題目列表(包括答案和解析)
已知函數.(
)
(1)若在區間
上單調遞增,求實數
的取值范圍;
(2)若在區間上,函數
的圖象恒在曲線
下方,求
的取值范圍.
【解析】第一問中,首先利用在區間
上單調遞增,則
在區間
上恒成立,然后分離參數法得到
,進而得到范圍;第二問中,在區間
上,函數
的圖象恒在曲線
下方等價于
在區間
上恒成立.然后求解得到。
解:(1)在區間
上單調遞增,
則在區間
上恒成立. …………3分
即,而當
時,
,故
.
…………5分
所以.
…………6分
(2)令,定義域為
.
在區間上,函數
的圖象恒在曲線
下方等價于
在區間
上恒成立.
∵ …………9分
① 若,令
,得極值點
,
,
當,即
時,在(
,+∞)上有
,此時
在區間
上是增函數,并且在該區間上有
,不合題意;
當,即
時,同理可知,
在區間
上遞增,
有,也不合題意;
…………11分
② 若,則有
,此時在區間
上恒有
,從而
在區間
上是減函數;
要使在此區間上恒成立,只須滿足
,
由此求得的范圍是
. …………13分
綜合①②可知,當時,函數
的圖象恒在直線
下方.
已知數列是各項均不為0的等差數列,公差為d,
為其前n項和,且滿足
,
.數列
滿足
,
,
為數列
的前n項和.
(1)求數列的通項公式
和數列
的前n項和
;
(2)若對任意的,不等式
恒成立,求實數
的取值范圍;
(3)是否存在正整數,使得
成等比數列?若存在,求出所有
的值;若不存在,請說明理由.
【解析】第一問利用在中,令n=1,n=2,
得 即
解得,,
[
又時,
滿足
,
,
第二問,①當n為偶數時,要使不等式恒成立,即需不等式
恒成立.
,等號在n=2時取得.
此時
需滿足
.
②當n為奇數時,要使不等式恒成立,即需不等式
恒成立.
是隨n的增大而增大, n=1時
取得最小值-6.
此時
需滿足
.
第三問,
若成等比數列,則
,
即.
由,可得
,即
,
.
(1)(法一)在中,令n=1,n=2,
得 即
解得,,
[
又時,
滿足
,
,
.
(2)①當n為偶數時,要使不等式恒成立,即需不等式
恒成立.
,等號在n=2時取得.
此時
需滿足
.
②當n為奇數時,要使不等式恒成立,即需不等式
恒成立.
是隨n的增大而增大, n=1時
取得最小值-6.
此時
需滿足
.
綜合①、②可得的取值范圍是
.
(3),
若成等比數列,則
,
即.
由,可得
,即
,
.
又,且m>1,所以m=2,此時n=12.
因此,當且僅當m=2,
n=12時,數列中的
成等比數列
如圖,,
,…,
,…是曲線
上的點,
,
,…,
,…是
軸正半軸上的點,且
,
,…,
,…
均為斜邊在
軸上的等腰直角三角形(
為坐標原點).
(1)寫出、
和
之間的等量關系,以及
、
和
之間的等量關系;
(2)求證:(
);
(3)設,對所有
,
恒成立,求實數
的取值范圍.
【解析】第一問利用有,
得到
第二問證明:①當時,可求得
,命題成立;②假設當
時,命題成立,即有
則當
時,由歸納假設及
,
得
第三問
.………………………2分
因為函數在區間
上單調遞增,所以當
時,
最大為
,即
解:(1)依題意,有,
,………………4分
(2)證明:①當時,可求得
,命題成立;
……………2分
②假設當時,命題成立,即有
,……………………1分
則當時,由歸納假設及
,
得.
即
解得(
不合題意,舍去)
即當時,命題成立. …………………………………………4分
綜上所述,對所有,
. ……………………………1分
(3)
.………………………2分
因為函數在區間
上單調遞增,所以當
時,
最大為
,即
.……………2分
由題意,有.
所以,
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
17世紀,科學家們致力于運動的研究,如計算天體的位置,遠距離航海中對經度和緯度的測量,炮彈的速度對于高度和射程的影響等.諸如此類的問題都需要探究兩個變量之間的關系,并根據這種關系對事物的變化規律作出判斷,如根據炮彈的速度推測它能達到的高度和射程.這正是函數產生和發展的背景.
“function”一詞最初由德國數學家萊布尼茲(G.W.Leibniz,1646~1716)在1692年使用.在中國,清代數學家李善蘭(1811~1882)在1859年和英國傳教士偉烈亞力合譯的《代徽積拾級》中首次將“function”譯做“函數”.
萊布尼茲用“函數”表示隨曲線的變化而改變的幾何量,如坐標、切線等.1718年,他的學生,瑞士數學家約翰·伯努利(J.Bernoulli,1667~1748)強調函數要用公式表示.后來,數學家認為這不是判斷函數的標準.只要一些變量變化,另一些變量隨之變化就可以了.所以,1755年,瑞士數學家歐拉(L.Euler,1707~1783)將函數定義為“如果某些變量,以一種方式依賴于另一些變量,我們將前面的變量稱為后面變量的函數”.
當時很多數學家對于不用公式表示函數很不習慣,甚至抱懷疑態度.函數的概念仍然是比較模糊的.
隨著對微積分研究的深入,18世紀末19世紀初,人們對函數的認識向前推進了.德國數學家狄利克雷(P.G.L.Dirichlet,1805~1859)在1837年時提出:“如果對于x的每一個值,y總有一個完全確定的值與之對應,則y是x的函數”.這個定義較清楚地說明了函數的內涵.只要有一個法則,使得取值范圍中的每一個值,有一個確定的y和它對應就行了,不管這個法則是公式、圖象、表格還是其他形式.19世紀70年代以后,隨著集合概念的出現,函數概念又進而用更加嚴謹的集合和對應語言表述,這就是本節學習的函數概念.
綜上所述可知,函數概念的發展與生產、生活以及科學技術的實際需要緊密相關,而且隨著研究的深入,函數概念不斷得到嚴謹化、精確化的表達,這與我們學習函數的過程是一樣的.
你能以函數概念的發展為背景,談談從初中到高中學習函數概念的體會嗎?
1.探尋科學家發現問題的過程,對指導我們的學習有什么現實意義?
2.萊布尼茲、狄利克雷等科學家有哪些品質值得我們學習?
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