- 利用导数研究函数的单调性
- 共252题
21. 已知函数令
.
(Ⅰ)当时,求函数
的单调区间及极值;
(Ⅱ)若关于的不等式
恒成立,求整数
的最小值.
正确答案
(1)由得
.所以
的单调递增区间为
.
由得
.所以
的单调递增区间为
.所以函数
,无极小值 ;(2)2。
解析
试题分析:本题属于函数与导数的问题,(1)对函数求导,求出单调区间和极值(2)分离参数法,构造函数转化为求函数的最值.
(Ⅰ)解: ,所以
.
令得
; 由
得
.所以
的单调递增区间为
.
由得
.所以
的单调递增区间为
. 所以函数
,无极小值
法一(Ⅱ)令.
所以. 当
时,因为
,所以
所以
在
上是递增函数,
又因为.
所以关于的不等式
不能恒成立. 当
时,
.
令得
,所以当
时,
;当
时,
.
因此函数在
是增函数,在
是减函数. 故函数
的最大值为
.
令,因为
.
又因为在
上是减函数,所以当
时,
.
所以整数的最小值为2. 法二(Ⅱ)由
恒成立知
恒成立 ……7分
令,则
令
,因为
,
,则
为增函数
故存在,使
,即
当
时,
,
为增函数
当时,
,
为减函数 所以
,而
,所以
所以整数的最小值为2.
考查方向
解题思路
本题考查函数与导数的问题,解题步骤如下:
对函数求导,求出单调区间和极值。
分离参数法,构造函数转化为求函数的最值。
易错点
不会把求参数的问题转化为求函数的最值来解答。
知识点
7.设曲线(
)上任一点
处切线斜率为
,
则函数
的部分图象可以为( )
正确答案
解析
先计算出g(x)并可知是偶函数,也是偶函数,可以排除A,B,而当x=0时函数值为0可以知道选D答案。
考查方向
解题思路
先计算出g(x)并可知是偶函数,然后再来根据相乘之后去找到相应的函数的图像。
易错点
弄不清楚函数的奇偶性及图像的特征。
知识点
22.(本题满分15分)设函数.
(1)当时,求函数
在[-1,1]上的最小值g(a)的表达式;
(2)已知函数在[-1,1]上存在零点,0≤b-2a≤1,求b的取值范围.
正确答案
(1) ;(2)
;
解析
试题分析:(1)利用函数解析式求出二次函数的对称轴,分类讨论求出函数的最小值;(2)设出方程的解,转化为函数求出b的取值范围。
(1)当时,
,对称轴为
,
当a≤﹣2时,函数f(x)在[﹣1,1]上递减,则;
当﹣2<a≤2时,即有,则
;
当a>2时,函数f(x)在[﹣1,1]上递增,则.
综上可得,;
(2)设s,t是方程的解,且﹣1≤t≤1,则
,
由于0≤b-2a≤1,
由此,
当0≤t≤1时,,
由,由
,
得,所以
;
当﹣1≤t<0时,,
由和
,所以
,
故b的取值范围是.
考查方向
解题思路
(1)求出二次函数的对称轴方程,讨论对称轴和区间[﹣1,1]的关系,运用函数的单调性即可得到最小值;
(2)设s,t是方程的解,且﹣1≤t≤1,运用韦达定理和已知条件,得到s的不等式,讨论t的范围,得到st的范围,由分式函数的值域,即可得到所求b的范围.
易错点
根据二次函数的对称轴求函数在闭区间上的单调性,基本不等式求最值时灵活变形.
知识点
已知函数f(x)=-2lnx+x2-2ax+a2,其中a>0.
27.设g(x)为f(x)的导函数,讨论g(x)的单调性;
28.证明:存在a∈(0,1),使得f(x)≥g(x).
正确答案
当x∈(0,1)时,g'(x)<0,g(x)单调递减
当x∈(1,+∞)时,g'(x)>),g(x)单调递增;
解析
由已知,函数f(x)的定义域为(0,+∞)
g(x)=f '(x)=2(x-1-lnx-a)
所以g'(x)=2-
当x∈(0,1)时,g'(x)<0,g(x)单调递减
当x∈(1,+∞)时,g'(x)>),g(x)单调递增
考查方向
解题思路
1.第(1)问直接利用单调区间的求法求解即可;
易错点
第(1)问注意不到定义域导致出错;
正确答案
证明详见解析
解析
由f '(x)=2(x-1-lnx-a)=0,解得a=x-1-lnx
令Φ(x)=-2xlnx+x2-2x(x-1-lnx)+(x-1-lnx)2=(1+lnx)2-2xlnx
则Φ(1)=1>0,Φ(e)=2(2-e)<0
于是存在x0∈(1,e),使得Φ(x0)=0
令a0=x0-1-lnx0=u(x0),其中u(x)=x-1-lnx(x≥1)
由u'(x)=1-≥0知,函数u(x)在区间(1,+∞)上单调递增
故0=u(1)<a0=u(x0)<u(e)=e-2<1
即a0∈(0,1)
当a=a0时,有f '(x0)=0,f(x0)=Φ(x0)=0
再由(I)知,f '(x)在区间(1,+∞)上单调递增
当x∈(1,x0)时,f '(x)<0,从而f(x)>f(x0)=0
当x∈(x0,+∞)时,f '(x)>0,从而f(x)>f(x0)=0
又当x∈(0,1]时,f(x)=(x-a0)2-2xlnx>0
故x∈(0,+∞)时,f(x)≥0
综上所述,存在a∈(0,1),使得f(x)≥0恒成立,且f(x)=0在区间(1,+∞)内有唯一解.
考查方向
解题思路
.第(2)问先构造函数Φ(x)=-2xlnx+x2-2x(x-1-lnx)+(x-1-lnx)2=(1+lnx)2-2xlnx,后得到函数u(x)=x-1-lnx(x≥1),然后即可证明结论。
易错点
第(2)问根本不知道该如何构造函数导致没有思路。
已知函数(
)在x=
处取得极值.
(本小题满分12分,(Ⅰ)小问4分,(Ⅱ)小问8分)
22.确定的值,
23.若,讨论的单调性.
正确答案
解析
试题分析:先求出函数的导函数
,由已知有
可得关于
的一个一元方程,解之即得
的值,
试题解析: (1)对求导得
因为在
处取得极值,所以
,
即,解得
.
考查方向
解题思路
本题考查函数导数的概念和运算,导数与函数极值之间的关系,利用函数的极值点必是导数为零的点,本题属于中档题.
易错点
极值的几何意义
正确答案
在
内为减函数,
内为增函数..
解析
试题分析:由(Ⅰ)的结果可得函数
,利用积的求导法则可求出
解得
.从而分别讨论
,
,
及
时
的符号即可得到函数
的单调性.
(2)由(1)得,,
故
令,解得
.
当时,
,故
为减函数,
当时,
,故
为增函数,
当时,
,故
为减函数,
当时,
,故
为增函数,
综上知在
内为减函数,
内为增函数.
考查方向
解题思路
本题考查函数导数的概念和运算,运用导数研究函数的单调性,使导函数大于零的x的区间函数必增,小于零的区间函数必减进行求解,本题属于中档题.
易错点
注意求导的准确性及使导函数大于零或小于零的x的区间的确定.
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