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题型:简答题
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简答题

位于函数y=3x+的图象上的一系列点P1(x1,y1),P2(x2,y2),…,Pn(xn,yn),…,这一系列点的横坐标构成以-为首项,-1为公差的等差数列{xn}。

(1)求点Pn的坐标;

(2)设抛物线C1,C2,C3,…,Cn,…中的每一条的对称轴都垂直于x轴,对于n∈N*,第n条抛物线Cn的顶点为Pn,抛物线Cn过点Dn(0,n2+1),且在该点处的切线的斜率为kn,求证:

正确答案

解:(1)由于Pn的横坐标构成以为首项,-1为公差的等差数列{xn},故

位于函数的图象上

所以

所以点的坐标为

(2)由题意可设抛物线Cn的方程为

由抛物线Cn过点

于是有n2+1=

由此可得

所以(n≥2)

于是

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题型:简答题
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简答题

已知a是实数,函数f(x)=x2(x﹣a).

(Ⅰ)若f′(1)=3,求a的值及曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;

(Ⅱ)求f(x)在区间[0,2]上的最大值.

正确答案

解:(I)f'(x)=3x2﹣2ax.因为f'(1)=3﹣2a=3,所以a=0.

又当a=0时,f(1)=1,f'(1)=3,

则切点坐标(1,1),斜率为3

所以曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为y﹣1=3(x﹣1)

化简得3x﹣y﹣2=0.

(II)令f'(x)=0,解得

,即a≤0时,f(x)在[0,2]上单调递增,从而fmax=f(2)=8﹣4a.

时,即a≥3时,f(x)在[0,2]上单调递减,从而fmax=f(0)=0.

,即0<a<3,f(x)在上单调递减,在上单调递增,

从而

综上所述,

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题型:简答题
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简答题

(Ⅰ)已知函数f(x)=x3-x,其图象记为曲线C,

(ⅰ)求函数f(x)的单调区间;

(ⅱ)证明:若对于任意非零实数x1,曲线C与其在点P1(x1,f(x1))处的切线交于另一点P2(x2,f(x2)),曲线C与其在点P2处的切线交于另一点P3(x3,f(x3)),线段P1P2,P2P3与曲线C所围成封闭图形的面积分别记为S1,S2,则为定值;

(Ⅱ)对于一般的三次函数g(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0),请给出类似于(Ⅰ)(ⅱ)的正确命题,并予以证明.

正确答案

解:(Ⅰ)(ⅰ)由f(x)=x3-x得f′(x)=3x2-1=

当x∈时,f′(x)>0;

当x∈时,f′(x)<0;

因此,f(x)的单调递增区间为

单调递减区间为

(ⅱ)曲线C在点P1处的切线方程为y=(3x12-1)(x-x1)+x13-x1

即y=(3x12-1)x-2x13

得x3-x=(3x12-1)x-2x13

即(x-x1)2(x+2x1)=0,解得x=x1或x=-2x1,故x2=-2x1

进而有

用x2代替x1,重复上述计算过程,

可得x3=-2x2和S2=

又x2=-2x1≠0,

所以

因此有

(Ⅱ)记函数g(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)的图象为曲线C′,

类似于(Ⅰ)(ⅱ)的正确命题为:若对于任意不等于的实数x1,曲线C′与其在点P1(x1,g(x1))处的切线交于另一点P2(x2,g(x2)),曲线C′与其在点P2处的切线交于另一点P3(x3,g(x3)),线段P1P2,P2P3与曲线C′所围成封闭图形的面积分别别为S1,S2,则为定值.

证明如下:因为平移变换不改变面积的大小,

故可将曲线y=g(x)的对称中心平移至坐标原点,

因而不妨设g(x)=ax3+hx,且x1≠0,

类似(Ⅰ)(ⅱ)的计算可得

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题型:简答题
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简答题

已知对任意的实数m,直线x+y+m=0都不与曲线f(x)=x3-3ax(a∈R)相切,

(Ⅰ)求实数a的取值范围;

(Ⅱ)当x∈[-1,1]时,函数y=f(x)的图象上是否存在一点P,使得点P到x轴的距离不小于,试证明你的结论。

正确答案

解:(Ⅰ)f′(x)=3x2-3a∈[-3a,+∞),

∵对任意m∈R,直线x+y+m=0都不与y=f(x)相切,

∴-1[-3a,+∞),-1<-3a,实数a的取值范围是

(Ⅱ)存在,

证明:问题等价于当x∈[-1,1]时,

设g(x)=|f(x)|,则g(x)在x∈[-1,1]上是偶函数,

故只要证明当x∈[0,1]时,

①当a≤0时,f′(x)≥0,f(x)在[0,1]上单调递增,且f(0)=0,

g(x)=f(x),g(x)max=f(1)=1-3a>1>

②当时,f′(x)=3x2-3a=

列表:

f(x)在上递减,在上递增,

注意到,且

时,g(x)=-f(x),时,g(x)=f(x),

,解得,此时成立,

,解得,此时成立.

