- 导数及其应用
- 共6208题
对于三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0),给出定义:设f′(x)是函数y=f(x)的导数,f″(x)是f′(x)的导数,若方程f″(x)=0有实数解x0,则称点(x0,f(x0))为函数y=f(x)的“拐点”.某同学经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且拐点就是对称中心.若f(x)=x3-
x2+
x+1,则该函数的对称中心为______,计算f(
)+f(
)+f(
)+…+f(
)=______.
正确答案
∵f(x)=x3-
x2+
x+1,则 f′(x)=x2-x+
,f″(x)=2x-1,令f″(x)=2x-1=0,求得x=
,
故函数y=f(x)的“拐点”为(,1).
由于函数的对称中心为(,1),
∴f(x)+f(1-x)=2,
∴f()+f(
)+f(
)+…+f(
)=2×1006=2012,
故答案为 (,1),2012.
已知函数在
上为增函数,
,
(1)求的值;
(2)当时,求函数
的单调区间和极值;
(3)若在上至少存在一个
,使得
成立,求
的取值范围.
正确答案
(1) ;
(2) 函数的单调增区间是,递减区间为
,
有极大值为
;
(3) .
试题分析:(1)因为函数在
上为增函数,所以
在
上恒成立;由此可有
,由
知
.
(2) 令则
,根据
函数单调递增,
函数单调递减,即函数的单调增区间是
,递减区间为
,
有极大值为
.
(3) 令,分情况讨论:
当时,
有
,
,所以:
即在
恒成立,此时不存在
使得
成立
当时,
∵,∴
, 又
,∴
在
上恒成立。
∴在
上单调递增,∴
令,则
故所求
的取值范围为
(1)由已知在
上恒成立
即 ∵
,∴
故在
上恒成立,只需
即,∴只有
,由
知
3分
(2)∵,∴
,
∴ (4分),
令则
的变化情况如下表:
即函数的单调增区间是,递减区间为
(6分)
有极大值为
7分
(3)令,
当时,
有
,
,所以:
即在
恒成立,
此时不存在使得
成立 8分
当时,
∵,∴
, 又
,∴
在
上恒成立。
∴在
上单调递增,∴
10分
令,
则故所求
的取值范围为
12分
设函数,
,函数
的图象与
轴的交点也在函数
的图象上,且在此点有公切线.
(Ⅰ)求,
的值;
(Ⅱ)试比较与
的大小.
正确答案
(Ⅰ),
;(Ⅱ)当
时,
;当
时,
.
试题分析:(Ⅰ)先求交点,代入可得,然后求导数,根据导数的几何意义可得
,联立解得
,
;(Ⅱ)利用作差法,然后分析差值函数的导数的正负分析原函数的单调性.
试题解析:(Ⅰ)的图象与
轴的交点坐标是
,
依题意,得 ① 1分
又,
,
与
在点
处有公切线,
∴即
② 4分
由①、②得,
5分
(Ⅱ)令,则
∴
∴在
上为减函数 6分
当时,
,即
;
当时,
,即
;
当时,
,即
.
综上可知,当时,即
;当
时,即
. 12分
(本题满分12分)
已知函数f(x)=x3+ax2+(a+6)x+b(a,b∈R).
(1)若函数f(x)的图象过原点,且在原点处的切线斜率是3,求a,b的值;
(2)若f(x)为R上的单调递增函数,求a的取值范围.
正确答案
解:(1)由函数f(x)的图象过原点,得b="0," ………………………………1分
又f′(x)=3x2+2ax+(a+6), …………………………………………………3分
f(x)在原点处的切线斜率是3,则a+6=3,所以a="-3." ………………………6分
(2)若f(x)为R上的单调递增函数,则f′(x) 在R上恒成立.
即3x2+2ax+(a+6)≥0在R上恒成立,………………………………………8分
因此Δ≤0,有4a2-12(a+6) ≤0 ………………………………………10分
即a2-3a-18 ≤0解得……………………………………………12分
试题分析:(Ⅰ)根据函数f(x)的图象过点P(1,2)与函数图象在点P处的切线斜率为8,建立关于a和b的方程组,解之即可;
(Ⅱ)由(Ⅰ)得f'(x),f(x)为R上的单调递增函数则令f'(x)0即可求出a的范围.
点评:解决该试题的关键对于导数几何意义的运用和单调递增时要满足到导函数恒大于等于零来得到。
某商场预计2013年1月份起前个月,顾客对某种商品的需求总量
(单位:件)与
的关系近似地满足:
.该商品第
月的进货单价
(单位:元)与x的近似关系是:
(1)写出今年第月的需求量
件与
的函数关系式;
(2)该商品每件的售价为185元,若不计其他费用且每月都能满足市场需求,试问商场2013年第几月份销售该商品的月利润最大,最大月利润为多少元?
正确答案
(1)
(2)商场2011年第5月份的月利润最大,最大利润为3125元
本试题主要是考查了函数在实际生活中的运用,主要是分段函数的运用。
(1)根据前x个月的总量,作差法得到第x个月的销售商品的需求量,然后得到关系式。
(2)根据题意设出变量,并能利用变量得到关于利润的函数关系式,借助于分段函数的性质,逐一求解最值,再比较大小得到结论。
解:(1)当 …………1分
当,且
时,
…………4分
验证符合
(x∈N*,且
). …………5分
(2)该商场预计第x月销售该商品的月利润为:
g(x)=
=
…………8分
当时
,
令,解得
(舍去). …………9分
当时,g′(x) >0,当
时,g′(x) <0,
∴当x=5时,g(x)max=g(5)=3125(元). …………11分
当时,
是减函数,
当时,
(元) …………13分
综上,商场2011年第5月份的月利润最大,最大利润为3125元. …………14分
学校为扩大规模,把后山一块不规则的非农业用地规划建成一个矩形运动场地.已知,曲线段
是以点
为顶点且开口向上的抛物线的一段(如图所示).如果要使矩形的相邻两边分别落在
上,且一个顶点落在曲线段
上,问应如何规划才能使运动场地面积最大?
