- 导数及其应用
- 共6208题
已知函数,其中
.
(1)当时,求函数
的图象在点
处的切线方程;
(2)如果对于任意,都有
,求
的取值范围.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)将代入函数解析式,求出
及
的值,利用点斜式写出切线方程;(2)利用参数分离法将
转化为
,构造新函数
,问题转化为
来求解,但需注意区间
端点值的取舍.
试题解析:(1)由,得
,
所以,
又因为,
所以函数的图象在点
处的切线方程为
;
(2)由,得
,
即.
设函数,
则,
因为,
所以,
,
所以当时,
,
故函数在
上单调递增,
所以当时,
,
因为对于任意,都有
成立,
所以对于任意,都有
成立.
所以.
(本大题12分)
已知函数函数
的图象与
的图象关于直线
对称,
.
(Ⅰ)当时,若对
均有
成立,求实数
的取值范围;
(Ⅱ)设的图象与
的图象和
的图象均相切,切点分别为
和
,其中
.
(1)求证:;
(2)若当时,关于
的不等式
恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(1)(2)
本试题主要是考查了函数与不等式的综合运用。属于中档题。
(1)根据已知条件,函数函数
的图象与
的图象关于直线
对称,
,当b=0时,通过图像的关系得到证明。
(2)结合导数的几何意义得到切线方程,然后利用坐标的关系式进而比较大小得到,同时当时,关于
的不等式
恒成立,可以转化为关于a与x的关系式,分离参数的思想得到。
(16分)设函数,
。
⑴若函数图象上的点到直线
距离的最小值是
,求
的值。
⑵关于的不等式
的解集中的整数恰好有3个,求实数
的取值范围。
正确答案
⑴.⑵
.
本试题主要是考查了导数在研究函数与不等式以及点到直线的距离的综合运用。
(1)因为函数图象上的点到直线
距离的最小值是
,则因为
,所以
,令
,解得
,此时
,则点
到直线
的距离最小可得结论。
(2)由于关于的不等式
的解集中的整数恰好有3个,等价于
恰好有三个整数解,等价转化思想得到结论。
⑴因为,所以
,令
,解得
,此时
,则点
到直线
的距离最小,即
解得
.
⑵不等式的解集中的整数解恰好有3个,等价于
恰好有三个整数解,故
,即
,
,所以
,又因为
,所以
,解得
.
(本题满分10分)已知函数图象上的点
处的切线方程为
.(I)若函数
在
时有极值,求
的表达式;
(Ⅱ)函数在区间
上单调递增,求实数
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ). (Ⅱ)实数
的取值范围为
.
本试题主要是考查了运用导数的工具,来求解函数的极值和函数的单调性问题,以及导数几何意义的综合运用。
根据给定的曲线的切线方程得到切点坐标和极值点处导数为零得到相应的关系式进行分析得到解析式,再利用导数的符号判定单调性,进而得到范围。
解:,
因为函数在
处的切线斜率为-3,
所以,即
, ①
又得
. ②
(Ⅰ)函数在
时有极值,
所以, ③
联立①②③解方程组,得,
所以. ………………………6分
(Ⅱ)因为函数在区间
上单调递增,所以导函数
在区间
上的值恒大于或等于零,
则
解得,
所以实数的取值范围为
. ………………………10分
(本小题满分10分)一艘轮船在航行中的燃料费和它的速度的立方成正比,已知在速度为每小时10公里时的燃料费是每小时6元,而其他与速度无关的费用是每小时96元,问此轮船以何种速度航行时,能使行驶每公里的费用总和最小?
正确答案
解:设船速度为时,燃料费用为
元,则
,
由,可得
,
∴,…………………………………4分
∴总费用,
,令
得
,…………………………………8分
当时,
,此时函数单调递减,
当时,
,此时函数单调递增,
∴当时,
取得最小值,
∴此轮船以20公里/小时的速度使行驶每公里的费用总和最小.…………………10分
略
如图,有一个圆柱形杯子,底面周长为12cm,高为8cm,A点在内壁距杯口2cm
处,在A点正对面的外壁距杯底2cm的B处有一只小虫,小虫要到A处饱餐一顿至少要走
_________(cm)的路(杯子厚度忽略不计).
正确答案
10cm
略
已知函数,其中
.
