- 变化率与导数
- 共3697题
(本小题满分13分)某隧道长2150米,通过隧道的车速不能超过20米/秒.一个由55辆车身都为10米的同一车型组成的运输车队匀速通过该隧道.设车队的速度为x米/秒,根据安全和车流的需要,相邻两车均保持米的距离,其中a为常数且
,自第一辆车车头进入隧道至第55辆车车尾离开隧道所用时间为y(秒) . (1)将y表示为x的函数;(2)求车队通过隧道所用时间取最小值时车队的速度.
正确答案
(Ⅰ)y= (Ⅱ) 略
(1)y =
=.…………6分
(2)当时,y≥
当且仅当,即x =
时取等号
即当x =时,
;……………9分
当时,
,故y = f (x)在(0,20]上是减函数,
故当x = 20时,="153" + 180a.……12分
答:若,则当车队速度为20m/s时,通过隧道所用时间最少;若
时,则当车队速度为
m/s时,通过隧道所用时间最少.……13分
已知曲线交于点P,过P点的两条切线与x轴分别交于A,B两点,则△ABP的面积为
正确答案
先求出交点坐标为(1,1),再分别求出两曲线在该点处的切线方程,求出A、B、P三点坐标,再求面积
已知函数 ,
.
(Ⅰ)当时,求曲线
在点
处的切线方程;
(Ⅱ)当时,求函数
的单调区间;
(Ⅲ)当时,函数
在
上的最大值为
,若存在
,使得
成立,求实数b的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)曲线在点
处的切线方程
。
(Ⅱ)函数的递增区间为
,递减区间为
。
(Ⅲ)的取值范围是
.
试题分析:(Ⅰ)当时,
1分
.2分
所以曲线在点
处的切线方程
3分
(Ⅱ) 4分
当时,解
,得
,解
,得
所以函数的递增区间为
,递减区间为在
5分
时,令
得
或
ⅰ)当时,
6分
函数的递增区间为
,
,递减区间为
7分
ⅱ)当时,
在上
,在
上
8分
函数的递增区间为
,递减区间为
9分
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当时,
在
上是增函数,在
上是减函数,
所以, 11分
存在,使
即存在
,使
,
方法一:只需函数在[1,2]上的最大值大于等于
所以有 即
解得:
13分
方法二:将 整理得
从而有所以
的取值范围是
. 13分
点评:中档题,本题属于导数应用中的常见问题,通过研究函数的单调性,明确最值情况。曲线切线的斜率,等于函数在切点处的导函数值。在给定区间,如果函数的导数非负,则函数为增函数,如果函数的导数非正,则函数为减函数。涉及不等式恒成立问题,往往通过构造函数,研究函数的最值,得到确定参数(范围)的目的。对数函数要注意其真数大于0.
已知函数.
(1)若在
上的最大值为
,求实数
的值;
(2)若对任意,都有
恒成立,求实数
的取值范围;
(3)在(1)的条件下,设,对任意给定的正实数
,曲线
上是否存在两点
、
,使得
是以
(
为坐标原点)为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在
轴上?请说明理由。
正确答案
(1)(2)
(3)对任意给定的正实数
,曲线
上总存在两点
,使得
是以
(
为坐标原点)为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在
轴上
试题分析:(1)由,得
,
令,得
或
.
列表如下:
∵,
,
,
即最大值为,
. 4分
(2)由,得
.
,且等号不能同时取,
,
恒成立,即
.
令,求导得,
,
当时,
,从而
,
在
上为增函数,
,
. 8分
(3)由条件,,
假设曲线上存在两点
满足题意,则
只能在
轴两侧,
不妨设,则
,且
.
是以
(
为坐标原点)为直角顶点的直角三角形,
,
, 10分
是否存在等价于方程
在
且
时是否有解.
①若时,方程
为
,化简得
,
此方程无解; 11分
②若时,
方程为
,即
,
设,则
,
显然,当时,
,即
在
上为增函数,
的值域为
,即
,
当
时,方程
总有解.
