- 导数及其应用
- 共3028题
若直线y=kx+b是曲线y=lnx+2的切线,也是曲线y=ln(x+1)的切线,则b= 。
正确答案
知识点
设直线l1,l2分别是函数f(x)= 图象上点P1,P2处的切线,l1与l2垂直相交于点P,且l1,l2分别与y轴相交于点A,B,则△PAB的面积的取值范围是
正确答案
知识点
15.已知f(x)为偶函数,当时,
,则曲线y=f(x),在带你(1,-3)处的切线方程是_______________。
正确答案
知识点
16.若直线y=kx+b是曲线y=lnx+2的切线,也是曲线y=ln(x+1)的切线,则b= 。
正确答案
知识点
21.已知函数.(Ⅰ)若直线
与
的反函数的图象相切,求实数k的值;(Ⅱ)设
,且
试比较
三者的大
小,并说明理由.
正确答案
(1)的反函数为
设切点为
则切线斜率为
故
(2)不妨设令
则
所以
在
上单减,故
取
则
令
则
在
上单增,故
取
则
综合上述知,
解析
反函数的应用很重要,学会灵活应用举一反三,导数的应用便于解决实际问题,利用导数求曲线的切线,导数与函数的单调性、最值,比较大小。
考查方向
利用导数求曲线的切线,导数与函数的单调性、最值,比较大小
解题思路
的反函数是
,问题为求过原点所作曲线
的切线的斜率,方法是设切点坐标为
,由导数的几何意义可得解;(2)首先不妨设
,要比较
大小比较方便,只要作差
,计算后因式分解可得
易错点
曲线“在点
处的切线”与“过点
的切线”的区别与联系
知识点
13.已知函数的图象在点
处的切线方程是
,则
.
正确答案
7
解析
由题可知:k=f’(2)=1,f(2)=6,所以7.
考查方向
本题主要考查了导数的几何意义
解题思路
本题考查导数的几何意义,解题思路如下:
1、利用导数的几何意义求出f’(2);
2、利用切线方程求解。
易错点
本题必须注意导数的几何意义
知识点
(本小题满分13分)
已知函数.
(Ⅰ)求函数的单调区间;
(Ⅱ)当时,都有
成立,求
的取值范围;
(Ⅲ)试问过点可作多少条直线与曲线
相切?并说明理由.
正确答案
考查方向
易错点
1、第一问在对分类讨论求单调区间时由于比较繁琐而易出现错误。
知识点
20.已知函数,直线
.
(Ⅰ)求函数的极值;
(Ⅱ)求证:对于任意,直线
都不是曲线
的切线;
(Ⅲ)试确定曲线与直线
的交点个数,并说明理由.
正确答案
(Ⅰ)所以函数有极小值
,无极大值.
(Ⅲ)当时,曲线
与直线
没有交点,而当
时,曲线
与直线
有且仅有一个交点.。
解析
(Ⅰ)解:函数定义域为
,
求导,得,
令,解得
.
当变化时,
与
的变化情况如下表所示:
所以函数的单调增区间为
,
,单调减区间为
,
所以函数有极小值
,无极大值.
(Ⅱ)证明:假设存在某个,使得直线
与曲线
相切,
设切点为,又因为
,
所以切线满足斜率,且过点
,
所以,
即,此方程显然无解,
所以假设不成立.
所以对于任意,直线
都不是曲线
的切线.
(Ⅲ)解:“曲线与直线
的交点个数”等价于“方程
的根的个数”.
由方程,得
.
令,则
,其中
,且
.
考察函数,其中
,
因为时,
所以函数在
单调递增,且
.
而方程中,
,且
.
所以当时,方程
无根;当
时,方程
有且仅有一根,
故当时,曲线
与直线
没有交点,而当
时,曲线
与直线
有且仅有一个交点.
考查方向
解题思路
1、第一问写出函数的定义域,求出导数,然后令导数等于零解方程,列表求极值。
2、第二问直接不易证明,可考虑使用反证法:假设存在某个,使得直线
与曲线
相切,然后可设出切点,利用切点处导数值为斜率与已知直线方程建立联系,从而推出矛盾进而得到证明。
3、判断曲线与直线的交点个数问题可以考虑通过函数的极值与直线的相对位置关系以及函数图像的特点采用数形结合的方法判断交点个数;也可以转化为方程判断根的个数进而确定图像交点的个数。由第一问可看出图像较复杂,采用数形结合的办法不容易解决,于是可考虑转化为判断方程
根的个数来解决问题,通过分离参数k进一步转化为
根的个数问题,再通过换元、构造新函数,根据其特点即可逐步解决问题。
易错点
第一问中不交待极大值不存在而失分或未考虑函数的定义域而出错;
知识点
18.已知函数,函数
,其中
.
