- 导数的运算
- 共219题
已知函数.
23.求函数的单调区间;
24.当时,都有
成立,求
的取值范围;
25.试问过点可作多少条直线与曲线
相切?并说明理由.
正确答案
(1)当时,函数
的单调递增区间为
.当
时,函数
的单调递减区间为
,单调递增区间为
;
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)利用导函数对分类求出单调区间;(2)要灵活运用“恒成立问题”解决的方法研究问题。(3)根据题意设出切点,再利用切点在曲线上构造方程去研究方程根的个数即切线条数。
(Ⅰ)函数的定义域为
.
.
(1)当时,
恒成立,函数
在
上单调递增;
考查方向
解题思路
本题考查导数的性质及其应用,解题步骤如下:
求出原函数的导函数,对分类求出
的单调区间。第二问利用第一问的结论对
分类求出
在
上的最小值,再根据恒成立问题完成结论。第三问属于“过点问题”,设切点为
,再利用切点的特点得到
,再把求切线方程条数问题转化为求方程的根的问题,最终构造函数模型完成即可。
易错点
第一问在对分类讨论求单调区间时由于比较繁琐而易出现错误。
第三问在利用导数研究 “过点问题”的切线方程求法上易出错。
正确答案
时,函数
在区间
上恒大于零;(3)当
时,过点P
存在两条切线;当
时,不存在过点P
的切线。
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)利用导函数对分类求出单调区间;(2)要灵活运用“恒成立问题”解决的方法研究问题。(3)根据题意设出切点,再利用切点在曲线上构造方程去研究方程根的个数即切线条数。
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,
(1)当时,即
时,函数
在区间
上为增函数,
所以在区间上,
,显然函数
在区间
上恒大于零;
(2)当时,即
时,函数
在
上为减函数,在
上为增函数,所以.
依题意有,解得
,所以
.
(3)当时,即
时,
在区间
上为减函数,
所以.
依题意有,解得
,所以
.
综上所述,当时,函数
在区间
上恒大于零.………………8分
考查方向
解题思路
本题考查导数的性质及其应用,解题步骤如下:
求出原函数的导函数,对分类求出
的单调区间。第二问利用第一问的结论对
分类求出
在
上的最小值,再根据恒成立问题完成结论。第三问属于“过点问题”,设切点为
,再利用切点的特点得到
,再把求切线方程条数问题转化为求方程的根的问题,最终构造函数模型完成即可。
易错点
第一问在对分类讨论求单调区间时由于比较繁琐而易出现错误。
第三问在利用导数研究 “过点问题”的切线方程求法上易出错。
正确答案
当时,过点P
存在两条切线;当
时,不存在过点P
的切线。
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)利用导函数对分类求出单调区间;(2)要灵活运用“恒成立问题”解决的方法研究问题。(3)根据题意设出切点,再利用切点在曲线上构造方程去研究方程根的个数即切线条数。
(Ⅲ)设切点为,则切线斜率
,
切线方程为.
因为切线过点,则
,即
.……①
令
,则
.
(1)当时,在区间
上,
,
单调递增;
在区间上,
,
单调递减,
所以函数的最大值为
.
故方程无解,即不存在
满足①式.
因此当时,切线的条数为
.
(2)当时, 在区间
上,
,
单调递减,
在区间上,
,
单调递增,
所以函数
的最小值为
.
取,则
.
故在
上存在唯一零点.
取,则
.
设,
,则
.
当时,
恒成立.
所以在
单调递增,
恒成立.所以
.
故在
上存在唯一零点.
因此当时,过点P
存在两条切线.
(3)当时,
,显然不存在过点P
的切线.
综上所述,当时,过点P
存在两条切线;
当时,不存在过点P
的切线.…………………………………………………13分
考查方向
解题思路
本题考查导数的性质及其应用,解题步骤如下:
求出原函数的导函数,对分类求出
的单调区间。第二问利用第一问的结论对
分类求出
在
上的最小值,再根据恒成立问题完成结论。第三问属于“过点问题”,设切点为
,再利用切点的特点得到
,再把求切线方程条数问题转化为求方程的根的问题,最终构造函数模型完成即可。
易错点
第一问在对分类讨论求单调区间时由于比较繁琐而易出现错误。
第三问在利用导数研究 “过点问题”的切线方程求法上易出错。
设函数,
.
