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题型:简答题
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简答题

函数y=f(x)在区间(0,+∞)内可导,导函数f'(x)是减函数,且f′(x)>0。设x0∈(0,+∞),y=kx+m是曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))的切线方程,并设函数g(x)=kx+m。

(1)用x0、f(x0)、f′(x0)表示m;

(2)证明:当x0∈(0,+∞)时,g(x)≥f(x);

(3)若关于x的不等式x2+1≥ax+b≥上恒成立,其中a、b为实数,求b的取值范围及a与b所满足的关系。

正确答案

解:(1)

(2)令

因为递减,

所以递增,

因此,当时,

时,

所以是h(x)唯一的极值点,且是极小值点,

可知h(x)的最小值为0,

因此

(3)是不等式成立的必要条件,以下讨论设此条件成立

,即对任意成立的充要条件是

另一方面,由于满足前述题设中关于函数的条件,

利用(2)的结果可知,的充要条件是:过点(0,b)与曲线相切的直线的斜率大于,该切线的方程为

于是的充要条件是

综上,不等式对任意成立的充要条件是

 ①

显然,存在a、b使①式成立的充要条件是:不等式 ②有解

解不等式②得

因此,③式即为b的取值范围,①式即为实数在a与b所满足的关系。

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题型:简答题
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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()对求导得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≥2n+1

即知,an≥2n+1对所有n成立,

特别的,取n=1得到a≥3

当a=3,n≥1时,an=3n=(1+2)n≥1+=2n+1

当n=0时,an=2n+1

∴a=3时,对所有n都有成立

∴a的最小值为3;

(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)=6x(x2-x)+1,0<x<1,

则g′(x)=18x(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

=>6(a+a2+…+an

==

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=x2-alnx与g(x)=x-a的图像分别交直线x=1于点A,B,且曲线y=f(x)在点A处的切线与曲线y=g(x)在点B处的切线平行。

(1)求函数f(x),g(x)的表达式;

(2)设函数h(x)=f(x)-g(x),求函数h(x)的最小值;

(3)若不等式f(x)≥m·g(x)在x∈(0,4)上恒成立,求实数m的取值范围。

正确答案

解:(1)由

又由题意可得

所以

(2)由

可知

故当时,,h(x)递减

时,,h(x)递增

所以函数h(x)的最小值为

(3)当时,

故:当时,不等式均成立

时,的最大值为

故要使恒成立

则必需

事实上,当时,,故可知此时

综上可知当时,不等式均成立。

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简答题

已知函数的图象过坐标原点O,且在点(-1,f(-1))处的切线的斜率是-5.

(Ⅰ)求实数b,c的值;

(Ⅱ)求f(x)在区间[-1,2]上的最大值;

(Ⅲ)对任意给定的正实数a,曲线y=f(x)上是否存在两点P,Q,使得△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在y轴上?说明理由.

正确答案

解:(Ⅰ)当x<1时,

依题意,得,即

解得b=c=0.

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,

①当-1≤x<1时,

令f′(x)=0得x=0或

x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:

∴f(x)在[-1,1)上的最大值为2; 

②当1≤x≤2时,f(x)=alnx,

当a≤0时,f(x)≤0;

当a>0时,f(x)在[1,2]上单调递增,

∴f(x)在[1,2]的最大值为aln2;

综上所述,当aln2≤2,即时,f(x)在[-1,2]上的最大值为2;

当aln2>2,即时,f(x)在[-1,2]上的最大值为aln2。

(Ⅲ)假设曲线y=f(x)上存在两点P,Q满足题设要求,则点P,Q只能在y轴的两侧,

不妨设P(t,f(t))(t>0),则,显然t≠1,

∵△POQ为直角三角形,

,即,①

是否存在P,Q等价于方程①是否有解,

若0<t<1,则f(t)=-t3+t2,代入①式得,-t2+(-t3+t2)(t3+t2)=0,

即t4-t2+1=0,而此方程无实数解,因此t>1,

∴f(t)=alnt,代入①式得,-t2+(alnt)(t3+t2)=0,即=(t+1)lnt,(*) 

考察函数h(x)=(x+1)lnx(x≥1),则h′(x)=lnx++1>0,

∴h(x)在[1,+∞)上单调递增,

∵t>1,

∴h(t)>h(1)=0,当t→+∞时,h(t)→+∞,

∴h(t)的取值范围为(0,+∞),

∴对于a>0,方程(*)总有解,即方程①总有解,

因此对任意给定的正实数a,曲线y=f(x)上总存在两点P,Q使得△POQ是以点O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在y轴上。

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题型:简答题
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简答题

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

∵函数处与直线相切

解得

时,令

上单调递增

在[1,e]上单调递减

(2)当b=0时,

若不等式对所有的都成立

对所有的都成立

对所有的都成立

,则为一次函数

上单调递增

对所有的都成立

百度题库 > 高考 > 数学 > 导数的概念及其几何意义

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