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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax+xlnx的图象在点x=e(e为自然对数的底数)处的切线斜率为3.

(1)求实数a的值;

(2)若k∈Z,且对任意x>1恒成立,求k的最大值;

(3)当n>m≥4时,证明(mnnm>(nmmn

正确答案

(1)解:因为f(x)=ax+xlnx,所以f'(x)=a+lnx+1.

因为函数f(x)=ax+xlnx的图象在点x=e处的切线斜率为3,

所以f'(e)=3,即a+lne+1=3.所以a=1.

(2)解:由(1)知,f(x)=x+xlnx,所以对任意x>1恒成立,即对任意x>1恒成立.

,则

令h(x)=x﹣lnx﹣2(x>1),则

所以函数h(x)在(1,+∞)上单调递增.

因为h(3)=1﹣ln3<0,h(4)=2﹣2ln2>0,

所以方程h(x)=0在(1,+∞)上存在唯一实根x0,且满足x0∈(3,4).

当1<x<x0时,h(x)<0,即g'(x)<0,

当x>x0时,h(x)>0,即g'(x)>0,

所以函数在(1,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增.

所以

所以k<[g(x)]min=x0∈(3,4).故整数k的最大值是3.

(3)证明:由(2)知,是[4,+∞)上的增函数,

所以当n>m≥4时,

即n(m﹣1)(1+lnn)>m(n﹣1)(1+lnm).

整理,得mnlnn+mlnm>mnlnm+nlnn+(n﹣m).

因为n>m,所以mnlnn+mlnm>mnlnm+nlnn.

即lnnmn+lnmm>lnmmn+lnnn.即ln(nmnmm)>ln(mmnnn).

所以(mnnm>(nmmn

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=,g(x)=alnx,a∈R.

(1)若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值及该切线的方程;

(2)设函数h(x)=f(x)﹣g(x),当h(x)存在最小值时,求其最小值φ(a)的解析式;

(3)对(2)中的φ(a),证明:当a∈(0,+∞)时,φ(a)≤1.

正确答案

解:(1)∵函数f(x)=,g(x)=alnx,a∈R.

f′(x)=,g′(x)=(x>0),

由已知得解得

∴两条曲线交点的坐标为(e2,e).

切线的斜率为k=f′(e2)=

∴切线的方程为y﹣e=(x﹣e2).

(2)由条件知h(x)=﹣alnx(x>0),

∴h′(x)==

①当a>0时,令h′(x)=0,解得x=4a2

∴当0<x<4a2时,h′(x)<0,h(x)在(0,4a2)上单调递减;

当x>4a2时,h′(x)>0,h(x)在(4a2,+∞)上单调递增.

∴x=4a2是h(x)在(0,+∞)上的惟一极值点,且是极小值点,

从而也是h(x)的最小值点.

∴最小值φ(a)=h(4a2)=2a﹣aln(4a2)=2a[1﹣ln (2a)].

②当a≤0时,h′(x)=>0,h(x)在(0,+∞)上单调递增,无最小值.

故h(x)的最小值φ(a)的解析式为φ(a)=2a[1﹣ln (2a)](a>0).

(3)证明:由(2)知φ(a)=2a(1﹣ln 2﹣ln a),则φ′(a)=﹣2ln (2a).

令φ′(a)=0,解得a=

当0<a<时,φ′(a)>0,

∴ φ(a)在(0,)上单调递增;

当a>时,φ′(a)<0,

∴φ(a)在(,+∞)上单调递减.

∴φ(a)在a=处取得极大值φ()=1.

∴φ(a)在(0,+∞)上有且只有一个极值点,

∴φ()=1也是φ(a)的最大值.

∴当a∈(0,+∞)时,总有φ(a)≤1.

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简答题

已知f(x)=lnx,(m<0),直线l与函数f(x)、g(x)的图像都相切,且与函数f(x)的图像的切点的横坐标为1。

(Ⅰ)求直线l的方程及m的值;

(Ⅱ)若h(x)= f(x+1)-g′(x),求函数h(x)的最大值;

(Ⅲ)求证:对任意正整数n,总有

正确答案

解:(Ⅰ)依题意知,直线的斜率

,故直线与函数f(x)的图像的切点坐标是(1,0),

∴直线的方程为y=x-1,

又∵直线的图像也相切,

∴由,得

∵m<0,

∴解得m=-2。

(Ⅱ)

>0,解得:-1<x<0;

<0,解得:x<-1(舍去)或x>0,

∴h(x)在(-1,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减,

∴当x=0时,h(x)取得最大值h(0)=2。

(Ⅲ)∵由(II)知:当x>-1时,,即

∴当x>-1时,,当且仅当x=0时等号成立,

,故

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简答题

已知函数f(x)的导数f′(x)=3x2﹣3ax,f(0)=b.a,b为实数,1<a<2.

