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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ln x,g(x)=x2-bx(b为常数).

(1)函数f(x)的图像在点(1,f(1))处的切线与g(x)的图像相切,求实数b的值;

(2)设h(x)=f(x)+g(x),若函数h(x)在定义域上存在单调减区间,求实数b的取值范围;

(3)若b>1,对于区间[1,2]上的任意两个不相等的实数x1,x2,都有|f(x1)-f(x2)|>|g(x1)-g(x2)|成立,求实数b的取值范围.

正确答案

(1)-1±

(2)(2,+∞)

(3)

解:(1)因为f(x)=ln x,所以f′(x)=,因此f′(1)=1,所以函数f(x)的图像在点(1,f(1))处的切线方程为y=x-1.

消去y,得x2-2(b+1)x+2=0.

所以Δ=4(b+1)2-8=0,

解得b=-1±.

(2)因为h(x)=f(x)+g(x)

=ln x+x2-bx(x>0),

所以h′(x)=+x-b=.

由题意知,h′(x)<0在(0,+∞)上有解.

因为x>0,设u(x)=x2-bx+1,

则u(0)=1>0,

所以,解得b>2.

所以实数b的取值范围是(2,+∞).

(3)不妨设x1>x2.

因为函数f(x)=ln x在区间[1,2]上是增函数,所以f(x1)>f(x2),函数g(x)图像的对称轴为直线x=b,且b>1.

(ⅰ)当b≥2时,函数g(x)在区间[1,2]上是减函数,所以g(x1)2),所以|f(x1)-f(x2)|>|g(x1)-g(x2)|等价于f(x1)-f(x2)>g(x2)-g(x1),即f(x1)+g(x1)>f(x2)+g(x2),等价于h(x)=f(x)+g(x)=ln x+x2-bx(x>0)在区间[1,2]上是增函数,即等价于h′(x)=+x-b≥0在区间[1,2]上恒成立,亦等价于b≤x+在区间[1,2]上恒成立,所以b≤2.

又b≥2,所以b=2;

(ⅱ)当1

①当1≤x21≤b时,|f(x1)-f(x2)|>|g(x1)-g(x2)|等价于f(x1)-f(x2)>g(x2)-g(x1),等价于f(x1)+g(x1)>f(x2)+g(x2),等价于h(x)=f(x)+g(x)=ln x+x2-bx(x>0)在区间[1,b]上是增函数,等价于h′(x)=+x-b≥0在区间[1,b]上恒成立,等价于b≤x+在区间[1,b]上恒成立,所以b≤2.

又1

②当b≤x21≤2时,|f(x1)-f(x2)|>|g(x1)-g(x2)|等价于f(x1)-f(x2)>g(x1)-g(x2)等价于f(x1)-g(x1)>f(x2)-g(x2),等价于H(x)=f(x)-g(x)=ln x-x2+bx在区间[b,2]上是增函数,等价于H′(x)=-x+b≥0在区间[b,2]上恒成立,等价于b≥x-在区间[b,2]上恒成立,所以b≥,故≤b<2;

③当1≤x21≤2时,由g(x)图像的对称性知,只要|f(x1)-f(x2)|>|g(x1)-g(x2)|对于①②同时成立,那么对于③,

则存在t1∈[1,b],使|f(x1)-f(x2)|>|f(t1)-f(x2)|>|g(t1)-g(x2)|=|g(x1)-g(x2)|恒成立;

或存在t2∈[b,2],使|f(x1)-f(x2)|>

|f(x1)-f(t2)|>|g(x1)-g(t2)|=

|g(x1)-g(x2)|恒成立.

因此≤b<2.

综上所述,实数b的取值范围是.

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简答题

已知函数f(x)=ax2-(2a+1)x+2lnx(a∈R).

(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)当a≤0时,求f(x)的单调区间。

正确答案

(1);(2)当a≤0时,f(x)在(0,2)上单调递增,在(2,+∞)上单调递增.

试题分析:(1)因为f(x)=ax2-(2a+1)x+2lnx,所以f′(x)=ax−(2a+1)+.因为曲线y=f(x)在x=1和x=3处的切线互相平行,所以f′(1)=f′(3).由此能求出实数a.

