- 导数的应用
- 共1166题
21.已知函数.
(I)讨论的单调性;
(II)若有两个零点,求a的取值范围.
正确答案
II)解:由①知
若a≥0 f(x)在(-∞,1)减,(1,+∞)增,且f(1)=-e<0.
x→+∞时,f(x) →+∞,x→-∞时,f(x)→+∞
∴一定有2个零点;
若a<- 时,f(x) 在(-∞,1)内递增,(1,ln(-2a))内递减,(ln(-2a),+ ∞)递增
且f(1)=-e<0 f(x)只有一个零点;
若a=- 时 f(x)在R上递增,则f(x)只有一个零点;
若0>a>时,f(x)在(-∞,ln(-2a))增,(ln(-2a),1)减,(1,+∞)增
∵f(1)=-e<0 x→+∞时,f(x)→+∞,x→-∞时f(x) →-∞
∴f(x)在(1,+∞)内只有一个零点,f(x)若恰有2个零点,只能使f(ln(-2a)=0
而[ln(-2a)-2]·(-2a)+a[ln(-2a)-1]2=0
即须4-ln(-2a)+[ln(-2a)-1]2=0* ∵<a<0 ∴ln(-2a)<1
∴4-ln(-2a)>0,[ln(-2a)-1]2>0 ∴*不可能为0
综上f(x)有2个零点 a的范围为[0,+ ∞]
知识点
21.
设函数f(x)=ax2-a-lnx,,其中a∈R,e=2.718…为自然对数的底数。
(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)证明:当x>1时,g(x)>0;
(Ⅲ)确定a的所有可能取值,使得f(x)>g(x)在区间(1,+∞)内恒成立。
正确答案
知识点
20.设f(x)=xlnx–ax2+(2a–1)x,a∈R.
(Ⅰ)令g(x)=f'(x),求g(x)的单调区间;
(Ⅱ)已知f(x)在x=1处取得极大值.求实数a的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)当时,函数
单调递增区间为
;
当时,函数
单调递增区间为
,单调递减区间为
.
(Ⅱ) .
解析
试题分析:(Ⅰ)求导数
可得,
从而,
讨论当时,当
时的两种情况即得.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,.分以下情况讨论:①当
时,②当
时,③当
时,④当
时,综合即得.
试题解析:(Ⅰ)由
可得,
则,
当时,
时,
,函数
单调递增;
当时,
时,
,函数
单调递增,
时,
,函数
单调递减.
所以当时,函数
单调递增区间为
;
当时,函数
单调递增区间为
,单调递减区间为
.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,.
①当时,
,
单调递减.
所以当时,
,
单调递减.
当时,
,
单调递增.
所以在x=1处取得极小值,不合题意.
②当时,
,由(Ⅰ)知
在
内单调递增,
可得当当时,
,
时,
,
所以在(0,1)内单调递减,在
内单调递增,
所以在x=1处取得极小值,不合题意.
③当时,即
时,
在(0,1)内单调递增,在
内单调递减,
所以当时,
,
单调递减,不合题意.
④当时,即
,当
时,
,
单调递增,
当时,
,
单调递减,
所以f(x)在x=1处取得极大值,合题意.
综上可知,实数a的取值范围为.
考查方向
知识点
设函数f(x)=ax2-a-lnx,g(x)=-,其中a∈R,e=2.718…为自然对数的底数。
(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)证明:当x>1时,g(x)>0;
(Ⅲ)确定a的所有可能取值,使得f(x)>g(x)在区间(1,+∞)内恒成立。
正确答案
(I)
<0,
在
内单调递减.
由
=0,有
.
当时,
<0,
单调递减;
当时,
>0,
单调递增.
(II)令=
,则
=
.
当时,
>0,所以
,从而
=
>0.
(iii)由(II),当时,
>0.
当,
时,
=
.
故当>
在区间
内恒成立时,必有
.
当时,
>1.
由(I)有,从而
,
所以此时>
在区间
内不恒成立.
当时,令
=
(
).
当时,
=
.
因此在区间
单调递增.
又因为=0,所以当
时,
=
>0,即
>
恒成立.
综上,.
知识点
20. 已知函数.
(I)当时,求曲线
在
处的切线方程;
(II)若当时,
,求
的取值范围.
正确答案
知识点
21.
设函数.
(I)讨论的单调性;
(II)证明当时,
;
(III)设,证明当
时,
.
正确答案
(Ⅰ)由题设,的定义域为
,
,令
,解得
.
当时,
,
单调递增;当
时,
,
单调递减. ………4分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,在
处取得最大值,最大值为
.
所以当时,
.
故当时,
,
,即
. ………………7分
(Ⅲ)由题设,设
,则
,令
,
解得.
当时,
,
单调递增;当
时,
,
单调递减. ……………9分
由(Ⅱ)知,,故
,又
,故当
时,
.
所以当时,
. ………………12分
知识点
21. 已知函数(a为实常数).
