22.(2009遼寧卷文)(本小題滿分12分)
設,且曲線y=f(x)在x=1處的切線與x軸平行。
(I) 求a的值,并討論f(x)的單調性;
(II)
證明:當
解:(Ⅰ).有條件知,
,故
.
………2分
于是.
故當時,
<0;
當時,
>0.
從而在
,
單調減少,在
單調增加. ………6分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知在
單調增加,故
在
的最大值為
,
最小值為.
從而對任意,
,有
.
………10分
而當時,
.
從而 ………12分
21.(2009福建卷理)(本小題滿分14分)
已知函數,且
(1) 試用含的代數式表示b,并求
的單調區間;
(2)令,設函數
在
處取得極值,記點M (
,
),N(
,
),P(
),
,請仔細觀察曲線
在點P處的切線與線段MP的位置變化趨勢,并解釋以下問題:
(I)若對任意的m (
,
x
),線段MP與曲線f(x)均有異于M,P的公共點,試確定t的最小值,并證明你的結論;
(II)若存在點Q(n ,f(n)),
x n<
m,使得線段PQ與曲線f(x)有異于P、Q的公共點,請直接寫出m的取值范圍(不必給出求解過程)
解法一:
(Ⅰ)依題意,得
由.
從而
令 21世紀教育網
①當a>1時,
當x變化時,與
的變化情況如下表:
x |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
+ |
- |
+ |
![]() |
單調遞增 |
單調遞減 |
單調遞增 |
由此得,函數的單調增區間為
和
,單調減區間為
。
②當時,
此時有
恒成立,且僅在
處
,故函數
的單調增區間為R
③當時,
同理可得,函數
的單調增區間為
和
,單調減區間為
21世紀教育網
綜上:
當時,函數
的單調增區間為
和
,單調減區間為
;
當時,函數
的單調增區間為R;
當時,函數
的單調增區間為
和
,單調減區間為
.
(Ⅱ)由得
令
得
由(1)得增區間為
和
,單調減區間為
,所以函數
在處
取得極值,故M(
)N(
)。
觀察的圖象,有如下現象:
①當m從-1(不含-1)變化到3時,線段MP的斜率與曲線在點P處切線的斜率
之差Kmp-
的值由正連續變為負。
②線段MP與曲線是否有異于H,P的公共點與Kmp-的m正負有著密切的關聯;
③Kmp-=0對應的位置可能是臨界點,故推測:滿足Kmp-
的m就是所求的t最小值,下面給出證明并確定的t最小值.曲線
在點
處的切線斜率
;
線段MP的斜率Kmp
當Kmp-=0時,解得
直線MP的方程為 21世紀教育網
令
當時,
在
上只有一個零點
,可判斷
函數在
上單調遞增,在
上單調遞減,又
,所以
在
上沒有零點,即線段MP與曲線
沒有異于M,P的公共點。
當時,
.
所以存在使得
即當MP與曲線
有異于M,P的公共點21世紀教育網
綜上,t的最小值為2.
(2)類似(1)于中的觀察,可得m的取值范圍為
解法二:
(1)同解法一.
(2)由得
,令
,得
由(1)得的單調增區間為
和
,單調減區間為
,所以函數在處取得極值。故M(
).N(
)
(Ⅰ)
直線MP的方程為
由
得
線段MP與曲線有異于M,P的公共點等價于上述方程在(-1,m)上有根,即函數
上有零點.
因為函數為三次函數,所以
至多有三個零點,兩個極值點.
又.因此,
在
上有零點等價于
在
內恰有一個極大值點和一個極小值點,即
內有兩不相等的實數根.
等價于
即
又因為,所以m
的取值范圍為(2,3)
從而滿足題設條件的r的最小值為2.
20.(2009湖南卷文)(本小題滿分13分)
已知函數的導函數的圖象關于直線x=2對稱.
(Ⅰ)求b的值;
(Ⅱ)若在
處取得最小值,記此極小值為
,求
的定義域和值域。
解: (Ⅰ).因為函數
的圖象關于直線x=2對稱,
所以,于是
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,
.
(ⅰ)當c 12時,
,此時
無極值!
(ii)當c<12時,有兩個互異實根
,
.不妨設
<
,則
<2<
.
當x<時,
,
在區間
內為增函數; 21世紀教育網
當<x<
時,
,
在區間
內為減函數;
當時,
,
在區間
內為增函數.
所以在
處取極大值,在
處取極小值.
因此,當且僅當時,函數
在
處存在唯一極小值,所以
.
于是的定義域為
.由
得
.
于是 .
當時,
所以函數
在區間內是減函數,故
的值域為
21世紀教育網
19.(2009全國卷Ⅱ理)(本小題滿分12分)
設函數有兩個極值點
,且
(I)求的取值范圍,并討論
的單調性;
(II)證明:
解: (I)
令,其對稱軸為
。由題意知
是方程
的兩個均大于
的不相等的實根,其充要條件為
,得
⑴當時,
在
內為增函數;21世紀教育網
⑵當時,
在
內為減函數;
⑶當時,
在
內為增函數;
(II)由(I),
設,
則
⑴當時,
在
單調遞增;
⑵當時,
,
在
單調遞減。21世紀教育網
故.