26.若是
的极值点,求实数a的值;
27.若函数只有一个零点,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)或
;
解析
(Ⅰ),
由x = e是f(x)的极值点,得,解得
或
,
经检验,符合题意,所以或
;
考查方向
解题思路
求导后根据是极值点带入导数得到
,后解得a的值;
易错点
不会转化是
的极值点这一条件,导致求导后不会转化导数的式子;不会判断函数
的单调性,不知道函数单调性分类标准的确定。
正确答案
(2)
解析
(Ⅱ)由已知得方程只有一个根,
即曲线f(x)与直线只有一个公共点。
易知,设
,
①当时,易知函数f(x)在
上是单调递增的,满足题意;
②当时,易知h(x)是单调递增的,又
,
,
∴,
,
当时,
>0,∴f(x)在
上单调递增,
同理f(x)在上单调递减,在
上单
调递增,
又极大值,所以曲线f(x) 满足题意;
③当a>1时,,
,
∴,
,即
,得
,
可得f(x) 在上单调递增,
在
上单调递减,在
上单调递增,
又,若要曲线f(x) 满足题意,只需
,即
,
所以,由
知
,且在[1,+∞)上单调递增,
由,得
,因为
在[1,+∞)上单调递增,
所以;
综上知,。
考查方向
解题思路
先将题意转化为求函数的单调性问题,后分类讨论函数
的单调性后即可得到答案。
易错点
不会转化是
的极值点这一条件,导致求导后不会转化导数的式子;不会判断函数
的单调性,不知道函数单调性分类标准的确定。
11.已知函数在
处取得极大值,在
处取得极小值,满足
,则
的取值范围是( )
正确答案
解析
由题意可知,,
是极值点, 所以
,
是导函数的两个零点, 根据根的分布, a.b应满足的条件不等
考查方向
解题思路
先求导,利用简图,将根的分布条件转化成a,b的限制条件上,再将问题转成线性规划问题,
易错点
不能控制导函数的两个零点的分布,在处理结论与题设的关系上找不到解题突破口。
知识点
已知函数.
25.若曲线在点(2,f(2))处的切线的斜率小于0,求
的单调区间;
26.对任意的,
,恒有
,求正数
的取值范围。
正确答案
递增区间为(0,1),(2a+1,+),单调递减区间为(1,2a+1)
解析
,
若曲线在点(2,f(2))处的切线的斜率小于0,
则,即有
,∴2a+1>2>1,…………………2
则由f(x)>0得0<x<1或x>2a+1;由f
(x)<0得1<x<2a+1。
∴f(x)的单调递增区间为(0,1),(2a+1,+),单调递减区间为(1,2a+1)。……5
考查方向
解题思路
通过求导,将单调递减区间转成导数正负问题;
易错点
存在性与恒成立的区别
正确答案
解析
∵,∴(2a+1)
[4,6],由(Ⅰ)知f(x)在[1,2]上为减函数。
不妨设1≤x1<x2≤2,则f(x1)>f(x2),,
∴原不等式即为:f(x1)-f(x2)<,
即,对任意的
,x1,x2
[1,2]恒成立。……7
令g(x)=f(x)-,∴对任意的
,x1,x2
[1,2]有g(x
1)<g(x2)恒成立,
∴g(x)=f(x)-在闭区间[1,2]上为增函数,
∴对任意的
,x
[1,2]恒成立。……………………9
而,
化简得,
即≥0,其中
。
∵[1,2],
,只需
,
即对任意x
[1,2]恒成立,
令,x
[1,2],
恒成立,
∴在闭区间[1,2]上为减函数,
则。由
,解得
。……12
考查方向
解题思路
本题主要考查函数与导数的综合应用能力,具体涉及到用导数来描述原函数的单调性、极值等情况. 本题对考生的逻辑推理与运算求解能力有较高要求.
易错点
构造函数,及讨论问题的全面性。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
设函数的导函数
,则数列
的前n项和是( )
正确答案
解析
由的导函数为
,结合
,解出
,所以
,进而
,所以其前
项和为
,故选A选项。
考查方向
解题思路
由及
求解出
与
的值,进而求出
,再由裂项求和法求出
的前
项和。
易错点
本题易在数列求和运算上出错。
知识点
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