- 导数的运算
- 共219题
12.函数有两个零点,则实数
的取值范围是( )
正确答案
解析
首先构造两个函数,后面的函数过原点,然后对
进行分类讨论,并结合图形,分析两个函数图像什么时候才会在
上有两个交点。
(1)当时,二次函数开口向下,对称轴在
轴左边,如右图,两个函数图像只有一个交点;
(2)当时,
为斜率为-1的一次函数,两个函数图像也只有一个交点;
(3)当时,二次函数开口向上,对称轴在
轴右边,如右图,若要有两个交点,则二次函数在
处函数值必须小于0,所以得到
,所以答案为
考查方向
解题思路
首先构造两个函数,定义域都是
,然后画图分析看
在什么范围的时候两个函数图像会有两个交点
易错点
1、忽略对数函数的定义域导致结果出错
2、没有注意到后面的二次函数过原点,而增加不必要的讨论和计算
知识点
21. 已知函数 .
(Ⅰ)设函数,求函数
的单调区间;
(Ⅱ)若不等式≤
在区间[1,e](e=2.71828…)的解集为非空集合,求实数
的取值范围
正确答案
见解析
解析
(Ⅱ) ,定义域为(0,+∞),
①当 即
时,令
,
令 ,得
故
在
上单调递减,在
上单调递增
②当 即
时,
恒成立,
在(0,+∞)上单调递增。
综上,当时,
的单调递减区间为
,单调递增区间为
。
当时,
的单调递增区间为(0,+∞),无单调递减区间。
(Ⅱ)由题意可知,不等式≤
在区间[1,e](e=2.71828…)的解集为非空集合,
即在[1,e]存在 使得
成立,
由(Ⅰ)中,则在[1,e]存在
使得
即函数在[1,e]上的最小值
由(Ⅰ)知,当时,
在[1,e]上单调递增,
当时
①当 即
时,
在[1,e]上单调递减,
②当即
时,
在[1,e]上单调递增,
,无解
③当即
时,
在
上单调递减,在
上单调递增
此时
,不合题意。
综上可得,实数 的取值范围是
或
考查方向
解题思路
确定函数的定义域,利用导数求函数的单调区间,根据题意构造出恰当的不等式,进而求出参数的取值范围。
易错点
求导错误,构造函数不成功。
知识点
12.已知函数,若对任意
,
,则( )
正确答案
解析
由题意得,函数在f(x)在x=1处取到最小值。
,所以
,令
求解方程,得到
,
,所以当a>0时,函数得而单调递减区间是
,单调递增区间是
,于是可知,
是函数的唯一极小值点,故
,整理得
,即
令,求导并令导函数为零,
,得到
,当
时,
,函数单调递增,当
时,
,函数单调递减,因为
,故
,所以
即,所以选A。
考查方向
解题思路
先判断函数的单调性,然后求导求最值。
易错点
函数单调性判断错误、求导错误
知识点
12.已知函数的图象在点
处的切线为
,若
也与函数
,
的图象相切,则
必满足( )
正确答案
解析
对求导得到
,得到切线斜率为
,切线方程为
,设该切线与曲线
的切点为
,所以切线方程可以表示为
根据斜率相等,得到,即
,所以
,得到
分别令两个切线方程中的,得到
,所以
将代入
得到
,下面就将问题转化为函数
在
上零点的区间问题。
在
上成立,即
在
上是增函数。
根据答案中给出的几个端点,我们分别代入得到
所以得到正确答案为D
考查方向
解题思路
分别设两条曲线的切点坐标,然后得到切线方程,根据两条切线相同,得到两个切点之间的联系。然后根据再来列方程或不等式判断切点的范围。
易错点
直接利用切线斜率相等列方程但忽略了切点并不相同;
知识点
21.导数已知函数,
.
(Ⅰ)当时,证明:
;
(Ⅱ)若,且
,求
的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)略
(Ⅱ)1
解析
试题分析:本题属于导数的常规问题,难度较大。函数的单调性、最值、不等式证明问题等等,都可利用导数加以解决。
(Ⅰ)由题意得,,
令,则
,
在区间上,
,
单调递减;在区间
上,
,
单调递增.
所以的最小值为
,即
,
所以函数在区间
上单调递增,即
.
(Ⅱ)令,则
,
令,则
,
由(1),得,则
在区间
上单调递减.
①当时,
,且
,
在区间上,
,
单调递增,在区间
上,
,
单调递减,
所以的最大值为
,即
恒成立.
②当时,
,
时,
,解得
,
即时,
,
单调递减,
又,所以此时
,与
恒成立矛盾.
③当时,
,
时,
,解得
,
即时,
,
单调递增,
又,所以此时
,与
恒成立矛盾.
综上,的取值为
.
