- 导数的计算
- 共3632题
已知函数的图象过原点,
,
,函数y=f(x)与y=g(x)的图象交于不同两点A、B。
(1)若y=F(x)在x=-1处取得极大值2,求函数y=F(x)的单调区间;
(2)若使g(x)=0的x值满足,求线段AB在x轴上的射影长的取值范围;
正确答案
(I)F(x)的单调递减区间为[-1,1],单调递增区间为
(II)
的图象过原点则d=0
。
(1)
(I)y=F(x)在x=-1处取得极大值2
(2)
(3)
由(1)(2)(3)得a="3," b="0," c=-3
由得
由得
∴F(x)的单调递减区间为[-1,1],单调递增区间为
(II)
由得
设A(x1, y1),B(x2, y2)则
线段AB在x轴上射影长
由g(x)=0得
由
设函数f(x)=(x+1)ln(x+1),若对所有的x≥0,都有f(x)≥ax成立,求实数a的取值范围.
正确答案
(-∞,1]
令g(x)=(x+1)ln(x+1)-ax,对函数g(x)求导数:g′(x)=ln(x+1)+1-a
令g′(x)=0,解得x=ea-1-1,
(1)当a≤1时,对所有x>0,g′(x)>0,所以g(x)在[0,+∞)上是增函数,
又g(0)=0,所以对x≥0,都有g(x)≥g(0),
即当a≤1时,对于所有x≥0,都有 f(x)≥ax.
(2)当a>1时,对于0<x<ea-1-1,g′(x)<0,所以g(x)在(0,ea-1-1)是减函数,
又g(0)=0,所以对0<x<ea-1-1,都有g(x)<g(0),
即当a>1时,不是对所有的x≥0,都有f(x)≥ax成立.
综上,a的取值范围是(-∞,1].
已知函数,函数
.
(1)当时,求函数f(x)的最小值;
(2)设函数h(x)=(1-x)f(x)+16,试根据m的取值分析函数h(x)的图象与函数g(x)的图象交点的个数.
正确答案
(1) x=4时,取等号,故函数f(x)的最小值为0.
(2)当或
时,h(x)的图象与g(x)的图象恰有1个交点;
当时,h(x)的图象与g(x)的图象恰有2个交点;
当时,h(x)的图象与g(x(的图象恰有3个交点.
(1) 方法一: ∵ x>1 , ,
当且仅当x=4时,取等号,故函数f(x)的最小值为0;
方法二:∵ x>1,
当且仅当即x=4时,取等号,故函数f(x)的最小值为0.
方法三:求导(略) ……………………………………4分
(2)由于h(x)=(1-x)f(x)+16=
设 F(x)=g(x)-h(x)= (
且
),则
,……………………………6分
令得x=3或x=1(舍)又∵
,
,
,F(3)=6ln3-15+m
根据导数的符号及函数的单调情况、取极值的情况作出的草图如下:………………11分
由此可得:
当或
时,h(x)的图象与g(x)的图象恰有1个交点;
当时,h(x)的图象与g(x)的图象恰有2个交点;
当时,h(x)的图象与g(x(的图象恰有3个交点.
利用导数求和:
(1)Sn=1+2x+3x2+…+nxn-1(x≠0,n∈N*);
(2)Sn=Cn1+2Cn2+3Cn3+…+nCnn(n∈N*).
正确答案
(1)当x=1时,Sn=1+2+3+…+n=(n+1),
当x≠1时,∵x+x2+x3++xn=,
两边对x求导,得Sn=1+2x+3x2+…+nxn-1=()′=
.
(2)∵(1+x)n=1+Cn1x+Cn2x2+…+Cnnxn,
两边对x求导,得n(1+x)n-1=Cn1+2Cn2x+3Cn3x2+…+nCnnxn-1.
令x=1,得n•2n-1=Cn1+2Cn2+3Cn3+…+nCnn,
即Sn=Cn1+2Cn2+3Cn3++nCnn=n•2n-1.
(Ⅰ)设函数,求
的最小值;
(Ⅱ)设正数满足
,证明
正确答案
(Ⅰ)解:对函数求导数:
于是,
当时,
,
在区间
是减函数,
当时,
,
在区间
是增函数,
所以时取得最小值,
,
(II)用数学归纳法证明
(ⅰ)当n=1时,由(Ⅰ)知命题成立
(ⅱ)假设当n=k时命题成立
即若正数满足
,
则
当n=k+1时,若正数满足
,
令
,
,……,
则为正数,且
,
由归纳假定知
①
同理,由,可得
②
综合①、②两式
即当n=k+1时命题也成立
根据(ⅰ)、(ⅱ)可知对一切正整数n命题成立
略
(本题满分16分)已知定义在上的函数
,其中
为常数.
(1)若是函数
的一个极值点,求
的值;
(2)若函数在区
间
上是增函数,求
的取值范围;
(3)若函数,在
处取得最大值,求正数
的取值范围.
