- 直线的倾斜角与斜率
- 共1491题
已知函数 f(x)=ax3+(a+d)x2+(a+2d)x+d,g(x)=ax2+2(a+2d)x+a+4d,其中a>0,d>0,设x0为f(x)的极小值点,x1为g(x)的极值点,g(x2)=g(x3)=0,并且x2<x3,将点(x0,f(x0)),(x1,g(x1)),(x2,0)(x3,0)依次记为A,B,C,D。
(1)求x0的值;
(2)若四边形APCD为梯形且面积为1,求a,d的值。
正确答案
解:(1)
令,由a≠0得
或
∵
∴
当时,
当时,
所以f(x)在x=-1处取极小值,即x0=-1。
(2)
∵
∴g(x)在处取得极小值
即
由g(x)=0,即
∵
∴
∵
∴
由四边形ABCD是梯形及BC与AD不平行,得AB∥CD
∴,即
由四边形ABCD的面积为1,得
即,得d=1
从而,得
。
已知函数f(x)=ax3+bx2+cx+d,其中a,b,c是以d为公差的等差数列,且a>0,d>0。设x0为f(x)的极小值点,在[
]上,f′(x)在x1处取得最大值,在x2处取得最小值,将点(x0,f(x0)),(x1,f′(x1)),(x2,f′(x2))依次记为A,B,C。
(1)求x0的值;
(II)若△ABC有一边平行于x轴,且面积为2+,求a,d的值。
正确答案
解:(1)∵
∴
令f'(x)=0,得x=-1或
∵
∴
∴
当时,
当时,
所以f(x)在x=-1处取极小值,即。
(2)∵
∴的图象开口向上,对称轴方程是
由知
∴在[-
,0]上的最大值为
,即
又由知
∴当时,f‘(x)取得最小值为
,即
∵
∴
由△ABC有一条边平行于x轴,得AC平行于x轴,
所以,即
①
又由△ABC的面积为,得
利用得
②
联立①②可得。
曲线y=x3+x-10在某点处的切线平行于直线4x-y+3=0,则切线方程为______.
正确答案
∵切线与直线y=4x+3平行,斜率为4,∴3x2+1=4,∴x=±1,有或
∴切点为(1,-8)或(-1,-12),切线方程为y+8=4(x-1)或y+12=4(x-1),即y=4x-12或y=4x-8.
故答案为:y=4x-12或y=4x-8.
若曲线y=x4的一条切线l与直线x+4y-8=0垂直,则l的方程为______.
正确答案
4x-y-3=0与直线x+4y-8=0垂直的直线l与为:4x-y+m=0,
即y=x4在某一点的导数为4,
而y′=4x3,∴y=x4在(1,1)处导数为4,
故方程为4x-y-3=0.
已知曲线y=xn-1在点(1,0)处的切线与直线2x-y+1=0平行,则n=______.
正确答案
直线2x-y+1=0的斜率为2,曲线y=xn-1在点(1,0)处的切线的斜率也是2;
而y′=nxn-1,所以f′(1)=n=2
故答案为:2
已知函数f(x)=的图象过点(﹣1,2),且在点(﹣1,f(
﹣1))处的切线与直线x﹣5y+1=0垂直.
(1)求实数b,c的值;
(2)求f(x)在[﹣1,e](e为自然对数的底数)上的最大值;
(3)对任意给定的正实数a,曲线y=f(x)上是否存在两点P,Q,使得△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在y轴上?
正确答案
解:(1)由题意可得,当x<1时,f′(x)=﹣3x2+2x+b,f′(﹣1)=﹣3﹣2+b=b﹣5.
由( b﹣5 )( )=﹣1,可得b=0,
故 f(x)=﹣x3+x2+c.把点(﹣1,2)代入求得 c=0.
综上可得b=0,c=0.
(2)由以上可得 ,当﹣1≤x<1时,f′(x)=﹣x(3x﹣2).
解f′(x)>0得0<x< .解f′(x)<0得1≥x>
或x<0.
∴f(x)在(﹣1,0)和( ,1)上单调递减,在(0,
)上单调递增,
从而f(x)在x= 处取得极大值为f(
)=
.
又∵f(﹣1)=2,f(1)=0,
∴f(x)在[﹣1,1)上的最大值为2.
当1≤x≤e时,f(x)=alnx,
当a≤0时,f(x)≤0.
当a>0时,f(x)在[1,e]单调递增;
∴f(x)在[1,e]上的最大值为a.
∴a≥2时,f(x)在[﹣1,e]上的最大值为a;
当a<2时,f(x)在[﹣1,e]上的最大值为2.
(3)设点P的横坐标为m(不妨设m>0),
则由题意可得点Q的横坐标为﹣m,且﹣m<0.
当0<m<1时,点P(m,﹣m3+m2),点 Q(﹣m,m3+m2),
由K0P·KOQ=﹣1,可得(﹣m2+m)(﹣m2﹣m)=﹣1,m无解.
