- 导数的运算
- 共219题
已知函数
26.若在
处取得极值,求
的值;
27.讨论的单调性;
28.证明:为自然对数的底数).
正确答案
见解析
解析
是
的一个极值点,则
,验证知
=0符合条件
考查方向
解题思路
先根据导数的性质求切线的斜率,进而求出参数的值,得到函数的解析式,利用导数的性质作出函数大致图像,结合图像,利用分类讨论思想求f(x)的单调性,通过构造适当的函数,进而证明不等式
易错点
求导错误,函数性质理解错误;分类讨论有重有漏
正确答案
见解析
解析
1)若=0时,
单调递增,在
单调递减;
2)若
上单调递减
3)若
再令
在
综上所述,若上单调递减,
若
。
若
考查方向
解题思路
先根据导数的性质求切线的斜率,进而求出参数的值,得到函数的解析式,利用导数的性质作出函数大致图像,结合图像,利用分类讨论思想求f(x)的单调性,通过构造适当的函数,进而证明不等式
正确答案
见解析
解析
由27题知,当
当
考查方向
解题思路
先根据导数的性质求切线的斜率,进而求出参数的值,得到函数的解析式,利用导数的性质作出函数大致图像,结合图像,利用分类讨论思想求f(x)的单调性,通过构造适当的函数,进而证明不等式
易错点
求导错误,函数性质理解错误;分类讨论有重有漏
设函数f(x)=ex-ax-2.
27.求f(x)的单调区间;
28.若a=1,k为整数,且当x>0时,(x-k)f′(x)+x+1>0恒成立,求k的最大值.
正确答案
当a≤0时,f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞);当a>0时,f(x)的单调递减区间为(-∞,ln a),单调递增区间为(ln a,+∞)
解析
函数f(x)的定义域为(-∞,+∞),f′(x)=ex-a.……1分
当a≤0时,f′(x)>0,所以f(x)在区间(-∞,+∞)上单调递增;
……………………………………3分
当a>0时,若x∈(-∞,ln a),则f′(x)<0,若x∈(ln a,+∞),则f′(x)>0,
所以f(x)在区间(-∞,ln a)上单调递减,在区间(ln a,+∞)上单调递增.
……………………………………5分
综上可知,当a≤0时,f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞);当a>0时,f(x)的单调递减区间为(-∞,ln a),单调递增区间为(ln a,+∞)……………………………………6分
考查方向
解题思路
先求导,根据导数的函数特点对,常数a进行合理讨论a小于等于零a大于零两种情况讨论
易错点
分类讨论不全,或者对含有参数的单调性讨论思路不清;
正确答案
k=2
解析
由于a=1,所以(x-k)f′(x)+x+1=(x-k)(ex-1)+x+1.
设g(x)=(x-k)(ex-1)+x+1,则g′(x)=ex(x-k+1).……………………………………7分
(i)若k≤1,则当x>0时,g′(x)>0,所以g(x)在区间(0,+∞)上单调递增,而g(0)=1,
故当x>0时,g(x)>1>0,即有(x-k)f′(x)+x+1>0恒成立.…………………………………9分
(ii)若k>1,则当x∈(0,k-1)时,g′(x)<0;当x∈(k-1,+∞)时,g′(x)>0.
所以g(x)在区间(0,+∞)内的最小值为g(k-1)=k-ek-1+1.………………………………11分
令h(k)=k-ek-1+1,则h′(k)=1-ek-1,因为k>1,所以h′(k)<0,故h(k)在区间(1,+∞)上单调递减.而h(2)>0,h(3)<0,所以当1<k≤2时,h(k)>0,即g(k-1)>0,从而当x>0时,g(x)>0,即(x-k)f′(x)+x+1>0恒成立;当k≥3时,h(k)<0,即g(k-1)<0,故g(x)>0在区间(0,+∞)内不恒成立.……………………………………13分
综上所述,整数k的最大值为2……………………………………14分
考查方向
解题思路
将a=1及导数代入得,g(x)=(x-k)(ex-1)+x+1,则g′(x)=ex(x-k+1).设;对
中的k进行合理讨论,结合一次函数的图象,分k
进行讨论,得出函数的最小值表达式,再利用最小值大于0恒成立,得到整数中的取个范围。
易错点
处理逻辑推理与运算求解能力方面易出错。思路不清晰,步骤不严谨
已知函数.(其中
为自然对数的底数,)
26.若曲线过点
,,求曲线
在点
处的切线方程。
27.若的两个零点为
且
,求
的值域。
28.若恒成立,试比较
与
的大小,并说明理由。
正确答案
(1);
