导数部分
1、(广东卷)函数是减函数的区间为(D)
(A)(B)
(C)
(D)
2.(全国卷Ⅰ)函数,已知
在
时取得极值,则
=(B)
(A)2 (B)3 (C)4 (D)5
3. (湖北卷)在函数的图象上,其切线的倾斜角小于
的点中,坐标为整数的点的个数是 ( D
)
A.3 B.2 C.1 D.0
4.(江西)已知函数的图象如右图所示(其中
是函数
的导函数),下面四个图象中
的图象大致是(C )
5.(浙江)函数y=ax2+1的图象与直线y=x相切,则a=( B )
(A)
(B)
(C)
(D)1
6. (重庆卷)曲线y=x3在点(1,1)处的切线与x轴、直线x=2所围成的三角形的面积为______8/3____。
7.(江苏卷)(14)曲线在点(1,3)处的切线方程是
8. ( 全国卷III)曲线在点(1,1)处的切线方程为x+y-2=0
9. (北京卷)过原点作曲线y=ex的切线,则切点的坐标为 (1, e); ,切线的斜率为e .
10.(全国卷Ⅱ)设a为实数,函数
(Ⅰ)求的极值.
(Ⅱ)当a在什么范围内取值时,曲线轴仅有一个交点.
解:(I)=3
-2
-1
若=0,则
==-
,
=1
当变化时,
,
变化情况如下表:
| (-∞,- | - | (- | 1 | (1,+∞) |
| + | 0 | - | 0 | + |
| | 极大值 | | 极小值 | |
∴的极大值是
,极小值是
(II)函数
由此可知,取足够大的正数时,有>0,取足够小的负数时有
<0,所以曲线
=
与
轴至少有一个交点
结合的单调性可知:
当的极大值
<0,即
时,它的极小值也小于0,因此曲线
=
与
轴仅有一个交点,它在(1,+∞)上。
当的极小值
-1>0即
(1,+∞)时,它的极大值也大于0,因此曲线
=
与
轴仅有一个交点,它在(-∞,-
)上。
∴当∪(1,+∞)时,曲线
=
与
轴仅有一个交点。
11. (全国卷Ⅱ)已知a≥ 0 ,函数f(x) = ( -2ax )
(1) 当X为何值时,f(x)取得最小值?证明你的结论;
(2)设 f(x)在[ -1,1]上是单调函数,求a的取值范围.
解:(I)对函数求导数得
令得[
+2(1-
)
-2
]
=0从而
+2(1-
)
-2
=0
解得
当 变化时,
、
的变化如下表
| | | | | |
| + | 0 | - | 0 | + |
| 递增 | 极大值 | 递减 | 极小值 | 递增 |
∴在
=
处取得极大值,在
=
处取得极小值。
当≥0时,
<-1,
在
上为减函数,在
上为增函数
而当时
=
,当x=0时,
所以当时,
取得最小值
(II)当≥0时,
在
上为单调函数的充要条件是
即,解得
于是在[-1,1]上为单调函数的充要条件是
即的取值范围是
12. ( 全国卷III)用长为90cm,宽为48cm的长方形铁皮做一个无盖的容器,先在四角分别截去一个小正方形,然后把四边翻转90°角,再焊接而成(如图),问该容器的高为多少时,容器的容积最大?最大容积是多少?
解:设容器的高为x,容器的体积为V,1分
则V=(90-2x)(48-2x)x,(0<V<24)5分
=4x3-276x2+4320x
∵V′=12 x2-552x+4320……7分
由V′=12 x2-552x+4320=0得x1=10,x2=36
∵x<10 时,V′>0,
10<x<36时,V′<0,
x>36时,V′>0,
所以,当x=10,V有极大值V(10)=1960……………………………………………………10分
又V(0)=0,V(24)=0,…………………………………………………………………………11分
所以当x=10,V有最大值V(10)=1960………………………………………………………12分
13. ( 全国卷III)已知函数,
(Ⅰ)求的单调区间和值域;
(Ⅱ)设,函数
,若对于任意
,总存在
,使得
成立,求
的取值范围
解:对函数求导,得
令解得
或
当变化时,
、
的变化情况如下表:
x | 0 | | | | |
| | 0 | | ||
| | | | | |
所以,当时,
是减函数;当
时,
是增函数;
当时,
的值域为
(Ⅱ)对函数求导,得
因此,当
时,
因此当时,
为减函数,从而当
时有
又,
,即当
时有
任给,
,存在
使得
,则
即
解式得
或
解式得
又,
故:的取值范围为
14. (北京卷)已知函数f(x)=-x3+3x2+9x+a,
(I)求f(x)的单调递减区间;
(II)若f(x)在区间[-2,2]上的最大值为20,求它在该区间上的最小值.
