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高一兴趣导数大题目专项训练
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1.已知函数是定义在上的奇函数,当时,有(其中为自然对数的底,).
(Ⅰ)求函数的解析式;
(Ⅱ)试问:是否存在实数,使得当,的最小值是?如果存在,求出实数的值;如果不存在,请说明理由;
(Ⅲ)设(),求证:当时,;
2. 若存在实常数和,使得函数和对其定义域上的任意实数分别满足:和,则称直线为和的“隔离直线”.已知,(其中为自然对数的底数).
(1)求的极值;
(2) 函数和是否存在隔离直线?若存在,求出此隔离直线方程;若不存在,请说明理由.
3. 设关于x的方程有两个实根α、β,且。定义函数(I)求的值;(II)判断上单调性,并加以证明;
(III)若为正实数,①试比较的大小;
②证明
4. 若函数在处取得极值.
(I)求与的关系式(用表示),并求的单调区间;
(II)是否存在实数m,使得对任意及总有
恒成立,若存在,求出的范围;若不存在,请说明理由.
5.若函数
(1)求函数的单调区间;
(2)若对所有的都有成立,求实数a的取值范围.
6、已知函数
(I)求f(x)在[0,1]上的极值;
(II)若对任意成立,求实数a的取值范围;
(III)若关于x的方程在[0,1]上恰有两个不同的实根,求实数b的取值范围
7.已知 ,其中.(Ⅰ)求使在上是减函数的充要条件;(Ⅱ)求在上的最大值;(Ⅲ)解不等式.
8.已知函数.
(1)求函数在上的最大值、最小值;
(2)求证:在区间上,函数的图象在函数的图象的下方;
(3)求证:≥N*).
9.已知函数,设。
(Ⅰ)求F(x)的单调区间;
(Ⅱ)若以图象上任意一点为切点的切线的斜率 恒成立,求实数的最小值。
(Ⅲ)是否存在实数,使得函数的图象与的图象恰好有四个不同的交点?若存在,求出的取值范围,若不存在,说名理由。
10.已知函数(a>0,且a≠1),其中为常数.如果 是增函数,且存在零点(为的导函数).
(Ⅰ)求a的值;
(Ⅱ)设A(x1,y1)、B(x2,y2)(x1<x2)是函数y=g(x)的图象上两点,( 为的导函数),证明:.
参考答案
1.解:(Ⅰ)当时,,故有,由此及是奇函数得,因此,函数的解析式为
;
(Ⅱ)当时,:
①若,则在区间上是增函数,故此时函数在区间上最小值为,得,不符合,舍去。②若,则令,且在区间上是减函数,而在区间上是增函数,故当时,.
令.
综上所述,当时,函数在区间上的最小值是3.
(Ⅲ)证明:令。当时,注意到(设h(x)=x-lnx,利用导数求h(x)在的最小值为1,从而证得x-lnx1),故有
.
①当时,注意到,故
;
②当时,有,故函数在区间上是增函数,从而有
。
因此,当时,有。
又因为是偶函数,故当时,同样有,即.
综上所述,当时,有;
2. 【解】(Ⅰ) ,
. 当时,.
当时,,此时函数递减;
当时,,此时函数递增;
∴当时,取极小值,其极小值为.
(Ⅱ)解法一:由(Ⅰ)可知函数和的图象在处有公共点,因此若存在和的隔离直线,则该直线过这个公共点. 设隔离直线的斜率为,则直线方程为,即
. 由,可得当时恒成立.
,
由,得. 下面证明当时恒成立.
令,则
, 当时,.
当时,,此时函数递增;
当时,,此时函数递减;
∴当时,取极大值,其极大值为.
从而,即恒成立.
∴函数和存在唯一的隔离直线.
解法二: 由(Ⅰ)可知当时, (当且当时取等号) .……7分
若存在和的隔离直线,则存在实常数和,使得
和恒成立,
令,则且
,即. 后面解题步骤同解法一.
