導數(shù)與積分080626
一、考題選析:
例1、(07海南) 曲線
在點
處的切線與坐標軸所圍三角形的面積為( )
A、
B、
C、
D、![]()
例2、(07全國Ⅰ20) 設函數(shù)
。
(Ⅰ)證明:
的導數(shù)
;
(Ⅱ)若對所有
都有
,求
的取值范圍。
例3、(05全國Ⅱ22) 已知
,函數(shù)
.
(Ⅰ)當
為何值時,
取得最小值?證明你的結論;
(Ⅱ)設
在[
,1]上是單調(diào)函數(shù),求
的取值范圍。
;(
)
(一)選擇題:
二、考題精練:
1、(07浙江)設
是函數(shù)
的導函數(shù),將
和
的圖象畫在同一個直角坐標系中,不可能正確的是( )
2、(07江西)設函數(shù)
是
上以5為周期的可導偶函數(shù),則曲線
在
處的切線的斜率為( )
A、
B、
C、
D、![]()
3、(07陜西)
是定義在
上的非負可導函數(shù),且滿足
.對任意正數(shù)
,若
,則必有( )
A、
B、![]()
C、
D、![]()
4、(06北京)在下列四個函數(shù)中,滿足性質(zhì):“對于區(qū)間(1,2)上的任意
,
(
).
恒成立”的只有( )
A、
B、
C、
D、
5、(06安徽)若曲線
的一條切線
與直線
垂直,則
的方程為( )
A、
B、
C、
D、![]()
(二)填空題:
6、(06湖南)曲線
和
在它們的交點處的兩條切線與
軸所圍成的三角形的面積是___________;
7、(05北京)過原點作曲線
的切線,則切點的坐標為
,切線的斜率
為 。
(三)解答題:
8、(06北京)已知函數(shù)
在點
處取得極大值5,其導函數(shù)
的圖象經(jīng)過點(1,0),(2,0),如圖所示,求: (Ⅰ)
的值; (Ⅱ)
的值.
9、(06安徽20)已知函數(shù)
在
上有定義,對任何實數(shù)
和任何實數(shù)
,都有
。(Ⅰ)證明
;(Ⅱ)證明![]()
其中
和
均為常數(shù);(Ⅲ)當(Ⅱ)中的
時,設
,討論
在
內(nèi)的單調(diào)性并求極值。
證明(Ⅰ)令
,則
,∵
,∴
。
(Ⅱ)①令
,∵
,∴
,則
。
假設
時,![]()
,則
,而
,∴
,即
成立。
②令
,∵
,∴
,![]()
假設
時,![]()
,則
,而
,∴
,即
成立。∴
成立。
(Ⅲ)當
時,
,![]()
令
,得
;
當
時,
,∴
是單調(diào)遞減函數(shù);
當
時,
,∴
是單調(diào)遞增函數(shù);
所以當
時,函數(shù)
在
內(nèi)取得極小值,極小值為![]()
導數(shù)的應用080626
一、考題選析:
例1、(07山東22)設函數(shù)
,其中
.
(Ⅰ)當
時,判斷函數(shù)
在定義域上的單調(diào)性;
(Ⅱ)求函數(shù)
的極值點;
(Ⅲ)證明對任意的正整數(shù)
,不等式
都成立.
解:(Ⅰ)由題意知,
的定義域為
,![]()
設
,其圖象的對稱軸為
,
.
當
時,
,
即
在
上恒成立,
當
時,
,
當
時,函數(shù)
在定義域
上單調(diào)遞增.
(Ⅱ)①由(Ⅰ)得,當
時,函數(shù)
無極值點.
②
時,
有兩個相同的解
,
時,
,
時,
,
時,函數(shù)
在
上無極值點.
③當
時,
有兩個不同解,
,
,
時,
,
,
即
,
.
時,
,
隨
的變化情況如下表:
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
極小值
![]()
由此表可知:
時,
有惟一極小值點
,
當
時,
,
,
此時,
,
隨
的變化情況如下表:
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
極大值
![]()
極小值
![]()
由此表可知:
時,
有一個極大值
和一個極小值點
;
綜上所述:
時,
有惟一最小值點
;
時,
有一個極大值點
和一個極小值點
;
時,
無極值點.
(Ⅲ)當
時,函數(shù)
,
令函數(shù)
,
則
.
當
時,
,所以函數(shù)
在
上單調(diào)遞增,
又
.
時,恒有
,即
恒成立.
故當
時,有
.
