- 导数及其应用
- 共3028题
请你谈一谈对“不同生产方式以及生产工艺中,生产物流管理所采用的方法和手段是不同的。”这句话的理解。
正确答案
测试
请你谈一谈对“不同生产方式以及生产工艺中,生产物流管理所采用的方法和手段是不同的。”这句话的理解。
正确答案
测试
设L为曲线C:在点(1,0)处的切线。
(1)求L的方程;
(2)证明:除切点(1,0)之外,曲线C在直线L的下方。
正确答案
见解析
解析
(1)设,则
.
所以f′(1)=1.
所以L的方程为y=x-1.
(2)令g(x)=x-1-f(x),则除切点之外,曲线C在直线L的下方等价于g(x)>0(x>0,x≠1)。
g(x)满足g(1)=0,且g′(x)=1-f′(x)=.
当0<x<1时,x2-1<0,ln x<0,所以g′(x)<0,故g(x)单调递减;
当x>1时,x2-1>0,ln x>0,所以g′(x)>0,故g(x)单调递增。
所以,g(x)>g(1)=0(x>0,x≠1)。
所以除切点之外,曲线C在直线L的下方。
知识点
设a+b=2,b>0,则当a=__________时,取得最小值。
正确答案
-2
解析
因为a+b=2,所以
1==
≥,
当a>0时,,
;
当a<0时,,
,当且仅当b=2|a|时等号成立。
因为b>0,所以原式取最小值时b=-2a.
又a+b=2,所以a=-2时,原式取得最小值。
知识点
函数y=x2(x>0)的图像在点(ak,ak2)处的切线与x轴交点的横坐标为ak+1,k为正整数,a1=16,则a1+a3+a5=____▲_____
正确答案
21
解析
考查函数的切线方程、数列的通项。
在点(ak,ak2)处的切线方程为:当
时,解得
,
所以。
知识点
已知函数f(x)=ex+ax2﹣ex,a∈R。
(1)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,求函数f(x)的单调区间;
(2)试确定a的取值范围,使得曲线y=f(x)上存在唯一的点P,曲线在该点处的切线与曲线只有一个公共点P。
正确答案
(1)f(x)的单调减区间为(﹣∞,1),单调增区间为(1,+∞)
(2)a<0
解析
(1)求导函数,可得f′(x)=ex+2ax﹣e
∵曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,
∴k=2a=0,∴a=0
∴f(x)=ex﹣ex,f′(x)=ex﹣e
令f′(x)=ex﹣e<0,可得x<1;令f′(x)>0,可得x>1;
∴函数f(x)的单调减区间为(﹣∞,1),单调增区间为(1,+∞)
(2)设点P(x0,f(x0)),曲线y=f(x)在点P处的切线方程为y=f′(x0)(x﹣x0)+f(x0)
令g(x)=f(x)﹣f′(x0)(x﹣x0)﹣(x0)
∵曲线在该点处的切线与曲线只有一个公共点P,∴g(x)有唯一零点
∵g(x0)=0,g′(x)=
(1)若a≥0,当x>x0时,g′(x)>0,∴x>x0时,g(x)>g(x0)=0
当x<x0时,g′(x)<0,∴x<x0时,g(x)>g(x0)=0,故g(x)只有唯一零点x=x0,由P的任意性a≥0不合题意;
(2)若a<0,令h(x)=,则h(x0)=0,h′(x)=ex+2a
令h′(x)=0,则x=ln(﹣2a),∴x∈(﹣∞,ln(﹣2a)),h′(x)<0,函数单调递减;x∈(ln(﹣2a),+∞),h′(x)>0,函数单调递增;
①若x0=ln(﹣2a),由x∈(﹣∞,ln(﹣2a)),g′(x)>0;x∈(ln(﹣2a),+∞),g′(x)>0,∴g(x)在R上单调递增
∴g(x)只有唯一零点x=x0;
②若x0>ln(﹣2a),由x∈(ln(﹣2a),+∞),h(x)单调递增,且h(x0)=0,则当x∈(ln(﹣2a),x0),g′(x)<0,g(x)>
g(x0)=0
任取x1∈(ln(﹣2a),x0),g(x1)>0,
∵x∈(﹣∞,x1),∴g(x)<ax2+bx+c,其中b=﹣e+f′(x0),c=
∵a<0,∴必存在x2<x1,使得
∴g(x2)<0,故g(x)在(x2,x1)内存在零点,即g(x)在R上至少有两个零点;
③若x0<ln(﹣2a),同理利用,可得g(x)在R上至少有两个零点;
综上所述,a<0,曲线y=f(x)上存在唯一的点P,曲线在该点处的切线与曲线只有一个公共点P(ln(﹣2a),f(ln(﹣2a)))。
知识点
已知函数f(x)=ex,x∈R.
