- 导数的概念及其几何意义
- 共3697题
如图,已知抛物线C1的方程是y=ax2(a>0),圆C2的方程是x2+(y+1)2=5,直线l:y=2x+m(m<0)是C1,C2的公切线,F是C1的焦点,
(1)求m与a的值;
(2)设A是抛物线C1上的一动点,以A为切点作C1的切线交y轴于点B,若,则点M在一定直线上,试证明之。
正确答案
解:(1)由已知,圆C2的圆心为C2(0,-1),半径,
由题设圆心C2到直线l:y=2x+m(m<0)的距离d=,
解得m=-6(m=4舍去).
设l与抛物线C1相切的切点为A0(x0,y0),
又y′=2ax,得2ax0=2,
所以,
代入直线方程,得,解得
,
所以m=-6,。
(2)由(1)知抛物线C1的方程为,焦点为
,
设,
由(1)知以A为切点的切线方程为,
令x=0,得点B的坐标为,
则,
,
所以=(x1,-3),
设M(x,y),
则=(x1,-3),
所以,即M点在定直线
上。
已知函数(x∈R),其中a∈R,
(Ⅰ)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;
(Ⅱ)当a≠0时,求函数f(x)的单调区间与极值。
正确答案
解:(Ⅰ)当a=1时,,
又,
所以,曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为,即6x+25y-32=0。
(Ⅱ),
由于a≠0,以下分两种情况讨论,
(1)当a>0时,令f′(x)=0,得到,
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
所以f(x)在区间内为减函数,在区间
内为增函数,
函数f(x)在处取得极小值
;
函数f(x)在处取得极大值f(a),且f(a)=1;
(2)当a<0时,令f′(x)=0,得到,
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
所以f(x)在区间内为减函数,在区间
内为增函数,
函数f(x)在处取得极大值f(a),且f(a)=1;
函数f(x)在处取得极小值
。
已知抛物线x2=4y的焦点为F,A,B是抛物线上的两动点,且,过A、B两点分别作抛物线的切线,设其交点为M,
(Ⅰ)证明为定值;
(Ⅱ)设△ABM的面积为S,写出S=f(λ)的表达式,并求S的最小值。
正确答案
解:(Ⅰ)由已条件,得F(0,1),λ>0,
设,由
,即得
,
∴,
将①式两边平方并把代入得
, ③
解②、③式得,且有
,
抛物线方程为,求导得
,
所以过抛物线上A、B两点的切线方程分别是,
即,
解出两条切线的交点M的坐标为,
所以
所以为定值,其值为0;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知在△ABM中,FM⊥AB,因而,
因为|AF|、|BF|分别等于A、B到抛物线准线y=-1的距离,
所以 |AB|=|AF|+|BF|=y1+y2+2=,
于是,
由,
且当λ=1时,S取得最小值4。
已知函数f(x)=ln(ax+1)++1,a>0。
(1)若函数f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,求实数a的值;
(2)若函数f(x)在区间[0,+∞)上的最小值为2,求实数a 的取值范围。
正确答案
解:(1)
由已知
解得a=1。
(2)
∵x≥0,a>0,
∴ax+1>0
①a≥2时,在区间[0,+∞)上f'(x)≥0恒成立(仅a=2时f'(0)=0),
∴f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,
此时f(x)min= f(0)=2,符合题意;
②0<a<2时,由f'(x)>0得
由f'(x)<0 得
∴f(x)在区间上单调递减,在区间
上单调递增,
∴ ,不符合题意
综上可知,若函数f(x)在区间[0,+∞)上的最小值为2,则a的取值范围是[2,+∞)。
设函数f(x)=x3+2ax2+bx+a,g(x)=x2-3x+2,其中x∈R,a、b为常数,已知曲线y=f(x)与y=g(x)在点 (2,0)处有相同的切线l。
(1)求a、b的值,并写出切线l的方程;
(2)若方程f(x)+g(x)=mx有三个互不相同的实根0、 x1、x2,其中x1<x2,且对任意的x∈[x1,x2],f(x)+ g(x)<m(x-1)恒成立,求实数m的取值范围。
正确答案
解:(1)f'(x)=3x2+4ax+b,g'(x)=2x-3
由于曲线y=f(x)与y=g(x)在点(2,0)处有相同的切线,
故有f(2)=g(2)=0,f(2)=g'(2)=1
由此得
解得
所以a=-2,b=5,
切线l的方程为x-y-2=0。
(2)由(1)得f(x)=x3-4x2+5x-2,
所以f(x)+g(x)=x3-3x2+2x
依题意,方程x(x2-3x+2-m)=0有三个互不相同的实根0、x1、x2,
故x1、x2是方程x2-3x+2-m=0的两相异的实根,
所以△=9-4(2-m)>0,即
又对任意的x∈[x1,x2],f(x)+g(x)<m(x-1)成立,
特别地,取x=x1时,f(x1)+g(x1)-mx1<-m成立,得m<0
由韦达定理,可得x1+x2=3>0,x1x2=2-m>0,
故0<x1<x2对任意的x∈[x1,x2],有x-x2≤0,x-x1≥0,x>0,
则f(x)+g(x)-mx=x(x-x1)(x-x2)≤0
又f(x1)+g(x1)-mx1=0,
所以函数f(x)+g(x)-mx在x∈[x1,x2]的最大值为0
于是当m<0时,对任意的x∈[x1,x2],f(x)+g(x)<m(x-1)恒成立,
综上,m的取值范围是。
扫码查看完整答案与解析