- 导数的概念及其几何意义
- 共3697题
已知函数
(1)当时,求函数
的极小值;
(2)当时,过坐标原点
作曲线
的切线,设切点为
,求实数
的值;
(3)设定义在上的函数
在点
处的切线方程为
当
时,若
在
内恒成立,则称
为函数
的“转点”.当
时,试问函数
是否存在“转点”.若存在,请求出“转点”的横坐标,若不存在,请说明理由.
正确答案
(1) ;(2)
;(3)参考解析
试题分析:(1)因为函数当
时,求函数
的极小值,即对函数求导通过求出极值点,即可求出极小值.
(2)过曲线外一点作曲线的切线,是通过求导得到切线的斜率等于切点与这点斜率.建立一个等式,从而确定切点横坐标的大小,由于该方程不能直接求解,所以通过估算一个值,在证明该函数的单调性,即可得到切点的横坐标.
(3)因为根据定义在上的函数
在点
处的切线方程为
当
时,若
在
内恒成立,则称
为函数
的“转点”.该定义等价于切线穿过曲线,在
的两边
的图像分别在
的上方和下方恒成立.当
时,通过讨论函数的单调性即最值即可得结论.
试题解析:(1)当时,
,
当时,
;当
时
;当
时
.
所以当时,
取到极小值
.
(2),所以切线的斜率
整理得,显然
是这个方程的解,
又因为在
上是增函数,
所以方程有唯一实数解,故
.
(3)当时,函数
在其图象上一点
处的切线方程为
,
设,则
,
若
,
在
上单调递减,
所以当时
,此时
;
所以在
上不存在“转点”.
若时,
在
上单调递减,所以当
时,
,此时
,
所以在
上不存在“转点”.
若时
,即
在
上是增函数,
当时,
,
当时,
, 即点
为“转点”,
故函数存在“转点”,且
是“转点”的横坐标.
设函数f(x)=-x3+x2+(m2-1)x(x∈R),其中m>0.
(1)当m=1时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率;
(2)求函数f(x)的单调区间与极值;
(3)已知函数f(x)有三个互不相同的零点0,x1,x2,且x1<x2,若对任意的x∈[x1,x2],f(x)>f(1)恒成立,求m的取值范围.
正确答案
(1)当m=1时,f(x)=-x6+xk,f′(x)=-xk+kx,
故f'(1)=-1+k=1,所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为1.(k分)
(k)f'(x)=-xk+kx+mk-1,令f'(x)=0,解得x=1-m或x=1+m.
∵m>0,所以1+m>1-m,当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:
∴f(x)在(-∞,1-m),(1+m,+∞)内是减函数,在(1-m,1+m)内是增函数.
函数f(x)在x=1-m处取得极0值f(1-m),且f(1-m)=-m6+mk-
,
函数f(x)在x=1+m处取得极图值f(1+m),且f(1+m)=m6+mk-
.(6分)
(6)由题设,f(x)=x(-xk+x+mk-1)=-
x(x-x1)(x-xk),
∴方程-xk+x+mk-1=0有两个相异的实根x1,xk,
故x1+xk=6,且△=1+(mk-1)>0,∵m>0
解得m>,(8分)
∵x1<xk,所以kxk>x1+xk=6,
故xk>>1.(10分)
①当x1≤1<xk时,f(1)=-(1-x1)(1-xk)≥0,而f(x1)=0,不符合题意,
②当1<x1<xk时,对任意的x∈[x1,xk],都有x>0,x-x1≥0,x-xk≤0,
则f(x)=-x(x-x1)(x-xk)≥0,又f(x1)=0,所以f(x)在[x1,xk]上的最0值为0,
于是对任意的x∈[x1,xk],f(x)>f(1)恒成立的充要条件是f(1)=mk-<0,
解得-<m<
,
∵由上m>,
综上,m的取值范围是(,
).(14分)
时下,网校教学越来越受到广大学生的喜爱,它已经成为学生们课外学习的一种趋势,假设某网校的套题每日的销售量(单位:千套)与销售价格
(单位:元/套)满足的关系式
,其中
,
为常数.已知销售价格为4元/套时,每日可售出套题21千套.
