- 导数及其应用
- 共3028题
8.设函数则
是
正确答案
解析
显然,f(x)的定义域为(-1,1),关于原点对称,又为奇函数,显然,f(x)在(0,1)上单调递增,故选A.
考查方向
解题思路
分求函数的定义域后发现其关于原点对称,后利用奇偶性的定义得到其为奇函数,最后利用奇函数在对称的区间上单调性相同,得到其单调性。
易错点
对于函数的性质不理解导致出错。
知识点
已知,函数
记
为
的从小到大的第
(
)个极值点。
27.证明:数列{}是等比数列:
28.若对一切,
|
|恒成立,求
的取值范围。
正确答案
令,由
,得
,即
,
而对于,当
时,
若,即
,则
,
若,即
,则
,
因此,在区间与
上,
的符号总相反,于是当
时,
取得极值,所以
,此时,
,易知
,而
是常数,
故数列是首项为
,公比为
的等比数列。
解析
见答案
考查方向
解题思路
由题,令
,求出函数的极值点,根据等比数列定义即可得到结果;
易错点
字母太多,导致感觉混乱没有思路;
正确答案
解析
对一切恒成立,即
恒成立,也即
恒成立,
设,则
,令
得
,
当时,
所以
在区间
上单调递减;
当时,
所以
在区间
上单调递增;
因为,且当
时,
,所以
,
因此恒成立,当且仅当
,解得,
,
故实数a的取值范围是。
考查方向
解题思路
由题问题等价于恒成立问题,设
,然后运用导数的知识得到
,求得
,得到a的取值范围。
易错点
不会构造函数导致没有思路。
已知函数f(x)=lnx-ax++1 (a∈R).
25.求函数f(x)的单调递增区间;
26.当a∈(,1)时,若对任意t∈[2,3],在x∈(0,t]时,函数f(x)的最小值为f(t),求实数a的取值范围.
正确答案
(1)a≤0时,单调递增区间为(1,+∞);0<<
时,单调递增区间为(1,
);
a=时, 无单调递增区间;
<a≤1时, 单调递增区间为(
,1);
a>1时, 单调递增区间为(0,1).
解析
解:(1)(x>0)…1分
令
当时,
,x∈(1,+∞)时,g(x)>0⇒
>0⇒f(x)单调递增,
<0时,由x>0,得
<0,所以x∈(1,+∞)时,g(x)>0⇒
>0⇒f(x)单调递增,
当>0时,
,若
,则
当0<<
, x∈(1,
),
>0,
单调递增,
当a= ,f(x)在(0,+∞)上无递增区间,
当<a≤1时,x∈(
,1),f′(x)>0,
单调递增,
当a>1时,x∈(0,1)时,f'(x)>0,f(x)单调递增.
综上所述, a≤0时,单调递增区间为(1,+∞);
0<<
时,单调递增区间为(1,
);
a=时, 无单调递增区间;
<a≤1时, 单调递增区间为(
,1);
a>1时, 单调递增区间为(0,1).
考查方向
解题思路
(1)对函数进行求导,再对会影响导数符号的部分进行分类讨论;从而探索其单调性(2)由(1)对a进行分段探讨函数的单调性及在(0,t]上的最小值情况,从而确定参数的取值范围。
易错点
对参数a分类不清晰,对多个参数处理思路乱。
正确答案
(2)
解析
解:
(2)由题知函数
①当时,
>0,于是
和
时,
单调递减;
时,
单调递增;又因为
要对任意实数
,当
时,函数
的最小值为
只需要
即
,解得
②当时,
在
上,恒有
,有且仅有
故
在
上单调递减,显然成立。
③当时,
于是
和
时,
单调递减;
时,
单调递增;要对任意实数
,当
时,函数
的最小值为
只需要
即
令
所以在
上单调递减,在
上单调递增减,g(a)≥
>ln2 +
,所以此时恒定满足题意.