對任意正整數(shù)
取
,則有
.
所以結論成立.
例2、(06全國Ⅰ21)已知函數(shù)
。(Ⅰ)設
,討論
的單調(diào)性;(Ⅱ)若對任意
恒有
,求
的取值范圍。
解(Ⅰ)f(x)的定義域為(-∞,1)∪(1,+∞).對f(x)求導數(shù)得 f '(x)= e-ax.
(?)當a=2時, f '(x)= e-2x, f '(x)在(-∞,0), (0,1)和(1,+ ∞)均大于0, 所以f(x)在(-∞,1), (1,+∞).為增函數(shù).
(?)當0<a<2時, f '(x)>0, f(x)在(-∞,1), (1,+∞)為增函數(shù).
(?)當a>2時, 0<<1, 令f '(x)=0 ,解得x1= - , x2= .
當x變化時, f '(x)和f(x)的變化情況如下表:
x
(-∞, -)
(-,)
(,1)
(1,+∞)
f '(x)
+
-
+
+
f(x)
ㄊ
ㄋ
ㄊ
ㄊ
f(x)在(-∞, -), (,1), (1,+∞)為增函數(shù), f(x)在(-,)為減函數(shù).
(Ⅱ)(?)當0<a≤2時, 由(Ⅰ)知: 對任意x∈(0,1)恒有f(x)>f(0)=1.
(?)當a>2時, 取x0= ∈(0,1),則由(Ⅰ)知 f(x0)<f(0)=1
(?)當a≤0時, 對任意x∈(0,1),恒有 >1且e-ax≥1,得
f(x)= e-ax≥ >1. 綜上當且僅當a∈(-∞,2]時,對任意x∈(0,1)恒有f(x)>1。
例3、(06天津20)已知函數(shù)
,其中
為參數(shù),且
.(1)當時
,判斷函數(shù)
是否有極值;(2)要使函數(shù)
的極小值大于零,求參數(shù)
的取值范圍;(3)若對(2)中所求的取值范圍內(nèi)的任意參數(shù)
,函數(shù)
在區(qū)間
內(nèi)都是增函數(shù),求實數(shù)
的取值范圍。
(Ⅱ)
,令
,得![]()
①當![]()
時,隨x的變化
的符號及
的變化情況如下表:
x
![]()
0
![]()
![]()
![]()
![]()
+
0
-
0
+
![]()
ㄊ
極大值
ㄋ
極小值
ㄊ
因此,函數(shù)
在
處取得極小值
,
要使
,必有
,可得![]()
②當時
,隨x的變化,
的符號及
的變化情況如下表:
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
+
0
-
0
+
![]()
![]()
極大值
![]()
極小值
![]()
因此,函數(shù)
處取得極小值
,且![]()
由題設,函數(shù)
內(nèi)是增函數(shù),則a須滿足不等式組
或 ![]()
由(II),參數(shù)時
時,![]()
要使不等式
關于參數(shù)
恒成立,
必有
,即![]()
解得
或
例4、(04福建16)如圖1,將邊長為1的正六邊形鐵皮的六個角各切去一個全等的四邊形,再沿虛線折起,做成一個無蓋的正六棱柱容器.當這個正六棱柱容器的底面邊長為 時,其容積最大。
(一)選擇題:
二、考題精練:
1、(06天津)函數(shù)
的定義域為開區(qū)間
,導函數(shù)
在
內(nèi)的圖象如圖所示,則函數(shù)
在開區(qū)間
內(nèi)有極小值點( )
A、1個 B、2個
C、3個 D、4個
2、(06江西)對于
上可導的任意函數(shù)
,若滿足
,則必有( )
A、
B、![]()
C、
D、![]()
(二)填空題:
3、(07江蘇)已知函數(shù)
在區(qū)間
上的最大值與最小值分別為
,
,則
_____;
4、(05重慶)曲線
處的切線與x軸、直線
所圍成的三角形的面積為
=
。
(三)解答題:
5、(07海南21)設函數(shù)![]()
(I)若當
時,
取得極值,求
的值,并討論
的單調(diào)性;
(II)若
存在極值,求
的取值范圍,并證明所有極值之和大于
.
解:
(Ⅰ)
,
依題意有
,故
.
從而
.
的定義域為
,當
時,
;
當
時,
;
當
時,
.
從而,
分別在區(qū)間
單調(diào)增加,在區(qū)間
單調(diào)減少.
(Ⅱ)
的定義域為
,
.
方程
的判別式
.
