- 导数的运算
- 共219题
10.已知函数f(x)=x+,g(x)=
+a,若
∈[
,1],
∈[2,3],使得
f(x1)≥g(x2),则实数a的取值范围是
正确答案
解析
f(x)min=f(1)=5, g(x)min = g(2)=4+a,得a≤1。B选项不正确,C选项不正确,D选项不正确,所以选A选项。
考查方向
本题主要考查函数的值域
解题思路
1、求出f(x)在[,1]上的最小值,g(x)在[2,3]上的最小值;
2、求出f(x)min≥g(x)min,即可得到结果。B选项不正确,C选项不正确,D选项不正确,所以选A选项。
易错点
本题易在判断范围大小时发生错误。
知识点
21. 设函数f(x)=-mlnx,g(x)=
-(m+1)x.
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)当m≥0时,讨论函数f(x)与g(x)图象的交点个数.
正确答案
(1)当时,函数
的单调增区间是
,无减区间;当
时,函数
的单调增区间是
,减区间是
;(2)一个.
解析
⑴解:函数的定义域为
,
,
当时,
,所以函数
的单调增区间是
,无减区间;
当时,
;
当时,
,函数
的单调递减;
当时,
,函数
的单调递增.
综上:当时,函数
的单调增区间是
,无减区间;当
时,函数
的单调增区间是
,减区间是
.⑵解:令
,问题等价于求函数
的零点个数,当
时,
,有唯一零点;当
时,
,当
时,
,函数
为减函数,注意到
,
,所以
有唯一零点;当
时,
或
时
,
时
,所以函数
在
和
单调递减,在
单调递增,注意到
,
,所以
有唯一零点;当
时,
或
时
,
时
, 所以函数
在
和
单调递减,在
单调递增,意到
,所以
,而
,所以
有唯一零点. 综上,函数
有唯一零点,即两函数图象总有一个交点.
考查方向
本题考查了利用导数求含参数的函数极值,分类讨论,讨论点大体可以分成以下几类:
1、根据判别式讨论;
2、根据二次函数的根的大小;
3、定义域由限制时,根据定义域的隐含条件;
4、求导形式复杂时取部分特别常常只需要转化为一个二次函数来讨论;
5、多次求导求解等.
解题思路
1、求导,然后解导数不等式,求单调区间。
2、对参数分类讨论得结论。
易错点
第二问中的易丢对a的分类讨论。
知识点
10.若在区间
上取值,则函数
在R上有两个相异极值点的概率是
正确答案
解析
函数在R上有两个相异的极值点等价于它的导函数有两个不等的实数根,即根的判别式为大于零,可以得到,由几何概型可知,
,所以选C
考查方向
本题主要考查概率的集合概型,导数的运用,属于难题。
解题思路
先求导,利用根的判别式判断,最后利用几何概型求解。
易错点
不理解,不会将未知内容转化成已学过的知识。
知识点
21. 已知函数(a为实常数).
(I)若的单调区间;
(II)若,求函数
在
上的最小值及相应的x值;
(III)设b=0,若存在,使得
成立,求实数a的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ) 时,
,
定义域为,
在上,
,当
时,
当时,
所以,函数的单调增区间为
;单调减区间为
(Ⅱ)因为,所以
,
,
(i) 若,
在
上非负(仅当
时,
),
故函数在
上是增函数,
此时
(ii)若,
,
当时,
,
当时,
,此时
是减函数;
当时,
,此时
是增函数.
故
(Ⅲ) ,
不等式,即
可化为.