综上所述:。
考查方向
解题思路
(1)对函数进行求导,再对会影响导数符号的部分进行分类讨论;从而探索其单调性(2)由(1)对a进行分段探讨函数的单调性及在(0,t]上的最小值情况,从而确定参数的取值范围。
易错点
对参数a分类不清晰,对多个参数处理思路乱。
10.已知函数
,
,设函数
,且函数
的零点都在区间
内,则
的最小值为
正确答案
解析
由题意,得,则
在
上单调递增,在
上单调递减,且
,
,即函数
的一个零点
,又
,因为
,则
,所以
,即函数
的一个零点
,则
的零点
;易知函数
为偶函数,且
,则
,即
在
上单调递增,且
,即在
存在函数
的一个零点,则
的零点
,则
的零点
;则
的零点
,因为
,则
,即
;所以选A选项.
考查方向
解题思路
1)求导,判断两函数的单调性;
2)利用零点存在定理得到两函数的零点所在区间;
3)求函数的零点所在区间.
易错点
本题易在判断两函数的单调性时出现错误,易忽视“利用导数的符号确定函数的单调性”.
知识点
8.设函数在其定义域D上的导函数为
,如果存
在实数
和函数
,其中
对任意的
,都有
,使得
则称函数
具有性质
,给出下列四个函数:
①; ②
;
③; ④
其中具有性质的函数为( )
正确答案
解析
①,其中h(x)=1
,a=2; ②
, a=2; ③
,a=2; ④
,显然不具有
的性质.所以答案选择A.
考查方向
解题思路
分别对函数求导,变形与的性质对比。
易错点
不理解函数新信息的性质而出错
知识点
19.已知函数在
处的切线方程为
.
(1)求的值;
(2)若对任意的,都有
成立,求
的取值范围;
(3)若函数的两个零点为
,试判断
的正负,并说明理由.
正确答案
(1)
(2)
(3).
解析
试题分析:本题属于导数应用中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)直接按照步骤来求(2)要注意对参数的讨论(3)涉及恒成立问题,转化成求函数的最值,这种思路是一般解法,往往要利用“分离参数法”.涉及对数函数,要特别注意函数的定义域.
(1)由题意得,因函数在
处的切线方程为
,
所以,得
.
(2)由(1)知对任意
都成立,
所以,即
对任意
都成立,从而
.
又不等式整理可得,令
,
所以,得
,
当时,
,函数
在
上单调递增,
同理,函数在
上单调递减,所以
,
综上所述,实数的取值范围是
.
(3)结论是.
证明:由题意知函数,所以
,
易得函数在
单调递增,在
上单调递减,所以只需证明
即可.
因为是函数
的两个零点,所以
,相减得
,
不妨令,则
,则
,所以
,
,
即证,即证
,
因为,所以
在
上单调递增,所以
,
综上所述,函数总满足
成立.
考查方向
本题考查了利用导数的几何意义,利用导数求含参数的函数单调区间,分类讨论讨论点大体可以分成以下几类:
1、根据判别式讨论;
2、根据二次函数的根的大小;
3、定义域由限制时,根据定义域的隐含条件;
4、求导形式复杂时取部分特别常常只需要转化为一个二次函数来讨论;
5、多次求导求解等.
解题思路
本题考查导数的性质,解题步骤如下:
1、求导,然后解导数不等式,算极值。
2、对参数分类讨论求得单调区间。
3、涉及恒成立问题,转化成求函数的最值,利用“分离参数法”
易错点
1、第二问中恒成立问题,转化为求函数的最值,最值如何求解。
2、第三问中构造函数不正确得不到正确结论。
知识点
已知函数.
25.当时,求曲线
在点
处的切线方程;
26.在25题的条件下,求证:;
27.当时,求函数
在
上的最大值.
正确答案
见解析
解析
试题分析:本题属于导数的综合应用问题,属于拔高题,不容易得分,解析如下:
当时,
,
.所以
,
,切线方程为
.
考查方向
解题思路
利用导数的几何意义求切线方程;
易错点
第三问对题中所给条件不知如何下手导致失分。
正确答案
见解析
解析
试题分析:本题属于导数的综合应用问题,属于拔高题,不容易得分,解析如下:
由25题知,则
.当
时,
;当
时,
.所以
在
上单调递减,
在
上单调递增.当
时,函数最小值是
,因此
.
