- 变化率与导数
- 共3697题
已知二次函数y=g(x)的导函数的图像与直线y=2x平行,且y=g(x)在x=-1处取得极小值m-1(m≠0),设,
(1)若曲线y=f(x)上的点P到点Q(0,2)的距离的最小值为,求m的值;
(2)k(k∈R)如何取值时,函数y=f(x)-kx存在零点,并求出零点。
正确答案
解:(1)依题可设(a≠0),
则,
又g′(x)的图像与直线y=2x平行,
∴2a=2,a=1,
∴,
设,
则
,
当且仅当时,|PQ|2取得最小值,即|PQ|取得最小值
,
当m>0时,;
当m<0时,;
(2)由,
得,(*)
当k=1时,方程(*)有一解,函数y=f(x)-kx有一零点
;
当k≠1时,方程(*)有二解,
若,
函数y=f(x)-kx有两个零点;
若,
函数y=f(x)-kx有两个零点;
当k≠1时,方程(*)有一解,
函数y=f(x)-kx有一零点;
综上,当k=1时, 函数y=f(x)-kx有一零点;
当时,函数y=f(x)-kx有两个零点
;
当时,函数y=f(x)-kx有一零点
。
已知函数f(x)=x3+bx2+ax+d的图象过点P(0,2),且在点M(﹣1,f(﹣1))处的切线方程为6x﹣y+7=0.
(Ⅰ)求函数y=f(x)的解析式;
(Ⅱ)求函数y=f(x)的单调区间.
正确答案
解:(Ⅰ)∵f(x)的图象经过P(0,2),
∴d=2,
∴f(x)=x3+bx2+ax+2,f'(x)=3x2+2bx+a.
∵点M(﹣1,f(﹣1))处的切线方程为6x﹣y+7=0
∴f'(x)|x=﹣1=3x2+2bx+a|x=﹣1=3﹣2b+a=6①,
还可以得到,f(﹣1)=y=1,即点M(﹣1,1)满足f(x)方程,
得到﹣1+b﹣a+2=1②
由①、②联立得b=a=﹣3
故所求的解析式是f(x)=x3﹣3x2﹣3x+2.
(Ⅱ)f'(x)=3x2﹣6x﹣3.
令3x2﹣6x﹣3=0,即x2﹣2x﹣1=0.
解得.
当;
当.
故f(x)的单调增区间为(﹣∞,1﹣),(1+
,+∞);单调减区间为(1﹣
,1+
)
已知函数(其中a∈R).
(Ⅰ)若函数f(x)在点(1,f(1))处的切线为,求实数a,b的值;
(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间.
正确答案
解:由,可得
.
(Ⅰ)因为函数f(x)在点(1,f(1))处的切线为,得:
解得
(Ⅱ)令f'(x)>0,得x2+2x﹣a>0…①
当△=4+4a≤0,即a≤﹣1时,不等式①在定义域内恒成立,
所以此时函数f(x)的单调递增区间为(﹣∞,﹣1)和(﹣1,+∞).
当△=4+4a>0,即a>﹣1时,不等式①的解为或
,
又因为x≠﹣1,所以此时函数f(x)的单调递增区间为和
,单调递减区间为
和
所以,当a≤﹣1时,函数f(x)的单调递增区间为(﹣∞,﹣1)和(﹣1,+∞);
当a>﹣1时,函数f(x)的单调递增区间为和
,单调递减区间为
和
..
已知函数f(x)=xlnx。
(1)求这个函数的图象在点x=1处的切线方程;
(2)讨论这个函数的单调区间.
正确答案
解:,
(1)当x=1时,,
,
所以,切线过点(1,0),斜率为1,
故切线的方程为y=x-1。
(2)令,即lnx+1>0,解得
;
所以,函数f(x)=xlnx的单调递增区间为;
令,即lnx+1<0,解得
;
所以,函数f(x)=xlnx的单调递减区间为。
已知函数
(I)当a=1时,求函数f(x)的图象在点A(0,f(0))处的切线方程;
(II)讨论函数f(x)的单调性;
(Ⅲ)是否存在实数a∈(1,2),使当x∈(0,1)时恒成立?若存在,求出实数a;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(I)a=1时,,
于是f(0)=1,f′(0)=1,
所以函数f(x)的图象在点处的切线方程为y-1=-(x-0)
即x+y-1=0.
(II)=
,
∵,∴ 只需讨论
的符号.
i)当a>2时,>0,这时f′(x)>0,所以函数f(x)在(-∞,+∞)上为增函数.
ii)当a= 2时,≥0,函数f(x)在(-∞,+∞)上为增函数
iii)当0<a<2时,令f′(x)= 0,解得,
.当x变化时,f′(x)和f(x)的变化情况如下表:
∴f(x)在,
为增函数,f(x)在
为减函数
(Ⅲ)当∈(1,2)时,
∈(0,1).