当m≥1时,点P(m,alnm),点 Q(﹣m,m3+m2),
由K0P·KOQ=﹣1,可得 ·(﹣m2﹣m)=﹣1,即 alnm=
.
由于a为正实数,故存在大于1的实数m,满足方程 alnm= .
故曲线y=f(x)上是否存在两点P,Q,使得△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,
且此三角形斜边中点在y轴上.
在直角坐标系xOy中,设A点是曲线C1:y=ax3+1(a>0)与曲线C2:x2+y2=的一个公共点,若C1与C2在A点处的切线互相垂直,则实数a的值是______.
正确答案
设点A的坐标为(x0,y0),代入两曲线方程得:
y0=ax03+1①,x02+y02=②,
由曲线C1:y=ax3+1得:y′=3ax2,
则曲线C1在A处的切线的斜率k=3ax02,
所以C1在A处的切线方程为:y=3ax02(x-x0)+y0,
由C1在A处的切线与C2在A处的切线互相垂直,
得到切线方程y=3ax02(x-x0)+y0过圆C2的圆心(0,0),
则有3ax02(0-x0)+y0=0,即y0=3ax03③,
把③代入①得:a=④,④代入③得:y0=
⑤,⑤代入②得:x0=±
,
当x0=时,代入④得:a=4;当x0=-
时,代入④得:a=-4(由a>0,不合题意,舍去).
则实数a的值为4.
故答案为4.
已知函数f(x)=ax+且a>0,
(Ⅰ)若曲线f(x)在(1,f(1))处的切线与y=x平行,求实数a的值;
(Ⅱ)若x∈(0,2],求函数f(x)的最小值;
(Ⅲ)设函数g(x)=+lnx,若f(x)与g(x)的图象在区间(1,e2)上有两个不同的交点,求实数a的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ),
依题意,
故a=2;
(Ⅱ),
当,即f(x)在
上单调递减;
当,即f(x)在
上单调递增;
(1)当时,
可知f(x)在(0,2]是减函数,
故x=2时,;
(2)当时,
可知f(x)在递增,
故;
综上所述,当;
;
(Ⅲ)设(x>0),
则,
令,
由,所以h(x)的减区间为
;
由,所以h(x)的增区间为
;
所以当,h(x)取极小值
;
f(x)与g(x)的图象在(1,e2)上有两个不同的交点等价于h(x)在(1,e2)上有两个不同零点,
故只需,
故实数a的取值范围是。
已知函数f(x)=axlnx图象上点(e,f(e))处的切线方程与直线y=2x平行(其中e=2.71828…),g(x)=x2﹣tx﹣2.
(I)求函数f(x)的解析式;
(II)求函数f(x)在[n,n+2](n>0)上的最小值;
(III)对一切x∈(0,e],3f(x)≥g(x)恒成立,求实数t的取值范围.
正确答案
解:(I)由点(e,f(e))处的切线方程与直线2x﹣y=0平行,
得该切线斜率为2,即f'(e)=2.
又∵f'(x)=a(lnx+1),
令a(lne+1)=2,a=1,
所以f(x)=xlnx.
(II)由(I)知f'(x)=lnx+1,
显然f'(x)=0时x=e﹣1
当时f'(x)<0,所以函数
上单调递减.
当时f'(x)>0,所以函数f(x)在
上单调递增,
①时,
;
②时,函数f(x)在[n,n+2]上单调递增,
因此f(x)min=f(n)=nlnnn;
所以
(III)对一切x∈(0,e],3f(x)≥g(x)恒成立,
又g(x)=x2﹣tx﹣2,
∴3xlnx≥x2﹣tx﹣2,即.
设,
则,
由h'(x)=0得x=1或x=2,
∴x∈(0,1),h'(x)>0,h(x)单调递增,
x∈(1,2),h'(x)>0,h(x)单调递减,
x∈(2,e),h'(x)>0,h(x)单调递增,
∴h(x)极大值=h(1)=﹣1,且h(e)=e﹣3﹣2e﹣1<﹣1,
所以h(x)max=h(1)=﹣1.
因为对一切x∈(0,e],3f(x)≥g(x)恒成立,
∴t≥h(x)max=﹣1.
故实数t的取值范围为[﹣1,+∞).
已知抛物线C:y=2x2,直线y=kx+2交C于A,B两点,M是线段AB的中点,过M作x轴的垂线交C于点N。(1)证明:抛物线C在点N处的切线与AB平行;
(2)是否存在实数k使,若存在,求k的值;若不存在,说明理由。
正确答案
解:(1)如图,设,
,把
代入
得
,
由韦达定理得,
,
∴,
∴N点的坐标为
设抛物线在点N处的切线l的方程为,
将代入上式得
,
∵直线l与抛物线C相切,
∴,
∴
即。
(2)假设存在实数k,使,则
,
又∵M是AB的中点,
∴
由(1)知
∵轴,
∴
又
∴,解得
即存在,使
。
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