- 函数解析式的求解及常用方法
- 共177题
已知函数,的图象过点
,且在点
处的切线与直线
垂直。
(1)求实数的值;
(2)求在
为自然对数的底数)上的最大值;
(3)对任意给定的正实数,曲线
上是否存在两点P,Q,使得△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边的中点在
轴上?
正确答案
见解析。
解析
(1)当时,
,
由题意,得即
解得
。
(2)由(1),知
①当时,
,由
,得
;由
,得
或
,所以
在
和
上单调递减,在
上单调递增。
因为,
,
,所以
在
上的最大值为2。
②当时,
,当
时,
;当
时,
在
上单调递增。
所以在
上的最大值为
。
所以当时,
在
上的最大值为
;
当时,
在
上的最大值为2。
(3)假设曲线上存在两点P,Q满足题意,则P,Q只能在
轴两侧,
因为△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,所以,
不妨设,则由△POQ斜边的中点在
轴上知
,且
,所以
,(*)
是否存在两点P,Q满足题意等价于方程(*)是否有解。
若,则
,代入方程(*),得
,
即,而此方程无实数解;
当时,则
,代入方程(*),得
,即
,
设,则
在
上恒成立,
所以在
上单调递增,从而
,即
的值域为
。
因为,所以
的值域为
,
所以当时,方程
有解,即方程(*)有解。
所以对任意给定的正实数,曲线
上总存在两点P,Q,使得△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边的中点在
轴上。
知识点
已知函数其中常数
。
(1)当时,求函数
的单调递增区间;;
(2) 当时,若函数
有三个不同的零点,求m的取值范围;
(3)设定义在D上的函数在点
处的切线方程为
当
时,若
在D内恒成立,则称P为函数
的“类对称点”,请你探究当
时,函数
是否存在“类对称点”,若存在,请最少求出一个“类对称点”的横坐标,若不存在,说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)由可知,函数定义域为
且
当及
时,
,当
时,
的单调递增区间为
(2)当时,
=
所以,当变化时,
,
的变化情况如下:
所以
函数的图像大致如下:
所以,由图像,若函数有三个不同的零点,
(3)由题意:当时,
,则
在点P处切线的斜率
所以
令,
则
当时,
在
上单调递减.
时,
从而有
时,
当时,
在
上单调递减,
从而有
时,
在
上不存在“类对称点”.当
时,
在
上是增函数,故
是一个类对称点的横坐标.
知识点
学校餐厅每天供应500名学生用餐,每星期一有A, B两种菜可供选择。调查表明,凡是在这星期一选A菜的,下星期一会有改选B菜;而选B菜的,下星期一会有
改选A菜。用
分别表示第
个星期选A的人数和选B的人数.
(1)试用表示
,判断数列
是否成等比数列?并说明理由;
(2)若第一个星期一选A种菜的有200人,那么第10个星期一选A种菜的大约有多少人?
正确答案
见解析
解析
(1)由题知,对有
,
所以当且
时,
∴当时,{
}不是等比数列;当
时,{
}是以
为首项,
为公比的等比数列……………(7分)
(2)当时,
∴第10个星期一选A种菜的大约有300人。…………..12分
知识点
某市一家庭一月份、二月份、三月份天然气用量和支付费用如下表所示:
该市的家用天然气收费方法是:天然气费=基本费超额费
保险费。
现已知,在每月用气量不超过立方米时,只交基本费6元;每户的保险费是每月
元
;用气量超过
立方米时,超过部分每立方米付
元,设当该家庭每月用气量
立方米时,所支付费用为
元,求
关于
的函数解析式。
正确答案
见解析
解析
根据题意,…………………2分
因为,所以
。
由表格知,二、三月份的费用大于11,因此,二、三月份的用气量均超过基本量,于是有
…………………………………………………………4分
解得 (3)……………………………………………………2分
假设一月份用气量超过了基本量,即。
将代入(2)得
与(3)矛盾,…………………………………2分
所以,所以
,
。 …………………………………………2分
因此,,
,
。
所以, …………………………………………2分
知识点
设点P是曲线y=x2上的一个动点,曲线y=x2在点P处的切线为l,过点P且与直线l垂直的直线与曲线y=x2的另一交点为Q,则PQ的最小值为 。
正确答案
解析
设,由y=x2得
,
所以过点P且与直线l垂直的直线方程为。
联立y=x2得:。
设Q(x1,y1),则,所以
,
。
所以|PQ|=
=
=
。
令t=。
g(t)=。
则,
当t∈(0,2)时,g′(t)<0,g(t)为减函数,
当t∈(2,+∞)时,g′(t)>0,g(t)为增函数,
所以。
所以PQ的最小值为。
知识点
在矩形ABCD中,|AB|=2,|AD|=2,E、F、G、H分别为矩形四条边的中点,以HF、GE所在直线分别为x,y轴建立直角坐标系(如图所示),若R、R′分别在线段0F、CF上,且
=
=
.