因为, 所以
且等号不能同时取,
所以,即
,因而
(
)
令(
),又
,
当时,
,
,
从而(仅当
时取等号),所以
在
上为增函数,
故的最小值为
,所以实数
的取值范围是
解析
将f(x)求导并整理,得到f(x)在区间上单调递减,然后分类讨论a的不同取值对单调区间的影响。利用函数单调性证明不等式恒成立的条件。解题步骤见答案。
考查方向
本题主要考查函数的单调性、奇偶性,导数的应用,参数的分类讨论等,常和不等式方程相结合考查,属于难题。
解题思路
利用导数求单调区间,利用函数与不等式关系求最大值最小值
易错点
不会利用导数求函数单调区间
知识点
12.关于函数,下列说法错误的是
正确答案
解析
,
,
且当时,
,函数递减,
当时,
,函数递增,
因此是
的极小值点,A正确;
,
,
所以当时,
恒成立,即
单调递减,
又,
,
所以有零点且只有一个零点,B正确;
设,
易知当时,
,
对任意的正实数,
显然当时,
,即
,
,
所以不成立,C错误;
作为选择题这时可得结论,选C,
下面对D研究,因为,
即,变形为
,
设,
,代入上式解得
,所以
,由导数的知识可证明
是增函数,
又(洛必达法则),
所以,即
命题的判断
考查方向
函数的性质,知识点多,难度大。
解题思路
根据函数的性质,依次判断每个选项
易错点
对命题理解不透彻,对函数的性质掌握不好
知识点
21.已知函数(其中
,
是自然对数的底数),
为
导函数.
(Ⅰ)若时,
都有解,求
的取值范围;
(Ⅱ)若,试证明:对任意
,
恒成立.
正确答案
见解析
解析
试题分析:本题属于导数应用中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)直接按照步骤来求;(2)要注意对参数的讨论.
(Ⅰ)由得
,令
,
,
,所以
在
上单调递减,又当
趋向于
时,
趋向于正无穷大,故
,即
.
(Ⅱ)由,得
,令
,
所以,
,
因此,对任意,
等价于
,
由,
,得
,
,
因此,当时,
,
单调递增;
时,
,
单调递减,所以
的最大值为
,故
,
设,
,所以
时,
,
单调递增,
,
故时,
,即
,
所以.
因此,对任意,
恒成立
考查方向
本题考查了利用导数求参数的取值范围,分类讨论,讨论点大体可以分成以下几类:1、根据判别式讨论;2、根据二次函数的根的大小;3、定义域由限制时,根据定义域的隐含条件;4、求导形式复杂时取部分特别常常只需要转化为一个二次函数来讨论;5、多次求导求解等.
解题思路
本题考查导数的性质,解题步骤如下:
1、求导,然后解导数不等式。
2、对参数分类讨论证得结论。
易错点
第二问中的易丢对x的分类讨论。
知识点
21.己知函数f(x)=a(x-)-2lnx,其中a∈R.
(1)若f(x)有极值,求a的取值范围;
(2)讨论(x)的零点个数,并说明理由.(参考数值:ln2≈0. 6931)
正确答案
(1)0<a<1;
(2)当a≤0或a≥1时,有唯一零点;当0<a<1时,
有三个零点.
解析
试题分析:本题属于导数应用中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)直接按照步骤来求;(2)要注意对参数的讨论.
(1),因为f(x)定义域为(0,+∞),
所以ax2-2x+a=0有正根且不为等根。显然a≠0,由x1x2=1>0.得Δ>0且x1+x2>0,
所以 0<a<1 。
(2)由上知,,因为x∈(0,+∞),
①若a≤0,则<0恒成立,所以f(x)在(0,+∞)单调递减,
因为f(1)=0,所以f(x)的零点唯一;
②若a≥1,则≥0恒成立,所以f(x)在(0,+∞)单调递增,
因为f(1)=0,所以f(x)的零点唯一;
③若0<a<1,记x1,x2分别为ax2-2x+a=0的两根,且x1<1<x2,且f(x)在(0,x1)单调递增,在(x1,x2)单调递增,(x2,+∞)单调递增。
因为f(1)=0,所以f(x1)>0,f(x2)<0.
当x∈(0,x1)时,取
令
显然,>0,所以h(a)在(0,1)单调递增,所以
,
故f(x)在
有一个零点;
因为,
则f(x)在有一个零点;
综上可知:当a≤0或a≥1时,有唯一零点;
当0<a<1时,有三个零点.
考查方向
本题考查了利用导数求含参数的函数极值,分类讨论,讨论点大体可以分成以下几类:
(1)根据判别式讨论;
(2)根据二次函数的根的大小;
(3)定义域由限制时,根据定义域的隐含条件;
(4)求导形式复杂时取部分特别常常只需要转化为一个二次函数来讨论;
(5)多次求导求解等.
解题思路
本题考查导数的性质,解题步骤如下:
(1)求导,然后解导数不等式,算极值。
(2)对参数分类讨论求得零点个数。
易错点
第二问中的易丢对a的分类讨论。
知识点
12. 已知函数在
上处处可导,若
,则( ).