(Ⅰ)如果函数与
在
处的切线均为
,求切线
的方程及
的值;
(Ⅱ)如果曲线与
有且仅有一个公共点,求
的取值范围。
正确答案
(Ⅰ),
;
(Ⅱ),或
.
解析
试题分析:本题属于导数的应用的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)直接按照步骤来求,(2)要注意作差构造新函数
(Ⅰ)解:求导,得,
,
.
由题意,得切线l的斜率,即
,解得
.
又切点坐标为,所以切线l的方程为
.
(Ⅱ)解:设函数,
.
“曲线与
有且仅有一个公共点”等价于“函数
有且仅有一
个零点”.
求导,得.
① 当时,
由,得
,所以
在
单调递增.
又因为,所以
有且仅有一个零点
,符合题意.
②当时,
当变化时,
与
的变化情况如下表所示:
所以在
上单调递减,在
上单调递增,
所以当时,
,
故有且仅有一个零点
,符合题意.
③ 当时,
令,解得
.
当变化时,
与
的变化情况如下表所示:
所以在
上单调递减,在
上单调递增,
所以当时,
.
因为,
,且
在
上单调递增,
所以.
又因为存在 ,
,
所以存在使得
,
所以函数存在两个零点
,1,与题意不符.
综上,曲线与
有且仅有一个公共点时,
的范围是
,或
考查方向
本题主要考查了导数的几何意义、利用导数研究函数的零点,导数作为一种工具,其应用主要分以下几类:
1.利用导数研究函数的单调性,
2.利用导数研究函数的极值、最值,
3.利用导数研究函数的零点个数,
4.利用导数研究不等式恒成立问题.
解题思路
本题考查导数的几何意义、导数在研究函数的应用,解题步骤如下:
1.求导,利用导数的几何意义得到等式,求出值和切线方程;
2.作差构造函数,将问题转化为函数有且只有一个零点;
3.求导,通过导函数的符号研究函数的单调性与极值;
4.通过研究极值的符号得到答案.
易错点
忽视新函数的定义域
知识点
21.已知函数(
为自然对数的底数,
为常数)在点
处的切线斜率为
.
(Ⅰ)求的值及函数
的极值;
(Ⅱ)证明:当时,
;
(Ⅲ)证明:对任意给定的正数,总存在
,使得当
,恒有
.
正确答案
(Ⅰ)见解析
(Ⅱ)见解析
(Ⅲ)见解析
解析
(Ⅰ)解,由,得
.
因为,所以
.
所以,
.
令,得
.
当时,
单调递减;当
时,
单调递增.
所以当时,
取得极小值,且极小值为
无极大值.
(Ⅱ)证明,令,则
.
由(Ⅰ)得,故
在R上单调递增.
所以当时,
,即
.
(Ⅲ)证明一,①若,则
.
由(Ⅱ)知,当时,
.所以当
时,
.
取,当
时,恒有
.
②若,令
,
要使不等式成立,只要
成立.
而要使成立,则只要
,只要
成立.
令,则
.
所以当时,
在
内单调递增.
取,所以
在
内单调递增.
又,
易知.
所以.即存在
,当
时,恒有
.
综上,对任意给定的正数,总存在
,当
时,恒有
.
证明二,对任意给定的正数,取
,
由(Ⅱ)知,当时,
,所以
.
当时,
.
因此,对任意给定的正数,总存在
,当
时,恒有
.
证明三,首先证明当时,恒有
.
令,则
.
由(Ⅱ)知,当时,
,
从而,
在
上单调递减。
所以,即
.
取,当
时,有
.
因此,对任意给定的正数,总存在
,当
时,恒有
.
考查方向
解题思路
易错点
第一问建议做出极值表便于观察,防止出错;
第二问忽略证明第一问时得到的结论。
知识点
已知函数.
24.设,
.求方程
的根
25. 若对于任意,不等式
恒成立,求实数
的最大值;
26.若,
,函数
有且只有1个零点,求
的值.
正确答案
解析
,由
可得
,
则,即
,则
,
;
考查方向
解题思路
易错点
基本不等式的应用,分类讨论思想,函数与方程思想
正确答案
;
解析
由题意得恒成立,
令,则由
可得
,
此时恒成立,即
恒成立
∵时
,当且仅当
时等号成立,
因此实数的最大值为
.