对任意给定的正实数
,曲线
上总存在两点
,使得
是以
(
为坐标原点)为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在
轴上. 14分
点评:求函数最值通过函数导数求得极值,比较极值与闭区间的边界值的大小得最值,不等式恒成立中求参数范围的题目常采用分离参数法转化为求函数最值的问题
对于函数,有下列说法:
①该函数必有两个极值点;
②该函数的极大值必大于1;
③该函数的极小值必小于1;
④该函数必有三个不同的零点
其中正确结论的序号为 .(写出所有正确结论序号)
正确答案
①②③
试题分析:由题意,,∴
,所以故该函数必有2个极值点
,
,
不妨设,
,易知在
处取得极大值,在
处取得极小值,而
,故极大值必大于1,极小值小于1,所以①②③正确,④错.
点评:本题以函数为载体,考查导数的运用,考查利用导数研究函数的极值,属于基础题.
曲线y=在点(0,2)处的切线方程为_______.
正确答案
x+y-2=0
试题分析:根据题意,由于曲线y=,
,则由点斜式方程可知y-2=-(x-0),切线方程为x+y-2=0,故答案为x+y-2=0。
点评:解决的关键是得到函数的导函数,然后代点得到切线的斜率,属于基础题。
已知函数的图象在点
处的切线的方程为:
。求函数的解析式;
正确答案
由函数的图象在点
处的切线的方程为:
知:
,即
。∵
,解得:
(∵
舍去)。所以所求的函数的解析式为:
设函数 (
R),且该函数曲线
在
处的切线与
轴平行.
(Ⅰ)讨论函数的单调性;
(Ⅱ)证明:当时,
.
正确答案
(Ⅰ)在
上单调递减,在
上单调递增;(Ⅱ)见解析.
试题分析:(Ⅰ)先求出原函数的导函数,令导函数大于零得单调增区间,令导函数小于零得单调减区间;(Ⅱ)当时,
,
在
上单调递增,求出
在
上的最大值为和最小值,用最大值减去最小值可得结论.
试题解析:(Ⅰ),
由条件知,故
则
3分
于是.
故当时,
;当
时,
。
从而在
上单调递减,在
上单调递增. 6分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知在
上单调递增,
故在
上的最大值为
最小值为
10分
从而对任意有
,
而当时,
,从而
12分
已知函数.
(Ⅰ)若无极值点,但其导函数
有零点,求
的值;
(Ⅱ)若有两个极值点,求
的取值范围,并证明
的极小值小于
.
正确答案
(Ⅰ) (Ⅱ)
,利用单调性证明
试题分析:(Ⅰ)首先,
,
有零点而
无极值点,表明该零点左右
同号,故
,且
的
由此可得
(Ⅱ)由题意,有两不同的正根,故
.
解得: ,设
的两根为
,不妨设
,因为在区间
上,
,而在区间
上,
,故
是
的极小值点.因
在区间
上
是减函数,如能证明
则更有
由韦达定理,
,
令其中
设
,利用导数容易证明
当
时单调递减,而
,因此
,即
的极小值
(Ⅱ)另证:实际上,我们可以用反代的方式证明的极值均小于
.
由于两个极值点是方程的两个正根,所以反过来,
(用表示
的关系式与此相同),这样
即,再证明该式小于
是容易的(注意
,下略).
点评:对于函数与导数这一综合问题的命制,一般以有理函数与半超越(指数、对数)函数的组合复合且含有参量的函数为背景载体,解题时要注意对数式对函数定义域的隐蔽,这类问题重点考查函数单调性、导数运算、不等式方程的求解等基本知识,注重数学思想的运用
设曲线在点
处的切线与直线
垂直,则
.
正确答案
2
试题分析:,切线斜率为
,直线
斜率为
点评:导数的几何意义:函数在某一点处的导数值等于该点处的切线斜率
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