(Ⅰ)当时,求曲线
在点
处的切线方程;
(Ⅱ)求f(x)的单调区间.
正确答案
(Ⅰ)(Ⅱ)① 当
时, 单调递减区间为
;单调递增区间为
,
.②当
时,
的单调递减区间为
,
;单调递增区间为
,
③ 当
时,
为常值函数,不存在单调区间.④当
时,
的单调递减区间为
,
;单调递增区间为
,
.
(Ⅰ)解:当时,
,
.………………2分
由于,
,
所以曲线在点
处的切线方程是
. ………………4分
(Ⅱ)解:,
. ………………6分
① 当时,令
,解得
.
的单调递减区间为
;单调递增区间为
,
.……………8分
当时,令
,解得
,或
.
② 当时,
的单调递减区间为
,
;单调递增区间为
,
………………10分
③ 当时,
为常值函数,不存在单调区间.………………11分
④ 当时,
的单调递减区间为
,
;单调递增区间为
,
.………………13分
一火车锅炉每小时煤的消耗费用与火车行驶速度的立方成正比,已知当速度为20 km/h时,每小时消耗的煤价值40元,其他费用每小时需400元,火车的最高速度为100 km/h,火车以何速度行驶才能使从甲城开往乙城的总费用最少?
正确答案
速度为20 km/h时,总费用最少
设火车的速度为x km/h,甲、乙两城距离为a km.
由题意,令40=k·203,∴k=,
则总费用f(x)=(kx3+400)·=a
.
∴f(x)=a (0<x≤100).
由f′(x)==0,得x=20
.
当0<x<20时,f′(x)<0;当20
<x<100时,f′(x)>0.
∴当x=20时,f(x)取最小值,
即速度为20 km/h时,总费用最少.
已知函数在点
处的切线方程为
.
(1)求,
的值;
(2)对函数定义域内的任一个实数
,
恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
(1);(2)
试题分析:(1)根据导数的几何意义,函数在处的导数就是曲线在点
处切线的斜率,把点
代入切线方程
中,得
,把点
代入
中,得关于
的一个方程,又
,得关于
的另一个方程,联立解;(2)恒成立问题的解决办法,一种方法是参变分离,由(1)得
,∴
,左边函数的最大值
;第二种方法是构造函数,但是考虑到求导时候的困难,可先变形,
,
,记
,
最大值小于0,即可.
试题解析:(1)由
而点在直线
上
,又直线
的斜率为
故有
(2)方法一:由(1)得由
及
令
令,故
在区间
上是减函数,故当
时,
,当
时,
,从而当
时,
,当
时,
在
是增函数,在
是减函数,故
要使
成立,只需
,故
的取值范围是
.
方法二:由,则
,∴
,记
,
,①当
时,
不满足恒小于0;②当
时,令
,当
时,
递增,
递减,
,
;当
时,
所以不满足,综上所述:
的取值范围是
.
(本小题满分12分)已知曲线的图象与x轴相切于不同于原点的一点,又函数有极小值-4,求
的值。
正确答案
,设其二根为
①,
②,又y有极小值,所以
必有二根,所以在
处取极小值,即
③
④,由①②③④得p=6,q=9
略
((本小题满分12分)
已知函数
(Ⅰ)若函数为增函数,求
的取值范围
;
(Ⅱ)讨论函数的零点个数,并说明理由。
正确答案
略
((本小题满分12分)
已知函数,
(1)若曲线在
处切线的斜率为
,求实数
的值.
(2)求函数的极值点.
正确答案
(1)4
(2)当0<<1时,
是
的极大值点,
是
的极小值点。
当时,
无极值点。
当>1时,
是
的极小值点,
是
的极大值点。
略
(本小题满分12分)
已知函数,
.依次在
处取到极值.
(Ⅰ)求的取值范围;
(Ⅱ)若成等差数列,求
的值.
正确答案
解:(Ⅰ)
有三个极值点,
有三个根
.
,则
由得
或
有有三零点
…………6分
(Ⅱ) 是方程
的三个根.
且
解得:…………12分
略
、若直线与曲线
相切于点
,则
.
正确答案
略
略
设,若
,则
____________.
正确答案
略
略
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