- 导数及其应用
- 共6208题
(本小题满分16分)定义在上的函数
,如果满足:对任意
,存在常数
,都有
成立,则称
是
上的有界函数,其中
称为函数
的上界.
已知函数;
.
(1)当时,求函数
在
上的值域,并判断函数
在
上是否为有界函数,请说明理由;
(2)若函数在
上是以3为上界的有界函数,求实数
的取值范围;
(3)若,函数
在
上的上界是
,求
的取值范围.
正确答案
解:(1)当时,
因为在
上递减,所以
,即
在
的值域为
故不存在常数
,使
成立
所以函数在
上不是有界函数。 ……………4分
(2)由题意知,在
上恒成立。………5分
,
∴ 在
上恒成立………6分
∴ ………7分
设,
,
,由
得 t≥1,
设,
所以在
上递减,
在
上递增,………9分
在
上的最大值为
,
在
上的最小值为
所以实数的取值范围为
。…………………………………10分
(3),
∵ m>0 , ∴
在
上递减,………12分
∴ 即
………13分
①当,即
时,
, ………12分
此时 ,………14分
②当,即
时,
,
此时 ,
综上所述,当时,
的取值范围是
;
当时,
的取值范围是
………16分
略
设f(x)=log2,F(x)=+f(x).
(1)试判断函数f(x)的单调性,并用函数单调性定义,给出证明;
(2)若f(x)的反函数为f-1(x),证明: 对任意的自然数n(n≥3),都有f-1(n)>;
(3)若F(x)的反函数F-1(x),证明: 方程F-1(x)=0有惟一解.
正确答案
(1) F(x)在(-1,1)上是增函数,(2)证明略 (3)证明略
(1)由>0,且2-x≠0得F(x)的定义域为(-1,1),
设-1<x1<x2<1,则
F(x2)-F(x1)=()+(
)
,
∵x2-x1>0,2-x1>0,2-x2>0,∴上式第2项中对数的真数大于1.
因此F(x2)-F(x1)>0,F(x2)>F(x1),∴F(x)在(-1,1)上是增函数.
(2)证明: 由y=f(x)=得
2y=
,
∴f-1(x)=,∵f(x)的值域为R,∴f--1(x)的定义域为R.
当n≥3时,
f-1(n)>.
用数学归纳法易证2n>2n+1(n≥3),证略.
(3)证明:∵F(0)=,∴F-1(
)=0,∴x=
是F-1(x)=0的一个根.
假设F-1(x)=0还有一个解x0(x0≠),则F-1(x0)=0,于
是F(0)=x0(x0≠). 这是不可能的,故F-1(x)=0有惟一解.
曲线在点
处的切线方程为 .
正确答案
试题分析:,
,当
时,
,故曲线
在点
处的切线方程为
,即
.
(本小题满分14分)
已知
(1)当时,求曲线
在点
处的切线方程;
(2)若在区间
上是增函数,求实数
的取值范围
;
(3)在(2)的条件下,设关于的方程
的两个根为
、
,若对任意
,
,不等式
恒成立,求
的取值范围.
正确答案
解:(1) y= ;(2)
;(3)
。
本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用。
(1)a=1时,,
,过点
的切线方程为y=
得到结论。
(2), ∵
在区间
上是增函数,∴
对
恒成立,即
对
恒成立等价转化得到结论。
(3)由,得
,
∵ ∴
是方程
的两非零实根,
∴,从而
结合不等式得到结论。
解:(1)a=1时,,-------2分
,过点
的切线方程为y=
----------4分
(2) ,
∵在区间
上是增函数,
∴对
恒成立,
即 对
恒成立
设,则问题等价于
,
∴ --------9
(3)由,得
,
∵ ∴
是方程
的两非零实根,
∴,从而
,
∵,∴
.
∴不等式对任意
及
恒成立
对任意
恒成立
对任意
恒成立
设,则问题又等价于
即 的取值范围是
-----14分
已知函数.
(1)若曲线在
处的切线的方程为
,求实数a的值;
(2)求证:≥0恒成立的充要条件是
;
(3)若,且对任意
,都有
,求实数的取值范围.
