- 导数的概念及其几何意义
- 共3697题
已知函数f(x)=.
(Ⅰ)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(Ⅱ)当a>0时,求函数f(x)的单调区间.
正确答案
解:(I)当a=1时,f(x)=,x∈(0,+∞),
所以f '(x)=x+1+,
因此,f '(1)=3,即曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线斜率为3,
又f(1)=,故y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y﹣
=3(x﹣1),
所以曲线,即3x﹣y﹣=0;
(Ⅱ)因为 =
,x∈(0,+∞),
令g(x)=x2+(2a﹣1)x+a2,x∈(0,+∞),
(1)当时,g(x)≥0在区间(0,+∞)恒成立,
故当时,f ’(x)≥0在区间(0,+∞)恒成立,
所以,当时,f(x)在定义域(0,+∞)上为增函数;
(2)当时,由g(x)=0,得
,
故f(x)=0的两个根为,
①由f '(x)<0,得x1<x<x2,故函数的单调递减区间为(x1,x2);
②由f '(x)>0,得0<x<x1,或x>x2,
故函数的单调递增区间为(0,x1)和(x2,+∞);
故当时,函数的单调增区间为(0,
)和(
,+∞);函数的单调递减区间为(
,
)
综上所述:当时,f(x)在定义域(0,+∞)上为增函数;
时,函数的单调增区间为(0,
)和(
,+∞);
函数的单调递减区间为(,
)
设函数f(x)=ax2+bx+k(k>0)在x=0处取得极值,且曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线垂直于直线x+2y+1=0,
(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)若函数,讨论g(x)的单调性。
正确答案
解:(Ⅰ)因,
又f(x)在x=0处取得极限值,故f′(x)=0,从而b=0,
由曲线y= f(x)在(1,f(1))处的切线与直线x-2y+1=0相互垂直,
可知该切线斜率为2,
即f′(1)=2,有2a=2,从而a=1;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,
,
令,
(1)当△=4-4k<0,即当k>1时,g′(x)>0在R上恒成立,故函数g(x)在R上为增函数;
(2)当△=4-4k =0,即当k=1时,,
k=1时,g(x)在R上为增函数;
(3)△=4-4k>0,即当0<k<1时,方程有两个不相等实根
,
当x∈时,g′(x)>0,故g(x)在
上为增函数;
当x∈时,g′(x)<0,故g(x)在
上为减函数;
x∈时,g′(x)>0,故g(x)在
上为增函数。
设函数f(x)=x3+ax2-9x-1(a<0),若曲线y=f(x)的斜率最小的切线与直线12x+y=6平行,
求:(Ⅰ)a的值;
(Ⅱ)函数f(x)的单调区间。
正确答案
解:(Ⅰ)因,
所以,
即当时,f′(x)取得最小值
,
因斜率最小的切线与12x+y=6平行,即该切线的斜率为-12,
所以,解得a=±3,
由题设a<0,所以a=-3。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知a=-3,因此,,
,
令f′(x)=0,解得,
当x∈(-∞,-1)时,f′(x)>0,故f(x)在(-∞,-1)上为增函数;
当x∈(-1,3)时,f′(x)<0,故f(x)在(-∞,-1)上为减函数;
当x∈(3,+∞)时,f′(x)>0,故f(x)在(3,+∞)上为增函数,
由此可见,函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-1)和(3,+∞),单调递减区间为(-1,3)。
已知函数f′(x)、g′(x)分别是二次函数f(x)和三次函数g(x)的导函数,它们在同一坐标系下的图象如图所示,设函数h(x)=f(x)﹣g(x),则h(﹣1),h(0),h(1)的大小关系为( )。
正确答案
h(0)<h(1)<h(﹣1)
已知函数:f(x)=alnx﹣ax﹣3(a∈R).
(I)讨论函数f(x)的单调性;
(II)若函数y=f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线的倾斜角为45o,是否存在实数m使得对于任意的t∈[1,2],函数g(x)=x3+x2[]在区间(t,3)上总不是单调函数?若存在,求m的取值范围;否则,说明理由;
(Ⅲ)求证:(n≥2,n∈N*).
正确答案
(I)解: ,
当a>0时,f(x)的单调增区间为(0,1],减区间为[1,+∞);
当a<0时,f(x)的单调增区间为[1,+∞),减区间为(0,1];
当a=0时,f(x)不是单调函数
(II)解:f′(2)=﹣=1得a=﹣2,f(x)=﹣2lnx+2x﹣3
∴g(x)=x3+(+2)x2﹣2x,
∴g'(x)=3x2+(m+4)x﹣2
∵g(x)在区间(t,3)上总不是单调函数,且g′(0)=﹣2
∴g′(t)<0,g′(3)>0
由题意知:对于任意的t∈[1,2],g′(t)<0恒成立,所以有,
∴存在﹣<m<﹣9
(Ⅲ)证明:令a=﹣1此时f(x)=﹣lnx+x﹣3,所以f(1)=﹣2,
由(I)知f(x)=﹣lnx+x﹣3在(1,+∞)上单调递增,
∴当x∈(1,+∞)时f(x)>f(1),即﹣lnx+x﹣1>0,
∴lnx<x﹣1对一切x∈(1,+∞)成立,
∵n≥2,n∈N*,则有0<lnn<n﹣1,
∴
∴
(n≥2,n∈N*)。
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