- 导数的概念及其几何意义
- 共3697题
设,曲线
在点
处的切线与直线
垂直.
(1)求的值;
(2) 若,
恒成立,求
的范围.
(3)求证:
正确答案
(1) 0. (2) .
(3) 结合(2)时,
成立.令
得到,
累加可得.
试题分析:(1)求导数,并由得到
的值; (2)恒成立问题,往往转化成求函数的最值问题.本题中设
,即转化成
.利用导数研究函数的最值可得
.
(3) 结合(2)时,
成立.令
得到
,
累加可得.
试题解析:(1) 2分
由题设,
,
. 4分
(2) ,
,
,即
设,即
.
6分
①若,
,这与题设
矛盾. 8分
②若方程
的判别式
当,即
时,
.
在
上单调递减,
,即不等式成立. 9分
当时,方程
,其根
,
,
当,
单调递增,
,与题设矛盾.
综上所述, . 10分
(3) 由(2)知,当时,
时,
成立.
不妨令
所以,
11分
12分
累加可得
14分
设函数的导函数
,则
的值等于____________
正确答案
略
(本小题满分16分)已知函数f(x)=ax2-(2a+1)x+2lnx(a为正数).
(1) 若曲线y=f(x)在x=1和x=3处的切线互相平行,求a的值;
(2) 求f(x)的单调区间;
(3) 设g(x)=x2-2x,若对任意的x1∈(0,2],均存在x2∈(0,2],使得f(x1)<g(x2),求实数a的取值范围.
正确答案
f′(x)=ax-(2a+1)+(x>0).
(1) f′(1)=f′(3),解得a=.(4分)
(2) f′(x)=(x>0).
①当0<a<时,>2,
在区间(0,2)和上,f′(x)>0;
在区间上,f′(x)<0,
故f(x)的单调递增区间是(0,2)和,单调递减区间是.(6分)
②当a=时,f′(x)=≥0,故f(x)的单调递增区间是(0,+∞).(8分)
③当a>时,0<<2,在区间和(2,+∞)上,f′(x)>0;在区间上,f′(x)<0,故f(x)的单调递增区间是和(2,+∞),单调递减区间是.(10分)
(3) 由已知,在(0,2]上有f(x)max<g(x)max.(11分)
由已知,g(x)max=0,由(2)可知,
①当0<a≤时,f(x)在(0,2]上单调递增,
故f(x)max=f(2)=2a-2(2a+1)+2ln2
=-2a-2+2ln2,
∴-2a-2+2ln2<0,解得a>ln2-1,ln2-1<0,故0<a≤.(13分)
②当a>时,f(x)在]上单调递增,在]上单调递减,
故f(x)max=f=-2--2lna.
由a>可知lna>ln>ln=-1,2lna>-2,-2lna<2,
∴-2-2lna<0,f(x)max<0,(15分)
综上所述,a>0.(16分)
略
某汽车的紧急刹车装置在遇到特别情况时,需在2 s内完成刹车,其位
移(单位:m)关于时间(单位:s)的函数为:s(t)=-3t3+t2+20,求:
(1)开始刹车后1 s内的平均速度;
(2)刹车1 s到2 s之间的平均速度;
(3)刹车1 s时的瞬时速度.
正确答案
(1)-2(m/s).(2)-18(m/s)(3)-7 m/s.
(1)刹车后1 s内平均速度=-2(m/s).
(2)刹车后1 s到2 s内的平均速度为:
=-18(m/s).
(3)从t=1 s到t=(1+d)s内平均速度为:
=
==-7-8d-3d2→-7(m/s)(d→0),
即t=1 s时的瞬时速度为-7 m/s.
(本小题满分12分) 已知函数.
(Ⅰ)若曲线在点
处的切线与直线
垂直,求函数
的单调区间;
(Ⅱ)若对于都有
成立,试求
的取值范围;
(Ⅲ)记.当
时,函数
在区间
上有两个零点,求实数
的取值范围.
正确答案
解: (I) 直线的斜率为1.函数
的定义域为
,
,所以
,所以
. 所以
.
.由
解得
;由
解得
.
所以的单调增区间是
,单调减区间是
. ……………………4分
(II),由
解得
;由
解得
.
所以在区间
上单调递增,在区间
上单调递减.
所以当时,函数
取得最小值,
.
因为对于都有
成立,所以
即可.
则. 由
解
得
. 所以
的范围是
.……8分
(III)依题得,则
.由
解得
;由
解得
.
所以函数在区间
为减函数,在区间
为增函数.
又因为函数在区间
上有两个零点,所以
解得.所以
的取值范围是
. …………12分
略
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