- 导数的概念及其几何意义
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已知函数f(x)=x2-1与函数g(x)=alnx(a≠0),
(Ⅰ)若f(x),g(x)的图象在点(1,0)处有公共的切线,求实数a的值;
(Ⅱ)设F(x)=f(x)-2g(x),求函数F(x)的极值.
正确答案
解:(Ⅰ)因为f(1)=0,g(1)=0,
所以点(1,0)同时在函数f(x),g(x)的图象上,
因为f(x)=x2-1,g(x)=alnx,f′(x)=2x,g′(x)=,
由已知,得f′(1)=g′(1),所以,即a=2.
(Ⅱ)因为F(x)=f(x)-2g(x)=x2-1-2alnx(x>0),
所以F′(x)=,
当a<0时,因为x>0,且x2-a>0,所以F′(x)>0对x>0恒成立,
所以F(x)在(0,+∞)上单调递增,F(x)无极值;
当a>0时,令F′(x)=0,解得(舍),
所以当x>0时,F′(x),F(x)的变化情况如下表:
所以当时,F(x)取得极小值,且
;
综上,当a<0时,函数F(x)在(0,+∞)上无极值;当a>0时,函数F(x)在处取得极小值a-1-alna。
已知函数f(x)=x3+x-16.求曲线y=f(x)在点(2,-6)处的切线的方程
正确答案
y=13x-32
试题分析:根据导数的几何意义,先求函数的导函数
,进而求出
,得到曲线
在点处的切线的斜率,由点斜式得切线方程.
试题解析:
∵f ′(x)=3x2+1, 4分
∴f(x)在点(2,-6)处的切线的斜率为k=f ′(2)=13. 9分
∴切线的方程为y=13x-32. 12分
经调查统计,某种型号的汽车在匀速行驶中,每小时的耗油量(升)关于行驶速度
(千米/时)的函数可表示为
.已知甲、乙两地相距
千米,在匀速行驶速度不超过
千米/时的条件下,该种型号的汽车从甲地 到乙地的耗油量记为
(升).
(Ⅰ)求函数的解析式;
(Ⅱ)讨论函数的单调性,当
为多少时,耗油量
为最少?最少为多少升?
正确答案
(Ⅰ);(Ⅱ)当
,从甲地到乙地的耗油量
最少,最少耗油量为7升.
试题分析:(Ⅰ)由题意得,汽车从甲地到乙地行驶了小时,又因为每小时的耗油量
(升)关于行驶速度
(千米/时)的函数可表示为
,二者相乘即得
.(Ⅱ)由(Ⅰ)有,
,利用导数可得其最小值.
试题解析:(Ⅰ)由题意得,汽车从甲地到乙地行驶了小时, (2分)
. (5分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)有,. (8分)
令,得
,
. (9分)
①当时,
,
是减函数; (10分)
②当时,
,
是增函数; (11分)
当
,即汽车的行驶速度为
(千米/时)时,从甲地到乙地的耗油量
为最少,最少耗油量为
(升). (12分)
已知函数有两个极值点
,且直线
与曲线
相切于
点。
(1) 求和
(2) 求函数的解析式;
(3) 在为整数时,求过
点和
相切于一异于
点的直线方程
正确答案
(1)设直线,和
相切于点
有两个极值点,于是
从而 ………………4分
(2)又,且
为切点。
则 ,由 ③ 求得
或
,由①②联立知
。在
时,
;在
时,
,或
…9分
(3)当为整数时,
符合条件,此时
为
,设过
的直线
和
相切于另一点
.则
由④⑤及
,可知
即
,再联立⑥可知
,又
,
,此时
故切线方程为:
略
已知函数,其中
.
(1)当时,求函数
在
处的切线方程;
(2)若函数在区间(1,2)上不是单调函数,试求
的取值范围;
(3)已知,如果存在
,使得函数
在
处取得最小值,试求
的最大值.
正确答案
(1) (2)
(3)
试题分析:(1) 利用导数求切线方程,关键在于理解切点的三个含义,一是在切点处的导数值为切线的斜率,二是切点在曲线上,即切点坐标满足曲线方程,三是切点在直线上,即切点坐标满足直线方程,有时这一条件用直线两点间斜率公式表示.因为所以
,再根据点斜式写出切线方程. (2)利用导数研究函数单调性,往往转化为研究导函数为零时方程根的情况,本题函数
在区间(1,2)上不是单调函数,就转化为
在区间(1,2)上有不相等的根,可由实根分布列充要条件,也可利用变量分离结合图象求函数对应区域范围,(3)已知函数最值求参数取值范围,可从恒成立角度出发,实现等价转化,也可分类讨论求最值列等式.本题采取
对
恒成立较好.转化为二次函数恒成立可从四个方面研究:一是开口方向,二是对称轴,三是判别式,四是区间端点函数值的正负.
试题解析:(1)解:当时,
,则
,故
2分
又切点为,故所求切线方程为
,即
4分
(2)由题意知,在区间(1,2)上有不重复的零点,
由,得
,因为
,所以
7分令
,则
,故
在区间(1,2)上是增函数,所以其值域为
,从而
的取值范围是
9分
(3),
由题意知对
恒成立,即
对
恒成立,即
①对
恒成立 11分
当时,①式显然成立;
当时,①式可化为
②,
令,则其图象是开口向下的抛物线,所以
13分
即,其等价于
③,
因为③在时有解,所以
,解得
,
从而的最大值为
16分
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