正确答案
解:(1)因为是函数
的一个极值点,
所以,即
,………2分
经检验,当时,
是函数
的一个极值点. ………3分
(2)由题,在
恒成立, ………5分
即在
恒成立,所以
, ………6分
又因为在
恒成立上递减,所以当
时,
, ………7分
所以. ………8分
(3)由题,在
上恒成立且等号必能取得,
即-----(*)在
上恒成立且等号必能取得,………10分
当时,不等式(*)显然恒成立且取得了等号 ………11分
当时,不等式(*)可化得
,所以
………12分
考察函数
令,则
,所以
,
因为函数在
上递增,所以当
时,
………14分
所以,又因为
,所以
. ………16分
略
已知:函数(
是常数)是奇函数,且满足
,
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)试判断函数在区间
上的单调性并说明理由;
(Ⅲ)试求函数在区间
上的最小值.
正确答案
(Ⅰ) ,
.
(Ⅱ)函数在区间
上为减函数.
(Ⅲ)是函数的最小值点,即函数
在
取得最小值
.
(Ⅰ)∵函数是奇函数,则
即 ∴
…………………………2分
由得
解得
∴,
. …………………………5分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知, ∴
, ………………6分
当时
,
…………………………8分
∴,即函数
在区间
上为减函数. …………………………9分
(Ⅲ)由=0,
得
…………………………11分
∵当,
,∴
,
即函数在区间
上为增函数 …………………………13分
∴是函数的最小值点,即函数
在
取得最小值
. ………14分
已知函数f(x)=-x2+8x,g(x)=6lnx+m.(Ⅰ)求f(x)在区间[t,t+1]上的最大值h(t);(Ⅱ)是否存在实数m,使得y=f(x)的图象与y=g(x)的图象有且只有三个不同的交点?若存在,求出m的取值范围;,若不存在,说明理由。
正确答案
(Ⅰ) f(x)=2x(x-5)=2x2-10x(x∈R) (Ⅱ) 见解析
(I)∵f(x)是二次函数,且f(x)<0的解集是(0,5),∴可设f(x)=ax(x-5)(a>0),
∴f(x)在区间[-1,4]上的最大值是f(-1)=6a,
由已知,得6a=12,∴a=2,∴f(x)=2x(x-5)=2x2-10x(x∈R).
(II)方程f(x)+=0等价于方程2x3-10x2+37=0,
设h(x)=2x3-10x2+37,则h¢(x)=6x2-20x=2x(3x-10),
当x∈(0,)时,h¢(x)<0,h(x)是减函数;当x∈(,+∞)时,h¢(x)>0,h(x)是增函数,
∵h(3)=1>0,h()=-<0,h(4)=5>0,∴方程h(x)=0在区间(3,)、(,4)内分别有惟一实数根,而在(0,3),(4,+∞)内没有实数根,所以存在惟一的自然数m=3,使得方程f(x)+=0在区间(m,m+1)内有且只有两个不同的实数根.
设函数f(x)=+ax-lnx(a∈R).
(Ⅰ)当a=1时,求函数f(x)的极值;
(Ⅱ)当a≥2时,讨论函数f(x)的单调性;
(Ⅲ)若对任意及任意
,
∈[1,2],恒有
成立,求实数m的取值范围.
正确答案
(Ⅰ),无极大值;(Ⅱ)当
时,
单调递减 ,当
时,
单调递减,在
上单调递增;(Ⅲ)
.
试题分析:(Ⅰ)当时,求函数
的极值,只需对函数
求导,求出导数等零点,及在零点两边的单调性,注意, 求函数
的极值不要忽略求函数的定义域;(Ⅱ)讨论函数
的单调性,只需判断
的导数
在区间上的符号,因此,此题先求导,在判断符号时,发现参数
的取值对
有影响,需对参数讨论,分
,与
两种情况,从而确定单调区间;(Ⅲ)对任意
及任意
,
∈[1,2],恒有
成立,只需求出
的最大值即可.
试题解析:(Ⅰ)函数的定义域为,当
时,
令
,当
时,
;当
时,
,
单调递减,在
单调递增,
,无极大值 ;
(Ⅱ)
,
,①当
即
时,
上是减函数,②当
,即
时,令
,得
,令
,得
综上,当时,
单调递减 ,当
时,
单调递减,在
上单调递增;
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当时,
上单调递减,当
时,
有最大值,当
时,
有最小值,
,
,
而经整理得
.
(本题满分12分)已知是直线
上三点,向量
满足:
,且函数
定义域内可导。
(1)求函数的解析式;
(2)若,证明:
;
(3)若不等式对
及
都恒成立,求实数
的取值范围。
正确答案
解:(1)∵是直线
上三点,且
∴ ………………………………. 1分
故 ………………………………. 2分
∴ ∴
,
……………………. 3分
故 ………………………………. 4分
(2)令
由 ………………………………. 6分
∵ ∴
∴
在
上是增函数,
故,即
………………………………. 8分
(3)原不等式等价于 …………………. 9分
令
为偶函数,当
时,
∴
在
上是减函数
∴当时,
………………………………. 10分
∴ 对
恒成立 ………………………………. 11分
令
则由及
,解得
或
所以的取值范围为
………………………………. 12分
略
扫码查看完整答案与解析