- 导数及其应用
- 共2569题
已知函数
(1)若曲线在点
处与直线
相切,求
与
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
已知函数f(x)=lnx-ax的图象在x=1处的切线与直线2x+y-1=0平行,则实数a的值为___
正确答案
3
解析
略
知识点
若曲线的某一切线与直线
平行,则切线方程为 ▲ .
正确答案
解析
略
知识点
已知函数图像上的点
处的切线方程为
。
(1)若函数在
时有极值,求
的表达式
(2)函数在区间
上单调递增,求实数
的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
解:, --
∵函数在
处的切线斜率为-3,∴
,即
又得
。
(1)函数在
时有极值,所以
,
解得,-
所以,
(2)因为函数在区间
上单调递增,所以导函数
在区间上的值恒大于或等于零,
则得
,所以实数
的取值范围为
知识点
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,
得,即
,解得
。
(2),
①当时,
,
为
上的增函数,所以函数
无极值。
②当时,令
,得
,
。
,
;
,
。
所以在
上单调递减,在
上单调递增,
故在
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;
当,
在
处取得极小值
,无极大值。
(3)当时,
令,
则直线:
与曲线
没有公共点,
等价于方程在
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
在
上至少有一解,与“方程
在
上没有实数解”矛盾,故
。
又时,
,知方程
在
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
在
上没有实数解,即关于
的方程:
(*)
在上没有实数解。
①当时,方程(*)可化为
,在
上没有实数解。
②当时,方程(*)化为
。
令,则有
。
令,得
,
当变化时,
的变化情况如下表:
当时,
,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
如图,设P为抛物线:
上的动点。过点
做圆
的两条切线,交直线
:
于
两点。
(1)求的圆心
到抛物线
准线的距离。
(2)是否存在点,使线段
被抛物线
在点
处得切线平分,若存在,求出点
的坐标;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)解:由题意可知,抛物线C1的准线方程为:
所以圆心M到抛物线C1准线的距离为
(2)解:设点P的坐标为(x0, x02),抛物线C1在点P处的切线交直线l于点D。
再设A,B,D的横坐标分别为
过点P(x0, x02)的抛物线C1的切线方程为:
(1)
当时,过点P(1,1)与圆C2的切线PA为:
。
可得。所以
。
设切线PA.PB的斜率为,则
(2)
(3)
将分别代入(1),(2),(3),得
从而
又,
即
同理
所以是方程
的两个不相等的根,从而
,
因为,
所以即
。
从而
进而得
综上所述,存在点P满足题意,点P的坐标为
知识点
已知函数.
(1) 求f(x)的反函数的图象上图象上点(1,0)处的切线方程;
(2)证明: 曲线y = f (x) 与曲线有唯一公共点.
(3)设a<b, 比较与
的大小, 并说明理由.
正确答案
见解析
解析
(1) f (x)的反函数,则y=g(x)过点(1,0)的切线斜率k=
.
.过点(1,0)的切线方程为:y = x+ 1
(2) 证明曲线y=f(x)与曲线有唯一公共点,过程如下。
因此,
所以,曲线y=f(x)与曲线只有唯一公共点(0,1).(证毕)
(3)设
令。
,且
。
所以
知识点
已知函数f(x)=ex(ax+b)-x2-4x,曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=4x+4.
(1)求a,b的值;
(2)讨论f(x)的单调性,并求f(x)的极大值。
正确答案
见解析
解析
(1)f′(x)=ex(ax+a+b)-2x-4.
由已知得f(0)=4,f′(0)=4.
故b=4,a+b=8.
从而a=4,b=4.
(2)由(1)知,f(x)=4ex(x+1)-x2-4x,
f′(x)=4ex(x+2)-2x-4=4(x+2)·.
令f′(x)=0得,x=-ln 2或x=-2.
从而当x∈(-∞,-2)∪(-ln 2,+∞)时,f′(x)>0;
当x∈(-2,-ln 2)时,f′(x)<0.
故f(x)在(-∞,-2),(-ln 2,+∞)上单调递增,在(-2,-ln 2)上单调递减。
当x=-2时,函数f(x)取得极大值,极大值为f(-2)=4(1-e-2)。
知识点
已知a∈R,函数f(x)=2x3-3(a+1)x2+6ax.
(1)若a=1,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;
(2)若|a|>1,求f(x)在闭区间[0,2|a|]上的最小值。
正确答案
(1)y=6x-8.(2)g(a)=
解析
(1)当a=1时,f′(x)=6x2-12x+6,
所以f′(2)=6.
又因为f(2)=4,所以切线方程为y=6x-8.
(2)记g(a)为f(x)在闭区间[0,2|a|]上的最小值。
f′(x)=6x2-6(a+1)x+6a=6(x-1)(x-a)。
令f′(x)=0,得到x1=1,x2=a.
