- 复合函数的单调性
- 共281题
函数y=ex﹣lnx的值域为 。
正确答案
[2,+∞)
解析
定义域为(0,+∞),=
,当
时y′<0,当
时,y′>0,
所以函数在区间(0,)上单调递减,在区间(
)上单调递增,所以f(x)≥
,所以函数的值域为[2,+∞)。
知识点
已知函数f(x)=;
(1)求y=f(x)在点P(0,1)处的切线方程;
(2)设g(x)=f(x)+x-1仅有一个零点,求实数m的值;
(3)试探究函数f(x)是否存在单调递减区间?若有,设其单调区间为[t,s],试求s-t的取值范围?若没有,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)∵点P在函数y=f(x)上,由f(x)=得:
故切线方程为:y=-x+1………………3分
(2)由g(x)=f(x)+x-1=可知:定义域为
,且g(0)=0,显然x=0为y=g(x)的一个零点;
则………………5分
①当m=1时,,即函数y=g(x)在
上单调递增,g(0)=0,故仅有一个零点,满足题意。………………………………6分
②当m>1时,则,列表分析:
又∵x→-1时,g(x)→-,∴g(x)在
上有一根,这与y=g(x)仅有一根矛盾,
故此种情况不符题意。………………………………9分
(3)假设y=f(x)存在单调区间,由f(x) =得:
,………………………………10分
令∵
,h(-1)=m+2-m-1=1>0,∴h(x)=0在
上一定存在两个不同的实数根s,t, ………………………12分
即, 的解集为(t,s),即函数f(x)存在单调区间[t,s],则s-t=
,由m≥1可得:s-t
………………………………14分
知识点
如图,在平面直角坐标系中,已知圆
:
,圆
:
。
(1)若过点的直线
被圆
截得的弦长为
,求直线
的方程;
(2)设动圆同时平分圆
的周长、圆
的周长。
①证明:动圆圆心C在一条定直线上运动;
②动圆是否经过定点?若经过,求出定点的
坐标;若不经过,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
解:(1)设直线的方程为
,即
。
因为直线被圆
截得的弦长为
,而圆
的半径为1,
所以圆心到
:
的距离为
。
化简,得,解得
或
。
所以直线的方程为
或
。
(2)①证明:设圆心,由题意,得
,
即。
化简得,
即动圆圆心C在定直线上运动。
②圆过定点,设
,
则动圆C的半径为。
于是动圆C的方程为。
整理,得。
由得
或
所以定点的坐标为,
。
知识点
各项均为正偶数的数列a1,a2,a3,a4中,前三项依次成公差为d(d > 0)的等差数列,后三项依次成公比为q的等比数列. 若,则q的所有可能的值构成的集合为 .
正确答案
解析
解析一:
设四个数为:,又
∴,记
,则
,
所以四个数为:,
,
,
,则
由题意,∴
,∴
又,∴
即
,∴
∴且
为偶数,∴
当时,
,∴
,
;
当时,
,∴
不合;
当时,
,∴
。综上
解析二:设这四个数为,
,
,
,其中
,
均为正偶数,则
,整理得
,
所以,即
,
所以的所有可能值为24,26,28,
当时,
,
;
当时,
(舍去);
当时,
,
,
所以q的所有可能值构成的集合为.
知识点
如图,在平面直角坐标系中,已知点
为椭圆
的右顶点, 点
,点
在椭圆上,
.
