- 变化率与导数
- 共3697题
已知函数f(x)=ax+lnx(a∈R),
(1)若a=2,求曲线y=f(x)在x=1处切线的斜率;
(2)求f(x)的单调区间;
(3)设g(x)=x2-2x+2,若对任意x1∈(0,+∞),均存在x2∈[0,1],使得f(x1)<g(x2),求a的取值范围.
正确答案
解:(1)由已知,f′(1)=2+1=3,
故曲线y=f(x)在x=1处切线的斜率为3.
(2),
①当a≥0时,由于x>0,故ax+1>0,f′(x)>0,
所以f(x)的单调递增区间为(0,+∞);
②当a<0时,由f′(x)=0,得,
在区间上,f′(x)>0,在区间
上,f′(x)<0,
所以,函数f(x)的单调递增区间为,单调递减区间为
。
(3)由已知,转化为,g(x)min=2,
由(2)知,当a≥0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增,值域为R,故不符合题意;
当a<0时,f(x)在上单调递增,在
上单调递减,故f(x)的极大值即为最大值,
,
所以,
解得。
设函数f(x)=alnx-bx2(x>0),
(1)若函数f(x)在x=1处与直线y=相切,
①求实数a,b的值;
②求函数f(x)在[,e]上的最大值;
(2)当b=0时,若不等式f(x)≥m+x对所有的a∈[0,],x∈(1,e2]都成立,求实数m的取值范围。
正确答案
解:(1)①,
∵函数f(x)在x=1处与直线相切,
∴;
②,
当时,令f′(x)>0,得
;
令f′(x)<0,得1<x≤e,
∴f(x)在上单调递增,在[1,e]上单调递减,
∴;
(2)当b=0时,f(x)=alnx,
若不等式f(x)≥m+x对所有的都成立,
则alnx≥m+x对所有的都成立,
即m≤alnx-x对所有的都成立,
令h(a)=alnx-x,则h(a)为一次函数,,
∵x∈,∴lnx>0,
∴h(a)在上单调递增,∴
,
∴m≤-x对所有的x∈都成立,
∵,
∴,∴
。
已知定义在(0,+∞)上的三个函数f(x)=lnx,g(x)=x2-af(x),h(x)=x-a,且g(x)在x=1处取得极值,
(Ⅰ)求函数g(x)在x=2处的切线方程;
(Ⅱ)求函数h(x)的单调区间;
(Ⅲ)把h(x)对应的曲线C1向上平移6个单位后得到曲线C2,求C2与g(x)对应曲线C3的交点个数,并说明理由。
正确答案
解:(1),
,
∴a=2,经检验a=2成立,
又,
∴,即3x-y-2-2ln2=0。
(2),定义域[0,+∞),
,
令,得x>1;令
,得0<x<1,
∴函数h(x)单调递增区间是(1,+∞),单调递减区间是(0,1);
(3)由(1)知,定义域[0,+∞),
∴C2对应的表达式为,
问题转化为求函数与
图象交点个数问题,
故只需求方程,即
根的个数,
设,
,
当x∈(0,4),,
为减函数;当
,
,
为增函数,
而,图象是开口向下的抛物线,
作出函数的图象,
,
而可知交点个数为2个,
即曲线C2与C3的交点个数为2个。
已知函数f(x)=x3-x,
(1)设M(λ0,f(λ0))是函数图象上的一点,求点M处的切线方程;
(2)证明过点N(2,1)可以作曲线f(x)=x3-x的三条切线。
正确答案
(1)解:,
过点的切线斜率为
,
切线方程为,
即;
(2)证明:由(1)知曲线上点处的切线为
,
若切线过点N(2,1),则,即
,
若过N有三条切线等价于方程有三个不同的解,
设,
,
随λ变化如下表:
g(λ)在R上只有一个极大值和一个极小值,,
∴g(λ)=0有3个不同解,即方程有3个不同解,
即过点N可以作曲线的三条切线。
已知函数f(x)=x3-x2+ax+b的图象在点P(0,f(0))处的切线是3x-y-2=0。
(1)求a,b的值;
(2)设t∈[-2,-1],函数g(x)=f(x)+(m-3)x在(t,+∞)上为增函数,求m的取值范围。
正确答案
解:(1)
所以切线的斜率
又切线方程为
故
而点在切线上,则
;
(2)因为
所以
所以
又是
上的增函数
所以在
上恒成立
即在
上恒成立
又函数在
是递减函数
则
所以。
已知抛物线C:y=2x2,直线y=kx+2交C于A,B两点,M是线段AB的中点,过M作x轴的垂线交C于点N, (Ⅰ)证明:抛物线C在点N处的切线与AB平行;
(Ⅱ)若,求k的值。
正确答案
解:(Ⅰ)如图,设,
把y=kx+2代入得
,
由韦达定理得,
∴,∴N点的坐标为
,
设抛物线在点N处的切线l的方程为,
将代入上式得
,
∵直线l与抛物线C相切,
∴,
