- 利用导数研究函数的单调性
- 共252题
设函数
(1)设函数的单调区间;
(2)若,试研究函数
的零点个数。www.zxxk.com
正确答案
见解析。
解析
(1)的定义域是
∵∴
………………2分
(a)当时,∴
,则g(x)在
上单调递增.
故单调增区间是
……………………………………………………4分
(b)当时,
①当时,∴
,则
在
上单调递增。
②当时,∴
,则
在
上单调递减。
∴时
的单调增区间是
减区间是(0,a)……………………6分
综上当时
的单调增区间是
当时
的单调增区间是
减区间是(0,a).
(2)由题(1)知,在
时取到最小值,且为
………………………………………………………………………………………9分
∵∴
∴
∴
上单调递增………………………………………………………11分
∵
∴在
内有零点………………………………………………………13分
故函数
的零点个数为………………………………14分
知识点
已知函数f(x)=lnx﹣x,。
(1)求h(x)的最大值;
(2)若关于x的不等式xf(x)≥﹣2x2+ax﹣12对一切x∈(0,+∞)恒成立,求实数a的取值范围;
(3)若关于x的方程f(x)﹣x3+2ex2﹣bx=0恰有一解,其中e是自然对数的底数,求实数b的值。
正确答案
见解析。
解析
(1)因为,所以
,
由h′(x)>0,且x>0,得0<x<e,由h′(x)<0,且x>0,x>e,
所以函数h(x)的单调增区间是(0,e],单调减区间是[e,+∞),
所以当x=e时,h(x)取得最大值;
(2)因为xf(x)≥﹣2x2+ax﹣12对一切x∈(0,+∞)恒成立,
即xlnx﹣x2≥﹣2x2+ax﹣12对一切x∈(0,+∞)恒成立,
亦即对一切x∈(0,+∞)恒成立,
设,因为
,
故ϕ(x)在(0,3]上递减,在[3,+∞)上递增,ϕ(x)min=ϕ(3)=7+ln3,
所以a≤7+ln3.
(3)因为方程f(x)﹣x3+2ex2﹣bx=0恰有一解,
即lnx﹣x﹣x3+2ex2﹣bx=0恰有一解,即恰有一解,
由(1)知,h(x)在x=e时,,
而函数k(x)=x2﹣2ex+b+1在(0,e]上单调递减,在[e,+∞)上单调递增,
故x=e时,k(x)min=b+1﹣e2,
故方程=x2﹣2ex+b+1恰有一解当且仅当b+1﹣e2=
,
即b=e2+﹣1;
知识点
已知函数是定义在实数集R上的奇函数,当
>0时,
(1)已知函数的解析式;
(2)若函数在区间
上是单调减函数,求a的取值范围;
(3)试证明对.
正确答案
见解析。
解析
(1) …………1分
时,
…………3分
所以 …………4分
(2)函数是奇函数,则
在区间
上单调递减,当且仅当
在区间
上单调递减,当
时,
…………6分
由<0得
<
在区间(1,+
)的取值范围为
……(8分)
所以a的取值范围为…………………………………………………………(9分)
(3)……(10分)解
得(11分),因为1<e—1<e,所以
为所求………………………………………(12分)
知识点
已知函数f(x)=x2ln|x|,
(1)判断函数f(x)的奇偶性;
(2)求函数f(x)的单调区间;
(3)若关于x的方程f(x)=kx﹣1有实数解,求实数k的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)函数f(x)的定义域为{x|x∈R且x≠0}
f(﹣x)=(﹣x)2ln|﹣x|=x2lnx=f(x)
∴f(x)为偶函数
(2)当x>0时,
若,则f'(x)<0,f(x)递减;
若,则f'(x)>0,f(x)递增。
递增区间是和
;
递减区间是和
。
(3)要使方程f(x)=kx﹣1有实数解,即要使函数y=f(x)的图象与直线y=kx﹣1有交点。
函数f(x)的图象如图。
先求当直线y=kx﹣1与f(x)的图象相切时k的值。
当k>0时,f'(x)=x•(2lnx+1)
设切点为P(a,f(a)),则切线方程为y﹣f(a)=f'(a)(x﹣a),
将x=0,y=﹣1代入,得﹣1﹣f(a)=f'(a)(﹣a)
即a2lna+a2﹣1=0(*)
显然,a=1满足(*)
而当0<a<1时,a2lna+a2﹣1<0,
当a>1时,a2lna+a2﹣1>0
∴(*)有唯一解a=1
此时k=f'(1)=1
再由对称性,k=﹣1时,y=kx﹣1也与f(x)的图象相切,
∴若方程f(x)=kx﹣1有实数解,则实数k的取值范围是(﹣∞,﹣1]∪[1,+∞)。
知识点
已知函数.,且曲线
上的点
处的切线方程为
.
(1)若在
时有极值,求
的表达式;
(2)若函数在区间[-2,1]上单调递增,求b的取值范围.
正确答案
见解析。
解析
(1)由求导数得
,………1分
过上点P(1,f(1))处的切线方程为:
,
即,……………………………………………3分
而过上的点
处的切线方程为
,
故,即
,
因为在
时有极值,
故………(3)
由(1)(2)(3)联立解得,……………………………………6分
所以.…………………………………………………………7分
(2)在区间[-2,1]上单调递增,
又,由(1)知
,
,
依题意在[-2,1]上恒成立
即在[-2,1]上恒成立.………………………………………………………10分
①在时,
;
②在时,
;
③在时,
则
综合上述讨论可知,所求参数b的取值范围是.……………………………………14分
知识点
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