考查方向
解题思路
易错点
基本不等式的应用,分类讨论思想,函数与方程思想
正确答案
;
解析
,
,
由,
可得
,令
,则
递增,
而,因此
时
,
因此时,
,
,则
;
时,
,
,则
;
则在
递减,
递增,因此
最小值为
,
① 若,
时,
,
,则
;
logb2时,
,
,则
;
因此且
时,
,因此
在
有零点,
且
时,
,因此
在
有零点,
则至少有两个零点,与条件矛盾;
② 若,由函数
有且只有1个零点,
最小值为
,
可得,
由,
因此,
因此,即
,即
,
因此,则
.
考查方向
解题思路
易错点
基本不等式的应用,分类讨论思想,函数与方程思想
已知函数,
24.证明:当;
25.证明:当时,存在
,使得对
26.确定k的所以可能取值,使得存在,对任意的
恒有
.
正确答案
(Ⅰ)详见解析
解析
解法一:(1)令则有
当
,所以
在
上单调递减;
故当时,
即当
时,
.
考查方向
解题思路
求导,然后分类讨论求单调性
易错点
导数和函数的关系掌握不牢,不会利用导数判断函数的单调性
正确答案
(Ⅱ)详见解析
解析
(2)令
则有
当
,所以
在
上单调递增,
故对任意正实数均满足题意.
当时,令
得
.
取对任意
恒有
,所以
在
上单调递增,
,即
.
综上,当时,总存在
,使得对任意的
恒有
.
考查方向
解题思路
先构造函数,然后求导判断单调区间,利用函数的单调性证明不等式。
易错点
不会构造函数,不会建立函数与导数之间的联系
正确答案
(Ⅲ) .
解析
(3)当时,由(1)知,对于
故
,
,
令,
则有
故当时,
,
在
上单调递增,故
,即
,所以满足题意的t不存在.
当时,由(2)知存在
,使得对任意的任意的
恒有
.
此时,
令,
则有
故当时,
,
在
上单调递增,
故,即
,记
与
中较小的为
,
则当,故满足题意的t不存在.
当,由(1)知,
,
令,则有
当时,
,所以
在
上单调递减,故
,
故当时,恒有
,此时,任意实数t满足题意.
综上,.
考查方向
解题思路
分K大于1.K小于1和K等于1把不等式的左边去掉绝对值,然后再进行分类讨论,可得答案。
易错点
计算能力弱,求导分类讨论或重或漏
已知函数,其中
.
27. 讨论的单调性;
28. 设曲线与
轴正半轴的交点为P,曲线在点P处的切线方程为
,求证:对于任意的正实数
,都有
;
29. 若关于的方程
有两个正实根
,求证:
正确答案
(I) 当为奇数时,
在
,
上单调递减,在
内单调递增;当
为偶数时,
在
上单调递增,
在
上单调递减.
解析
(I)解:由=
,可得
=
=
,其中
,且
.
下面分两种情况讨论:
(1)当为奇数时.
令=0,解得
,或
.
当变化时,
,
的变化情况如下表:
-
+
-
所以,在
,
上单调递减,在
内单调递增。(2)当
为偶数时.
当,即
时,函数
单调递增;
当,即
时,函数
单调递减.
所以,在
上单调递增,在
上单调递减.
考查方向
解题思路
利用导数的运算、导数的几何意义解答。
易错点
不会分类讨论。
正确答案
(II)见解析;
解析
(II)证明:设点的坐标为
,则
,
.曲线
在点
处的切线方程为
,即
.令
,即
,则
.
由于在
上单调递减,故
在
上单调递减.又因为
,所以当
时,
,当
时,
,所以
在
内单调递增,在
上单调递减,所以对于任意的正实数
,都有
,即对于任意的正实数
,都有
.
考查方向
解题思路
利用导数研究函数的性质、证明不等式等基础知识和方法.
易错点
不会利用导数的几何意义来解答。
正确答案
(III)见解析.
解析
(III)证明:不妨设.由(II)知
.设方程
的根为
,可得
,当
时,在
上单调递减.又由(II)知
,可得
.
类似地,设曲线在原点处的切线方程为
,可得
,当
,
,即对于任意的
,
.
设方程的根为
,可得
.因为
在
上单调递增,且
,因此
.
由此可得.
因为,所以
,故
.
所以,.