解析
(1)当时,
,
,∴所求切线方程
,即
考查方向
解题思路
1)第一问由可得
,求出
的导数,求的切线的斜率,由点斜式方程可得切线方程;
2)第二问由零点的概念,化简函数,令
,
得到所求值域。
3)由得
,即有
,令
,求出导数,求的单调区间,可得大小。
易错点
求导函数,求极值,参数m的讨论是本题的易错点,
正确答案
(2);
解析
(2)由题意,,
。
令
又
∴在
上单调递减
∴
∴
∴的值域为
考查方向
解题思路
1)第一问由可得
,求出
的导数,求的切线的斜率,由点斜式方程可得切线方程;
2)第二问由零点的概念,化简函数,令
,
得到所求值域。
3)由得
,即有
,令
,求出导数,求的单调区间,可得大小。
易错点
求导函数,求极值,参数m的讨论是本题的易错点,
正确答案
(3)综上,当时,
;当
时,
;当
时,
。
解析
(3)由得
,即有
令,则
,令
,
∴在
上单调递增,在
上单调递减。
∴,∴
又令,则
。
令,
,又
∴在
上单调递增,在
上单调递减
又,
∴当时,
,即
∴
同理,当时,
,当
时,
。
综上,当时,
当时,
,
当时,
。
考查方向
解题思路
1)第一问由可得
,求出
的导数,求的切线的斜率,由点斜式方程可得切线方程;
2)第二问由零点的概念,化简函数,令
,
得到所求值域。
3)由得
,即有
,令
,求出导数,求的单调区间,可得大小。
易错点
求导函数,求极值,参数m的讨论是本题的易错点,
函数,若曲线
在点
处的切线与直线
垂直(其中
为自
然对数的底数).
25.若在
上存在极
值,求实数
的取值范围;
26.求证:当时,
.
正确答案
;
解析
因为,由已知
,所以
,得
.所以
,
,当
时,
,
为增函数,当
时,
,
为减函数.所以
是函数
的极大值点,又
在
上存在极值,所以
,
即,故实数
的取值范围是
.
考查方向
解题思路
第一问由切线与直线垂直得到切线斜率,再用导数的几何意义求出
,通过对
讨论,得到它存在极值的范围,找到
的取值范围;
正确答案
略;
解析
等价于
.
令,则
,
再令,则
,
因为,所以
,所以
在
上是增函数,
所以,所以
,所以
在
上是增函数,
所以时,
,故
.
令,
则
,
因为,所以
,所以
,所以
在
上是减函数.
所以时,
,
所以,即
.
考查方向
解题思路
第二问现将不等式等级变形,构造新函数,对新函数用导函数求最值
12.已知函数,当
时,函数
在
,
上均为增函数,则
的取值范围是( )
正确答案
解析
,方程
的判别式
(1)当时,
恒成立,所以
恒成立,符合题意,此时
;
(2)当时,
有两个不相等的实数根,由函数
在
,
上均为增函数可知,
的两个根一个小于等于-2,另一个大于等于1,所以
画出以a为x轴,b为y轴的坐标系,画出可行域为三角形,
,其中
表示过点(2,-2)和(a,b)的直线的斜率,由可行域知,当直线经过点(-1,-1)时,
最大为
,当直线过点(1,1)时,
最小为-3,所以
的取值范围是
,故选A选项。
考查方向
解题思路
1.先求导后判断导数的正负,2.当导数有正有负时转化为一元二次方程根的分布处理,接着转化为线性规划使得问题得以解决。
易错点
1.不知道题中的条件:函数在
,
上均为增函数如何处理2.不知道
表示什么。
知识点
已知函数.
25.讨论的单调性;
26.当时,若存在区间
,使
在
上的值域是
,求
的取值范围.
正确答案
(1)当时,
在
上为减函数;当
时,
在
上为减函数,在
上为增函数.
解析
(Ⅰ)函数的定义域是
,
,
当时,
,所以
在
上为减函数,
当时,令
,则
,当
时,
,
为减函数,
当时,
,
为增函数,
∴当时,
在
上为减函数;当
时,
在
上为减函数,在
上为增函数.
考查方向
解题思路
求导后根据a的范围讨论单调性即可;
易错点
问题中不讨论a的范围导致丢解;
正确答案
(2)
解析
(Ⅱ)当时,
,由(Ⅰ)知:
在
上为增函数,而
,∴
在
上为增函数,结合
在
上的值域是
知:
,其中
,
则在
上至少有两个不同的实数根,
由得
,
记,
,则
,
记,则
,
∴在
上为增函数,即
在
上为增函数,
而,∴当
时,
,当
时,
,
∴在
上为减函数,在
上为增函数,
而,
,当
时,
,故结合图像得:
,∴
的取值范围是
考查方向
解题思路
先利用第(1)问的结论构造函数后做函数
的单调情况即可。
易错点
不会构造函数导致后面无法入手。
21.已知函数
(I)若函数与函数
在点
处有共同的切线l,求t的值;
(II)证明:;
(III)若不等式对所有的
都成立,求实数a的取值范围.
