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题型:简答题
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简答题

已知曲线y=x2-1与y=1+x3在x=x0处的切线互相垂直,求x0的值.

正确答案

对于y=x2-1,有y′=x,k1=y′|x=x0=x0

对于y=1+x3,有y′=3x2,k2=y′|x=x0=3x02

又k1k2=-1,则x03=-1,

故x0=-1.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=,(a为常数,e为自然对数的底).

(1)令μ(x)=,a=0,求μ'(x)和f'(x);

(2)若函数f(x)在x=0时取得极小值,试确定a的取值范围;

[理](3)在(2)的条件下,设由f(x)的极大值构成的函数为g(x),试判断曲线g(x)只可能与直线2x-3y+m=0、3x-2y+n=0(m,n为确定的常数)中的哪一条相切,并说明理由.

正确答案

(1)μ′(x)=-,f′(x)=

(2)f'(x)=(2x+a)e-x-e-x(x2+ax+a)=e-x[-x2+(2-a)x]

=e-x•(-x)•[x-(2-a)],令f'(x)=0,得x=0或x=2-a,

当a=2时,f'(x)=-x2e-x≤0恒成立,此时f(x)单调递减;

当a<2时,2-a>0,若x<0,则f'(x)<0,若0<x<2-a,

则f'(x)>0,x=0是函数f(x)的极小值点;(4分)

当a>2时,2-a<0,若x>0,则f'(x)<0,若2-a<x<0,则f'(x)>0,

此时x=0是函数f(x)的极大值点,

综上所述,使函数f(x)在x=0时取得极小值的a的取值范围是a<2

[理](3)由(1)知a<2,且当x>2-a时,f'(x)<0,

因此x=2-a是f(x)的极大值点,fmax(x)=f(2-a)=(4-a)ea-2

于是g(x)=(4-x)ex-2(x<2)(8分)

g'(x)=-ex-2+ex-2(4-x)=(3-x)ex-2

令h(x)=(3-x)ex-2(x<2),

则h'(x)=(2-x)ex-2>0恒成立,即h(x)在(-∞,2)是增函数,

所以当x<2时,h(x)<h(2)=(3-2)e2-2=1,即恒有g'(x)<1,

又直线2x-3y+m=0的斜率为,直线3x-2y+n=0的斜率为

所以由导数的几何意义知曲线g(x)只可能与直线2x-3y+m=0相切

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题型:简答题
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简答题

为圆周率,为自然对数的底数.

(1)求函数的单调区间;

(2)求这6个数中的最大数与最小数;

(3)将这6个数按从小到大的顺序排列,并证明你的结论.

正确答案

(1)单调增区间为,单调减区间为;(2)最大数为,最小数为;(3).

试题分析:(1)先求函数的定义域,用导数法求函数的单调区间;(2)利用(1)的结论结合函数根据函数的性质,确定这6个数中的最大数与最小数;(3)由(1),(2)的结论只需比较的大小,时,,即,在上式中,令,又,则,即得,整理得,估算的值,比较与3的大小,从而确定的大小关系,再根据,确定的大小关系,最后确定6个数从小到大的顺序.

(1)函数的定义域为,因为,所以

,即时,函数单调递增;

,即时,函数单调递减;

故函数的单调增区间为,单调减区间为.

(2)因为,所以,即

于是根据函数在定义域上单调递增,

所以

故这6个数的最大数在之中,最小数在之中,

及(1)的结论得,即

,所以

,所以

综上,6个数中的最大数为,最小数为.

(3)由(2)知,,又由(2)知,

故只需比较的大小,

由(1)知,当时,,即

在上式中,令,又,则,即得

由①得,

,亦即,所以

又由①得,,即,所以

综上所述,,即6个数从小到大的顺序为.

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题型:简答题
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简答题

已知函数.

(1)求函数的极值;

(2)定义:若函数在区间上的取值范围为,则称区间为函数的“域同区间”.试问函数上是否存在“域同区间”?若存在,求出所有符合条件的“域同区间”;若不存在,请说明理由.

正确答案

(1);(2)不存在,详见解析.

试题分析:(1)先求出函数的定义域与导数,求出极值点后,利用图表法确定函数的单调性,从而确定函数的极大值与极小值;(2)结合(1)中的结论可知,函数在区间上单调递增,根据定义得到,问题转化为求方程在区间上的实数根,若方程的根的个数小于,则不存在“域同区间”;若上述方程的根的个数不少于,则存在“域同区间”,并要求求出相应的根,从而确定相应的“域同区间”.