考查方向
解题思路
利用单调性进行证明;
易错点
第三问对题中所给条件不知如何下手导致失分。
正确答案
.
解析
试题分析:本题属于导数的综合应用问题,属于拔高题,不容易得分,解析如下:
,令
,则
.当
时,设
,因为
,所以
在
上单调递增,且
,所以
在
恒成立,即
.
当,
,当
,
;所以
在
上单调递减,在
上单调递增.所以
在
上的最大值等于
.
因为,
.
设(
),所以
.由(Ⅱ)知
在
恒成立,所以
在
上单调递增.
又因为,所以
在
恒成立,即
,因此当
时,
在
上的最大值为
.
考查方向
解题思路
利用函数的单调性求最值.
易错点
第三问对题中所给条件不知如何下手导致失分。
14.若存在两个正实数x、y,使得等式x+a(y-2ex)(lny-lnx)=0成立,其中e为自然对数的底数,则实数a的取值范围为 .
正确答案
a<0或a≥
解析
∵x+a(y-2ex)(lny-lnx)=0成立
∴
设,即
即有解
设,
数;
即当t=e时,函数g(t)取得极小值,为g(e)=(e-2e)lne=-e,即g(t)≥g(e)=-e,
若有解,则
∴a<0或a≥
考查方向
解题思路
根据函数与方程的关系将方程进行转化,利用换元法转化为方程有解,构造函数求函
数的导数,利用函数极值和单调性的关系进行求解即可.
易错点
能成立问题要转化有解问题,同时要构造函数求最值,同时计算容易出现错误
知识点
已知(
为实数),在
处的切线方程为
.
27.求的单调区间;
28.若任意实数,使得对任意
的上恒有
成立,求实数
的取值范围.
正确答案
见解析
解析
,由条件可得:
的减区间为
,
没有递增区间;
考查方向
解题思路
先利用导数求函数的单调区间,第2问利用分类讨论思想,讨论参数的值。
易错点
求导数错误,参数的取值范围分类错误
正确答案
见解析
解析
由⑴可知,在
上的最小值为
只需
对任意
恒成立
令
当
时,
单调递减,当
时,
单调递增
而的最大值为
只需
;
考查方向
解题思路
先利用导数求函数的单调区间,第2问利用分类讨论思想,讨论参数的值。
易错点
求导数错误,参数的取值范围分类错误
已知函数的图像在点
处的切线为
.
27.求函数的解析式;
28.当时,求证:
;
29.若对任意的
恒成立,求实数
的取值范围;
正确答案
见解析
解析
,由已知
解得
,故
考查方向
解题思路
先根据导数的性质求切线的斜率,进而求出参数的值,得到函数的解析式,利用导数的性质作出函数大致图像,结合图像,利用分类讨论思想求K的取值范围.
易错点
求导错误,函数性质理解错误;分类讨论有重有漏
正确答案
见解析
解析
令, 由
得
当时,
,
单调递减;当
时,
,
单调递增
∴,从而
考查方向
解题思路
先根据导数的性质求切线的斜率,进而求出参数的值,得到函数的解析式,利用导数的性质作出函数大致图像,结合图像,利用分类讨论思想求K的取值范围.
易错点
求导错误,函数性质理解错误;分类讨论有重有漏
正确答案
见解析
解析
对任意的
恒成立
对任意的
恒成立
令,∴
由28题可知当
时,
恒成立令
,得
;
得
∴
的增区间为
,减区间为
,
∴
,∴实数
的取值范围为
考查方向
解题思路
先根据导数的性质求切线的斜率,进而求出参数的值,得到函数的解析式,利用导数的性质作出函数大致图像,结合图像,利用分类讨论思想求K的取值范围.
易错点
求导错误,函数性质理解错误;分类讨论有重有漏
19.已知函数(a,b
R),记M(a,b)是|f(x)|在区间[-1,1]上的最大值。
(1)证明:当|a|≥2时,M(a,b)≥2;
(2)当a,b满足M(a,b)≤2,求|a|+|b|的最大值.