(1)求证:直线ER与GR′的交点P在椭圆:
+
=1上;
(2)若M、N为椭圆上的两点,且直线GM与直线GN的斜率之积为
,求证:直线MN过定点;并求△GMN面积的最大值。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)∵,∴
,
……………1分
又 则直线
的方程为
① ……………2分
又 则直线
的方程为
②
由①②得
∵
∴直线与
的交点
在椭圆
上 ……………4分
(2)①当直线的斜率不存在时,设
不妨取 ∴
,不合题意……………5分
②当直线的斜率存在时,设
联立方程 得
则
…………7分
又
即
将代入上式得
解得或
(舍)
∴直线过定点 ……………10分
∴,点
到直线
的距离为
∴
由及
知:
,令
即
∴ 当且仅当
时,
……13分
知识点
某企业接到生产3000台某产品的A,B,C三种部件的订单,每台产品需要这三种部件的数量分别为2,2,1(单位:件).已知每个工人每天可生产A部件6件,或B部件3件,或C部件2件.该企业计划安排200名工人分成三组分别生产这三种部件,生产B部件的人数与生产A部件的人数成正比,比例系数为k(k为正整数)。
(1)设生产A部件的人数为X,分别写出完成A,B,C三种部件生产需要的时间;
(2)假设这三种部件的生产同时开工,试确定正整数k的值,使完成订单任务的时间最短,并给出时间最短时具体的人数分组方案。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)设完成A,B,C三种部件的生产任务需要的时间(单位:天)分别为
由题设有
其中均为1到200之间的正整数.
(2)完成订单任务的时间为其定义域为
易知,
为减函数,
为增函数.注意到
于是
①当时,
此时
,
由函数的单调性知,当
时
取得最小值,解得
.由于
.
故当时完成订单任务的时间最短,且最短时间为
.
②当时,
由于
为正整数,故
,此时
易知
为增函数,则
.
由函数的单调性知,当
时
取得最小值,解得
.由于
此时完成订单任务的最短时间大于.
③当时,
由于
为正整数,故
,此时
由函数
的单调性知,
当时
取得最小值,解得
.类似(1)的讨论.此时
完成订单任务的最短时间为,大于
.
综上所述,当时完成订单任务的时间最短,此时生产A,B,C三种部件的人数
分别为44,88,68.
知识点
随着机构改革工作的深入进行,各单位要减员增效,有一家公司现有职员人(140<
<420,且
为偶数),每人每年可创利
万元.据评估,在经营条件不变的前提下,每裁员1人,则留岗职员每人每年多创利
万元,但公司需付下岗职员每人每年
万元的生活费,并且该公司正常运转所需人数不得小于现有职员的
,为获得最大的经济效益,该公司应裁员多少人?
正确答案
解析
解析: 设裁员人,可获得的经济效益为
万元,则
=
依题意 ≥
∴0<
≤
.
又140<<420, 70<
<210.
(1)当0<≤
,即70<
≤140时,
,
取到最大值;
(2)当>
,即140<
<210时,
,
取到最大值;
综上所述,当70<≤140时,应裁员
人;当140<
<210时,应裁员
人
知识点
对于函数,若存在
使得
则称
为函数
的一个不动点,比如函数
有唯一不动点现已知函数
有且仅有两个不动点0和2。
(1)试求与
的关系式;
(2)若,各项不为0的数列
满足
其中
为
的前
项和,试求
的通项公式;
(3)设记
试比较A,B,C的大小,并说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)由得,
。由题设知
为该方程的两个根。
(2)若c=2,则b=2.
…①,又由
………②
②式-①式可得:
当=1时,有
……………6分
故
(3)
以下首先证明不等式
事实上要证
则
另一方面我们又设函数
,则
。
故在
上单调递减,
我们取
综上:
分别令=1,2,3,…,2009得:
将这2009个式子累加得:
知识点
将一张长8cm,宽6cm的长方形的纸片沿着一条直线折叠,折痕(线段)将纸片分成两部分,面积分别为S1cm2,S2cm2,其中S1≤S2,记折痕长为lcm。
(1)若l=4,求S1的最大值;
(2)若S1:S2=1:2,求l的取值范围。
正确答案
见解析
解析
如图所示:不妨设纸片为长方形ABCD,AB=8cm,AD=6cm,其中点A在面积为S1的部分内,折痕有下列三种情形:
情形①情形②情形③
①折痕的端点M,N分别在边AB,AD上;
②折痕的端点M,N分别在边AB,CD上;
③折痕的端点M,N分别在边AD,BC上。
(1)在情形②③中,MN≥6,故当l=4时,折痕必定是情形①。
设AM=xcm,AN=ycm,则x2+y2=16。
因为x2+y2≥2xy,当且仅当x=y时取等号,
所以,当且仅当x=y=2
时取等号,即S1的最大值为4。
(2)由题意知,长方形的面积为S=6×8=48,
因为S1:S2=1:2,S1≤S2,所以S1=16,S2=32。
当折痕是情形①时,设AM=xcm,AN=ycm,则,即y=
,
由,解得
,
所以l==
,
,
设f(x)=,x>0,则
=
,x>0,
故当x∈()时f′(x)<0,f(x)递减,当x∈(4
,8)时,f′(x)>0,f(x)递增,且f(
)=64
,f(8)=80,
所以f(x)的取值范围为[64,80],从而l的范围是[8,4]。
当折痕是情形②时,设AM=xcm,DN=ycm,则,即y=
,
由,解得0
,
所以l==
,0
,
所以l的范围为[6,];
当折痕是情形③时,设BN=xcm,AM=ycm,则,即y=4﹣x,
由,得0≤x≤4,所以l=
=
,0≤x≤4,
所以l的取值范围为[8,4],
综上,l的取值范围为[6,]。
知识点
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