∴m=k,即l∥AB。
(Ⅱ),则NA⊥NB,
又∵M是AB的中点,
∴,
由(Ⅰ)知,
,
∵MN⊥x轴,
∴,
又
,
∴,解得k=±2,
∴当k=±2时,。
函数f(x)=ax3-6ax2+3bx+b,其图象在x=2处的切线方程为3x+y-11=0。
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若函数y=f(x)的图象与y=f′(x)+5x+m的图象有三个不同的交点,求实数m的取值范围;
(3)是否存在点P,使得过点P的直线若能与曲线y=f(x)围成两个封闭图形,则这两个封闭图形的面积相等?若存在,求出P点的坐标;若不存在,说明理由。
正确答案
解:(1)由题意得
且
∴即
解得,b=3
∴;
(2)由可得
则由题意可得有三个不相等的实根,
即的图象与x轴有三个不同的交点,
,则g(x),g′(x)的变化情况如下表:
则函数f(x)的极大值为
极小值为
的图象与
的图象有三个不同交点,则有:
解得;
(3)存在点P满足条件
∵
∴
由得
,
当时,
当时,
当时,
可知极值点为,
线段AB中点在曲线
上,
且该曲线关于点成中心对称
证明如下:∵,
∴,
∴
上式表明,若点为曲线
上任一点,其关于
的对称点
也在曲线
上,曲线
关于点
对称
故存在点,使得过该点的直线若能与曲线
围成两个封闭图形,这两个封闭图形的面积相等。
已知函数,其中e为自然对数的底数,
(Ⅰ)当a=2时,求曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线与坐标轴围成的面积;
(Ⅱ)若函数f(x)存在一个极大值点和一个极小值点,且极大值与极小值的积为e5,求a的值。
正确答案
解:(Ⅰ),
当a=2时,,
,f(1)=-e,
所以曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为y=ex-2e,
切线与x轴、y轴的交点坐标分别为(2,0),(0,-2e),
所以,所求面积为。
(Ⅱ)因为函数f(x)存在一个极大值点和一个极小值点,
所以,方程在(0,+∞)内存在两个不等实根,
则,
所以a>4,
设为函数f(x)的极大值点和极小值点,则
,
因为,
所以,
即,
解得:a=5,
此时f(x)有两个极值点,所以a=5。
已知函数f(x)=x++b(x≠0),其中a,b∈R,
(Ⅰ)若曲线y=f(x)在点P(2,f(2))处的切线方程为y=3x+1,求函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)讨论函数f(x)的单调性;
(Ⅲ)若对于任意的a∈[,2],不等式f(x)≤10在[
,1]上恒成立,求b的取值范围。
正确答案
解:(Ⅰ),
由导数的几何意义得f′(2)=3,于是a=-8,
由切点P(2,f(2))在直线y=3x+1上可得-2+b=7,解得b=9,
所以函数f(x)的解析式为.
(Ⅱ),
当a≤0时,显然f′(x)>0(x≠0),这时f(x)在(-∞,0),(0,+∞)上内是增函数;
当a>0时,令f′(x)=0,解得,
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
所以f(x)在,
内是增函数,在
,
内是减函数.
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,f(x)在上的最大值为
与f(1)的较大者,
对于任意的,不等式f(x)≤10在
上恒成立,
当且仅当,即
,对任意的
成立,
从而得,
所以满足条件的b的取值范围是.
已知函数,曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为x+2y-3=0,
(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)证明:当x>0,且x≠1时,.
正确答案
解:(Ⅰ),
由于直线x+2y-3=0的斜率为,且过点(1,1),
故,即
,解得a=1,b=1。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,
所以,
考虑函数(x>0),
则,
所以当x≠1时,,而h(1)=0,
故当x∈(0,1)时,h(x)>0,可得;
当x∈(1,+∞)时,h(x)<0,可得;
从而当x>0,且x≠1时,,即
。
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