- 直线与方程
- 共7398题
设直线l的方程是2x+By-1=0,倾斜角为α.
(1)试将α表示为B的函数;
(2)若<α<
,试求B的取值范围;
(3)若B∈(-∞,-2)∪(1,+∞),求α的取值范围.
正确答案
(1)若B=0,则直线l的方程是2x-1=0,∴α=;
若B≠0,则方程即为y=-x+
,
∴当B<0时,->0,α=arctan(
),
当B>0时,-<0,α=π+arctan(-
),
即:α=
(2)若α=,则B=0,
若α≠,则tanα<-
或tanα>
,
即-<-
(B>0)或-
>
(B<0),
∴-2<B<0或0<B<
.
综上,知-2<B<
.
(3)若B<-2,则-<1,
∴0<tanα<1,0<α<;
若B>1,则->-2,
∴0>tanα>-2,π-arctan2<α<π.
综上,知π-arctan2<α<π或0<α<.
已知命题p:命题q:1-m≤x≤1+m,m>0,若命题p是命题q的必要不充分条件,求实数m的取值范围.
正确答案
∵命题p:
∴p:x∈[-2,10],
又∵q:x∈[1-m,1+m],m>0,
∵命题p是命题q的必要不充分条件,
∴[-2,10]⊋[1-m,1+m].
∴
∴0<m≤3
设命题p:曲线y=x3-2ax2+2ax上任一点处的切线的倾斜角都是锐角;命题q:直线y=x+a与曲线y=x2-x+2有两个公共点;若命题p和命题q中有且只有一个是真命题,求实数a的取值范围.
正确答案
若命题p为真命题,则y′=3x2-4ax+2a>0对x∈R恒成立,…(2分)
∴△1=(4a)2-4×3×2a=8a(2a-3)<0,得0<a<;…(5分)
若命题q为真命题,则方程组有两组不同的解,即x2-2x+2-a=0有两个不等根,
∴△2=4-4(2-a)=4(a-1)>0,得a>1;…(10分)
那么,命题p为真命题而命题q为假命题时,即0<a<且a≤1,
得,0<a≤1;…(12分)
命题p为假命题而命题q为真命题时,即,得,a≥
;
∴当命题p和命题q中有且只有一个是真命题时,a∈(0,1]∪[,+∞).…(14分)
已知定义在区间[0,1]上的函数y=f(x)的图象如图所示,对于满足0<x1<x2<1的任意x1、x2,给出下列结论:
①f(x2)-f(x1)>x2-x1;
②x2f(x1)>x1f(x2);
③<f (
).
其中正确结论的序号是______(把所有正确结论的序号都填上).
正确答案
由f(x2)-f(x1)>x2-x1,
可得>1,
即两点(x1,f(x1))与(x2,f(x2))连线的斜率大于1,
显然①不正确;
由x2f(x1)>x1f(x2)
得>
,
即表示两点(x1,f(x1))、(x2,f(x2))与原点连线的斜率的大小,
可以看出结论②正确;
结合函数图象,
容易判断③的结论是正确的.
故答案:②③
已知函数f(x)=,在x=1处取得极值为2.
(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)若函数f(x)在区间(m,2m+1)上为增函数,求实数m的取值范围;
(Ⅲ)若直线l与f(x)=图象相切于点P(x0,y0),求直线l的斜率的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)已知函数f(x)=,∴f′(x)=
.(2分)
又函数f(x)在x=1处取得极值2,
∴即
⇒
∴f(x)=
.(4分)
(Ⅱ)∵f′(x)==
.
由f′(x)>0,得4-4x2>0,即-1<x<1,
所以f(x)=的单调增区间为(-1,1).(6分)
因函数f(x)在(m,2m+1)上单调递增,则有解得-1<m≤0,
即m∈(-1,0]时,函数f(x)在(m,2m+1)上为增函数.(9分)
(Ⅲ)∵f′(x)=,
∴直线l的斜率为k=f′(x0)==4[
-
](11分)
令=t,t∈(0,1),则直线l的斜率k=4(2t2-t)(t∈(0,1)
∴k∈[-,4],即直线l的斜率k的取值范围是[-
,4](14分)
[或者由k=f(x0)转化为关于x02的方程,根据该方程有非负根求解].
已知函数f(x)=x3+ax2+ax+b的图象过点P(0,2),且在x=-1处的切线斜率为6.
(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
(Ⅰ)f'(x)=3x2+2ax+a.
由题意知,解得
.
∴f(x)=x3-3x2-3x+2.
(Ⅱ)f'(x)=3x2-6x-3.
令3x2-6x-3=0,即x2-2x-1=0.
解得x1=1-,x2=1+
.
当x<1-,或x>1+
时,f′(x)>0;
当1-<x<1+
时,f′(x)<0.
∴f(x)的单调递增区间为:(-∞,1-)和(1+
,+∞),
f(x)的单调递减区间为:(1- ,1+
).
