- 导数的几何意义
- 共3561题
(本小题满分14分)
已知函数.
(Ⅰ)当时,求函数
的单调区间;
(Ⅱ)是否存在实数,使
恒成立,若存在,求出实数
的取值范围;若不存在,说明理由.
正确答案
(Ⅰ)(1)的单调增区间为
和
,单调减区间为
(2)当时,
,
的单调增区间为
(Ⅱ)时,使
恒成立.
(1)先求出,根据定义域
,然后讨论对a进行讨论确定单调区间。
(2)解本题的关键是恒成立可转化为
恒成立,
令,则只需
在
恒成立即可.然后再利用导数研究其最值,问题得解。
解:(Ⅰ)函数的定义域为
,
…………………………2分
(1)当时,由
得,
或
,由
得,
故函数的单调增区间为
和
,单调减区间为
…………4分
(2)当时,
,
的单调增区间为
…………………………5分
(Ⅱ)恒成立可转化为
恒成立,
令,则只需
在
恒成立即可,………6分
当时,在
时,
,在
时,
的最小值为
,由
得
,
故当时
恒成立, ……………………………………9分
当时,
,
在
不能恒成立,……………11分
当时,取
有
在
不能恒成立,…13分
综上所述当时,使
恒成立. ………………………14分
(本小题满分14分)已知函数,其中
.
(Ⅰ)当时,求曲线
在点
处的切线方程;
(Ⅱ)当时,求
的单调区间;
(Ⅲ)证明:对任意的在区间
内均存在零点.
正确答案
解:(Ⅰ)当时,
,……………………2分
,
所以曲线在点
处的切线方程为
. ……………4分
(Ⅱ),令
,解得
……………6分
因为,以下分两种情况讨论:
(1)若变化时,
的变化情况如下表:
所以,的单调递增区间是
的单调递减区间是
.………8分
(2)若,当
变化时,
的变化情况如下表:
所以,的单调递增区间是
的单调递减区间是
……………………………………………10分
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,当时,
在
内的单调递减,在
内单调递增,
以下分两种情况讨论:
(1)当时,
在(0,1)内单调递减,
.
所以对任意在区间(0,1)内均存在零点.………………………12分
(2)当时,
在
内单调递减,在
内单调递增,
若,
. 所以
内存在零点.
若.
, 所以
内存在零点. …………………13分
所以,对任意在区间(0,1)内均存在零点.
综上,对任意在区间(0,1)内均存在零点. …………………14分
略
(本小题满分13分)已知函数
(Ⅰ)求函数在(1, )的切线方程
(Ⅱ)求函数的极值
(Ⅲ)对于曲线上的不同两点,如果存在曲线上的点
,且
,使得曲线在点
处的切线
,则称
为弦
的陪伴切线.已知两点
,试求弦
的陪伴切线
的方程;
正确答案
解:(I)略…………………………………(4分)
(Ⅱ)
. ……………………………(6分)
得
.当
变化时,
与
变化情况如下表:
当x=1时,
取得极小值
. 没有极大值. ……………………(9分)
(Ⅲ)设切点
,则切线
的斜率为
.
弦AB的斜率为. …(10分)
由已知得,,则
=
,解得
,…………(12分)
所以,弦的伴随切线
的方程为:
.……(13分)
略
(本小题满分12分)
已知函数的图像都过点P(2,0),且在点P处
有相同的切线。
(I)求实数a、b、c的值;
(II)设函数上的最小值。
正确答案
(1)(2)
(I)的图像过P(2,0),
…………2分
…………4分
又
…………6分
(II),
同理,由…………8分
因此,当;……10分
当 …………12分
在R上定义运算(b、c为实常数)。记
,
,
。令
。
(Ⅰ)如果函数在
处有极值
,试确定b、c的值;
(Ⅱ)求曲线上斜率为c的切线与该曲线的公共点;
(Ⅲ)记的最大值为
,若
对任意的b、c恒成立,试示
的最大值。
正确答案
(Ⅰ),
(Ⅱ),
或
,
(Ⅲ)
由R上运算的定义及函数
的表达式,
可得∴
。
(Ⅰ)∵函数在
处有极值
,∴
,
得,
从而解得,
或
,
但当,
时,
,
恒成立,
从而当,
时,
单调递减,故
不是极值点而是拐点。
所以,
要舍去。
当,
时,则
。当
变化时,
、
的变化情况如下表:
1
﹣
﹢
﹣
↘
极小值
↗
极大值
↘
∴当x=1时,在有极大值
。因此
,
。
(Ⅱ)设x0是曲线上的斜率为c的切线与曲线的切点,则
,得x0=0或x0=2b,当x0=0时
;
当x0=2b时,故切线的方程为
或,联立
得或
联立得
,
,
解得或
综上所述,曲线上斜率为c的切线与该曲线的公共点为
,
或,
。
(Ⅲ)记,
(
),
(
),
的对称轴为
(1)当时,
,对称轴:x=b在区间
外面,从而
在
上的最大值在区间端点处取得。
记g(1),g(-1)中的最大者为,则
,
所以,而
,故当
时M>2。
(2)当时,
,区间
跨越对称轴:x=b,
从而此时,
因为,所以
,
。
①当时,
,所以
,因此
②当时,
,所以
,因此
综上所述,对,都有
成立。
故对任意的b、c恒成立的
的最大值为
。
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