试题解析:(1),定义域为

,解得,列表如下:

故函数处取得极大值,即

函数处取得极小值,即

(2)由(1)知,函数在区间上单调递增,

假设函数在区间上存在“域同区间”,则有

则方程在区间上至少有两个不同的实数根,

构造新函数,定义域为

,令,解得

时,;当时,

故函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,

因为,故函数在区间上存在唯一零点,

即方程在区间上只存在唯一实数根,

故函数在区间上不存在“域同区间”.

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分13分)已知函数(x>0)在x = 1处

取得极值–3–c,其中a,b,c为常数。

(1)试确定a,b的值;(6分)

(2)讨论函数f(x)的单调区间;(4分)

(3)若对任意x>0,不等式恒成立,求c的取值范围。(3分)

正确答案

解:(I)由题意知,因此,从而

又对求导得

由题意,因此,解得

(II)由(I)知),令,解得

时,,此时为减函数;

时,,此时为增函数.

因此的单调递减区间为,而的单调递增区间为

(III)由(II)知,处取得极小值,此极小值也是最小值,

要使)恒成立,只需

,从而,解得

所以的取值范围为

解:(I)由题意知,因此,从而

又对求导得

由题意,因此,解得

(II)由(I)知),令,解得

时,,此时为减函数;

时,,此时为增函数.

因此的单调递减区间为,而的单调递增区间为

(III)由(II)知,处取得极小值,此极小值也是最小值,

要使)恒成立,只需

,从而,解得

所以的取值范围为

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简答题

求下列函数的导函数:

(1)y=2x+lnx

(2)y=2xcosx

(3)y=-2x

正确答案

(1)由y=2x+lnx,则y=(2x+lnx)=2+

(2)由y=2xcosx,则y=(2xcosx)=2cosx-2xsinx;

(3)由3)y=-2x,则y=(-2x)=-2xln2=-2xln2.

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简答题

求下列函数的导数:

(1)f(x)=(3x2+1)(2-x)

(2)f(x)=x2ln(2x)

(3)f(x)=ln(2x-1)3

正确答案

(1)f′(x)=6x(2-x)+(3x2+1)×(-1)=-9x2+12x-1;

(2)f′(x)=2xln(2x)+x2×=x(2ln2x+1);

(3)∵f(x)=3ln(2x-1),∴f′(x)=

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简答题

设函数

(1)当时,求函数的最小值;

(2)证明:对,都有

正确答案

(1)时取得最小值,即

(2)

(1)时,,(),

.令,得

时,是减函数,

时,是增函数,  

所以 时取得最小值,即.                        (6分)

(2)因为 ,所以 .   

所以当时,函数有最小值.x1,x2∈R+,不妨设,则

.                                           (13分)

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简答题

设函数

(1)若关于x的不等式有实数解,求实数m的取值范围;

(2)设,若关于x的方程至少有一个解,求p的最小值.

(3)证明不等式:    

正确答案

(1)(2)p的最小值为0(3)见解析

试题分析:

(1)存在性问题,只需要即可,再利用导数法求解f(x)的最大值(即求导,求单调性,求极值9与端点值比较得出最值).

(2) p的最小值为函数g(x)的最小值,利用导数求函数的最小值即可(即求导,求单调性,求极值9与端点值比较得出最值).

(3)利用第二问结果可以得到与不等式有关的恒等式.令.把n=1,2,3,,得n个不等式左右相加,左边利用对数除法公式展开即可用裂项求和法得到不等式的左边,即证得原式

试题解析:

(1)依题意得

,而函数的定义域为

上为减函数,在上为增函数,则上为增函数

,即实数m的取值范围为                4分

(2) 则

显然,函数上为减函数,在上为增函数,则函数的最小值为

所以,要使方程至少有一个解,则,即p的最小值为0                8分

(3)由(2)可知: 上恒成立

所以,当且仅当x=0时等号成立

,则 代入上面不等式得:

,  即  

所以,,,

将以上n个等式相加即可得到:              12分

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简答题

已知函数,其中

(Ⅰ)求的极值;

(Ⅱ)若存在区间,使在区间上具有相同的单调性,求的取值范围.

正确答案

(Ⅰ)极小值为;没有极大值(Ⅱ)

(Ⅰ)解:的定义域为,………………1分

. ………………2分

① 当时,,故上单调递减.

从而没有极大值,也没有极小值. ………………3分

② 当时,令,得

的情况如下:

的单调减区间为;单调增区间为

从而的极小值为;没有极大值.………………5分

(Ⅱ)解:的定义域为,且 .………………6分

③ 当时,显然 ,从而上单调递增.

由(Ⅰ)得,此时上单调递增,符合题意. ………………8分

④ 当时,上单调递增,上单调递减,不合题意.……9分

⑤ 当时,令,得的情况如下表:

 

时,,此时上单调递增,由于上单调递减,不合题意. ………………11分

时,,此时上单调递减,由于上单调递减,符合题意.

综上,的取值范围是. ………………13

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