正确答案
解析
构造函数 则
因为 所以
,即
在
上递增,
所以,于是,
故选A。
考查方向
本题主要考查构造函数比较两个数大小的方法,导数与函数的单调性等知识,是一道综合性较强的问题。
解题思路
(1)根据题意构造函数。
(2)确定函数的单调性。
(3)利用单调性比较大小。
易错点
(1)不能根据题意构造函数。
(2)求函数导数时,出现错误。
知识点
20.已知函数,直线
.
(Ⅰ)求函数的极值;
(Ⅱ)求证:对于任意,直线
都不是曲线
的切线;
(Ⅲ)试确定曲线与直线
的交点个数,并说明理由.
正确答案
(Ⅰ)所以函数有极小值
,无极大值.
(Ⅲ)当时,曲线
与直线
没有交点,而当
时,曲线
与直线
有且仅有一个交点.。
解析
(Ⅰ)解:函数定义域为
,
求导,得,
令,解得
.
当变化时,
与
的变化情况如下表所示:
所以函数的单调增区间为
,
,单调减区间为
,
所以函数有极小值
,无极大值.
(Ⅱ)证明:假设存在某个,使得直线
与曲线
相切,
设切点为,又因为
,
所以切线满足斜率,且过点
,
所以,
即,此方程显然无解,
所以假设不成立.
所以对于任意,直线
都不是曲线
的切线.
(Ⅲ)解:“曲线与直线
的交点个数”等价于“方程
的根的个数”.
由方程,得
.
令,则
,其中
,且
.
考察函数,其中
,
因为时,
所以函数在
单调递增,且
.
而方程中,
,且
.
所以当时,方程
无根;当
时,方程
有且仅有一根,
故当时,曲线
与直线
没有交点,而当
时,曲线
与直线
有且仅有一个交点.
考查方向
解题思路
1、第一问写出函数的定义域,求出导数,然后令导数等于零解方程,列表求极值。
2、第二问直接不易证明,可考虑使用反证法:假设存在某个,使得直线
与曲线
相切,然后可设出切点,利用切点处导数值为斜率与已知直线方程建立联系,从而推出矛盾进而得到证明。
3、判断曲线与直线的交点个数问题可以考虑通过函数的极值与直线的相对位置关系以及函数图像的特点采用数形结合的方法判断交点个数;也可以转化为方程判断根的个数进而确定图像交点的个数。由第一问可看出图像较复杂,采用数形结合的办法不容易解决,于是可考虑转化为判断方程
根的个数来解决问题,通过分离参数k进一步转化为
根的个数问题,再通过换元、构造新函数,根据其特点即可逐步解决问题。
易错点
第一问中不交待极大值不存在而失分或未考虑函数的定义域而出错;
知识点
21. 设函数,(
)
(1)当时,求函数
的单调区间;
(2)若在
内有极值点,当
,
,
求证:.(
)
正确答案
(1)函数单调增区间为:,
;单调减区间为:
,
;
(2)略.
解析
试题分析:本题属于导数应用中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,
(1)直接按照步骤来求;(2)要注意对参数的讨论.
(Ⅰ)函数的定义域为
, 当
时,
,
令:,得:
或
,
所以函数单调增区间为:,
,得:
,
所以函数单调减区间为:,
(Ⅱ)证明:,
令:,
所以:,
,若
在
内有极值点,
不妨设,则:
,且
由得:
或
,
由得:
或
所以在
递增,
递减;
递减,
递增
当时,
;
当时,
所以:
,
设:,
,则
所以:是增函数,所以
又:
所以:
考查方向
本题考查了利用导数求含参数的函数极值,分类讨论,讨论点大体可以分成以下几类:
1、根据判别式讨论;
2、根据二次函数的根的大小;
3、定义域由限制时,根据定义域的隐含条件;
4、求导形式复杂时取部分特别常常只需要转化为一个二次函数来讨论;
5、多次求导求解等.
解题思路
本题考查导数的性质,解题步骤如下:
1、求导,然后解导数不等式,求单调区间。
2、对参数分类讨论证得结论。
易错点
第二问中的易丢对a的分类讨论。
知识点
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