- 利用导数证明不等式
- 共265题
设函数f(x)=axn(1-x)+b(x>0),n为正整数,a,b为常数,曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为x+y=1.
(1)求a,b的值;
(2)求函数f(x)的最大值;
(3)证明:.
正确答案
见解析
解析
(1)因为f(1)=b,由点(1,b)在x+y=1上,可得1+b=1,即b=0.
因为f′(x)=anxn-1-a(n+1)xn,所以f′(1)=-a.
又因为切线x+y=1的斜率为-1,所以-a=-1,即a=1.故a=1,b=0.
(2)由(1)知,f(x)=xn(1-x)=xn-xn+1,f′(x)=(n+1)·xn-1。
令f′(x)=0,解得,即f′(x)在(0,+∞)上有唯一零点
.
在(0,)上,f′(x)>0,故f(x)单调递增;
而在(,+∞)上,f′(x)<0,f(x)单调递减。
故f(x)在(0,+∞)上的最大值为.
(3)令φ(t)=ln t-1+(t>0),
则(t>0)。
在(0,1)上,φ′(t)<0,
故φ(t)单调递减;
而在(1,+∞)上,φ′(t)>0,
故φ(t)单调递增,
故φ(t)在(0,+∞)上的最小值为φ(1)=0,
所以φ(t)>0(t>1),
即ln t>1-(t>1)。
令t=1+,得
,
即,
所以,即
.
由(2)知,,
故所证不等式成立。
知识点
设f(x)=ln x+-1,证明:
(1)当x>1时,f(x)<(x-1);
(2)当1<x<3时,。
正确答案
见解析
解析
(1)证法一:记g(x)=ln x+-1-
(x-1),则当x>1时,
。
又g(1)=0,有g(x)<0,即f(x)<(x-1)。
证法二:由均值不等式,当x>1时,<x+1,故
。①
令k(x)=ln x-x+1,则k(1)=0,k′(x)=-1<0。
故k(x)<0,即ln x<x-1。②
由①②得,当x>1时,f(x)<(x-1)。
(2)证法一:记h(x)=f(x)-。
由(1)得
=。
令g(x)=(x+5)3-216x。
则当1<x<3时,g′(x)=3(x+5)2-216<0,
因此g(x)在(1,3)内是递减函数。
又由g(1)=0,得g(x)<0,
所以h′(x)<0,
因此h(x)在(1,3)内是递减函数。
又h(1)=0,得h(x)<0。
于是当1<x<3时,。
证法二:记h(x)=(x+5)f(x)-9(x-1),
则当1<x<3时,由(1)得
h′(x)=f(x)+(x+5)f′(x)-9
<(x-1)+(x+5)(
)-9
=[3x(x-1)+(x+5)(2+
)-18x]
<[3x(x-1)+(x+5)(2+
+
)-18x]
=(7x2-32x+25)<0,
因此h(x)在(1,3)内单调递减。
又h(1)=0,所以h(x)<0,即。
知识点
高为的四棱锥
的底面是边长为1的正方形,点
、
、
、
、
均在半径为1的同一球面上,则底面
的中心与顶点
之间的距离为( ).
正确答案
解析
知识点
已知椭圆的左右顶点分别为
,离心率
。
(1)求椭圆的方程;
(2)若点为曲线
:
上任一点(
点不同于
),直线
与直线
交于点
,
为线段
的中点,试判断直线
与曲线
的位置关系,并证明你的结论。
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意可得,
, ∴
∴,
所以椭圆的方程为。
(2)曲线是以
为圆心,半径为2的圆。
设,点
的坐标为
,
∵三点共线, ∴
,
而,
,则
,
∴,
∴点的坐标为
,点
的坐标为
,
∴直线的斜率为
,
而,∴
,
∴,
∴直线的方程为
,化简得
,
∴圆心到直线
的距离
,
所以直线与曲线
相切。
知识点
下面说法正确的是( )
正确答案
解析
存在命题的否定不但要否定量词,还要否定结论,故A错;“实数”是“
”的既不充分也不必要条件,故B错;当
都为假命题时,
是假命题,但
是真命题,故C错;若
,则
,或
,故命题“若
, 则
”是假命题,故其逆否命题为假命题,D是正确的。
知识点
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