈[,+∞),
∴tanθ≥,又0≤θ<π,
∴≤θ<
.
故答案为:[,
).
已知定义在R上的函数f(x)满足0<f′(x)<1,对任意实数a≠b,的取值范围是______.
正确答案
由于定义在R上的函数f(x)满足0<f′(x)<1,
根据导数的几何意义是切线的斜率,
∴对任意实数a≠b,0<<1.
即对任意实数a≠b,的取值范围是 (0,1).
故答案为:(0,1).
已知f(x)=x3-3x,过A(1,m)可作曲线y=f(x)的三条切线,则m的取值范围是______.
正确答案
已知点(1,m)在直线x=1上;由f'(x)=3x2-3=0得两个极值点x=±1;
由f''(x)=6x=0;得一个拐点x=0;
在(-∞,0)f(x)上凸,在(0,+∞)f(x)下凸;
切线只能在凸性曲线段的外侧取得,在拐点x=0处有一条上凸和下凸部分的公共切线L其斜率k=f'(0)=-3,方程为:y=-3x;L与直线x=1的交点为(1,-3)
设过点(1,m)的直线为l
当m>-2时,l与函数f(x)上凸部分相切且有两条切线,l与下凸部分只能相交;
当m<-3时,l与f(x)下凸部分相切且有两条切线,l与上凸部分只能相交;
当-3<m<-2时,l与f(x)下凸部分相切且有两条切线,l与上凸部分也相切但只有一条,共3条;其中,当m=-3时下凸部分的切线之一与上凸部分的切线重合,共有2条
所以m的取值范围是-3<m<-2
故答案为:(-3,-2)
已知曲线y=x3+
,求曲线过点P(2,4)的切线方程;
正确答案
4x-y-4=0或x-y+2=0.
设曲线y=x3+
与过点P(2,4)的切线相切于点A
,
则切线的斜率k=,切线方程为y-
=
(x-x0),即y=
x-
+
.
因为点P(2,4)在切线上,
所以4=2-
+
,即
-3
+4=0,
解得x0=-1或x0=2,
故所求的切线方程为4x-y-4=0或x-y+2=0.
曲线y=x-cosx在x=
处的切线方程为________.
正确答案
x-y--
=0
设f(x)=x-cosx,则f′
=
+sin
=1,故切线方程为y-
=x-
,化简可得x-y-
-
=0
曲线在点
处的切线方程为 ___________________
正确答案
试题分析:点在曲线
上. ,
曲线
在点
处的切线的斜率为
,由直线方程的点斜式得得,
即为所求.
函数y=f(x)的图像在点M(1,f(1))处的切线方程为,则
=______
正确答案
试题分析:由题意可知,
,所以
.
如图所示,将一矩形花坛扩建成一个更大的矩形花坛
,要求
在
的延长线上,
在
的延长线上,且对角线
过
点.已知
米,
米。
(1)设(单位:米),要使花坛
的面积大于32平方米,求
的取值范围;
(2)若(单位:米),则当
,
的长度分别是多少时,花坛
的面积最大?并求出最大面积.
正确答案
(Ⅰ);(Ⅱ)花坛
的面积最大27平方米,此时
米,
米 .
试题分析:(Ⅰ)把用
表示后,再把矩形
面积表示出来,解不等式可得;(Ⅱ)对(Ⅰ)中的函数解析式,以导数为工具,求出最大值.
试题解析:由于即
,则
故 4分
(1)由 得
,
因为,所以
,即
从而或
即长的取值范围是
8分
(2)令,则
11分
因为当时,
,所以函数
在
上为单调递减函数,
从而当时
取得最大值,即花坛
的面积最大27平方米,
此时米,
米 16分
已知:函数.(其中e为自然对数的底数,e=2.71828…〉.
(1) 当时,求函数
的图
象在点
处的切线方程;
(2) 当时,试求函数
的极值;
(3)若,则当
时,函数
的图象是否总在不等式
所表示的平面区域内,请写出判
断过程.