由(2)知在
上是减函数,在
上是增函数,
故当x∈(0,1)时,,所以
当x∈(0,1)时恒成立,等价于恒成立
当a∈(1,2)时,,
设g(t)=(1-t)et,t∈(0,1),则,
表明() 在(0,1)上单调递减,
于是可得g(t)∈(0,1),即a∈(1,2)时恒成立,
因此,符合条件的实数a不存在.
设函数。
(1)证明:当0<a<b ,且f(a)=f(b)时,ab>1;
(2)点P (x0,y0)(0<x0<1 )在曲线上,求曲线在点P处的切线与x轴和y轴的正向所围成的三角形面积表达式(用x0表达)。
正确答案
解:(1)∵
故f(x)在(0,1]上是减函数,而在(1,+∞)上是增函数,
由0<a<b且f(a)=f(b)得0<a<1<b和
即
故,即
。
(2)0<x<1时,
∴
曲线y=f(x)在点P(x0,y0)处的切线方程为:
,即
∴切线与x轴、y轴正向的交点为和
)
故所求三角形面积表达式为:
。
已知函数f(x)=lnx,g(x)=,设F(x)=f(x)+g(x).
(Ⅰ)当a=1时,求函数F(x)的单调区间;
(Ⅱ)若以函数y=F(x)(0<x≤3)图象上任意一点P(x0,y0)为切点的切线斜率k≤恒成立,求实数a的最小值.
正确答案
(Ⅰ)由已知a=1,可得F(x)=f(x)+g(x)=lnx+,函数的定义域为(0,+∞),
则F′(x)=-
=
由F′(x)=-
=
>0可得F(x)在区间(1,+∞)上单调递增,
F′(x)=-
=
<0得F(x)在(0,1)上单调递减;
(Ⅱ)由题意可知k=F′(x0)=≤
对任意0<x0≤3恒成立,
即有x0-≤a对任意0<x0≤3恒成立,即(x0-
)max≤a,
令t=x0-=-
(
-2x0)=-
(x0-1)2+
≤
,
则a≥,即实数a的最小值为
.
已知函数f(x)=x3+2x2-ax+1,
(Ⅰ)若函数f(x)在点(1,f(1))处的切线斜率为4,求实数a的值;
(Ⅱ)若函数g(x)=f′(x)在区间(-l,1)上存在零点,求实数a的取值范围。
正确答案
解:由题意得g(x)=f′(x)=3x2+4x-a,
(Ⅰ)f′(1)=3+4-a=4,∴a=3。
(Ⅱ)解法一:(1)当g(-1)=-a-1=0,a=-1时,g(x)=f′(x)的零点;
(2)当g(-1)=7-a=0时,f′(x)的零点,不合题意;
(3)当g(1)g(-1)<0时,-1<a<7;
(4)当时,∴
;
综上所述,。
解法二:g(x)=f′(x)在区间(-1,1)上存在零点,等价于3x2+4x=a在区间(-1,1)上有解,
也等价于直线y=a与曲线y=3x2+4x,x∈(-1,1)有公共点,
作图可得。
另解:又等价于当时,求值域,
。
已知的图象过点P(0,2),且在点M(-1,f(-1))处的切线方程为
。
(Ⅰ)求函数的解析式;
(Ⅱ)求函数的单调区间。
正确答案
解:(Ⅰ)由题意,知f(0)=2,∴d=2,
∴,
由题意,得,
解得:b=-3,c=-3,
∴。
(Ⅱ)令,解得:
,
∴f(x)在上单调递增,在
上单调递减。
已知函数f(x)=ax3+bx2的图象经过点M(1,4),曲线在点M处的切线恰好与直线x+9y=0垂直.
(1)求实数a,b的值;
(2)若函数f(x)在区间[m,m+1]上单调递增,求m的取值范围.
正确答案
解:(1)∵f(x)=ax3+bx2的图象经过点M(1,4),
∴a+b ①式
f '(x)=3ax2+2bx,则f '(1)=3a+2b
由条件 ②式
由①②式解得a=1,b=3
(2)f(x)=x3+3x2,f '(x)=3x2+6x,
令f '(x)=3x2+6x≥0 得x≥0或x≤﹣2,
∵函数f(x)在区间[m,m+1]上单调递增
∴[m,m+1](﹣∞,﹣2]∪[0,+∞)
∴m≥0或m+1≤﹣2
∴m≥0或m≤﹣3
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