題目列表(包括答案和解析)
把函數
的圖象按向量
平移得到函數
的圖象.
(1)求函數
的解析式; (2)若
,證明:
.
【解析】本試題主要考查了函數 平抑變換和運用函數思想證明不等式。第一問中,利用設
上任意一點為(x,y)則平移前對應點是(x+1,y-2)代入
,便可以得到結論。第二問中,令
,然后求導,利用最小值大于零得到。
(1)解:設
上任意一點為(x,y)則平移前對應點是(x+1,y-2)代入
得y-2=ln(x+1)-2即y=ln(x+1),所以
.……4分
(2) 證明:令
,……6分
則
……8分
,∴
,∴
在
上單調遞增.……10分
故
,即![]()
已知函數![]()
(Ⅰ)若函數f(x)在[1,2]上是減函數,求實數a的取值范圍;
(Ⅱ)令g(x)= f(x)-x2,是否存在實數a,當x∈(0,e](e是自然常數)時,函數g(x)的最小值是3,若存在,求出a的值;若不存在,說明理由;
(Ⅲ)當x∈(0,e]時,證明:![]()
【解析】本試題主要是考查了導數在研究函數中的運用。第一問中利用函數f(x)在[1,2]上是減函數,的導函數恒小于等于零,然后分離參數求解得到a的取值范圍。第二問中,
假設存在實數a,使
有最小值3,利用
,對a分類討論,進行求解得到a的值。
第三問中,![]()
因為
,這樣利用單調性證明得到不等式成立。
解:(Ⅰ) ![]()
(Ⅱ) ![]()
(Ⅲ)見解析
如圖所示,將一矩形花壇ABCD擴建成一個更大的矩形花園AMPN,要求B在AM上,D在AN上,且對角線MN過C點,|AB|=3米,|AD|=2米,
(I)要使矩形AMPN的面積大于32平方米,則AN的長應在什么范圍內?
(II)當AN的長度是多少時,矩形AMPN的面積最小?并求出最小面積.
(Ⅲ)若AN的長度不少于6米,則當AN的長度是多少時,矩形AMPN的面積最小?并求出最小面積.
![]()
【解析】本題主要考查函數的應用,導數及均值不等式的應用等,考查學生分析問題和解決問題的能力 第一問要利用相似比得到結論。
(I)由SAMPN > 32 得
> 32 ,
∵x >2,∴
,即(3x-8)(x-8)> 0
∴2<X<8/3,即AN長的取值范圍是(2,8/3)或(8,+
)
第二問,
當且僅當![]()
(3)令![]()
∴當x
> 4,y′> 0,即函數y=
在(4,+∞)上單調遞增,∴函數y=
在[6,+∞]上也單調遞增.
∴當x=6時y=
取得最小值,即SAMPN取得最小值27(平方米).
已知函數f(x)=alnx-x2+1.
(1)若曲線y=f(x)在x=1處的切線方程為4x-y+b=0,求實數a和b的值;
(2)若a<0,且對任意x1、x2∈(0,+∞),都|f(x1)-f(x2)|≥|x1-x2|,求a的取值范圍.
【解析】第一問中利用f′(x)=
-2x(x>0),f′(1)=a-2,又f(1)=0,所以曲線y=f(x)在x=1處的切線方程為y=(a-2)(x-1),即(a-2)x-y+2-a=0,
由已知得a-2=4,2-a=b,所以a=6,b=-4.
第二問中,利用當a<0時,f′(x)<0,∴f(x)在(0,+∞)上是減函數,
不妨設0<x1≤x2,則|f(x1)-f(x2)|=f(x1)-f(x2),|x1-x2|=x2-x1,
∴|f(x1)-f(x2)|≥|x1-x2|等價于f(x1)-f(x2)≥x2-x1,
即f(x1)+x1≥f(x2)+x2,結合構造函數和導數的知識來解得。
(1)f′(x)=
-2x(x>0),f′(1)=a-2,又f(1)=0,所以曲線y=f(x)在x=1處的切線方程為y=(a-2)(x-1),即(a-2)x-y+2-a=0,
由已知得a-2=4,2-a=b,所以a=6,b=-4.
(2)當a<0時,f′(x)<0,∴f(x)在(0,+∞)上是減函數,
不妨設0<x1≤x2,則|f(x1)-f(x2)|=f(x1)-f(x2),|x1-x2|=x2-x1,
∴|f(x1)-f(x2)|≥|x1-x2|等價于f(x1)-f(x2)≥x2-x1,即f(x1)+x1≥f(x2)+x2,
令g(x)=f(x)+x=alnx-x2+x+1,g(x)在(0,+∞)上是減函數,
∵g′(x)=
-2x+1=
(x>0),
∴-2x2+x+a≤0在x>0時恒成立,
∴1+8a≤0,a≤-
,又a<0,
∴a的取值范圍是![]()
已知函數
的圖象過坐標原點O,且在點
處的切線的斜率是
.
(Ⅰ)求實數
的值;
(Ⅱ)求
在區間
上的最大值;
(Ⅲ)對任意給定的正實數
,曲線
上是否存在兩點P、Q,使得
是以O為直角頂點的直角三角形,且此三角形斜邊中點在
軸上?說明理由.
【解析】第一問當
時,
,則
。
依題意得:
,即
解得
第二問當
時,
,令
得
,結合導數和函數之間的關系得到單調性的判定,得到極值和最值
第三問假設曲線
上存在兩點P、Q滿足題設要求,則點P、Q只能在
軸兩側。
不妨設
,則
,顯然![]()
∵
是以O為直角頂點的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在滿足題設要求的兩點P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設要求的兩點P、Q.
(Ⅰ)當
時,
,則
。
依題意得:
,即
解得![]()
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,![]()
①當
時,
,令
得![]()
當
變化時,
的變化情況如下表:
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
— |
0 |
+ |
0 |
— |
|
|
|
極小值 |
單調遞增 |
極大值 |
|
又
,
,
。∴
在
上的最大值為2.
②當
時,
.當
時,
,
最大值為0;
當
時,
在
上單調遞增。∴
在
最大值為
。
綜上,當
時,即
時,
在區間
上的最大值為2;
當
時,即
時,
在區間
上的最大值為
。
(Ⅲ)假設曲線
上存在兩點P、Q滿足題設要求,則點P、Q只能在
軸兩側。
不妨設
,則
,顯然![]()
∵
是以O為直角頂點的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在滿足題設要求的兩點P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設要求的兩點P、Q.
若
,則
代入(*)式得:![]()
即
,而此方程無解,因此
。此時
,
代入(*)式得:
即
(**)
令
,則![]()
∴
在
上單調遞增, ∵
∴
,∴
的取值范圍是
。
∴對于
,方程(**)總有解,即方程(*)總有解。
因此,對任意給定的正實數
,曲線
上存在兩點P、Q,使得
是以O為直角頂點的直角三角形,且此三角形斜邊中點在
軸上
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