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题型:填空题
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填空题 · 4 分

14.已知公差为等差数列满足,且的等比中项。记,则对任意的正整数均有,则公差的取值范围是__________

正确答案

解析

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知识点

利用导数求函数的最值
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

(1)已知两个等比数列,满足

若数列唯一,求的值;

(2)是否存在两个等比数列,使得成公差

的等差数列?若存在,求  的通项公式;若存在,说明理由。

正确答案

见解析

解析

(1)要唯一,当公比时,由

最少有一个根(有两个根时,保证仅有一个正根)

,此时满足条件的a有无数多个,不符合。

当公比时,等比数列首项为a,其余各项均为常数0,唯一,此时由,可推得符合

综上:

(2)假设存在这样的等比数列,则由等差数列的性质可得:,整理得:

要使该式成立,则=此时数列公差为0与题意不符,所以不存在这样的等比数列

知识点

利用导数求函数的最值
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

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),

(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

所以,即.

由(2)知,

故所证不等式成立。

知识点

导数的几何意义利用导数求函数的最值利用导数证明不等式
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

已知函数

(1)若曲线在点处与直线相切,求的值。

(2)若曲线与直线有两个不同的交点,求的取值范围。

正确答案

(1)a=0,b=f(0)=1.

(2)(1,+∞)

解析

由f(x)=x2+xsin x+cos x,得f′(x)=x(2+cos x)。

(1)因为曲线y=f(x)在点(a,f(a))处与直线y=b相切,

所以f′(a)=a(2+cos a)=0,b=f(a),解得a=0,b=f(0)=1.

(2)令f′(x)=0,得x=0.

f(x)与f′(x)的情况如下:

所以函数f(x)在区间(-∞,0)上单调递减,在区间(0,+∞)上单调递增,f(0)=1是f(x)的最小值。

当b≤1时,曲线y=f(x)与直线y=b最多只有一个交点;

当b>1时,f(-2b)=f(2b)≥4b2-2b-1>4b-2b-1>b,

f(0)=1<b,

所以存在x1∈(-2b,0),x2∈(0,2b),使得f(x1)=f(x2)=b.

由于函数f(x)在区间(-∞,0)和(0,+∞)上均单调,所以当b>1时曲线y=f(x)与直线y=b有且仅有两个不同交点。

综上可知,如果曲线y=f(x)与直线y=b有两个不同交点,那么b的取值范围是(1,+∞)。

知识点

导数的几何意义利用导数求函数的最值
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

已知函数.的部分图像,如图所示,分别为该图像的最高点和最低点,点的坐标为.

(1)求的最小正周期及的值;

(2)若点的坐标为,求的值.

正确答案

(1)(2)

解析

(1)解:由题意得,

因为的图像上,所以

又因为,所以

(2)解:设点Q的坐标为().

由题意可知,得,所以

连接PQ,在△PRQ中,∠PRQ=,由余弦定理得

解得A2=3,又A>0,所以A=

知识点

利用导数求函数的最值
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

已知函数为自然对数的底数)。

(1)若曲线在点处的切线平行于轴,求的值;

(2)求函数的极值;

(3)当的值时,若直线与曲线没有公共点,求的最大值。

正确答案

见解析

解析

本小题主要考查函数与导数,函数的单调性、极值、零点等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查函数与方程思想、数形结合思想、分类与整合思想、化归与转化思想,满分14分。

(1)由,得

又曲线在点处的切线平行于轴,

,即,解得

(2)

①当时,上的增函数,所以函数无极值。

②当时,令,得

所以上单调递减,在上单调递增,

处取得极小值,且极小值为,无极大值。

综上,当时,函数无极小值;

处取得极小值,无极大值。

(3)当时,

则直线与曲线没有公共点,

等价于方程上没有实数解。

假设,此时

又函数的图象连续不断,由零点存在定理,可知上至少有一解,与“方程上没有实数解”矛盾,故

时,,知方程上没有实数解。

所以的最大值为

解法二:

(1)(2)同解法一。

(3)当时,

直线与曲线没有公共点,

等价于关于的方程上没有实数解,即关于的方程:

                           (*

上没有实数解。

①当时,方程(*)可化为,在上没有实数解。

②当时,方程(*)化为

,则有

,得

变化时,的变化情况如下表:

时,,同时当趋于时,趋于

从而的取值范围为

所以当时,方程(*)无实数解,

解得的取值范围是

综上,得的最大值为

知识点

导数的几何意义利用导数求函数的极值利用导数求函数的最值
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题型: 单选题
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单选题 · 5 分

