- 导数的概念及其几何意义
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已知函数f(x)=kx3﹣3(k+1)x2﹣2k2+4,若f(x)的单调减区间为(0,4).
(1)求k的值;
(2)对任意的t[﹣1,1],关于x的方程2x2+5x+a=f(t)总有实根,求实数a的取值范围.
正确答案
解:(1)由题意,f '(x)=3kx2﹣6(k+1)x
f '(4)=0,
k=1
(2)f '(t)=3t2﹣12t
﹣1<t<0,f '(t)>0,
0<t<1,f '(t)<0
f(﹣1)=﹣5,f(1)=﹣3
f(t)
﹣5
2x2+5x+a
已知函数f(x)=ax2-(4a+2)x+4lnx,其中a≥0.
(1)若a=0,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)讨论函数f(x)的单调性.
正确答案
(1)2x-y-4=0,(2)当a=0时,f(x)的单调增区间是(0,2),单调减区间是(2,+∞);
当0<a<时,f(x)的单调增区间是(0,2)和(
,+∞),减区间为(2,
);当a=
时,f(x)的单调增区间是(0,+∞);当a>
时,f(x)的单调增区间是(0,
)和(2,+∞),减区间为(
,2)
试题分析:(1)利用导数集合意义,在处导数值等于该点处切线的斜率,因为
,所以
f ′(1)=2, 又切点为(1,-2),所以所求切线方程为y+2=2(x-1),(2)函数f(x)的单调性之所以要讨论,就是由于导函数为零时根的不确定性.因为
,所以当a=0时,方程
在定义域内只有一根;当
时,需讨论两根
的大小,三种情况0<a<
,a=
,及a>
需一一讨论.解题过程中,最易忽视的是两根相等的情况;答题时最易出错的是将两个单调性相同的不连续区间用“并集”“或”合并写.
试题解析:解(1)当a=0时,f(x)=-2x+4lnx,
从而,其中x>0. 2分
所以f′(1)=2.
又切点为(1,-2),
所以所求切线方程为y+2=2(x-1),即2x-y-4=0. 4分
(2)因为f(x)=ax2-(4a+2)x+4lnx,
所以,其中x>0.
①当a=0时,,x>0.
由f′(x)>0得,0<x<2,所以函数f(x)的单调增区间是(0,2);单调减区间是(2,+∞); 6分
②当0<a<时,因为
>2,由f ′(x)>0,得x<2或x>
.
所以函数f(x)的单调增区间是(0,2)和(,+∞);单调减区间为(2,
); 8分
③当a=时,
,且仅在x=2时,f ′(x)=0,
所以函数f(x)的单调增区间是(0,+∞);
④当a>时,因0<
<2,由f ′(x)>0,得0<x<
或x>2,
所以函数f(x)的单调增区间是(0,)和(2,+∞);单调减区间为(
,2).
综上,
当a=0时,f(x)的单调增区间是(0,2),单调减区间是(2,+∞);
当0<a<时,f(x)的单调增区间是(0,2)和(
,+∞),减区间为(2,
);
当a=时,f(x)的单调增区间是(0,+∞);
当a>时,f(x)的单调增区间是(0,
)和(2,+∞),减区间为(
,2). 10分
已知定义在R上的函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a,b,c,d,∈R)的图象关于原点对称,且x=1时,f(x)取极小值-.
(Ⅰ)求f(x)的解析式;
(Ⅱ)当x∈[-1,1]时,图象上是否存在两点,使得在此两点处的切线互相垂直?证明你的结论.
正确答案
(I)因为图象关于原点对称,所以f(x)为奇函数,所以b=0,d=0;
所以f(x)=ax3+cx,因此f'(x)=3ax2+c
由题意得 ,
解得 a=,c=-
所以f(x)=x 3-
x.
(II)不存在.
证明:假设存在x1,x2,则f'(x1)•f'(x2)=-1
所以(x12-1)(x22-1)=-4
因为x1,x2∈[-1,1]所以x12-1,x22-1∈[-1,0]
因此(x12-1)(x22-1)≠-4
所以不存在.
一个物体的运动方程为s=1-t+t2其中s的单位是米,t的单位是秒,那么物体在3秒末的瞬时速度是______米/秒.
正确答案
∵物体的运动方程为s=1-t+t2
s′=-1+2t
s′|t=3=5
故答案为:5
已知函数f(x)=,且f(x)的图象在x=1处与直线y=2相切.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若P(x0,y0)为f(x)图象上的任意一点,直线l与f(x)的图象切于P点,求直线l的斜率k的取值范围.
正确答案
(1)f(x)=(2)k∈
(1)对函数f(x)求导,得f′(x)=.
∵f(x)的图象在x=1处与直线y=2相切,
∴ 即
∴a=4,b=1,∴f(x)=
.
(2)∵f′(x)=,∴直线l的斜率k=f′(x0)=
,
令t=,t∈(0,1],则k=4(2t2-t)=8
2-
,∴k∈
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