- 直线方程的综合应用
- 共376题
已知曲线y=x2-1与y=1+x3在x=x0处的切线互相垂直,求x0的值.
正确答案
对于y=x2-1,有y′=
x,k1=y′|x=x0=
x0;
对于y=1+x3,有y′=3x2,k2=y′|x=x0=3x02.
又k1k2=-1,则x03=-1,
故x0=-1.
已知函数f(x)=alnx-,a∈R.
(Ⅰ)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与直线x+2y=0垂直,求a的值;
(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅲ)当a=1,且x≥2时,证明:f(x-1)≤2x-5.
正确答案
(Ⅰ)函数f(x)的定义域为{x|x>0},f′(x)=+
.
又曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与直线x+2y=0垂直,
所以f'(1)=a+1=2,
即a=1.
(Ⅱ)由于f′(x)=.
当a≥0时,对于x∈(0,+∞),有f'(x)>0在定义域上恒成立,
即f(x)在(0,+∞)上是增函数.
当a<0时,由f'(x)=0,得x=-∈(0,+∞).
当x∈(0,-)时,f'(x)>0,f(x)单调递增;
当x∈(-,+∞)时,f'(x)<0,f(x)单调递减.
(Ⅲ)当a=1时,f(x-1)=ln(x-1)-x∈[2,+∞).
令g(x)=ln(x-1)--2x+5.g′(x)=
+
-2=-
.
当x>2时,g′(x)<0,g(x)在(2,+∞)单调递减.
又g(2)=0,所以g(x)在(2,+∞)恒为负.
所以当x∈[2,+∞)时,g(x)≤0.
即ln(x-1)--2x+5≤0.
故当a=1,且x≥2时,f(x-1)≤2x-5成立.
设函数f(x)=x3+ax2-9x-1(a<0).若曲线y=f(x)的斜率最小的切线与直线12x+y=6平行,求:
(Ⅰ)a的值;
(Ⅱ)函数f(x)的单调区间.
正确答案
(Ⅰ)因f(x)=x2+ax2-9x-1
所以f'(x)=3x2+2ax-9=3(x+)2-9-
.
即当x=-时,f'(x)取得最小值-9-
.
因斜率最小的切线与12x+y=6平行,即该切线的斜率为-12,
所以-9-=-12,即a2=9.
解得a=±3,由题设a<0,所以a=-3.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知a=-3,因此f(x)=x3-3x2-9x-1,f'(x)=3x2-6x-9=3(x-3(x+1)
令f'(x)=0,解得:x1=-1,x2=3.
当x∈(-∞,-1)时,f'(x)>0,故f(x)在(-∞,-1)上为增函数;
当x∈(-1,3)时,f'(x)<0,故f(x)在(-1,3)上为减函数;
当x∈(3,+∞)时,f'(x)>0,故f(x)在(3,+∞)上为增函数.
由此可见,函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-1)和(3,+∞);
单调递减区间为(-1,3).
已知曲线y=x2-1与y=1+x3在x=x0处的切线互相垂直,求x0的值.
正确答案
解:对于y=x2-1,有y′=x,k1=y′|x=x0=
x0;
对于y=1+x3,有y′=3x2,k2=y′|x=x0=3x02,
又k1k2=-1,
则x03=-1,
∴x0=-1。
已知函数f(x)=ln(1+x)-ax的图象在x=1处的切线与直线x+2y-1=0平行.
(Ⅰ)求实数a的值;
(Ⅱ)若方程f (x)=(m-3x)在[2,4]上有两个不相等的实数根,求实数m的取值范围;(参考数据:e=2.71 828…)
(Ⅲ)设常数p≥1,数列{an}满足an+1=an+ln(p-an)(n∈N*),a1=lnp,求证:an+1≥an.
正确答案
(I)∵f′(x)=-a,
∴f′(1)=-a.
由题知-a=-
,
解得a=1.(3分)
(II)由(I)有f(x)=ln(1+x)-x,
∴原方程可整理为4ln(1+x)-x=m.
令g(x)=4ln(1+x)-x,得g′(x)=-1=
,
∴当3<x≤4时g'(x)<0,当2≤x<3时g'(x)>0,g'(3)=0,
即g(x)在[2,3]上是增函数,在[3,4]上是减函数,
∴在x=3时g(x)有最大值4ln4-3.(6分)
∵g(2)=4ln3-2,g(4)=4ln5-4,
∴g(2)-g(4)=4ln+2=2(2ln
+1)=2ln
.
由9e≈24.46<25,于是2ln<0.
∴g(2)<g(4).
∴m的取值范围为[4ln5-4,4ln4-3).(9分)
(III)由f(x)=ln(1+x)-x(x>-1)有f′(x)=-1=-
,
显然f'(0)=0,当x∈(0,+∞)时,f'(x)<0,当x∈(-1,0)时,f'(x)>0,
∴f(x)在(-1,0)上是增函数,在[0,+∞)上是减函数.
∴f(x)在(-1,+∞)上有最大值f(0),而f(0)=0,
∴当x∈(-1,+∞)时,f(x)≤0,因此ln(1+x)≤x.(*)(11分)
由已知有p>an,即p-an>0,所以p-an-1>-1.
∵an+1-an=ln(p-an)=ln(1+p-1-an),
∴由(*)中结论可得an+1-an≤p-1-an,即an+1≤p-1(n∈N*).
∴当n≥2时,an+1-an=ln(p-an)≥ln[p-(p-1)]=0,即an+1≥an.
当n=1,a2=a1+ln(p-lnp),
∵lnp=ln(1+p-1)≤p-1,
∴a2≥a1+ln[p-(p-1)]=a1,结论成立.
∴对n∈N*,an+1≥an.(14分)
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