(1)若上为单调增函数;
(2)若,求函数
在
上的最小值及相应的x值;
(3)设b=0,若存在,使得
成立,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)在
上为单调增函数;
(2);
(3).
解析
试题分析:本题属利用导数求单调区间、最值及不等式恒成立问题,解析如下:
解:(1) 时,
,定义域为
,
时,
恒成立,
所以在
上为单调增函数(Ⅱ)因为
,
所以,
,
(i) 若,
在
上非负(仅当
时,
),
故函数在
上是增函数,
此时
(ii)若,
,
当时,
,
当
时,
,此时
是减函数;
当时,
,此时
是增函数.
故
(3) ,
不等式
,即
可化为
.
因为, 所以
且等号不能同时取,
所以,即
,
因而(
)令
(
),
又,
当时,
,
,
从而(仅当
时取等号),
所以在
上为增函数,故
的最小值为
,
所以实数的取值范围是
考查方向
本题考查了利用导数求单调区间、最值及不等式恒成立问题。
易错点
第二问忘记分类讨论导致出错。
知识点
21.已知函数f(x)= -ln x(a
0).
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)当a = l时,求f(x)在区间[,2]上的最大值和最小值(0.69<ln 2<0.70);
(3)求证ln ≤
正确答案
(1)函数的定义域为,
若,又
故,函数
在区间
上单调递减,
时,
在
区间上单调递增,
在上单调递减所以单调递减区间为
(2)时,
,
由(1)可知,在
上单调递增,
在区间[1,2上单调递减,
所以在区间
上的最大值为
而
故函数在区间
上的最小值为
(3)由(2)可知,
函数在区间(0,1)上单调递增,
故有,
解析
将f(x)求导并整理,
得到f(x)在x>0区间上单调递减,
然后分类讨论a的不同取值对单调区间的影响。
利用函数单调性证明不等式恒成立的条件。
解题步骤见答案。
考查方向
本题主要考查函数的单调性和函数的最值。
解题思路
本利用导数求单调区间,利用函数与不等式关系求最大值最小值
易错点
不会利用导数求函数单调区间。
知识点
20.已知为实常数,函数
.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若函数有两个不同的零点
;
①求实数的取值范围;
②求证:.
正确答案
见解析
解析
(1)的定义域为
.其导数
.
①当时,
,函数在
上是增函数;
②当时,在区间
上,
;在区间
上,
.
所以在
是增函数,在
是减函数.
(2)①由(I)知,当时,函数
在
上是增函数,不可能有两个零点;
当时,
在
是增函数,在
是减函数,此时
为函数
的最大值,当
时,
最多有一个零点,
所以,解得
,
此时,,且
,
令,则
,
所以在
上单调递增,所以
,即
所以的取值范围是
②证法一:
下面证明:当时,
.
设 ,则
.
在
上是增函数,所以当
时,
.
即当时,
..
.
②证法二:
令
则:,
所以函数在区间
上为减函数.
,则
,又
于是.
又由(1)可知
.即
考查方向
解题思路
1利用导数求函数单调性,2根据函数的零点求参数的取值范围
3构造函数求两个零点和的范围
易错点
本题必须注意函数的定义域,以及对参数进行讨论,否则求解错误。
知识点
21.已知函数(
为常数),其图象是曲线
.
(1)当时,求函数
的单调减区间;
(2)设函数的导函数为
,若存在唯一的实数
,使得
与
同时成立,求实数
的取值范围;
(3)已知点为曲线
上的动点,在点
处作曲线
的切线
与曲线
交于另一点
,在点
处作曲线
的切线
,设切线
的斜率分别为
.问:是否存在常数
,使得
?若存在,求出
的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1);
(2);
(3)当时,存在常数
,使得
;当
时,不存在常数
使得
.
解析
(1)当时,
.令
,解得
,
的单调减区间为
.
(2) ,由题意知
消去
,得
有唯一解.令
,则
,以
在区间
,
上是增函数,在
上是减函数,又
,
,故实数
的取值范围是
.
(3) 设,则点
处切线方程为
,
与曲线:
联立方程组,得
,即
,所以
点的横坐标
.由题意知,
,
,若存在常数
,使得
,则
,即常数
使得
,所以
,解得
.故当
时,存在常数
,使得
;当
时,不存在常数
使得
.
考查方向
本题考查了利用导数研究函数的单调性;利用导数研究曲线上某点切线方程
解题思路
(1)先求原函数的导数,根据f′(x)<0求得的区间是单调减区间,即可;
(2)由于存在唯一的实数x0,使得f(x0)=x0与f′(x0)=0同时成立,则
存在唯一的实数根x0,就把问题转化为求函数最值问题;(3)假设存在常数λ,依据曲线C在点A处的切线l1与曲线C交于另一点B,曲线C在点B处的切线l2,得到关于λ的方程,有解则存在,无解则不存在.
易错点
第二问中的方程根的问题转化成最值问题
知识点
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