正确答案
见解析
解析
考查方向
解题思路
本题解题思路
1)根据共同的切线的理解得到该点处导函数值与函数值都相等得到t
2)利用单调性确定绝对值内的正负,去掉绝对值号,利用对式子进行证明
3)构造关于m的一次函数,把x当作参数消掉m后再使用恒成立问题的解答得出结果
易错点
本题易错在以下几个方面
1)对共同的切线理解不足,第一问出错
2)不能有效去掉绝对值,使用错的解题思想
3)变量间关系不能有效理清
知识点
已知函数f (x)= +lnx.
25.若函数f(x)在区间[1,e]上的最小值是,求a的值;
26.当a=1时,设F(x)=f(x)+1+,求证:当x>l时,
.
正确答案
(1);
解析
(1)因 为,且
,则
①当时,
,函数
单调递增,其最小值为
,这与函数在
上的最小值是
相矛盾;
②当时,函数
在
上有
,单调递减,在
上有
,单调递增,
∴函数的最小值为
,得
.
③当时,
,函数
在
上单调递减,其最小值为
,与最小值是
相矛盾.
综上所述,的值为
.
考查方向
解题思路
(1)先对函数进行求导,再对参数进行分类讨论探讨函数的单调性从而研究其最小值及此时a的值 ;(2)通过灵活变形构造新函数的方法证明不等式。
易错点
对参数的分类讨论研究函数的最值。
正确答案
(2)当x>l时,
解析
(2)要证,即证
,
当时,
,
令,则
,
当时,
,
递增;当
时,
,
递减,
∴在
处取得唯一的极小值,即为最小值,即
,∴
,
∴在
上是增函数,∴当
时,
为增函数,
故,故
. [来源:学科网ZXXK]
令,则
∵, ∴
,∴
,即
在
上是减函数,
∴时,
,所以
,即
,
所以.
考查方向
解题思路
(1)先对函数进行求导,再对参数进行分类讨论探讨函数的单调性从而研究其最小值及此时a的值 ;(2)通过灵活变形构造新函数的方法证明不等式。
易错点
对参数的分类讨论研究函数的最值。
已知函数.
27. 判断函数在
上的单调性;
28. 若恒成立, 求整数
的最大值;
29.求证:.
正确答案
(1)上是减函数;
解析
(Ⅰ)
上是减函数
考查方向
解题思路
直接求导后判断出后即可得到答案;
易错点
导后的函数不会变形为,导致不会判断其正负;
正确答案
3;
解析
(Ⅱ),即
的最小值大于
.
令,则
上单调递增,
又 ,
存在唯一实根
, 且满足
,
当时,
当
时,
∴,故正整数
的最大值是3
考查方向
解题思路
先分离参数后变为,下面求函数
的最小值即可;
易错点
无
正确答案
(3)略
解析
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,∴
-
令, 则
∴
∴
考查方向
解题思路
根据第(2)问放缩,然后构造题中给出的不等式即可。
易错点
不会利用放缩法得到,进而导致没有思路求第(3)问。
设函数.
26.若处的切线斜率为
,求
的值;
27.当时,求
的单调区间;
28.若,求证:在
时,
.
正确答案
(1)
解析
(Ⅰ)若处的切线斜率为
,
,
得.
考查方向
解题思路
根据导数的几何意义求解,
易错点
不清楚;
正确答案
(2)的单调减区间为
,单调增区间为
;
解析
(Ⅱ)由
当时,令
解得:
当变化时,
随
变化情况如下表:
由表可知:在
上是单调减函数,在
上是单调增函数
所以,当时,
的单调减区间为
,单调增区间为
考查方向
解题思路
先求导,然后判断单调性后即可得到单调区间;
易错点
不清楚;
正确答案
(3)略
解析
(Ⅲ)当时,要证
,即证
令,只需证
由指数函数及幂函数的性质知:在
上是增函数
又 ∴
在
内存在唯一的零点,也即
在
上有唯一零点
设的零点为
,则
即
由的单调性知:
当时,
,
为减函数
当时,
,
为增函数,
所以当时,
又,等号不成立∴
考查方向
解题思路
先将要求的函数变形为,然后判断其单调性即可证明。
易错点
不会构造函数解决问题,当所要的函数正负不确定时,不知道应该设零点解决。
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