解:(I) f ’(x)=-3x2+6x+9.令f ‘(x)<0,解得x<-1或x>3,
所以函数f(x)的单调递减区间为(-∞,-1),(3,+∞).
(II)因为f(-2)=8+12-18+a=2+a,f(2)=-8+12+18+a=22+a,
所以f(2)>f(-2).因为在(-1,3)上f ‘(x)>0,所以f(x)在[-1, 2]上单调递增,又由于f(x)在[-2,-1]上单调递减,因此f(2)和f(-1)分别是f(x)在区间[-2,2]上的最大值和最小值,于是有 22+a=20,解得 a=-2.
故f(x)=-x3+3x2+9x-2,因此f(-1)=1+3-9-2=-7,
即函数f(x)在区间[-2,2]上的最小值为-7.
15.(福建卷)已知函数的图象过点P(0,2),且在点M(-1,f(-1))处的切线方程为
.
(Ⅰ)求函数的解析式;
(Ⅱ)求函数的单调区间.
解:(Ⅰ)由的图象经过P(0,2),知d=2,所以
由在处的切线方程是
,知
故所求的解析式是
(Ⅱ)
解得 当
当
故内是增函数,在
内是减函数,
在内是增函数.
16.(福建卷)已知函数的图象在点M(-1,f(x))处的切线方程为x+2y+5=0.
(Ⅰ)求函数y=f(x)的解析式;
(Ⅱ)求函数y=f(x)的单调区间.
解:(1)由函数f(x)的图象在点M(-1f(-1))处的 切线方程为x+2y+5=0,知
17. (湖北卷) 已知向量在区间(-1,1)上是增函数,求t的取值范围.
解法1:依定义
开口向上的抛物线,故要使
在区间
(-1,1)上恒成立
.
解法2:依定义
的图象是开口向下的抛物线,
18.(湖南卷)设,点P(
,0)是函数
的图象的一个公共点,两函数的图象在点P处有相同的切线.
(Ⅰ)用表示a,b,c;
(Ⅱ)若函数在(-1,3)上单调递减,求
的取值范围.
解:(I)因为函数,
的图象都过点(
,0),所以
,
即.因为
所以
.
又因为,
在点(
,0)处有相同的切线,所以
而
将代入上式得
因此
故
,
,
(II)解法一.
当时,函数
单调递减.
由,若
;若
由题意,函数在(-1,3)上单调递减,则
所以
又当时,函数
在(-1,3)上单调递减.
所以的取值范围为
解法二:
因为函数在(-1,3)上单调递减,且
是(-1,3)
上的抛物线,
所以 即
解得
所以的取值范围为
19.(湖南卷)已知函数f(x)=lnx,g(x)=ax2+bx,a≠0.
(Ⅰ)若b=2,且h(x)=f(x)-g(x)存在单调递减区间,求a的取值范围;
(Ⅱ)设函数f(x)的图象C1与函数g(x)图象C2交于点P、Q,过线段PQ的中点作x轴的垂线分别交C1,C2于点M、N,证明C1在点M处的切线与C2在点N处的切线不平行.
解:(I),
则
因为函数h(x)存在单调递减区间,所以<0有解.
又因为x>0时,则ax2+2x-1>0有x>0的解.
①当a>0时,y=ax2+2x-1为开口向上的抛物线,ax2+2x-1>0总有x>0的解;
②当a<0时,y=ax2+2x-1为开口向下的抛物线,而ax2+2x-1>0总有x>0的解;
则△=4+4a>0,且方程ax2+2x-1=0至少有一正根.此时,-1<a<0.
综上所述,a的取值范围为(-1,0)∪(0,+∞).
(II)证法一 设点P、Q的坐标分别是(x1, y1),(x2, y2),0<x1<x2.
则点M、N的横坐标为
C1在点M处的切线斜率为
C2在点N处的切线斜率为
假设C1在点M处的切线与C2在点N处的切线平行,则k1=k2.
即,则
=
所以 设
则
①
令则
因为时,
,所以
在
)上单调递增. 故
则. 这与①矛盾,假设不成立.
故C1在点M处的切线与C2在点N处的切线不平行.
证法二:同证法一得
因为,所以
令,得
②
令
因为,所以
时,
故在[1,+
上单调递增.从而
,即
于是在[1,+
上单调递增.