现有一组互不相同且从小到大排列的数据a0,a1,a2,a3,a4,a5,其中a0=0.记T=a0+a1+a2+a3+a4+a5,xn=,yn=
(a0+a1+…+an)(n=0,1,2,3,4,5),作函数y=f(x),使其图象为逐点依次连接点Pn(xn,yn)(n=0,1,2,3,4,5)的折线.
(Ⅰ)求f(0)和f(1)的值;
(Ⅱ)设直线Pn-1Pn的斜率为kn(n=1,2,3,4,5),判断k1,k2,k3,k4,k5的大小关系;
(Ⅲ)证明:当x∈(0,1)时,f(x)<x.
正确答案
(Ⅰ)f(0)==0,…(2分)
f(1)==1; …(4分)
(Ⅱ)kn==
an,n=1,2,3,4,5. …(6分)
因为 a0<a1<a2<a3<a4<a5,
所以 k1<k2<k3<k4<k5. …(8分)
(Ⅲ)证:由于f(x)的图象是连接各点Pn(xn,yn)(n=0,1,2,3,4,5)的折线,
要证明f(x)<x(0<x<1),只需证明f(xn)<xn(n=1,2,3,4).…(9分)
事实上,当x∈(xn-1,xn)时,f(x)=•(x-xn-1)+f(xn-1)=
f(xn-1)+
f(xn)<
xn-1+
xn=x.
下面证明f(xn)<xn.
法一:对任何n(n=1,2,3,4),5(a1+a2+…+an)=[n+(5-n)](a1+a2+…+an)…(10分)=n(a1+a2+…+an)+(5-n)(a1+a2+…+an)≤n(a1+a2+…+an)+(5-n)nan…(11分)=n[a1+a2+…+an+(5-n)an]<n(a1+a2+…+an+an+1+…+a5)=nT…(12分)
所以 f(xn)=<
=xn.…(13分)
法二:对任何n(n=1,2,3,4),
当kn<1时,yn=(y1-y0)+(y2-y1)+…+(yn-yn-1)=(k1+k2+…+kn)<
=xn;…(10分)
当kn≥1时,yn=y5-(y5-yn)=1-[(yn+1-yn)+(yn+2-yn+1)+…+(y5-y4)]=1-(kn+1+kn+2+…+k5)<1-
(5-n)=
=xn.
综上,f(xn)<xn. …(13分)
已知函数f(x)=图象上斜率为3的两条切线间的距离为
,函数g(x)=f(x)-
+3.
(1)若函数g(x)在x=1处有极值,求g(x)的解析式;
(2)若函数g(x)在区间[-1,1]上为增函数,且b2-mb+4≥g(x)在x∈[-1,1]时恒成立,求实数m的取值范围.
正确答案
(1)∵f′(x)=•x2,
∴由•x2=3得x=±a,
即切点坐标为(a,a),(-a,-a)
∴切线方程为y-a=3(x-a),或y+a=3(x+a)(2分)
整理得3x-y-2a=0或3x-y+2a=0
∴=
,
解得a=±1,
∴f(x)=x3.
∴g(x)=x3-3bx+3(4分)
∵g′(x)=3x2-3b,g(x)在x=1处有极值,
∴g′(1)=0,
即3×12-3b=0,解得b=1
∴g(x)=x3-3x+3(6分)
(2)∵函数g(x)在区间[-1,1]上为增函数,
∴g′(x)=3x2-3b≥0在区间[-1,1]上恒成立,
∴b≤0,
又∵b2-mb+4≥g(x)在区间[-1,1]上恒成立,
∴b2-mb+4≥g(1)(8分)
即b2-mb+4≥4-3b,若b=0,则不等式显然成立,若b≠0,
则m≥b+3在b∈(-∞,0)上恒成立
∴m≥3.
故m的取值范围是[3,+∞)
设f(logax)=,(a>0,a≠1)
求证:
(1)过函数y=f(x)图象上任意两点直线的斜率恒大于0;
(2)f(3)>3.
正确答案
证明:(1)令t=logax,则x=at,f(t)=(at-a-t)(t∈R),
∴f(x)=(ax-a-x)(x∈R),
设x1<x2,f(x1)-f(x2)=,
(1)当a>1时,因为x10,ax1-ax2<0,
所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),
∴f(x)在(-∞,+∞)上单调递增;
(2)当0<a<1时,因为a2-1<0,ax1-ax2>0,
所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),
∴f(x)在(-∞,+∞)上单调递增;
∴x1<x2时,恒有f(x1)<f(x2),∴K=>0,
故过函数y=f(x)图象上任意两点直线的斜率恒大于0;
(2)f(3)=(a3-a-3)=
=
=a2+
+1≥2
+1=3,
∵a>0,a≠1,∴a2≠,∴上述不等式不能取等号,
∴f(3)>3.
已知函数f(x)=x3-ax2+4x.