△ABC中,点D在边AB上,CD平分∠ACB,若=  , =  , = 1 ,

= 2, 则=

A+

B +

C +

D +

正确答案

B

解析

∵ CD为角平分线,∴ ,∵ ,∴ ,∴

知识点

利用导数求函数的最值
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

已知函数f(x)=axsinx-(a∈R),且在[0,]上的最大值为

(1)求函数f(x)的解析式;

(2)判断函数f(x)在(0,π)内的零点个数,并加以证明。

正确答案

(1) f(x)=xsinx-; (2)2

解析

(1)由已知得f′(x)=a(sinx+xcosx),

对于任意x∈(0,),有sinx+xcosx>0。

当a=0时,,不合题意;

当a<0,x∈(0,)时,f′(x)<0,从而f(x)在(0,)内单调递减,

又f(x)在[0,]上的图象是连续不断的,故f(x)在[0,]上的最大值为,不合题意;

当a>0,x∈(0,)时,f′(x)>0,从而f(x)在(0,)内单调递增,又f(x)在[0,]上的图象是连续不断的,故f(x)在[0,]上的最大值为,即

解得a=1。

综上所述,得f(x)=xsinx-

(2)f(x)在(0,π)内有且只有两个零点。

证明如下:

由(1)知,f(x)=xsinx,从而有f(0)=<0,

又f(x)在[0,]上的图象是连续不断的,

所以f(x)在(0,)内至少存在一个零点。

又由(1)知f(x)在[0,]上单调递增,故f(x)在(0,)内有且仅有一个零点。

当x∈[,π]时,令g(x)=f′(x)=sinx+xcosx。

由g()=1>0,g(π)=-π<0,且g(x)在[,π]上的图象是连续不断的,故存在m∈(,π),使得g(m)=0。

由g′(x)=2cosx-xsinx,知x∈(,π)时,有g′(x)<0,

从而g(x)在(,π)内单调递减。

当x∈(,m)时,g(x)>g(m)=0,即f′(x)>0,从而f(x)在(,m)内单调递增,故当x∈[,m]时,,故f(x)在[,m]上无零点;

当x∈(m,π)时,有g(x)<g(m)=0,即f′(x)<0,从而f(x)在(m,π)内单调递减。

又f(m)>0,f(π)<0,且f(x)在[m,π]上的图象是连续不断的,从而f(x)在(m,π)内有且仅有一个零点。

综上所述,f(x)在(0,π)内有且只有两个零点

知识点

函数零点的判断和求解利用导数求函数的极值利用导数求函数的最值
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,从A1(1,0,0),A2(2,0,0),B1(0,1,0),B2(0,2,0),C1(0,0,1),C2(0,0,2)这6个点中随机选取3个点。

(1)求这3点与原点O恰好是正三棱锥的四个顶点的概率;

(2)求这3点与原点O共面的概率。

正确答案

(1)  ;(2)

解析

从这6个点中随机选取3个点的所有可能结果是:

x轴上取2个点的有A1A2B1,A1A2B2,A1A2C1,A1A2C2,共4种,

y轴上取2个点的有B1B2A1,B1B2A2,B1B2C1,B1B2C2,共4种,

z轴上取2个点的有C1C2A1,C1C2A2,C1C2B1,C1C2B2,共4种。

所选取的3个点在不同坐标轴上有A1B1C1,A1B1C2,A1B2C1,A1B2C2,A2B1C1,A2B1C2,A2B2C1,A2B2C2,共8种。

因此,从这6个点中随机选取3个点的所有可能结果共20种。

(1)选取的这3个点与原点O恰好是正三棱锥的四个顶点的所有可能结果有:A1B1C1,A2B2C2,共2种,因此,这3个点与原点O恰好是正三棱锥的四个顶点的概率为.

(2)选取的这3个点与原点O共面的所有可能结果有:A1A2B1,A1A2B2,A1A2C1,A1A2C2,B1B2A1,B1B2A2,B1B2C1,B1B2C2,C1C2A1,C1C2A2,C1C2B1,C1C2B2,共12种,因此,这3个点与原点O共面的概率为

知识点

利用导数求函数的最值
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

已知函数

(1)当时,求的极值点;

(2)若存在,使得不等式成立,求实数的取值范围。

正确答案

见解析。

解析

(1)由题意,

,解得 或;

 或时,单调递增,当时,单调递减,

所以,是极大值点, 是极小值

(2) 存在时,使得不等式成立等价于上的最小值小于.

设此最小值为,而

(i)当时,

是区间[1,2]上的增函数, 所以

(ii)当时,

时,

时,

①   当,即时,上单调递减,∴;

②   当,即时,上单调递减,在上单调递增,

③   当时,上单调递增,∴.

综上所述,所求函数的最小值

,解上述三个不等式得:

知识点

利用导数求函数的最值
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