18.(2009四川卷文)(本小題滿分12分)
已知函數的圖象在與
軸交點處的切線方程是
。
(I)求函數的解析式;
(II)設函數,若
的極值存在,求實數
的取值范圍以及函數
取得極值時對應的自變量
的值.
[解析](I)由已知,切點為(2,0),故有,即
……①
又,由已知
得
……②
聯立①②,解得.
所以函數的解析式為 …………………………………4分
(II)因為
令
當函數有極值時,則,方程
有實數解, 21世紀教育網
由,得
.
①當時,
有實數
,在
左右兩側均有
,故函數
無極值
②當時,
有兩個實數根
情況如下表:
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
![]() |
↗ |
極大值 |
↘ |
極小值 |
↗ |
所以在時,函數
有極值;
當時,
有極大值;當
時,
有極小值;
…………………………………12分
17.(2009湖北卷理)(本小題滿分14分) (注意:在試題卷上作答無效)
在R上定義運算(b、c為實常數)。記
,
,
.令
.
如果函數
在
處有極什
,試確定b、c的值;
求曲線
上斜率為c的切線與該曲線的公共點;
記
的最大值為
.若
對任意的b、c恒成立,試示
的最大值。
解當得對稱軸x=b位于區間
之外21世紀教育網
此時
由
①
若
于是
②
若,則
,
于是
綜上,對任意的b、c都有
而當,時,
在區間
上的最大值
21世紀教育網
故對任意的b,c恒成立的k的最大值為
16.(2009天津卷文)(本小題滿分12分)
設函數
(Ⅰ)當曲線
處的切線斜率
(Ⅱ)求函數的單調區間與極值;
(Ⅲ)已知函數有三個互不相同的零點0,
,且
。若對任意的
,
恒成立,求m的取值范圍。
[答案](1)1(2)在
和
內減函數,在
內增函數。函數
在
處取得極大值
,且
=
函數在
處取得極小值
,且
=
[解析]解:當
所以曲線處的切線斜率為1. 21世紀教育網
(2)解:,令
,得到
因為
當x變化時,的變化情況如下表:
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
![]() |
![]() ![]() |
極小值 |
![]() |
極大值 |
![]() ![]() |
在
和
內減函數,在
內增函數。
函數在
處取得極大值
,且
=
函數在
處取得極小值
,且
=
(3)解:由題設,
所以方程=0由兩個相異的實根
,故
,且
,解得
因為
若,而
,不合題意
若則對任意的
有
則又
,所以函數
在
的最小值為0,于是對任意的
,
恒成立的充要條件是
,解得
21世紀教育網
綜上,m的取值范圍是
[考點定位]本小題主要考查導數的幾何意義,導數的運算,以及函數與方程的根的關系解不等式等基礎知識,考查綜合分析問題和解決問題的能力。
15.(2009江西卷理)(本小題滿分12分)
設函數
(1)
求函數的單調區間;21世紀教育網
(2)
若,求不等式
的解集.
解: (1) ,
由
,得
.
因為 當時,
;
當
時,
;
當
時,
;
所以的單調增區間是:
;
單調減區間是:
.
(2)
由 ,
得:.
故:當 時, 解集是:
;
當 時,解集是:
;
當 時, 解集是:
. 21世紀教育網
14.(2009江西卷文)(本小題滿分12分)
設函數.
(1)對于任意實數,
恒成立,求
的最大值;
(2)若方程有且僅有一個實根,求
的取值范圍.
解:(1) ,
因為,
,
即
恒成立,
所以 , 得
,即
的最大值為
(2) 因為 當時,
;當
時,
;當
時,
;
所以 當時,
取極大值
;
當時,
取極小值
;
故當 或
時, 方程
僅有一個實根. 解得
或
.
13.(2009安徽卷文)(本小題滿分14分)
已知函數,a>0,21世紀教育網
(Ⅰ)討論的單調性;
(Ⅱ)設a=3,求在區間{1,
}上值域。期中e=2.71828…是自然對數的底數。
[思路]由求導可判斷得單調性,同時要注意對參數的討論,即不能漏掉,也不能重復。第二問就根據第一問中所涉及到的單調性來求函數在
上的值域。
[解析](1)由于
令 21世紀教育網
①當,即
時,
恒成立.
在(-∞,0)及(0,+∞)上都是增函數.
②當,即
時21世紀教育網
由得
或
21世紀教育網
或
或
又由得
綜上①當時,
在
上都是增函數.
②當時,
在
上是減函數, 21世紀教育網
在上都是增函數.
(2)當時,由(1)知
在
上是減函數.
在上是增函數.
又 21世紀教育網
函數
在
上的值域為
21世紀教育網
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