正确答案
(1)-2;(2)见解析;(3).
(1)根据函数f(x)在x=1处的导数值为3,建立关于a的方程求出a的值.
(2)证充要条件:要从两个方面进行证明:(i)充分性.(ii)必要性.
(3)由(2)知 当a<0时,函数f(x)在上是增函数,又函数
在
是减函数.
从面确定不妨设,则
,
然后利用导数解决.
解:所以曲线
在x=1处切线的斜率为
.
.
(2)①充分性
所以当
上是增函数,当
,所以函数
在(0,1)上是减函数,所以
②必要性
(i)当时,
恒成立,所以函数
在(0,+
)上是增函数.而
,所以当
综上所述,恒成立的充要条件是a=1.
(3)由(2)可知
当a<0时,函数f(x)在上是增函数,又函数
在
是减函数.
不妨设,则
已知函数.
(Ⅰ)求函数的单调区间;
(Ⅱ)若当时,不等式
恒成立,求实数
的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)函数的定义域为
………………………………………1分
……………………………………………3分
令
且
…………………4分
在
为单调递减函数,
时,
;
时,
;
递增区间为
;递减区间为
。………………………………6分
(Ⅱ)在条件下:
恒成立
恒成立。 ………………………………8分
令,设
(
)
……………………………10分
由(Ⅰ)知时,
,
在
单调递减
,即
的取值范围为
………………………………………12分
略
已知直线与曲线
相切,则
的值为 ;
正确答案
1
略
若,则
.
正确答案
-1
略
定理:若函数在闭区间[m,n]上是连续的单调函数,且
,则存在唯一一个
。已知
(1)若是减函数,求a的取值范围。
(2)是否存在同时成立,若存在,指出c、d之间的等式关系,若不存在,请说明理由。
正确答案
(1)
(2)
(1)
依题意恒成立
即
显然
,故a的取值范围是
…………6分
(2)由(1)知:当a=1时,上是减函数
且
∴存在唯一 …………8分
同理由上是减函数
且
知存在
即成立 …………10分
由
及的唯一性知
综上可知,存在c,d使同时成立,
且 …………13分
是否存在实数a,使函数f(x)=loga(ax2-x)在区间[2,4]上是增函数?如果存在,求出a的取值范围;如果不存在,请说明理由.
正确答案
见解析
解:假设符合条件的实数a存在,
设g(x)=ax2-x,
当a>1时,为使函数f(x)=loga(ax2-x)在区间[2,4]上是增函数,需g(x)=ax2-x在区间[2,4]上是增函数,故应满足
即解得a>
.
又∵a>1,∴a>1;
当0a(ax2-x)在区间[2,4]上是增函数,需g(x)=ax2-x在区间[2,4]上是减函数,故应满足即
此不等式组无解;
综上可知:当a>1时,函数f(x)=loga(ax2-x)在区间[2,4]上是增函数.
= 。
正确答案
略
函数的单调递减区间 .
正确答案
略
.(本小题满分12分)已知抛物线的对称轴上一点
,过点
的直线
交抛物线于
、
两点.
(I)若抛物线上到点
最近的点恰为抛物线的顶点
,求
的取值范围;
(II)设直线的斜率为
,直线
的斜率为
,若
,求
的值.
正确答案
略
(本小题满分16分)
已知函数的导数是
.
(1)求时,
在x=1处的切线方程。
(2)当时,求证:对于任意的两个不等的正数
,有
;
(3)对于任意的两个不等的正数,若
恒成立,求
的取值范围.
正确答案
(1)当时,
,
,
又
切点
,
切线方程
4分
(2)证明:由得
=
=
①
,
>
. ②
,
③由①②③得
即 10分
(3)解:由得
所以
=
>1
即对于任意的两个不等的正数,
>1恒成立,
即证恒成立 因为
>
,
故恒成立设
,易求当且仅当
时
故所求
的取值范围是
16分
略
已知函数
(1)当a=0时,求与直线x-y-10 =0平行,且与曲线y=f(x)相切的直线的方程;
(2)求函数的单调递减区间;
(3)如果存在,使函数
在x=-3处取得最大值,试求b的最大值。
正确答案
略
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