故即
这与②矛盾,假设不成立.
故C1在点M处的切线与C2在点N处的切线不平行.
20.(辽宁卷)函数在区间(0,+∞)内可导,导函数
是减函数,且
设
是曲线
在点(
)得的切线方程,并设函数
(Ⅰ)用、
、
表示m;
(Ⅱ)证明:当;
(Ⅲ)若关于的不等式
上恒成立,其中a、b为实数,
求b的取值范围及a与b所满足的关系.
解:(Ⅰ)…………………………………………2分
(Ⅱ)证明:令
因为递减,所以
递增,因此,当
;
当.所以
是
唯一的极值点,且是极小值点,可知
的
最小值为0,因此即
…………………………6分
(Ⅲ)解法一:,
是不等式成立的必要条件,以下讨论设此条件成立.
对任意
成立的充要条件是
另一方面,由于满足前述题设中关于函数
的条件,利用(II)的结果可知,
的充要条件是:过点(0,
)与曲线
相切的直线的斜率大于
,该切线的方程为
于是的充要条件是
…………………………10分
综上,不等式对任意
成立的充要条件是
①
显然,存在a、b使①式成立的充要条件是:不等式 ②
有解、解不等式②得
③
因此,③式即为b的取值范围,①式即为实数在a与b所满足的关系.…………12分
(Ⅲ)解法二:是不等式成立的必要条件,以下讨论设此条件成立.
对任意
成立的充要条件是
………………………………………………………………8分
令,于是
对任意
成立的充要条件是
由
当时
当
时,
,所以,当
时,
取最小值.因此
成立的充要条件是
,即
………………10分
综上,不等式对任意
成立的充要条件是
①
显然,存在a、b使①式成立的充要条件是:不等式 ②
有解、解不等式②得
因此,③式即为b的取值范围,①式即为实数在a与b所满足的关系.…………12分
21. (山东卷)已知是函数
的一个极值点,其中
,
(I)求与
的关系式;
(II)求的单调区间;
(III)当时,函数
的图象上任意一点的切线斜率恒大于3
,求
的取值范围.
解(I)因为
是函数
的一个极值点,所以
,即
,所以
(II)由(I)知,=
当时,有
,当
变化时,
与
的变化如下表:
| | | | 1 | |
| | 0 | | 0 | |
| 调调递减 | 极小值 | 单调递增 | 极大值 | 单调递减 |
故有上表知,当时,
在
单调递减,在
单调递增,在
上单调递减.
(III)由已知得,即
又所以
即
①
设,其函数开口向上,由题意知①式恒成立,
所以解之得
又
所以
即的取值范围为
22.(重庆卷)设函数f(x)=2x3-3(a+1)x2+6ax+8,其中aÎR。
(1) 若f(x)在x=3处取得极值,求常数a的值;
(2) 若f(x)在(-¥,0)上为增函数,求a的取值范围。
解:(Ⅰ)
因取得极值, 所以
解得
经检验知当为极值点.
(Ⅱ)令
当和
上为增函数,故当
上为增函数.
当上为增函数,从而
上也为增函数.
综上所述,当上为增函数.
23. (重庆卷)已知aÎR,讨论函数f(x)=ex(x2+ax+a+1)的极值点的个数。
19.(本小题13分)
解:
令=0得
(1)当
即<0或
>4时
有两个不同的实根
,
,不妨设
<
于是,从而有下表
x | | x1 | | | |
| + | 0 | - | 0 | + |
| ↑ |
| ↓ |
| ↑ |
即此时有两个极值点.
(2)当△=0即=0或
=4时,方程
有两个相同的实根
于是
故当<
时
>0,当
>
时
>0,因此
无极值
(3)当△<0即0<<4时
,故
为增函数,此时
无极值. 因此当
无极值点.
24.(江苏卷)已知函数
(Ⅰ)当a=2时,求使f(x)=x成立的x的集合;
(Ⅱ)求函数y=f (x)在区间[1,2]上的最小值.
解:(1)当a=2时,,则方程f(x)=x即为
|
解方程得:
(2)(I)当a>0时,,
作出其草图见右, 易知有两个极值点
借助于图像可知
当时,函数
在区间[1,2]上为增函数,此时
当时,显然此时函数的最小值为
当时,
,此时
在区间
为增函数,在区间
上为减函数,∴
,又可得
∴
则当时,
,此时
|
当时,
,此时
当时,
,此时
在区间
为增函数,故
(II)当时,
,此时
在区间
也为增函数,故
(III)当时,其草图见右
显然函数在区间
为增函数,故