題目列表(包括答案和解析)
設函數![]()
(1)當
時,求曲線
處的切線方程;
(2)當
時,求
的極大值和極小值;
(3)若函數
在區間
上是增函數,求實數
的取值范圍.
【解析】(1)中,先利用
,表示出點
的斜率值
這樣可以得到切線方程。(2)中,當
,再令
,利用導數的正負確定單調性,進而得到極值。(3)中,利用函數在給定區間遞增,說明了
在區間
導數恒大于等于零,分離參數求解范圍的思想。
解:(1)當
……2分
∴![]()
即
為所求切線方程。………………4分
(2)當![]()
令
………………6分
∴
遞減,在(3,+
)遞增
∴
的極大值為
…………8分
(3)![]()
①若
上單調遞增。∴滿足要求。…10分
②若![]()
∵
恒成立,
恒成立,即a>0……………11分
時,不合題意。綜上所述,實數
的取值范圍是![]()
已知函數f(x)=ex-ax,其中a>0.
(1)若對一切x∈R,f(x)
1恒成立,求a的取值集合;
(2)在函數f(x)的圖像上去定點A(x1, f(x1)),B(x2, f(x2))(x1<x2),記直線AB的斜率為k,證明:存在x0∈(x1,x2),使
恒成立.
【解析】解:
令
.
當
時
單調遞減;當
時
單調遞增,故當
時,
取最小值![]()
于是對一切
恒成立,當且僅當
. ①
令
則![]()
當
時,
單調遞增;當
時,
單調遞減.
故當
時,
取最大值
.因此,當且僅當
時,①式成立.
綜上所述,
的取值集合為
.
(Ⅱ)由題意知,
令
則
![]()
![]()
令
,則
.當
時,
單調遞減;當
時,
單調遞增.故當
,
即![]()
從而
,
又![]()
![]()
所以![]()
因為函數
在區間
上的圖像是連續不斷的一條曲線,所以存在
使
即
成立.
【點評】本題考查利用導函數研究函數單調性、最值、不等式恒成立問題等,考查運算能力,考查分類討論思想、函數與方程思想等數學方法.第一問利用導函數法求出
取最小值
對一切x∈R,f(x)
1恒成立轉化為
從而得出求a的取值集合;第二問在假設存在的情況下進行推理,然后把問題歸結為一個方程是否存在解的問題,通過構造函數,研究這個函數的性質進行分析判斷.
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![]()
(1)當
時,求函數
在點(1,
)的切線方程;
(2)求函數
在[-1,1]的極值;
(3)若在
上至少存在一個實數x0,使
>g(xo)成立,求正實數
的取值范圍。
【解析】本試題中導數在研究函數中的運用。(1)中
,那么當
時,
又
所以函數
在點(1,
)的切線方程為
;(2)中令
有 ![]()
![]()
對a分類討論
,和
得到極值。(3)中,設
,
,依題意,只需
那么可以解得。
解:(Ⅰ)∵
∴ ![]()
∴ 當
時,
又
∴ 函數
在點(1,
)的切線方程為
--------4分
(Ⅱ)令
有 ![]()
![]()
①
當
即
時
|
|
(-1,0) |
0 |
(0, |
|
( |
|
|
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
|
|
|
極大值 |
|
極小值 |
|
故
的極大值是
,極小值是![]()
②
當
即
時,
在(-1,0)上遞增,在(0,1)上遞減,則
的極大值為
,無極小值。
綜上所述
時,極大值為
,無極小值
時 極大值是
,極小值是
----------8分
(Ⅲ)設
,![]()
對
求導,得![]()
∵
,
![]()
∴
在區間
上為增函數,則![]()
依題意,只需
,即
解得
或
(舍去)
則正實數
的取值范圍是(![]()
,
)
已知函數
.
(Ⅰ)求函數
的單調區間;
(Ⅱ)設
,若對任意
,
,不等式
恒成立,求實數
的取值范圍.
【解析】第一問利用
的定義域是
由x>0及
得1<x<3;由x>0及
得0<x<1或x>3,
故函數
的單調遞增區間是(1,3);單調遞減區間是![]()
第二問中,若對任意
不等式
恒成立,問題等價于
只需研究最值即可。
解: (I)
的定義域是
......1分
............. 2分
由x>0及
得1<x<3;由x>0及
得0<x<1或x>3,
故函數
的單調遞增區間是(1,3);單調遞減區間是
........4分
(II)若對任意
不等式
恒成立,
問題等價于
,
.........5分
由(I)可知,在
上,x=1是函數極小值點,這個極小值是唯一的極值點,
故也是最小值點,所以
; ............6分
![]()
當b<1時,
;
當
時,
;
當b>2時,
;
............8分
問題等價于![]()
........11分
解得b<1 或
或
即
,所以實數b的取值范圍是
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