正确答案
本试题主要是考查能合理建系,表示所求的面积,借助于函数的思想求解最值的运用。
解:建立平面直角坐标系如图所示,设曲线段所在的抛物线方程为
……………………………………………………………………2分
由已知得点C的坐标为(20,40),代入方程得
………………………4分
设矩形运动场
…………………6分
令……………8分
………………………………………11分
………………12分
已知,若
,
恒成立,则实数
的取值范围是 .
正确答案
略
略
(14分)已知定义在正实数集上的函数,
,其中
.设两曲线
,
有公共点,且在该点处的切线相同.
(1)用表示
,并求
的最大值;
(2)判断当时,
的大小,并证明.
正确答案
(1).
(2).证明见解析。
(I)设公共点为,然后利用导数求出此点处的切线,根据切线重合.解出切点的横坐标,从而可找到b关于a的表达式.然后再利用导数研究其最值即可.
(2)本小题可构造函数,然后利用导数研究其最值,从而比较出f(x)与g(x)的大小关系.
(1)设与
在公共点
处的切线相同.
,
,由题意
,
.
即由
得:
,或
(舍去).
即有.
令,则
.于是
当,即
时,
;当
,即
时,
.
故在
为增函数,在
为减函数,
于是在
的最大值为
.
(2)设,
则.
故在
为减函数,在
为增函数,
于是函数在
上的最小值是
.
故当时,有
,即当
时,
.
(本小题满分14分)已知函数,
是常数.
(Ⅰ) 证明曲线在点
的切线经过
轴上一个定点;
(Ⅱ) 若对
恒成立,求
的取值范围;
(参考公式:)
(Ⅲ)讨论函数的单调区间.
正确答案
(1);(2)
;(3)单调增区间是
和
,单调减区间是
.
(1)利用导数求出斜率,然后写出点斜式方程,从而可看出当x=0时,切线经过y轴上的定点(0,-8).
(II)由得
……5分,
对,
,所以
,然后再构造函数
,利用导数研究其最小值即可.
(III)
=,然后再对
和
两种情况进行讨论。
解:⑴,
,……1分
……2分,
曲线在点
的切线为
……3分,
当时,由切线方程得
,所以切线经过
轴上的定点
……4分.
⑵由得
……5分,
对,
,所以
……6分,
设,则
……7分,
在区间
单调递减……8分,
所以,
的取值范围为
……9分.
⑶函数的定义域为
,
=……10分.
若,则
,
在定义域
上单调增加……11分;
若,解方程
得
,
……12分,
,当
或
时,
;
当时,
……13分,
所以的单调增区间是
和
,单调减区间是
(区间无论包含端点
、
均可,但要前后一致)……14分
已知函数.
(1)若存在单调增区间,求
的取值范围;
(2)是否存在实数,使得方程
在区间
内有且只有两个不相等的实数根?若存在,求出
的取值范围?若不存在,请说明理由。
曲线在
处的切线方程为___________.
正确答案
略
过原点作曲线的切线,则切点为___________.
正确答案
(e,1)
略
如图,已知:射线为
,射线
为
,动点
在
的内部,
于
,
于
,四边形
的面积恰为
.
(1)当为定值时,动点
的纵坐标
是横坐标
的函数,求这个函数
的解析式;
(2)根据的取值范围,确定
的定义域.
正确答案
(1)
(2)当k=1时,定义域为{x|x>};
当0};
当k>1时,定义域为{x|}.
(1)设M(a,ka),N(b,-kb),(a>0,b>0)。
则|OM|=,|ON|=
。
由动点P在∠AOx的内部,得0<y<kx.
∴|PM|==
,|PN |=
=
∴(|OM|·|PM|+|ON|·|PN|)
=[a(kx-y)+b(kx+y)]=
[k(a+b)x - (a-b)y]=k
∴k(a+b)x-( a -b)y=2k ①
又由kPM= -=
, kPN=
=
,
分别解得,
,代入①式消a、b,并化简得x2-y2=k2+1。
∵y>0,∴
(2)由0<y<kx,得 0<<kx
(*)
当k=1时,不等式②为0<2恒成立,∴(*)x>
。
当0,
,∴(*)
。
当k>1时,由不等式②得,且
,∴(*)
但垂足N必须在射线OB上,否则O、N、P、M四点不能组成四边形,
所以还必须满足条件:,将它代入函数解析式,得
解得 (k>1).
综上:当k=1时,定义域为{x|x>};
当0};
当k>1时,定义域为{x|}.
(本小题满分14分)己知函数.
(1) 求函数的定义域;(2) 求函数
的增区间;
(3) 是否存在实数,使不等式
在
时恒成立?若存在,求出实数
的取值范围;若不存在,请说明理由.
正确答案
:(1)根据函数解析式得
解得且
.
函数
的定义域是
…………3分
(2)
……………………5分
由得
函数
的增区间为
. …………………………8分
(3)
当
时,
在区间
上,
当时,
取得最大值.
.……………………………10分
在
时恒成立.
在
时恒成立.
在
时恒成立.
在
时的最大值等于
.
当
时,不等式
在
时恒成立.………14分
略
(本小题满分12分)设函数,且该函数曲线在点(2,
)处与直线
相切,求
的值.
正确答案
,
=24
解:对函数求导 4分
则 则
8分
由题意知原函数过点(2,8)所以得
8—24+="8 "
="24 " 12分
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