∴在x∈[-1,1]上至少存在一个x0,使得成立。

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简答题

如图,P是抛物线C:y=x2上一点,直线l过点P且与抛物线C交于另一点Q,

(Ⅰ)若直线l与过点P的切线垂直,求线段PQ中点M的轨迹方程;

(Ⅱ)若直线l不过原点且与x轴交于点S,与y轴交于点T,试求的取值范围。

正确答案

解:(Ⅰ)设P(x1,y1),Q(x2,y2),M(x0,y0),

依题意x1≠0,y1>0,y2>0,

由y=x2, ①

得y′=x,

∴过点P的切线的斜率k=x1

∴直线l的斜率kl=

∴直线l的方程为

联立①②消去y,得

∵M是PQ的中点,

消去x1,得

∴PQ中点M的轨迹方程为

(Ⅱ)设直线l:y=kx+b,

依题意k≠0,b≠0,则T(0,b),

分别过P、Q作PP′⊥x轴,QQ′⊥y轴,垂足分别为P′、Q′,

消去x,得y2-2(k2+b)y+b2=0, ③

则y1+y2=2(k2+b),y1y2=b2

∵y1、y2可取一切不相等的正数,

的取值范围是(2,+∞)。

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简答题

已知函数f(x)=,其中a为实数。

(1)当a=2时,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;

(2)是否存在实数a,使得对任意x∈(0,1)∪(1,+∞),f(x)>恒成立?若不存在,请说明理由,若存在,求出a的值并加以证明。

正确答案

解:(1)时,

所以切线方程为

(2)①当时,

再令

时,

上递减

∴当时,

所以上递增

所以

时,

由①知当时,,h(x)在上递增

时,

所以上递增

由①及②知

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简答题

已知二次函数h(x)=ax2+bx+c(其中c<3),其导函数y=h'(x)的图象如图,f(x)=61nx+h(x)

(1)求函数f(x)在x=3处的切线斜率;

(2)若函数f(x)在区间(1,m+)上是单调函数,求实数m的取值范围;

(3)若函数y=-x,x∈(0,6]的图象总在函数y=f(x)图象的上方,求c的取值范围。

正确答案

解:(1)由已知,h'(x)=2ax+b,其图象为直线,且过(0,-8),(4,0)两点,

所以,h'(x)= 2x-8

,解得

所以

所以

所以f'(3)=0,

即函数f(x)在点(3,f(3))处的切线斜率为0。

(2)由(1)知

因为x>0

所以x变化时,f'(x)、f(x)的变化情况如下表:

所以f(x)的单调增区间为(0,1)和(3,+∞),单调减区间为(1,3)

要使函数f(x)在区间上是单调函数,

,解得

(3)由题意,-x≥f(x)在x∈(0,6]上恒成立

在x∈(0,6]上恒成立

在x∈(0,6]上恒成立

则c≤g(x)min

因为x>0,

所以当时,g '(x)>0,g(x)为增函数

或x∈(2,+∞)时,g'(x)<0,g(x)为减函数

所以g(x)的最小值为和g(6)中的较小者

因为

所以

又已知c<3

所以c≤6-6ln6。

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简答题

已知函数

(1)当时,求函数处的切线方程;

(2)函数是否存在零点?若存在,求出零点的个数;若不存在,说明理由.

正确答案

解:(Ⅰ)

时,.又.                      

处的切线方程为.                    

(Ⅱ)函数的定义域为

时,,所以

在区间上没有零点.                            

时,

.                                        

只要讨论的零点即可.

时,是减函数;

时,是增函数.

所以在区间最小值为.                  

显然,当时,,所以的唯一的零点;

时,,所以没有零点;

时,,所以有两个零点.

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简答题

已知函数f(x)=x3-mx2+mx(m>0),

(Ⅰ)当m=2时,求函数y=f(x)的图象在点(0,0)处的切线方程;

(Ⅱ)讨论函数y=f(x)的单调性;

(Ⅲ)若函数f(x)既有极大值,又有极小值,且当0≤x≤4m时,f(x)<mx2+恒成立,求m的取值范围。

正确答案

解:(Ⅰ)当m=2时,

则f′(x)=x2-4x+3,

故f′(0)=3,函数y=f(x)的图象在点(0,0)处的切线方程为y=3x;

(Ⅱ)f′(x)=

,又m>0,即时,f′(x)≥0,

则函数y=f(x)在(-∞,+∞)上是增函数;

,又m>0,即时,

由f′(x)>0,得

由f′(x)<0,得

故函数f(x)在区间上是增函数,

在区间上是减函数;

(Ⅲ)因为函数f(x)既有极大值,又有极小值,

则f′(x)==0有两个不同的根,

则有Δ=4m2-6m>0,

又m>0,∴

令g(x)=f(x)-

g′(x)=x2-4mx+3m2=0x=m,或x=3m,

∴g′(x)>0x<m或x>3m,g′(x)<0m<x<3m,

∴g(x)在[0,m),(3m,4m]上为增函数,在(m,3m)上为减函数,

,g(3m)=0为g(x)的极值,

又g(0)=0,g(4m)=

∴g(x)最大值为

即m的取值范围为

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简答题

已知函数f(x)=a(x-)-lnx,

(Ⅰ)若a=1,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;

(Ⅱ)若函数f(x)在其定义域内为增函数,求a的取值范围;

(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,设函数,若在[1,e]上至少存在一点x0,使得f(x0)≥g(x0)成立,求实数a的取值范围。

正确答案

解:(Ⅰ)当a=1时,函数

f(1)=1-1-ln1=0,

f′(x)=

曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为f′(1)=1+1-1=1,

从而曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y-0=x-1,即y=x-1;

(Ⅱ)f′(x)=

要使f(x)在定义域(0,+∞)内是增函数,只需f′(x)≥0在(0,+∞)内恒成立,

即ax2-x+a≥0,得恒成立,

由于

,∴

∴f(x)在(0,+∞)内为增函数,实数a的取值范围是

(Ⅲ)∵在[1,e]上是减函数,

∴x=e时,g(x)min=1;x=1时,g(x)max=e,即 g(x)∈[1,e],

f′(x)=,令h(x)=ax2-x+a,

时,由(Ⅱ)知f(x)在[1,e]上是增函数,f(1)=0<1,

又g(x)在[1,e]上是减函数,

故只需f(x)max≥g(x)min,x∈[1,e],

,g(x)min=1,

,解得

所以实数a的取值范围是

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