- 导数的概念及其几何意义
- 共3697题
已知数列{an}中,前n项和为Sn,点(an+1,Sn+1)在直线y=4x-2,其中n=1,2,3…,
(Ⅰ)设bn=an+1-2an,且a1=1,求证数列{bn}是等比数列;
(Ⅱ)令f(x)=b1x+b2x2+…+bnxn,求函数f(x)在点x=1处的导数f′(1)并比较f′(1)与6n2-3n的大小.
正确答案
(I)由已知点(an+1,Sn+1)在直线y=4x-2上.
∴Sn+1=4(an+1)-2.
即Sn+1=4an+2.(n=1,2,3,)
∴Sn+2=4an+1+2.
两式相减,得Sn+2-Sn+1=4an+1-4an.
即an+2=4an+1-4an.(3分)
an+2-2an+1=2(an+1-2an).
∵bn=an+1-2an,(n=1,2,3,)
∴bn+1=2bn.
由S2=a1+a2=4a1+2,a1=1.
解得a2=5,b1=a2-2a1=3.
∴数列{bn}是首项为3,公式为2的等比数列.(6分)
(II)由(I)知bn=3•2n-1,
∵f(x)=b1x+b2x2+…+bnxn,
∴f′(x)=b1+2b2x+…+nbnxn-1.
从而f′(1)=b1+2b2+…+nbn
=3+2•3•2+3•3•22+…+n•3•2n-1
=3(1+2•2+3•22+…+n•3•2n-1)(8分)
设Tn=1+2•2+3•22+…+n•2n-1,
2Tn=2+2•22+3•23+…+(n-1)•2n-1+n•2n.
两式相减,得-Tn=1+2+22+23+…+2n-1-n•2n
=-n•2n.
∴Tn=(n-1)•2n+1.
∴f′(1)=3(n-1)•2n+3.(11分)
由于f′(1)-(6n2-3n)=3[(n-1)•2n+1-2n2+n]
=3(n-1)[2n-(2n+1)].
设g(n)=f′(1)-(6n2-3n).
当n=1时,g(1)=0,∴f′(1)=6n2-3n;
当n=2时,g(2)=-3<0,∴f′(1)<6n2-3n;
当n≥3时,n-1>0,又2n=(1+1)n=Cn0+Cn1+…+Cnn-1+Cnn≥2n+2>2n+1,
∴(n-1)[2n-(2n+1)]>0,即g(n)>0,从而f′(1)>6n2-3n.(14分)
已知曲线y=上一点P(1,1),用导数的定义求在点P处的切线的斜率.
正确答案
=
=
=
=
=-2
(本小题满分14分)
设函数在
上的导函数为
,
在
上的导函数为
,若在
上,
恒成立,则称函数
在
上为“凸函数”.已知
.
(1)若为区间
上的“凸函数”,试确定实数
的值;
(2)若当实数满足
时,函数
在
上总为“凸函数”,求
的最大值.
正确答案
解:由函数得,
…………3分
(Ⅰ) 若为区间
上的“凸函数”,则有
在区间
上恒成立,由二次函数的图像,当且仅当
,
即. …………………………………………………7分
(Ⅱ)当时,
恒成立
当
时,
恒成立.…………………8分
当时,
显然成立。 ………………………9分
当,
∵的最小值是
.
∴.
从而解得 ……………………………………11分
当,
∵的最大值是
,∴
,
从而解得. ……………………………13分
综上可得,从而
……………14分
略
已知函数(
为常数)图象上
处的切线与直线
的夹角为45°,则点
的横坐标为 .
正确答案
0或
由已知可得切线的斜率为0,所以,函数在此处的导数等于0.
解:由(x)=6x2-x=0,
得x=0或.
故答案x=0或.
如图,点A、B、C都在函数y=的图像上,它们的横坐标分别是a、a+1、a+2
又A、B、C在x轴上的射影分别是A′、B′、C′,记△AB′C的面积为f(a),△A′BC′的面积为g(a).
(1)求函数f(a)和g(a)的表达式;
(2)比较f(a)与g(a)的大小,并证明你的结论.
正确答案
(1) f(a) =(
),g(a)=
(2) f(a)<g(a)
(1)连结AA′、BB′、CC′,
则f(a)=S△AB′C=S梯形AA′C′C-S△AA′B′-S△CC′B
=(A′A+C′C)=
(
),
g(a)=S△A′BC′=A′C′·B′B=B′B=
。
∴f(a)<g(a).
扫码查看完整答案与解析