(2)因为函数f(x)的定义域是(0,+∞),且f′(x)=,再由实数a的取值范围进行分类讨论,能够求出f(x)的单调区间.

试题解析:函数f(x)的定义域为(0,+∞)

∵f ' (x)=ax-(2a+1)+

(1)由已知函数f ' (1)=f ' (3)a-(2a+1)+2=3a-(2a+1)+a=  6分

(2)f ' (x)=(x∈(0,+∞))         8分

①当a=0时,f ' (x)=,由f ' (x)>0得0<x<2,由f ' (x)<0得x>2

∴f(x)在(0,2)上单调递增,在(2,+∞)上单调递减                    10分

②当a<0时,由f ' (x)==0的x1(舍去),x2=2,由f ' (x)>0的0<x<2,由f ' (x)<0的x>2

∴f(x)在(0,2)上单调递增,在(2,+∞)上单调递减              12分

综上:当a≤0时,f(x)在(0,2)上单调递增,在(2,+∞)上单调递增      13分

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简答题

已知函数.

(1)若曲线经过点,曲线在点处的切线与直线垂直,求的值;

(2)在(1)的条件下,试求函数为实常数,)的极大值与极小值之差;

(3)若在区间内存在两个不同的极值点,求证:.

正确答案

(1)

(2)当时,

时,

(3).

试题分析:(1)利用导数的几何意义,明确曲线在点处的切线的斜率为,建立方程

,再根据曲线经过点,得到方程,解方程组即得所求.

(2)利用“表解法”,确定函数的极值,注意讨论,的不同情况;

(3)根据在区间内存在两个极值点,得到

内有两个不等的实根.

利用二次函数的图象和性质建立不等式组 求的范围.

试题解析:(1)

直线的斜率为曲线在点处的切线的斜率为,

 ①

曲线经过点 ②

由①②得:              3分

(2)由(1)知:, 由,或.

,即时,变化如下表

由表可知:

    5分

时,变化如下表

由表可知:

   7分

综上可知:当时,

时,       8分

(3)因为在区间内存在两个极值点 ,所以

内有两个不等的实根.

            10分

由 (1)+(3)得:,           11分

由(4)得:,由(3)得:

,∴

               13分

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简答题

设直线是曲线的一条切线,.

(1)求切点坐标及的值;

(2)当时,存在,求实数的取值范围.

正确答案

(1)切点或者切点;(2).

试题分析:(1)先设切点,然后依题意计算出,由,计算出切点的横坐标,代入切线的方程,可得切点的纵坐标,最后再将切点的坐标代入曲线C的方程计算得的值;(2)结合(1)中求出的,确定,设,然后将存在使成立问题,转化为,进而求出,分三种情况讨论函数上的单调性,确定,相应求解不等式,即可确定的取值范围.

试题解析:(1)设直线与曲线相切于点

,解得

代入直线方程,得切点坐标为

切点在曲线上,∴

综上可知,切点或者切点          5分

(2)∵,∴,设,若存在使成立,则只要              7分

①当

是增函数,不合题意              8分

②若

,得,∴上是增函数

,解得,∴上是减函数

,解得               10分

③若

,解得

,∴上是增函数

,不等式无解,∴不存在                12分

综上可得,实数的取值范围为                      13分.

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简答题

已知函数

(Ⅰ)若函数在区间上存在极值,求实数的取值范围;

(Ⅱ)如果当时,不等式恒成立,求实数的取值范围.

正确答案

(Ⅰ);(Ⅱ)

试题分析:(Ⅰ)先对函数求导,求出函数的极值,根据函数在区间上存在极值,

所以 从而解得(Ⅱ)不等式恒成立问题转化为求函数的最值问题.

试题解析:

解:(Ⅰ)因为,则,          (2分)

时,;当时,.

所以上单调递增;在上单调递减,

所以函数处取得极大值.                (4分)

因为函数在区间上存在极值,

所以 解得                  (6分)

(Ⅱ)不等式即为 记

所以,        (9分)

,则

上单调递增,

,从而

上也单调递增,所以

所以.                         (12分)

百度题库 > 高考 > 数学 > 导数的概念及其几何意义

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