正确答案
(1)详见解析;(2)3;
解析
试题分析:(1)分析题意可知在
上单调,从而可知M(a,b)=max
,分类讨论a的取值范围即可求解;(2)分析题意可知|a|+|b|=
,再由M(a,b) ≤2可得|1+a+b|=|f(1)|
2,|1-a+b|=f(1)
2,即可求证.
(1)由f(x)= ,得对称轴为直线
,由|a|
2,得
,故f(x)在
上单调,∴M(a,b)=max{|f(1)|,|f(-1)|},当a
2时,由f(1)-f(-1)=2a
4,得max{f(1),f(-1)}
2,即M(a,b)
2,当a
-2时,由f(-1)-f(1)=2a
4,得max{f(1),f(-1)}
2,即M(a,b)
2,综上,当|a|
2时,M(a,b)
2;
(2)由M(a,b)2得|1+a+b|=f(1)
2,|1-a+b|=|f(1)|
2,故|a+b|
3,且
在
上的最大值为2,即M(2,-1)=2,∴|a|+|b|
3,当a=2,b=-1时,|a|+|b|=3,且
在
上的最大值为2,即M(2,-1)=2,∴|a|+|b|的最大值为3.
考查方向
解题思路
(1)根据a的取值范围,得到函数在[-1,1]上的单调性,分类讨论证得结论;(2)由题中给出的新定义进行求解.
易错点
二次函数在闭区间上的单调性.
知识点
(本小题满分12分,(1)小问7分,(2)小问5分)
设函数
23.若在
处取得极值,确定
的值,并求此时曲线
在点
处的切线方程;
24.若在
上为减函数,求
的取值范围。
正确答案
,切线方程为
.
解析
试题分析:本题考查求复合函数的导数,导数与函数的关系,由求导法则可得,由已知得
,可得
,于是有
,
,
,由点斜式可得切线方程.
试题解析:(1)对求导得
因为在
处取得极值,所以
,即
.
当时,
,故
,从而
在点
处的切线方程为
,化简得
考查方向
解题思路
导数及其应用通常围绕四个点进行命题.第一个点是围绕导数的几何意义展开,设计求曲线的切线方程,根据切线方程求参数值等问题,这类试题在考查导数的几何意义的同时也考查导数的运算、函数等知识,试题的难度不大;第二个点是围绕利用导数研究函数的单调性、极值(最值)展开,设计求函数的单调区间、极值、最值,已知单调区间求参数或者参数范围等问题,在考查导数研究函数性质的同时考查分类与整合思想、化归与转化思想等数学思想方法.
易错点
极值的几何意义.
正确答案
.
解析
试题分析:(2)由题意在
上恒成立,即
在
上恒成立,利用二次函数的性质可很快得结论,由
得
.
试题解析:(2)由(1)得,,
令
由,解得
.
当时,
,故
为减函数;
当时,
,故
为增函数;
当时,
,故
为减函数;
由在
上为减函数,知
,解得
故a的取值范围为.
考查方向
解题思路
导数及其应用通常围绕四个点进行命题.第三个点是围绕导数研究不等式、方程展开,涉及不等式的证明、不等式的恒成立、讨论方程根等问题,主要考查通过转化使用导数研究函数性质并把函数性质用来分析不等式和方程等问题的能力,该点和第二个点一般是解答题中的两个设问,考查的核心是导数研究函数性质的方法和函数性质的应用;第四个点是围数性质并把函数性质用来分析不等式和方程等问题的能力,该点和第二个点一般是解答题中的两个设问,考查的核心是导数研究函数性质的方法和函数性质的应用;
易错点
本题涉及第一个点和第二个点,主要注意问题的转化,转化为不等式恒成立,转化为二次函数的性质.
已知函数
27.设
28.证明:存在,使得
在区间
内恒成立,且
在
内有唯一解.
正确答案
当时,
在区间
上单调递增, 在区间
上单调递减;当
时,
在区间
上单调递增.【考查方向】本题考查导数的运算、导数在研究函数中的应用、函数的零点等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力、创新意识,考查函数与方程、数形结合、分类与整合,化归与转化等数学思想.
解析
由已知,函数的定义域为
,
,
所以.
当时,
在区间
上单调递增,
在区间
上单调递减;
当时,
在区间
上单调递增.