正确答案
解析:
(1)
所以,当时函数
的图
象在点
处的切线的斜率为1
故所求切线方程为……………………..2分
(2)当时
恒成立,函数定义域为R
又单调递增,
单调递减,
单调递增
所以函数的极大值为
,极大值为
…………………..5分
(3)①当时
法一:因为函数在
单调递增,所以其最小值为
,而函数
在
的最大值为1,所以函数
图象总在不等式
所表示的平面区域内……………..6分
法二:因为
而当时
,
又,
,即当
时
成立
所以函数图象总在不等式
所表示的平面区域内……………..6分
②当时,
法一:仿上可得函数在
上时,上述结论仍然成立……………..7分
法二:因为,由(2)知
而当时
又,
,即当
时
成立……………..7分
而当时,因为函数
递减,其最小值为
所以,下面判断的关系,即判断
的关系,
令
单调递增
使得
上单调递减,在
单调递增……………………………..10分
所以
即也即
所以函数图象总在不等式
所表示的平面区域内……………..12分
略
(本题满分15分)
已知函数
(Ⅰ) 求的最小值
(Ⅱ)若在区间
, 试求k的取值范围.
正确答案
略
(本小题共12分) 给定函数和
(I)求证: 总有两个极值点;
(II)若
和
有相同的极值点,求
的值.
正确答案
证明: (I)因为,
令,则
,---------------------2分
则当时,
,当
,
所以为
的一个极大值点, ------------4分
同理可证为
的一个极小值点.----- ----------5分
另解:(I)因为是一个二次函数,
且,-------------------------------------2分
所以导函数有两个不同的零点,
又因为导函数是一个二次函数,
所以函数有两个不同的极值点.-------- ----------5分
(II) 因为,
令,则
---------------6分
因为和
有相同的极值点, 且
和
不可能相等,
所以当时,
, 当
时,
,
经检验, 和
时,
都是
的极值点
略
(本题满分12分)设函数 (a、b、c、d∈R)满足:
对任意 都有
,
,
(1)的解析式;
(2)当时,证明:函数图象上任意两点处的切线不可能互相垂直;
(3)设 ,证明:
时,
正确答案
解:(I)因为,成立,所以:
,
由: ,得
,
由:,得
解之得: 从而,函数解析式为:
…………4分
(2)由于,,设:任意两数
是函数
图像上两点的横坐
标,则这两点的切线的斜率分别是:
又因为:,所以,
,得:
知:
故,当 是函数
图像上任意两点的切线不可能垂直…………9分
(3)当: 时,
且
此时
当且仅当:即
,取等号,故:
…………12分
略
(本小题满分12分) 设的极小值为
,其导函数
的图像开口向下且经过点
,
(Ⅰ)求的解析式;(Ⅱ)方程
有唯一实数解,求
的取值范围
(Ⅲ)若对都有
恒成立,求实数
的取值范围
正确答案
解:(1),且
的图象过点
…………2分
∴,由图象可知函数
在
上单调递减,在
上单调递增,在
上单调递减,(不说明单调区间应扣分)
∴,即
,解得
∴ …………4分[
(2) ,又因为
="-8."
由图像知,,即
…………8分
(3)要使对都有
成立,只需
由(1)可知函数在
上单调递减,在
上单调递增,
在上单调递减,且
,
…………10分
∴
故所求的实数m的取值范围为…………12分
略
(本小题12分)
已知函数的图像如图所示.
(1)求的值;
(2)若函数在
处的切线方程为
,
求函数的解析式;
(3)若=5,方程
有三个不同的根,求实数
的取值范围。
正确答案
函数的导函数为
(1)由题图可知,函数的图像过点(0,3),且
,
得 .
(2)依题意可得,得
所以
. (3)依题意
由 ①
若方程有三个不同的根,当且仅当满足
②
由①②得
所以,当时,方程
有三个不同的根.
略
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