(?)若
,即
,在
的定義域內(nèi)
,故
的極值.
(?)若
,則
或
.
若
,
,
.
當
時,
,當
時,
,所以
無極值.
若
,
,
,
也無極值.
(?)若
,即
或
,則
有兩個不同的實根
,
.
當
時,
,從而
有
的定義域內(nèi)沒有零點,故
無極值.
當
時,
,
,
在
的定義域內(nèi)有兩個不同的零點,由根值判別方法知
在
取得極值.
綜上,
存在極值時,
的取值范圍為
.
的極值之和為
.
6、(07福建22)已知函數(shù)![]()
(Ⅰ)若
,試確定函數(shù)
的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)若
,且對于任意
,
恒成立,試確定實數(shù)
的取值范圍;
(Ⅲ)設函數(shù)
,求證:
。
本小題主要考查函數(shù)的單調(diào)性、極值、導數(shù)、不等式等基本知識,考查運用導數(shù)研究函數(shù)性質(zhì)的方法,考查分類討論、化歸以及數(shù)形結合等數(shù)學思想方法,考查分析問題、解決問題的能力.滿分14分.
解:(Ⅰ)由
得
,所以
.
由
得
,故
的單調(diào)遞增區(qū)間是
,
由
得
,故
的單調(diào)遞減區(qū)間是
.
(Ⅱ)由
可知
是偶函數(shù).
于是
對任意
成立等價于
對任意
成立.
由
得
.
①當
時,
.
此時
在
上單調(diào)遞增.
故
,符合題意.
②當
時,
.
當
變化時
的變化情況如下表:
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
單調(diào)遞減
極小值
單調(diào)遞增
由此可得,在
上,
.
依題意,
,又
.
綜合①,②得,實數(shù)
的取值范圍是
.
(Ⅲ)
,
![]()
,
,
![]()
由此得,![]()
故
.
7、(07湖北20)已知定義在正實數(shù)集上的函數(shù)
,
,其中
.設兩曲線
,
有公共點,且在該點處的切線相同.
(I)用
表示
,并求
的最大值;
(II)求證:
(
).
分析:本小題主要考查函數(shù)、不等式和導數(shù)的應用等知識,考查綜合運用數(shù)學知識解決問題的能力.
解:(Ⅰ)設
與
在公共點
處的切線相同.
,
,由題意
,
.
即
由
得:
,或
(舍去).
即有
.
令
,則
.于是
當
,即
時,
;
當
,即
時,
.
故
在
為增函數(shù),在
為減函數(shù),
于是
在
的最大值為
.
(Ⅱ)設
,
則![]()
.
故
在
為減函數(shù),在
為增函數(shù),
于是函數(shù)
在
上的最小值是
.
故當
時,有
,即當
時,
。
8、(05湖北)已知向量
在區(qū)間(-1,1)上是增函數(shù),求
的取值范圍。
9、(05江蘇22)已知
函數(shù)
(Ⅰ)當
時,求使
成立的
的集合;(Ⅱ)求函數(shù)
在區(qū)間[1,2]上的最小值。
[分析]:本題是一道函數(shù)與導數(shù)綜合運用問題,第一問對x進行討論,得出方程,進而求出x的值;第二問對a進行討論,結合函數(shù)的一階導數(shù)值判斷函數(shù)在區(qū)間上的單調(diào)性,進而求出函數(shù)的最小值.
[解答]:
(Ⅰ)由題意,f(x)=x2![]()
當x<2時,f(x)=x2(2-x)=x,解得x=0,或x=1;
當x![]()
綜上所述,所求解集為
.
(Ⅱ)設此最小值為m.
①當![]()
因為:![]()
則f(x)是區(qū)間[1,2]上的增函數(shù),所以m=f(1)=1-a..
②當1<a
.
③當a>2時,在區(qū)間[1,2]上,![]()
![]()
若
在區(qū)間(1,2)內(nèi)f/(x)>0,從而f(x)為區(qū)間[1,2]上的增函數(shù),
由此得:m=f(1)=a-1.
若2<a<3,則![]()
當![]()
當![]()
因此,當2<a<3時,m=f(1)=a-1或m=f(2)=4(a-2).
當
;
當![]()
綜上所述,所求函數(shù)的最小值![]()
[評析]:本題主要考查運用導數(shù)研究函數(shù)性質(zhì)的方法,同時考查了分類討論轉化化歸的數(shù)學思想,以及相關分析推理、計算等方面的能力。
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