(1)求直线的方程;
(2)求直线被过
三点的圆
截得的弦长;
(3)是否存在分别以为弦的两个相外切的等圆?若存在,求出这两个圆的方程;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
解: (1)因为,且A(3,0),所以
=2,而B,P关于y轴对称,所以点P的横坐标为1,从而得
所以直线BD的方程为
(2)线段BP的垂直平分线方程为x=0,线段AP的垂直平分线方程为,
所以圆C的圆心为(0,-1),且圆C的半径为
又圆心(0,-1)到直线BD的距离为,所以直线
被圆
截得的弦长
为
(3)假设存在这样的两个圆M与圆N,其中PB是圆M的弦,PA是圆N的弦,则点M一定在y轴上,点N一定在线段PC的垂直平分线上,当圆
和圆
是两个相外切的等圆时,一定有P,M,N在一条直线上,且PM=PN
设,则
,根据
在直线
上,
解得
所以,故存在这样的两个圆,且方程分别为
,
知识点
已知a,b为常数,a≠0,函数。
(1)若a=2,b=1,求f(x)在(0,+∞)内的极值;
(2)①若a>0,b>0,求证:f(x)在区间[1,2]上是增函数;
②若f(2)<0,f(﹣2)<e﹣2,且f(x)在区间[1,2]上是增函数,求由所有点(a,b)形成的平面区域的面积。
正确答案
见解析。
解析
(1)若a=2,b=1,则f(x)=(2+)ex,
则f′(x)=(x+1)(2x﹣1),
由f′(x)>0,得x>,此时函数单调递增,
由f′(x)<0,得0<x<,此时函数单调递减,
则当x=时,f(x)取得极小值,f(
)=4
。
(2)f′(x)=(ax2+bx﹣b),
设g(x)=ax2+bx﹣b,
①证明:若a>0,b>0,则二次函数g(x)的图象开口向上,对称轴x=﹣<0,且g(1)=a>0,
∴g(x)>0,对一切x∈[1,2]恒成立,
又,∴f(x)>0恒成立,即f(x)在区间[1,2]上是增函数;
②若f(2)<0,f(﹣2)<e﹣2,
则,即
,(•),
∵f(x)在区间[1,2]上是增函数,
∴f′(x)≥0对x∈[1,2]恒成立,即,(••),
在(•),(••)的条件下,b<0,且1<≤2,
且g()=
恒成立,
综上求由所有点(a,b)满足的约束条件为,
则不等式组对应的平面区域为△OAB,其中A(),B(
),C(1,0),
则形成的平面区域的面积S=S△OAC﹣S△OBC=。
即△OAB的面积为。
知识点
已知A(,0),B(
,0)为平面内两定点,动点P满足|PA|+|PB|=2。
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)设直线与(I)中点P的轨迹交于M、N两点,求△BMN的最大面积及此时直线l的方程.
正确答案
见解析。
解析
(1)∵|PA|+|PB|=2>=|AB|,
∴点P的轨迹是以A,B为焦点,长轴长2a=2的椭圆,…………………………………………2分
∴a=1, …………………………………………4分
设P(x,y),∴点P的轨迹方程为. ………………………………………6分
(2)将代入
,
消去x,整理为 …………………………………………7分
设,
则 …………………………………………8分
= …………………………10分
当且仅当,即
时,△BMN的最大面积为
此时直线l的方程是. …………………………………………………………12分
知识点
定义:{x,y}为实数x,y中较小的数。已知
,其中a,b 均为正实数,则h的最大值是 。
正确答案
解析
易得,所以
(当且仅当
时取等号);
知识点
设函数f(x)满足f(x)=f(3x),且当x∈[1,3)时,f(x)=lnx,若在区间[1,9)内,存在3个不同的实数x1,x2,x3,使得=
=
=t,则实数t的取值范围为 (
,
) 。
正确答案
(,
)
解析
设x∈[3,9),则∈[1,3),
∵x∈[1,3),f(x)=lnx,
∴f()=ln
,
∵函数f(x)满足f(x)=f(3x),
∴f(x)=,
∵在区间[1,9)内,存在3个不同的实数x1,x2,x3,使得=
=
=t,
∴f(x)﹣tx=0在区间[1,9)上有三个解,
则y=t与h(x)=的图象有三个交点,
当x∈[1,3),h(x)==
,则h′(x)=
=0,解得x=e,
∴当x∈[1,e)时,h′(x)>0,
当x∈(e,3)时,h′(x)<0即函数h(x)=在[1,e)上单调递增,在(e,3)上单调递减,
∴当x=e处,函数h(x)=在[1,3)上取最大值是
,
当x∈[3,9),h(x)==
,则h′(x)=
=0,解得x=3e,
∴当x∈[3,3e)时,h′(x)>0,当x∈(3e,9)时,h′(x)<0,
即函数h(x)=在[3,3e)上单调递增,在(3e,9)上单调递减,
∴当x=3e处,函数h(x)=在[3,9)上取最大值
,
根据函数的单调性,以及h(1)=0,h(e)=,h(3)=0,h(3e)=
,h(9)=
,画出函数的图象,
根据图象可知y=t与h(x)在[1,3)上一个交点,在[3,3e) 上两个交点,
∴在区间[1,9)内,函数g(x)=f(x)﹣tx有三个不同零点,则实数a的取值范围是(,
)。
知识点
已知等差数列满足:
.
的前
项和为
。
(1)求及
;
(2)令,求数列
的前
项和
。
正确答案
见解析
解析
(1)设等差数列的公差为d,因为
,
,所以有
,解得
,
所以;
=
=
。
(2)由(1),知,
所以bn==
=
,
所以=
=
,
知识点
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