(I)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的倾斜角为,求实数a的值;
(II)若函数y=f(x)在区间[0,2]上单调递增,求实数a的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)∵f(x)=x3-ax2+4x
∴f'(x)=x2-2ax+4(2分)
∵f′(1)=12-2a+4=tan(4分)
∴a=2(6分)
(Ⅱ)∵函数y=f(x)在区间[0,2]上单调递增
∴x2-2ax+4≥0对一切x∈[0,2]恒成立
x=0时成立
当x∈(0,2]时,等价于不等式a≤恒成立
令g(x)==
(x+
)≥
×2
=2
当x=⇒x=2时取到等号,所以g(x)min=2
∴a≤2(12分)
设a>0,f(x)=ax2+bx+c,若曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处切线的倾斜角的取值范围为[0,],则P到曲线y=f(x)的对称轴的距离的取值范围为 ______.
正确答案
∵a>0,
则f(x)开口向上,对称轴x=-
∵点P(x0,f(x0))处切线的倾斜角的取值范围为[0,]
∴切线的斜率的取值范围为[0,1]
x0一定在x=-的右侧
切线的斜率=f'(x0)=2ax0+b
∴0≤2ax0+b≤1
∴P到对称轴距离=x0-(-)=
∴P到对称轴距离的取值范围为:[0,]
故选B
已知函数f(x)=alnx-ax-3(a∈R).
(1)当a=1时,求函数f(x)的单调区间;
(2)若函数y=f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线的倾斜角为45°,问:m在什么范围取值时,函数g(x)=x3+x2[+f′(x)]在区间(2,3)上总存在极值?
(3)当a=2时,设函数g(x)=(ρ-2)x+-3,若对任意地x∈[1,2],f(x)≥g(x)恒成立,求实数p的取值范围.
正确答案
f′(x)=-a(x>0)
(1)当a=1时,f′(x)=-1=
令f′(x)>0时,解得0<x<1,所以f(x)在(0,1)递增;
令f′(x)<0时,解得x>1,所以f(x)在(1,+∞)递减.
(2)因为函数y=f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线的倾斜角为45°,
所以f′(2)=1,所以a=-2,f′(x)=+2,
g(x)=x3+x2[+2-
]=x3+(
+2)x2-2x,g′(x)=3x2+(4+m)x-2,
因为对于任意的t∈[1,2],函数g(x)=x3+x2[+f′(x)]在区间(t,3)上,
总存在极值,所以只需,解得-
<m<-9
(3)设F(x)=f(x)-g(x)=2lnx-px-F′(x)=
-p+
=
=
当ρ=-1时,F′(x)=>0,∴F(x)在[1,2]递增,所以F(1)=4>0成立;
1+<-1,即-1<p<0时,不成立,(舍)
-1<1+≤1,即p<-1时,F(x)在[1,2]递增,所以F(1)=-2p-2≥0,解得ρ≤-1
所以,此时ρ<-1和ρ=-1时,F(x)在[1,2]递增,成立;ρ>-1时,均不成立.
综上,ρ≤-1
已知函数f(x)=x3+x2,数列|xn|(xn>0)的第一项x1=1,以后各项按如下方式取定:曲线x=f(x)在(xn+1,f(xn+1))处的切线与经过(0,0)和(xn,f (xn))两点的直线平行(如图)。求证:当n∈N*时,
(1)xn2+xn=3xn+12+2xn+1;
(2)
正确答案
解:(1)因为f′(x)=3x2+2x
所以曲线y=f (x)在(xn+1,f (xn-1))处的切线斜率kn+1=3xn+12+2xn+1
因为过(0,0)和(xn,f (xn))两点的直线斜率是xn2+xn
所以xn2+xn= 3xn+12+2xn+1。
(2)因为函数h(x)=x2+x 当x>0时单调递增,
而xn2+xn=3xa+12+2xn+1 ≤4xn+12+2xn+1
所以,即
因此
又因为
令yn=xn2+xn则
因为y1=x21+x1=2
所以
因此
故。
已知曲线C1:y=x2-2x+2和曲线C2:y=x3-3x2+x+5有一个公共点P(2,2),若两曲线在点P处的切线的倾斜角分别是α和β,求tan和sin的值.
正确答案
∵y=x2-2x+2,∴y′=2x-2,∴tanα=2×2-2=2,
又∵y=x3-3x2+x+5,∴y′=3x2-6x+
,∴tanβ=3×22-6×2+
=
,
∴tanαtanβ=1,即tanβ=cotα,由0<α、β<得β=
-α,
∴α+β=<,tan
=1且sin
=sin
=
.
设点P是曲线y=x3-x+
上的任意一点,点P处的切线的倾斜角为α,则α的取值范围为 ______.
正确答案
设点P是曲线y=x3-x+
上的任意一点,
∵y=x3-x+
∴y'=3x2-
∴点P处的切线的斜率k=3x2-
∴k≥-
∴切线的倾斜角α的范围为:[0°,90°]∪[120°,180°)
故答案为:[0°,90°]∪[120°,180°)
扫码查看完整答案与解析