- 导数的概念及其几何意义
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已知函数f(x)=ax+lnx(a∈R),
(1)若a=2,求曲线y=f(x)在x=1处切线的斜率;
(2)求f(x)的单调区间;
(3)设g(x)=x2-2x+2,若对任意x1∈(0,+∞),均存在x2∈[0,1],使得f(x1)<g(x2),求a的取值范围.
正确答案
解:(1)由已知,f′(1)=2+1=3,
故曲线y=f(x)在x=1处切线的斜率为3.
(2),
①当a≥0时,由于x>0,故ax+1>0,f′(x)>0,
所以f(x)的单调递增区间为(0,+∞);
②当a<0时,由f′(x)=0,得,
在区间上,f′(x)>0,在区间
上,f′(x)<0,
所以,函数f(x)的单调递增区间为,单调递减区间为
。
(3)由已知,转化为,g(x)min=2,
由(2)知,当a≥0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增,值域为R,故不符合题意;
当a<0时,f(x)在上单调递增,在
上单调递减,故f(x)的极大值即为最大值,
,
所以,
解得。
设函数f(x)=alnx-bx2(x>0),
(1)若函数f(x)在x=1处与直线y=相切,
①求实数a,b的值;
②求函数f(x)在[,e]上的最大值;
(2)当b=0时,若不等式f(x)≥m+x对所有的a∈[0,],x∈(1,e2]都成立,求实数m的取值范围。
正确答案
解:(1)①,
∵函数f(x)在x=1处与直线相切,
∴;
②,
当时,令f′(x)>0,得
;
令f′(x)<0,得1<x≤e,
∴f(x)在上单调递增,在[1,e]上单调递减,
∴;
(2)当b=0时,f(x)=alnx,
若不等式f(x)≥m+x对所有的都成立,
则alnx≥m+x对所有的都成立,
即m≤alnx-x对所有的都成立,
令h(a)=alnx-x,则h(a)为一次函数,,
∵x∈,∴lnx>0,
∴h(a)在上单调递增,∴
,
∴m≤-x对所有的x∈都成立,
∵,
∴,∴
。
已知定义在(0,+∞)上的三个函数f(x)=lnx,g(x)=x2-af(x),h(x)=x-a,且g(x)在x=1处取得极值,
(Ⅰ)求函数g(x)在x=2处的切线方程;
(Ⅱ)求函数h(x)的单调区间;
(Ⅲ)把h(x)对应的曲线C1向上平移6个单位后得到曲线C2,求C2与g(x)对应曲线C3的交点个数,并说明理由。
正确答案
解:(1),
,
∴a=2,经检验a=2成立,
又,
∴,即3x-y-2-2ln2=0。
(2),定义域[0,+∞),
,
令,得x>1;令
,得0<x<1,
∴函数h(x)单调递增区间是(1,+∞),单调递减区间是(0,1);
(3)由(1)知,定义域[0,+∞),
∴C2对应的表达式为,
问题转化为求函数与
图象交点个数问题,
故只需求方程,即
根的个数,
设,
,
当x∈(0,4),,
为减函数;当
,
,
为增函数,
而,图象是开口向下的抛物线,
作出函数的图象,
,
而可知交点个数为2个,
即曲线C2与C3的交点个数为2个。
已知函数f(x)=x3-x,
(1)设M(λ0,f(λ0))是函数图象上的一点,求点M处的切线方程;
(2)证明过点N(2,1)可以作曲线f(x)=x3-x的三条切线。
正确答案
(1)解:,
过点的切线斜率为
,
切线方程为,
即;
(2)证明:由(1)知曲线上点处的切线为
,
若切线过点N(2,1),则,即
,
若过N有三条切线等价于方程有三个不同的解,
设,
,
随λ变化如下表:
g(λ)在R上只有一个极大值和一个极小值,,
∴g(λ)=0有3个不同解,即方程有3个不同解,
即过点N可以作曲线的三条切线。
已知抛物线C:y=2x2,直线y=kx+2交C于A,B两点,M是线段AB的中点,过M作x轴的垂线交C于点N, (Ⅰ)证明:抛物线C在点N处的切线与AB平行;
(Ⅱ)若,求k的值。
正确答案
解:(Ⅰ)如图,设,
把y=kx+2代入得
,
由韦达定理得,
∴,∴N点的坐标为
,
设抛物线在点N处的切线l的方程为,
将代入上式得
,
∵直线l与抛物线C相切,
∴,
∴m=k,即l∥AB。
(Ⅱ),则NA⊥NB,
又∵M是AB的中点,
∴,
由(Ⅰ)知,
,
∵MN⊥x轴,
∴,
又
,
∴,解得k=±2,
∴当k=±2时,。
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