- 导数的概念及其几何意义
- 共3697题
已知直线l与函数f(x)=lnx的图象相切于点(1,0),且l与函数g(x)=x2+mx+
(m<0)的图象也相切.
(Ⅰ)求直线l的方程及m的值;
(Ⅱ)若h(x)=f(x+1)-g′(x)(其中g′(x)是g(x)的导函数),求函数h(x)的最大值;
(Ⅲ)当0<a<1时,求证:f(1+a)-f(2)<.
正确答案
(Ⅰ)∵f′(x)=,直线l是函数f(x)=lnx的图象在点(1,0)处的切线,
∴其斜率为k=f′(1)=1
∴直线l的方程为y=x-1.
又因为直线l与g(x)的图象相切
∴⇒
x2+(m-1)x+
=0,
得△=(m-1)2-9=0⇒m=-2(m=4不合题意,舍去)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,g(x)=x2-2x+
∴h(x)=f(x+1)-g′(x)=ln(x+1)-x+2(x>-1),
∴h′(x)=-1=
.(x>-1)
当-1<x<0时,h′(x)>0;当x>0时,h′(x)<0.
于是,h(x)在(-1,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减.
所以,当x=0时,h(x)取得最大值h(0)=2;
(Ⅲ)由(Ⅱ)知:当-1<x<0时,h(x)<2,即ln(1+x)<x,
当0<a<1时,-1<<0
∴f(1+a)-f(2)=ln=ln(1+
)<
.
已知函数(
).
(1)当时,求
的图象在
处的切线方程;
(2)若函数在
上有两个零点,求实数
的取值范围;
(3)若函数的图象与
轴有两个不同的交点
,且
,求证:
(其中
是
的导函数).
正确答案
(1);(2)
;(3)证明见解析.
试题分析:解题思路:(1)利用导数的几何意义求解即可;(2)利用该区间上的极值的正负判断函数零点的个数;(3)通过构造函数求最值进行证明.规律总结:利用导数研究函数的性质是常见题型,主要是通过导数研究函数的单调性、求单调区间、求极值、最值以及不等式恒成立等问题,往往计算量较大,思维量大,要求学生有较高的逻辑推理能力.
试题解析:(1)当时,
,
,切点坐标为
,
切线的斜率,则切线方程为
,即
.
(2),则
,
因,故
时,
.当
时,
;当
时,
.
所以在
处取得极大值
.
又,
,
,则
,
在
上有两个零点,则
解得,即实数
的取值范围是
.
(3)因为的图象与
轴交于两个不同的点
,
所以方程的两个根为
,则
两式相减得
.又
,
,则
.
下证(*),即证明
,
,
因为,∴
,即证明
在
上恒成立.
所以,又
,∴
,
所以在
上是增函数,则
,从而知
,
故(*)式成立,即成立.
已知函数,
为
的导函数。 (1)求函数
的单调递减区间;
(2)若对一切的实数,有
成立,求
的取值范围;
(3)当时,在曲线
上是否存在两点
,使得曲线在
两点处的切线均与直线
交于同一点?若存在,求出交点纵坐标的最大值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)当时,
的减区间为
;当
时,
的减区间为
; 当
时,
无减区间.(2)
(3)存在,且交点纵坐标的最大值为10.
试题分析:(1)首先对函数求导,然后根据导数的性质,求原函数的单调区间.
(2)由题意可知恒成立,根据绝对值的几何意义,分类去掉绝对值符号,然后再根据基本不等式求解即可.
(3)设切线与直线的公共点为P(2,t),当
时,则
,由导数的几何意义可知点A为切点的切线的斜率k=
,切线方程为
.把点P(2,t)代入切线方程
中,整理得
,同理可得
,设
,则原问题等价于函数
至少有两个不同的零点.求
,利用导数的性质求出函数g(x)的单调区间和极值,欲使
至少有两个不同的零点,则需满足极大值g(0)≥0且极小值g(2)≤0,解出t即可.
(1)当
时,
的减区间为
;
当时,
的减区间为
; 当
时,
无减区间。 4分
(2)由条件得:,
当时,得
,即
恒成立,因为
(当时等号成立),所以
,即
; 6分
当时,得
,即
恒成立,因为
,(当
时等号成立),所以
,即
;
当时,
;
综上所述,的取值范围是
9分
(3)设切线与直线的公共点为
,当
时,
,
则,因此以点
为切点的切线方程为
.
因为点在切线上,所以
,即
.
同理可得方程. 11分
设,则原问题等价于函数
至少有两个不同的零点.
因为,
当或
时,
单调递增,当
时,
递减。
因此,在
处取得极大值
,在
处取得极小值
若要满足至少有两个不同的零点,则需满足
,解得
故存在,且交点纵坐标的最大值为10.
设函数f(x)=x2-(a+2)x+alnx,(其中a>0)
(Ⅰ)当a=1时,求函数f(x)的极小值;
(Ⅱ)当a=4时,给出直线l1:5x+2y=m=0和l2:3x-y+n=0,其中m,n为常数,判断直线l1或l2中,是否存在函数f(x)的图象的切线,若存在,求出相应的m或n的值,若不存在,说明理由.
正确答案
(Ⅰ)当a=1时,f′(x)=2x-3+=
,
当0<x<时,f′(x)>0;当
<x<1时,f′(x)<0;
当x>1时,f′(x)>0.
所以当x=1时,f(x)取极小值-2. …(7分)
(Ⅱ)当a=4时,f′(x)=2x-6+,∵x>0,
∴f′(x)=2x+-6≥4
-6,
故l1或l2中,不存函数图象的切线.
由2x+-6=3得x=
,或x=4,
当x=时,可得n=-
-4ln2,
当x=4时,可得n=4ln4-20. (15分)
点P是曲线y=ex上任意一点,则点P到直线y=x的最小距离为______.
正确答案
y'=ex,令y'=ex=1,得x=0,故P(0,1)
点P到直线y=x的最小距离为 =
故答案为:
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