(1)求的值;
(2)假设网校的员工工资,办公等所有开销折合为每套题2元(只考虑销售出的套数),试确定销售价格的值,使网校每日销售套题所获得的利润最大.(保留1位小数点)
正确答案
(1)10; (2)销售价格为3.3元/件时,该店每月销售饰品所获得的利润最大.
试题分析:(1)直接代入点(4,21)即可求出;(2)先建立利润函数模型
,然后由导数确定函数的单调性,求出函数的最值及条件.
试题解析:(1)因为时,
,
代入关系式,得
, 2分
解得. 4分
(2)由(1)可知,套题每日的销售量, 6分
所以每日销售套题所获得的利润
从而
. 8分
令,得
,且在
上,
,函数
单调递增;在
上,
,函数
单调递减, 10分
所以是函数
在
内的极大值点,也是最大值点, 11分
所以当时,函数
取得最大值. 12分
故当销售价格为3.3元/套时,网校每日销售套题所获得的利润最大.
某养殖厂规定:饲料用完的第二天方可购买饲料,并且每批饲料可供n(n∈Z*)天使用.已知该厂每天需要饲料200公斤,每公斤饲料的价格为1.8元,饲料的保管费为平均每公斤每天0.03元(当天用掉的饲料不计保管费用),购买饲料每次支付运费300元.
(1)求该厂多少天购买一次饲料才能使平均每天支付的总费用最小;
(2)若提供饲料的公司规定,当一次购买饲料不少5吨时其价格可享受八五折优惠(即原价的85%).问该厂是否考虑利用此优惠条件,请说明理由.
正确答案
(1)每隔10天购买一次饲料才能使平均每天支付的总费用最小(2)该厂应该利用此优惠条件
(1)设该厂应隔天购买一次饲料,平均每天支付的总费用为
元…1分
∵饲料的保管费用每天比前一天少200×0.03=6(元),
∴天饲料的保管费用共是
………………4分
从而有 …………5分
………………7分
当且仅当,即
时,
有最小值417………………8分
即每隔10天购买一次饲料才能使平均每天支付的总费用最小.
(2)若厂家利用此优惠条件,则至少25天购买一次饲料,设该厂利用此优惠条件,每隔天(
)购买一次饲料,平均每天支付的总费用为
元,则
……………10分
∵
∴当时,
,即函数
在
上是增函数…………11分
∴当时,
取得最小值390
∵390<417,故该厂应该利用此优惠条件 …………………………………… 13分
已知曲线:
.
(Ⅰ)当时,求曲线
的斜率为1的切线方程;
(Ⅱ)设斜率为的两条直线与曲线
相切于
两点,求证:
中点
在曲线
上;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,又已知直线的方程为:
,求
的值.
正确答案
(Ⅰ);(Ⅱ)详见解析;(Ⅲ)
.
试题分析:(Ⅰ)当时,先求导,通过斜率为1得到切点.然后利用点斜式得到所求切线方程;(Ⅱ)先将
两点的坐标设出,其中纵坐标用相应点的横坐标表示.再由导数的几何意义,得到
两点横坐标满足
.从而得到
中点
,又
中点
在曲线
上
,显然成立.得证;(Ⅲ)由
中点在直线
,又在曲线
,从而得
,再反代如直线与曲线联立得方程,得到
两点的坐标,代入导函数中得到斜率,从而得到
.
试题解析:(Ⅰ)当时,
,
设切点为,由
,切点为
故为所求. (4分)
(Ⅱ),设
,
由导数的几何意义有
中点
,即
,
又中点
在曲线
上
,显然成立.得证. (8分)
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,中点
的横坐标为
,且
在
上,
,
又在曲线
上,
,
所以.
由,
由于,
故.
综上,为所求. (13分)
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