考查方向
解题思路
分类讨论思想、函数思想和划归思想,综合分析问题和解决问题的能力。
易错点
难度大做不出来。
设函数,其中
。
26.讨论函数极值点的个数,并说明理由;
27.若>0,
成立,求
的取值范围。
正确答案
当时,函数
有一个极值点;
当时,函数
无极值点;
当时,函数
有两个极值点。
解析
(Ⅰ)由题意知 函数的定义域为
,
,
令,
(1)当时,
,
此时,函数
在
单调递增,无极值点;
(2)当时,
,
①当时,
,
,
,函数
在
单调递增,无极值点;
②当时,
,
设方程的两根为
,
因为,
所以,
由 ,可得
,
所以 当时,
,函数
单调递增;
当时,
,函数
单调递减;
当时,
,函数
单调递增;
因此 函数有两个极值点。
(3)当时,
,
由,可得
,
当时,
,函数
单调递增;
当时,
,函数
单调递减;
所以函数有一个极值点。
综上所述:
当时,函数
有一个极值点;
当时,函数
无极值点;
当时,函数
有两个极值点。
考查方向
解题思路
(I)函数f(x)=ln(x+1)+a(x2﹣x),其中a∈R,x∈(﹣1,+∞)..令g(x)=2ax2+ax﹣a+1.对a与△分类讨论可得:(1)当a=0时,此时f′(x)>0,即可得出函数的单调性与极值的情况.
(2)当a>0时,△=a(9a﹣8).①当时,△≤0,②当
时,△>0,即可得出函数的单调性与极值的情况.
(3)当a<0时,△>0.即可得出函数的单调性与极值的情况.
易错点
分类讨论函数取得极值的情况,注意函数单调性的制约作用。
正确答案
(Ⅱ)的取值范围是
解析
(II)由(I)知,
(1)当时,函数
在
上单调递增,
因为 ,
所以 时,
,符合题意;
(2)当时,由
,得
,
所以 函数在
上单调递增,
又,所以
时,
,符合题意;
(3)当时,由
,可得
,
所以时,函数
单调递减;
因为,
所以时,
,不合题意;
(4)当时,设
,
因为时,
所以 在
上单调递增。
因此 当时,
,
即,
可得 ,
当时,
,
此时 ,不合题意,
综上所述,的取值范围是
考查方向
解题思路
(II)由(I)可知:(1)当时,可得函数f(x)在(0,+∞)上单调性,即可判断出.
(2)当<a≤1时,由g(0)≥0,可得x2≤0,函数f(x)在(0,+∞)上单调性,即可判断出.
(3)当1<a时,由g(0)<0,可得x2>0,利用x∈(0,x2)时函数f(x)单调性,即可判断出;
(4)当a<0时,设h(x)=x﹣ln(x+1),x∈(0,+∞),研究其单调性,即可判断出
易错点
利用导数研究函数恒成立问题,注意转化与化归思想的应用.菁优网版权所有
设函数.
25.讨论的单调性;
26.证明当时,
;
27.设,证明当
时,
.
正确答案
(Ⅰ)当时,
单调递增;当
时,
单调递减;
解析
(I)由题设,的定义域为
,
,令
,解得
当时,
,
单调递增;当
时,
,
单调递减
考查方向
解题思路
(I)首先求出导函数,然后通过解不等式
或
可确定函数
的单调性
易错点
对利用导数研究函数的单调性和不等式的证明与解法理解出现错误、计算错误
正确答案
(Ⅱ)(II)由(I)知,在
处取得最大值,最大值为
,所以当
时,
,故当
时
,即
。
解析
(II)由(I)知,在
处取得最大值,最大值为
,所以当
时,
,故当
时
,即
。
考查方向
解题思路
(II)左端等式可利用(I)的结论证明,右端将左端的换为
即可证明;
易错点
对利用导数研究函数的单调性和不等式的证明与解法理解出现错误、计算错误
正确答案
(Ⅲ)(III)由题设,
,则
,令
解得;当
,
单调递增,当
,
,
单调递减,由(II)知,
,故
,又
,故当
时,
,所以当
时,
解析
(III)由题设,
,则
,令
解得;当
,
单调递增,当
,
,
单调递减,由(II)知,
,故
,又
,故当
时,
,所以当
时,
考查方向
解题思路
变形所证不等式构造新函数,然后通过利用导数研究函数的单调性来处理
易错点
对利用导数研究函数的单调性和不等式的证明与解法理解出现错误、计算错误
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