考查方向
解题思路
本题主要考查函数的基本性质、导数的应用等基础知识,
解题步骤如下:
(Ⅰ)把证明不等式问题转化为求函数的最值问题解决;
(Ⅱ)构造函数,分类讨论解决即可。
易错点
(Ⅰ)第一问想不到转化为最小值问题解决;
(Ⅱ)第二问想不到构造函数,利用化归与转化解答。
知识点
8. 设函数的图像在点
处切线的斜率为
,则函数
的图像为( )
正确答案
解析
,
,根据
的图象可知,g(t)为奇函数,且当x>0时g(t)>0,所以选B
考查方向
解题思路
先求导数,然后利用导函数求k的解析式,进而判断函数图象
易错点
求导错误,函数单调性不会判断
知识点
12.函数是定义在区间
上的可导函数,其导函数为
,且满足
,则不等式
的解集为
正确答案
解析
由得
即
’
,
所以函数在
上单调递增。
而不等式可化为
,
所以,解得
,故选D。
考查方向
解题思路
1、先通过题中构造函数
,进而求出其单调性;
2、将题中不等式构造成
的形式,最后利用
的单调性和定义域得到答案。
易错点
1、不会通过构造函数
,这是本题最大的难点;
2、忽视题中函数的定义域,而误选B。
知识点
10.设函数在R上存在导数
,在
上
,且
,有
,则以下大小关系一定正确的是( )
正确答案
解析
由题可知,f(x)在上是减函数,且
,
故。
A选项不正确,B选项不正确,D选项不正确,所以选C选项。
考查方向
解题思路
本题考查三角函数的性质,解题步骤如下:利用减函数的性质求解即可
易错点
本题易在判断单调性上发生错误。
知识点
21.已知函数(
)在其定义域内有两个不同的极值点.
(Ⅰ)求的取值范围;
(Ⅱ)记两个极值点分别为,
,且
.已知
,若不等式
恒成立,求
的范围.
正确答案
(Ⅰ)
(Ⅱ)
解析
(Ⅰ)函数的定义域为
,
所以方程在
有两个不同根.
即,方程在
有两个不同根.…1分
转化为,函数与函数
的图像在
上有两个不同交点,
可见,若令过原点且切于函数图像的直线斜率为
,只须
.
令切点,所以
,又
,所以
,
解得,,于是
,所以
.
(Ⅱ)因为等价于
.
由(Ⅰ)可知分别是方程
的两个根,即
,
所以原式等价于,
因为,
,所以原式等价于
又由,
作差得,
,即
.
所以原式等价于,
因为,原式恒成立,即
恒成立.令
,
,
则不等式在
上恒成立.
令,又
,
当时,可见
时,
,所以
在
上单调增,又
,
在
恒成立,符合题意.
当时, 可见
时,
,
时
,
所以在
时单调增,在
时单调减, 又
,
所以在
上不能恒小于0,不符合题意,舍去.
综上所述, 若不等式恒成立,只须
,又
,所以
.…12分
考查方向
解题思路
第一问求导后转化成方程在
有两个根的问题,继续转化成函数
与函数
的图像在
上有两个不同交点问题,那么只需要a大于0且小于曲线
过原点的切线的斜率即可。
第二问两边去对数,然后利用进行转化,得到
再分离变量得到,要求
得范围,就要得到一个关于
的不等式,所以要想办法把左边的a进行转化。又由
,
作差得,
,即
,结合前面的不等式,得到一个关于
的不等式,然后解不等式。通过换元构造函数,转化成不等式
在
上恒成立问题。
易错点
1、第二问两边取对数后不能想到利用进行转化,导致计算无法进行下去;
2、得到后,不能进行适当的换元,计算也无法进行下去。
知识点
21.已知a∈R,函数f(x)=xln(﹣x)+(a﹣1)x.
(Ⅰ)若f(x)在x=﹣e处取得极值,求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)求函数f(x)在区间上的最大值g(a).
正确答案
(Ⅰ)f(x)在(﹣∞,﹣e)上是增函数,在(﹣e,0)上是减函数
(Ⅱ)
解析
(Ⅰ)f'(x)=ln(﹣x)+a,
由题意知x=﹣e时,f'(x)=0,即:f'(﹣e)=1+a=0,∴a=﹣1
∴f(x)=xln(﹣x)﹣2x,f'(x)=ln(﹣x)﹣1
令f'(x)=ln(﹣x)﹣1=0,可得x=﹣e
令f'(x)=ln(﹣x)﹣1>0,可得x<﹣e
令f'(x)=ln(﹣x)﹣1<0,可得﹣e<x<0
∴f(x)在(﹣∞,﹣e)上是增函数,在(﹣e,0)上是减函数,
(Ⅱ)f'(x)=ln(﹣x)+a,∵x∈ , ∴﹣x∈ , ∴ln(﹣x)∈ ,
①若a≥1,则f'(x)=ln(﹣x)+a≥0恒成立,此时f(x)在上是增函数,
fmax(x)=f(﹣e﹣1)=(2﹣a)e﹣1
②若a≤﹣2,则f'(x)=ln(﹣x)+a≤0恒成立,此时f(x)在上是减函数,
fmax(x)=f(﹣e2)=﹣(a+1)e2
③若﹣2<a<1,则令f'(x)=ln(﹣x)+a=0可得x=﹣e﹣a
∵f'(x)=ln(﹣x)+a是减函数,
∴当x<﹣e﹣a时f'(x)>0,当x>﹣e﹣a时f'(x)<0
∴f(x)在(﹣∞,﹣e)上左增右减,
∴fmax(x)=f(﹣e﹣a)=e﹣a,(13分)
综上:
考查方向
解题思路
本题主要考查了导数在研究函数的单调性及在研究单调性的基础上求解其在给定区间上的极值,进而得到最值问题,考查学生综合利用所学知识分析问题和解决问题的能力,属于中档题.解答过程中要用到分类讨论的数学思想,也就是第二问中,通过讨论的范围,得到
在
上的单调性,为求极值和最值创造条件,这是最终完整求解本题的关键.
易错点
本题了导数在研究函数的单调性及在研究单调性的基础上求解其在给定区间上的极值,进而得到最值问题,在分类讨论时易错。
知识点
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