当a>1时,
比较f(0)=0和f(a)=a2(3-a)的大小可得g(a)=
当a<-1时,
得g(a)=3a-1.
综上所述,f(x)在闭区间[0,2|a|]上的最小值为g(a)=
知识点
已知函数f(x)=x2e-x.
(1)求f(x)的极小值和极大值;
(2)当曲线y=f(x)的切线l的斜率为负数时,求l在x轴上截距的取值范围。
正确答案
(1)极小值为f(0)=0;极大值为f(2)=4e-2.
(2)(-∞,0)∪[,+∞)
解析
(1)f(x)的定义域为(-∞,+∞),
f′(x)=-e-xx(x-2),①
当x∈(-∞,0)或x∈(2,+∞)时,f′(x)<0;
当x∈(0,2)时,f′(x)>0.
所以f(x)在(-∞,0),(2,+∞)单调递减,在(0,2)单调递增。
故当x=0时,f(x)取得极小值,极小值为f(0)=0;
当x=2时,f(x)取得极大值,极大值为f(2)=4e-2.
(2)设切点为(t,f(t)),
则l的方程为y=f′(t)(x-t)+f(t)。
所以l在x轴上的截距为m(t)=.
由已知和①得t∈(-∞,0)∪(2,+∞)。
令h(x)=(x≠0),则当x∈(0,+∞)时,h(x)的取值范围为[
,+∞);
当x∈(-∞,-2)时,h(x)的取值范围是(-∞,-3)。
所以当t∈(-∞,0)∪(2,+∞)时,m(t)的取值范围是(-∞,0)∪[,+∞)。
综上,l在x轴上的截距的取值范围是(-∞,0)∪[,+∞),
知识点
如图所示,为了测量某湖泊两侧间的距离,李宁同学首先选定了与
不共线的一点
,然后给出了三种测量方案:(
的角
所对的边分别记为
):
① 测量
② 测量
③测量
则一定能确定间距离的所有方案的序号为()
正确答案
解析
略
知识点
通过随机询问
名性别不同的小学生是否爱吃零食,得到如下的列联表:
参照右上附表,得到的正确结论
正确答案
解析
略
知识点
已知函数,其中
且
.
(1)求证:函数在点
处的切线与
总有两个不同的公共点;
(2)若函数在区间
上有且仅有一个极值点,求实数
的取值范围。
正确答案
见解析
解析
(1)由已知可得. ------------------1分
, ------------------2分
又
在
处的切线方程为
. --------------------4分
令,整理得
.
或
, ------------------5分
, --------------------6分
与切线有两个不同的公共点. -----------------------7分
(2)在
上有且仅有一个极值点,
在
上有且仅有一个异号零点, -------------9分
由二次函数图象性质可得, ------------------------10分
即,解得
或
, ---------------12分
综上,的取值范围是
. -------------------13分
知识点
已知函数的图象在点
处的切线方程为
。
(1)求实数的值;
(2)设。
①若是
上的增函数,求实数
的最大值;
②是否存在点,使得过点
的直线若能与曲线
围成两个封闭图形,则这两个封闭图形的面积总相等, 若存在,求出点
坐标;若不存在,说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)时,
,
————2分
在直线
上,
,即
————4分
,
(2)①
是
上的增函数,
,
在上恒成立,————6分
令 则
,
设,
在
上恒成立————7分
恒成立,
, 实数
最大值为
————9分
②由,
,
————11分
表明:若点为
图象上任意一点,则点
也在图象上,
而线段的中点恒为
;由此可知
图象关于点
对称。
这也表明存在点,使得过
的直线若能与
图象相交围成封闭图形,
则这两个封闭图形面积相等, ————13分
知识点
从某批产品中,有放回地抽取产品2次,每次随机抽取1件,假设事件:“取出的2件产品中至多有一件是二等品”的概率
(1)求从该批产品中任取1件是二等品的概率P
(2)若该批产品共100件,从中一次性任意抽取2件,用表示取出的2件产品中的二等品的件数,求
的分布列及期望。
正确答案
见解析。
解析
(1)记A0表示事件“取出的2件产品中无二等品”,A1表示事件“取出的2件产品中恰有1件是二等品”,则A0、A1互斥,且A=A0+A1。
故P (A)=P (A0+A1)=P (A0) +P (A1)=(1-p)2+Cp (1-p)=1-p2。
依题意,知1-p2=0.96,又p>0,得p=0.2。
(2)ξ可能的取值为0,1,2。
若该批产品共100件,由(1)知,其中共有二等品100×0.2=20件,故
P(ξ=0)=,P(ξ=1)=
。
P(ξ=2)=。
所以ξ的分布列为
ξ的期望
知识点
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