- 利用导数研究函数的单调性
- 共252题
π为圆周率,e=2.71828…为自然对数的底数。
(1)求函数f(x)=的单调区间;
(2)求e3,3e,eπ,πe,3π,π3这6个数中的最大数与最小数。
正确答案
见解析。
解析
(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞)。
由f(x)得。
当f'(x)>0,即0<x<e时,f(x)单调递增;当f'(x)<0,即x>e时,f(x)单调递减,
所以函数f(x)的单调递增区间为(0,e),单调递减区间为(e,+∞)。
(2)∵e<3<π,∴eln3<elnπ,πlne<πln3,
从而有ln3e<lnπe,lneπ<ln3π。
于是,根据函数y=lnx,y=ex,y=πx在定义域上单调递增,
可得3e<πe<π3,e3<eπ<3π,
∴这6个数的最大数在π3与3π之中,最小数在3e与e3之中。
由(1)知,f(x)=在[e,+∞)上单调递减,
∴即
得∴
综上可知,6个数中的最大数是3π,最小数是3e。
知识点
已知函数
,
。
(1)设函数F(x)=18f(x)-x2[h(x)]2,求F(x)的单调区间与极值;
(2)设,解关于x的方程
;
(3)设,证明:
。
正确答案
见解析
解析
(1),
。
令,得
(
舍去)。
当时。
;当
时,
,
故当时,
为增函数;当
时,
为减函数。
为
的极大值点,且
。
(2)方法一:原方程可化为,
即为,且
①当时,
,则
,即
,
,此时
,∵
,
此时方程仅有一解。
②当时,
,由
,得
,
,
若,则
,方程有两解
;
若时,则
,方程有一解
;
若或
,原方程无解。
方法二:原方程可化为,
即,
①当时,原方程有一解
;
②当时,原方程有二解
;
③当时,原方程有一解
;
④当或
时,原方程无解。
(3)由已知得,
。
设数列的前n项和为
,且
(
)
从而有,当
时,
。
又
。
即对任意时,有
,又因为
,所以
。
则,故原不等式成立。
知识点
观察,
,
,由归纳推理可得:若定义在
上的函数
满足
,记
为
的导函数,则
=
正确答案
解析
由给出的例子可以归纳推理得出:若函数是偶函数,则它的导函数是奇函数,因为定义在
上的函数
满足
,即函数
是偶函数,所以它的导函数是奇函数,即有
=
,故选D。
知识点
若函数f(x)=kx﹣lnx在区间(1,+∞)单调递增,则k的取值范围是( )
正确答案
解析
函数f(x)=kx﹣lnx在区间(1,+∞)单调递增,
∴当x>1时,f′(x)=k﹣≥0,∴k﹣1≥0,∴k≥1,故选:D
知识点
设函数,
,其中
为实数。
(1)若在
上是单调减函数,且
在
上有最小值,求
的取值范围;
(2)若在
上是单调增函数,试求
的零点个数,并证明你的结论。
正确答案
见解析
解析
(1)≤0在
上恒成立,则
≥
,
。
故:≥1。
,
若1≤≤e,则
≥0在
上恒成立,
此时,在
上是单调增函数,无最小值,不合;
若>e,则
在
上是单调减函数,在
上是单调增函数,
,满足。
故的取值范围为:
>e。
(2)≥0在
上恒成立,则
≤ex,
。
。
知识点
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