- 导数的概念及其几何意义
- 共3697题
据环保部门测定,某处的污染指数与附近污染源的强度成正比,与到污染源距离的平方成反比,比例常数为.现已知相距18
的A,B两家化工厂(污染源)的污染强度分别为
,它们连线上任意一点C处的污染指数
等于两化工厂对该处的污染指数之和.设
(
).
(1)试将表示为
的函数; (2)若
,且
时,
取得最小值,试求
的值.
正确答案
(1) , (2) 8.
试题分析:(1)解实际问题应用题,关键要正确理解题意,正确列出等量关系,注意考虑函数定义域. 设点C受A污染源污染程度为,点C受B污染源污染程度为
,其中
为比例系数,且
.从而点C处受污染程度
.定义域为
(2) 因为
,所以,
,求复杂分式函数最值,通常考虑利用导数求解.
,令
,得
,因此函数在
单调减,在
单调增,即在
时函数取极小值,也是最小值. 又此时
,解得
,经验证符合题意.
解:(1)设点C受A污染源污染程度为,点C受B污染源污染程度为
,其中
为比例系数,且
. 4分
从而点C处受污染程度. 6分
(2)因为,所以,
, 8分
,令
,得
, 12分
又此时,解得
,经验证符合题意.
所以,污染源B的污染强度的值为8. 14分
已知向量,
,若
,则
在
处的切线方程为为.
正确答案
试题分析:由已知,,
时,
,即切点为
.
又,所以,切线的斜率为
,由直线方程的点斜式得所求切线方程为
.
已知函数
(Ⅰ)设为函数
的极值点,求证:
;
(Ⅱ)若当时,
恒成立,求正整数
的最大值.
正确答案
(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ)正整数的最大值为
.
试题分析:(Ⅰ)设为函数
的极值点,只需对
求导,让它的导函数在
处的值为零,这样得到
的关系式
,从而证明
;(Ⅱ)当
时,
恒成立,求正整数
的最大值,这是恒成立问题,解这类为题,只需分离参数,把含有参数放到不等式一边,不含参数放到不等式的另一边,转化为求不含参数一边的最大值或最小值即可,本题分离参数得
,不等式的右边就是
,这样转化为求
的最小值问题,由于
带有对数函数,需用极值法求最值,只需对
求导,得
,令
时,即
,无法解方程,可令
,判断单调性,利用根的存在性定理来确定根的范围,从而求解.
试题解析:(Ⅰ)因为,故
,
为函数
的极值点,
, 即
,于是
,故
;
(Ⅱ)恒成立,分离参数得
,则
时,
恒成立,只需
,
,记
,
,
在
上递增,又
,
在
上存在唯一的实根
, 且满足
,
当
时
,即
;当
时
,即
,
,故正整数
的最大值为
.
函数的极大值为 .
正确答案
-2
试题分析:求导得:.由此可知,函数在
处取得极大值
.
(本题满分14分)
已知函数(
),
.
(Ⅰ)当时,解关于
的不等式:
;
(Ⅱ)当时,记
,过点
是否存在函数
图象的切线?若存在,有多少条?若不存在,说明理由;
(Ⅲ)若是使
恒成立的最小值,对任意
,
试比较与
的大小(常数
).
正确答案
(I). (Ⅱ)这样的切线存在,且只有一条。
(Ⅲ)以,
=
.
本试题主要是考查了导数在研究函数中的运用,以及不等式的求解,以及最值的研究。
(1)因为当时,不等式等价于
,进而得到解集
(2)假设存在这样的切线,设其中一个切点,
∴切线方程:将点T代入得到结论。
(3)对
恒成立,所以
,构造函数运用导数求解最值得到证明。
(I)当时,不等式等价于
,解集为
. 3分
(Ⅱ)假设存在这样的切线,设其中一个切点,
∴切线方程:,将点
坐标代入得:
,即
, ①
法1:设,则
.………………6分
,
在区间
,
上是增函数,在区间
上是减函数,
故.
又,注意到
在其定义域上的单调性知
仅在
内有且仅有一根方程①有且仅有一解,故符合条件的切线有且仅有一条. 8分.
法2:令(
),考查
,则
,
从而在
增,
减,
增. 故
,
,而
,故
在
上有唯一解.
从而有唯一解,即切线唯一.
法3:,
;
当;
所以在
单调递增。 又因为
,所以方程
有必有一解,所以这样的切线存在,且只有一条。
(Ⅲ)对
恒成立,所以
,
令,可得
在区间
上单调递减,
故,
. 10分
得,
. 令
,
,
注意到,即
,
所以,
=
. 14分
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