(1)若直线y=kx+1与f(x)的反函数的图像相切,求实数k的值;
(2)设x>0,讨论曲线y=f(x)与曲线y=mx2(m>0)公共点的个数;
(3)设a<b,比较与
的大小,并说明理由。
正确答案
(1) ;(2) 若0<m<
,曲线y=f(x)与y=mx2没有公共点;若
,曲线y=f(x)与y=mx2有一个公共点;若
,曲线y=f(x)与y=mx2有两个公共点,(3)
解析
(1)f(x)的反函数为g(x)=ln x.
设直线y=kx+1与g(x)=ln x的图像在P(x0,y0)处相切,
则有y0=kx0+1=ln x0,k=g′(x0)=,
解得x0=e2,.
(2)
曲线y=ex与y=mx2的公共点个数等于曲线与y=m的公共点个数。
令,则
,
∴φ′(2)=0.
当x∈(0,2)时,φ′(x)<0,φ(x)在(0,2)上单调递减;
当x∈(2,+∞)时,φ′(x)>0,φ(x)在(2,+∞)上单调递增,
∴φ(x)在(0,+∞)上的最小值为.
当0<m<时,曲线
与y=m无公共点;
当时,曲线
与y=m恰有一个公共点;
当时,在区间(0,2)内存在
,使得φ(x1)>m,在(2,+∞)内存在x2=me2,使得φ(x2)>m.由φ(x)的单调性知,曲线
与y=m在(0,+∞)上恰有两个公共点。
综上所述,当x>0时,
若0<m<,曲线y=f(x)与y=mx2没有公共点;
若,曲线y=f(x)与y=mx2有一个公共点;
若,曲线y=f(x)与y=mx2有两个公共点。
(3)解法一:可以证明.
事实上,
(b>a),(*)
令(x≥0),
则(仅当x=0时等号成立),
∴ψ(x)在[0,+∞)上单调递增,
∴x>0时,ψ(x)>ψ(0)=0.
令x=b-a,即得(*)式,结论得证。
解法二:
=
=[(b-a)eb-a+(b-a)-2eb-a+2],
设函数u(x)=xex+x-2ex+2(x≥0),
则u′(x)=ex+xex+1-2ex,
令h(x)=u′(x),则h′(x)=ex+ex+xex-2ex=xex≥0(仅当x=0时等号成立),
∴u′(x)单调递增,
∴当x>0时,u′(x)>u′(0)=0,
∴u(x)单调递增。
当x>0时,u(x)>u(0)=0.
令x=b-a,则得(b-a)eb-a+(b-a)-2eb-a+2>0,
∴,
因此,
知识点
如图,抛物线C1:x2=4y,C2:x2=-2py(p>0),点M(x0,y0)在抛物线C2上,过M作C1的切线,切点为A,B(M为原点O时,A,B重合于O),当x0=1-时,切线MA的斜率为
.
(1)求p的值;
(2)当M在C2上运动时,求线段AB中点N的轨迹方程(A,B重合于O时,中点为O)。
正确答案
(1)2; (2)
解析
(1)因为抛物线C1:x2=4y上任意一点(x,y)的切线斜率为,且切线MA的斜率为
,所以A点坐标为
,故切线MA的方程为
.
因为点M(,y0)在切线MA及抛物线C2上,
于是,①
.②
由①②得p=2.
(2)设N(x,y),A,B
,x1≠x2,由N为线段AB中点知x=
,③
.④
切线MA,MB的方程为
,⑤
.⑥
由⑤⑥得MA,MB的交点M(x0,y0)的坐标为
,
.
因为点M(x0,y0)在C2上,即=-4y0,
所以.⑦
由③④⑦得
,x≠0.
当x1=x2时,A,B重合于原点O,AB中点N为O,坐标满足.
因此AB中点N的轨迹方程为
知识点
已知函数f(x)=x2ln x.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)证明:对任意的t>0,存在唯一的s,使t=f(s);
(3)设(2)中所确定的s关于t的函数为s=g(t),证明:当t>e2时,有.
正确答案
见解析
解析
(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞)。
f′(x)=2xln x+x=x(2ln x+1),令f′(x)=0,得.
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
所以函数f(x)的单调递减区间是,单调递增区间是
.
(2)证明:当0<x≤1时,f(x)≤0.