(Ⅰ)若f(x)在区间[﹣1,1]上的最小值、最大值分别为﹣2、1,求a、b的值;

(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求经过点P(2,1)且与曲线f(x)相切的直线l的方程;

(Ⅲ)设函数F(x)=(f′(x)+6x+1)e2x,试判断函数F(x)的极值点个数.

正确答案

解:(Ⅰ)由已知得,由f'(x)=0,得x1=0,x2=a.

∵x∈[﹣1,1],1<a<2,

∴当x∈[﹣1,0)时,f'(x)>0,f(x)递增;

当x∈(0,1]时,f'(x)<0,f(x)递减.

∴f(x)在区间[﹣1,1]上的最大值为f(0)=b,

∴b=1.

∴f(﹣1)<f(1),即,得

,b=1为所求.

(Ⅱ)解:由(1)得f(x)=x3﹣2x2+1,f'(x)=3x2﹣4x,点P(2,1)在曲线f(x)上.

(1)当切点为P(2,1)时,切线l的斜率k=f'(x)|x=2=4,

∴l的方程为y﹣1=4(x﹣2),即4x﹣y﹣7=0.

(2)当切点P不是切点时,设切点为Q(x0,y0)(x0≠2),

切线l的斜率

∴l的方程为y﹣y0=(3x02﹣4x0)(x﹣x0).

又点P(2,1)在l上,

∴1﹣y0=(3x02﹣4x0)(2﹣x0),

∴1﹣(x03﹣2x02+1)=(3x02﹣4x0)(2﹣x0),

∴x02(2﹣x0)=(3x02﹣4x0)(2﹣x0),

∴x02=3x02﹣4x0,即2x0(x0﹣2)=0,

∴x0=0.

∴切线l的方程为y=1.

故所求切线l的方程为4x﹣y﹣7=0或y=1.

(或者:由(1)知点A(0,1)为极大值点,所以曲线f(x)的点A处的切线为y=1,恰好经过点P(2,1),符合题意.)

(Ⅲ)解:F(x)=(3x2﹣3ax+6x+1)e2x=[3x2﹣3(a﹣2)x+1]e2x

∴F'(x)=[6x﹣3(a﹣2)]e2x+2[3x2﹣3(a﹣2)x+1]e2x                =[6x2﹣6(a﹣3)x+8﹣3a]e2x

二次函数y=6x2﹣6(a﹣3)x+8﹣3a的判别式为

△=36(a﹣3)2﹣24(8﹣3a)=12(3a2﹣12a+11)=12[3(a﹣2)2﹣1],

令△≤0,得:

令△>0,得

∵e2x>0,1<a<2,

∴当时,F'(x)≥0,函数F(x)为单调递增,极值点个数为0;

时,此时方程F'(x)=0有两个不相等的实数根,

根据极值点的定义,可知函数F(x)有两个极值点.

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简答题

已知a为正实数,n为自然数,抛物线与x轴正半轴相交于点A,设f(n)为该抛物线在点A处的切线在y轴上的截距。

(1)用a和n表示f(n);

(2)求对所有n都有成立的a的最小值;

(3)当0<a<1时,比较的大小,并说明理由

正确答案

解:(1)∵抛物线与x轴正半轴相交于点A,

∴A(

求导得y′=-2x

∴抛物线在点A处的切线方程为

∵f(n)为该抛物线在点A处的切线在y轴上的截距,

∴f(n)=an

(2)由(1)知f(n)=an,则成立的充要条件是an≥2n3+1

即知,an≥2n3+1对所有n成立,特别的,取n=2得到a≥

当a=,n≥3时,an>4n=(1+3)n≥1+

=1+2n3+>2n3+1

当n=0,1,2时,

∴a=时,对所有n都有成立

∴a的最小值为

(3)由(1)知f(k)=ak,下面证明:

首先证明:当0<x<1时,

设函数g(x)=x(x2-x)+1,0<x<1,

则g′(x)=x(x-

当0<x<时,g′(x)<0;

时,g′(x)>0

故函数g(x)在区间(0,1)上的最小值g(x)min=g()=0

∴当0<x<1时,g(x)≥0,

由0<a<1知0<ak<1,因此

从而=

==

百度题库 > 高考 > 数学 > 导数的概念及其几何意义

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