解题思路
首先对函数求导,得
,然后再求导得
.利用导数的符号即得其单调性.此题分
和
两种情况讨论.
易错点
不会确定分类的标准导致出错或不分类;
正确答案
详见解析.
解析
由,解得
.
令.
则,.
故存在,使得
.
令,.
由知,函数
在区间
上单调递增.
所以.
即.
当时,有
,.
由(1)知,函数在区间
上单调递增.
故当时,有
,从而
;
当时,有
,从而
;
所以,当时,
.
综上所述,存在,使得
在区间
内恒成立,且
在
内有唯一解.
考查方向
解题思路
要使得在区间
内恒成立,且
在
内有唯一解,则这个解
应为极小值点,且极小值为0
.所以我们应考虑求
的极小值.由
,解得
,代入
得
.是否存在令
使得
呢?为此,令
.
因为,故存在
,使得
.接下来的问题是,此时的
是否满足
呢?令
.由
知,函数
在区间
上单调递增.所以
.即
.
当时,有
.由(1)知,函数
在区间
上单调递增.
故当时,有
,从而
;当
时,有
,从而
;所以,当
时,
.
易错点
找不到解决问题的思路导致无法入手。
5.曲线f(x)=-x+3在点P处的切线平行于直线y=2x-1,则P点的坐标为
正确答案
解析
考查方向
解题思路
1)对曲线函数求导,
2)求设点P(x,y)出的导函数值等于2 求出切点的横坐标,进而得出选项
易错点
主要易错于求导出错
知识点
已知函数.
26.若函数在x=0处的切线也是函数
图象的一条切线,求实数a的值;
27.若函数的图象恒在直线
的下方,求实数a的取值范围;
28.若,且
,判断
与
的大小关系,并说明理由.
注:题目中e=2.71828…是自然对数的底数.
正确答案
(Ⅰ);
解析
试题分析:本题属于函数与导数的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)按照解题步骤求解,(2)要注意转化思想的应用;
(Ⅰ),
在x=0处切线斜率k=
,切线l:
,
又,设l与
相切时的切点为
,则斜率
,
则切线l的方程又可表示为,
由解之得a=
.
考查方向
解题思路
本题考查导数的几何意义和导数的应用,解题步骤如下:
1)求导,利用导数的几何意义求出两曲线的切线方程,利用切线相同进行求解;
2)作差,将问题转化为不等式恒成立问题;
3)构造函数,利用导数研究函数的单调性和最值;
4)利用前一步的结论合理赋值进行求解。
易错点
1)不能正确求导;
2)不能合理转化或赋值.
正确答案
(Ⅱ);
解析
试题分析:本题属于函数与导数的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)按照解题步骤求解,(2)要注意转化思想的应用;
a=.
(Ⅱ)由题对于x>0恒成立,即
对于x>0恒成立,
令,则
,由
得
,
则当x>0时,,
由,得
,即实数a的取值范围是
.
考查方向
解题思路
本题考查导数的几何意义和导数的应用,解题步骤如下:
1)求导,利用导数的几何意义求出两曲线的切线方程,利用切线相同进行求解;
2)作差,将问题转化为不等式恒成立问题;
3)构造函数,利用导数研究函数的单调性和最值;
4)利用前一步的结论合理赋值进行求解。
易错点
1)不能正确求导;
2)不能合理转化或赋值.
正确答案
(Ⅲ)>
.
解析
试题分析:本题属于函数与导数的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)按照解题步骤求解,(2)要注意转化思想的应用;
(Ⅲ)>
.理由如下:
由题,由
得
,
当<x<a时,
,
单调递减,
因为,所以
,即
,
所以, ①
同理, ②
①+②得,
因为,
由得
,即
,
所以,即
,
所以>
.
考查方向
解题思路
本题考查导数的几何意义和导数的应用,解题步骤如下:
1)求导,利用导数的几何意义求出两曲线的切线方程,利用切线相同进行求解;
2)作差,将问题转化为不等式恒成立问题;
3)构造函数,利用导数研究函数的单调性和最值;
4)利用前一步的结论合理赋值进行求解。
易错点
1)不能正确求导;
2)不能合理转化或赋值.
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