设t>0,令h(x)=f(x)-t,x∈[1,+∞)。
由(1)知,h(x)在区间(1,+∞)内单调递增。
h(1)=-t<0,h(et)=e2tln et-t=t(e2t-1)>0.
故存在唯一的s∈(1,+∞),使得t=f(s)成立。
(3)证明:因为s=g(t),由(2)知,t=f(s),且s>1,从而
,
其中u=ln s.
要使成立,只需
.
当t>e2时,若s=g(t)≤e,则由f(s)的单调性,有t=f(s)≤f(e)=e2,矛盾。
所以s>e,即u>1,从而ln u>0成立。
另一方面,令F(u)=,u>1.F′(u)=
,令F′(u)=0,得u=2.
当1<u<2时,F′(u)>0;当u>2时,F′(u)<0.
故对u>1,F(u)≤F(2)<0.
因此成立。
综上,当t>e2时,有.
知识点
已知函数,其中
.
(1)若对一切,
恒成立,求
的取值集合.
(2)在函数的图像上取定两点
,记直线
的斜率为
.问:是否存在
,使
成立?若存在,求
的取值范围;若不存在,请说明理由.
正确答案
见解析
解析
(1)若,则对一切
,
,这与题设矛盾,又
,
故.
而令
当时,
单调递减;当
时,
单调递增,故当
时,
取最小值
于是对一切恒成立,当且仅当
.①
令则
当时,
单调递增;当
时,
单调递减.
故当时,
取最大值
.因此,当且仅当
即
时,①式成立.
综上所述,的取值集合为
.
(2)由题意知,
令则
令,则
.
当时,
单调递减;当
时,
单调递增.
故当,
即
从而,
又
所以
因为函数在区间
上的图像是连续不断的一条曲线,所以存在
,使
,
单调递增,故这样的
是唯一的,且
.故当且仅当
时,
.
综上所述,存在使
成立.且
的取值范围为
.
知识点
已知,函数
(1)求曲线在点
处的切线方程;
(2)当时,求
的最大值。
正确答案
(1)(2)
解析
(1)由已知得:,且
,所以所求切线方程为:
,即为:
;
(2)由已知得到:,其中
,当
时,
,
(1)当时,
,所以
在
上递减,所以
,因为
;
(2)当,即
时,
恒成立,所以
在
上递增,所以
,因为
;
(3)当,即
时,
,且
,即
所以,且
所以
,
所以;
由,所以
(ⅰ)当时,
,所以
时,
递增,
时,
递减,所以
,因为
,又因为
,所以
,所以
,所以
(ⅱ)当时,
,所以
,因为
,此时
,当
时,
是大于零还是小于零不确定,所以
1当时,
,所以
,所以此时
;
2当时,
,所以
,所以此时
综上所述:
知识点
已知为R上的可导函数,且
均有
,则有 ( )
正确答案
解析
略。
知识点
已知a是给定的实常数,
设函数是
的一个极大值点.
(1)求b的取值范围;
(2)设是
的3个极值点,问是否存在实数b,可找到
,使得
的某种排列
(其中
)依次成等差数列?若存在,示所有的b及相应的
若不存在,说明理由.
正确答案
见解析
解析
(1)解:
令
则
于是可设是
的两实根,且
1)当时,则
不是
的极值点,此时不合题意
2)当时,由于
是
的极大值点,
故 即
即
所以
所以的取值范围是(-∞,
)
(2)解:由(Ⅰ)可知,假设存了及
满足题意,则
1)当时,则
于是
即
此时
或
2)当时,则
①若
于是
即
于是
此时
②若
于是
即
于是
此时
综上所述,存在满足题意
当
当
当
知识点
已知为自然对数的底数,设函数
,则
正确答案
解析
当时,
,且
,所以当
时,
,函数递增;当
时,
,函数递减;所以当
时函数取得极小值;所以选C
知识点
已知函数是
的导函数。
(1) 时,求
的最小值;
(2)若存在单调递增区间,求
的取值范围;
(3)若关于的不等式
在
恒成立,求
的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)定义域是
,
且,
令,得
,所以
在
上递减,在
递增,
所以。
(2),则据题意知
在
上有解。
即在
上有解,令
,可求得
,
则,故
的取值范围是:
。
(3)原不等式即,该不等式在
上恒成立.
若,则
,即
,在
上不恒成立,所以,
.
一方面,,即
,亦即
,
次不等式在上恒成立的充要条件是
。
另一方面,令,则
在
上恒成立等价于
。
又令
,得
,令
,得
,
所以
因此,即
综上, 。
注:第(3)问也可用分离参量法求解。
知识点
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