3. (I)解:的两个实根,
…………3分
(II),
…………4分
当 …………5分
而,
上为增函数。 …………7分
(III)①
…………9分
由(II),可知 …………10分
②同理,可得
…………12分
又由(I),知
所以 …………14分
4. 解:(I),由条件得:.
,. (1分)
得:.
当时,不是极值点,. (2分)
当时,得或;当时,得或. (4分)
综上得:当时,的单调递增区间为及
单调递减区间为. (5分)
当时,的单调递增区间为及
单调递减区间为. (6分)
(II)时,由(I)知在上单调递减,在上单调递增.
当时,.
又,,则.
当时,. (8分)
由条件有:
.
.即对恒成立.
令,则有:
解得:或. (14分)
5. 【解】:(1)由题意知: 的定义域为,
令
当时,即时,
当时,即
方程有两个不等实根,
若则,则在上
若则,
所以:综上可得:
当时, 的单调递增区间为,单调递减区间为;
当,的单调递增区间为
(2)解法一:因为,所以
令,则
当时,,故
所以:
解法二:
令
当时
所以上单调递减,在单调递增
①当时,在上单调递增,
②当时,
若,则;若,则
故不成立,
综上所得:
6.解:(I),
令(舍去)
单调递增;
当单调递减.
上的极大值
(II)由得
, …………①
设,
,
依题意知上恒成立,
,
,
上单增,要使不等式①成立,
当且仅当
(III)由
令,
当上递增;
当上递减
而,
恰有两个不同实根等价于
7. 解:(1). , 时,,即.
当时,, 即.
在上是减函数的充要条件为. ………(4分)
(2)由(1)知,当时为减函数,的最大值为;
当时,,当时,,当时,
即在上是增函数,在上是减函数,时取最大值,
最大值为, 即 ……(13分)
(3)在(1)中取,即, 由(1)知在上是减函数.
,即,
,解得或.
故所求不等式的解集为[ ……………(8分)
8.解:(1)∵f¢ (x)=∴当xÎ时,f¢ (x)>0, ∴在上是增函数
故,. ……………………4分
(2)设,则,
∵时,∴,故在上是减函数.
又,故在上,,即,
∴函数的图象在函数的图象的下方. ……………………8分
(3)∵x>0,∴,当时,不等式显然成立;
当≥时,有
≥
∴≥N*)
9解.(Ⅰ)
由。
(Ⅱ)
当
…………………………………………4分
(Ⅲ)若的图象与
的图象恰有四个不同交点,
即有四个不同的根,亦即
有四个不同的根。
令,
则。
当变化时的变化情况如下表:
(-1,0)
(0,1)
(1,)
的符号
+
-
+
-
的单调性
↗
↘
↗
↘
由表格知:。
画出草图和验证可知,当时,
………………12分
10.解:(Ⅰ)因为,
所以. …………………………………………3分
因为h(x)在区间上是增函数,
所以在区间上恒成立.
若0<a<1,则lna<0,于是恒成立.
又存在正零点,故△=(-2lna)2-4lna=0,lna=0,或lna=1与lna<0矛盾.
所以a>1.
由恒成立,又存在正零点,故△=(-2lna)2-4lna=0,
所以lna=1,即a=e. ……………………………………………………………………7分
(Ⅱ)由(Ⅰ),,于是,.…………………………9分
以下证明. (※)
(※)等价于. ……………………………………………11分
令r(x)=xlnx2-xlnx-x2+x,…………………………………………………………13分
r ′(x)=lnx2-lnx,在(0,x2]上,r′(x)>0,所以r(x)在(0,x2]上为增函数.
当x1<x2时,r(x1)< r(x2)=0,即,
从而得到证明.……………………………………………………………………15分
对于同理可证……………………………………………………………16分
所以.
评讲建议:
此题主要考查函数、导数、对数函数、二次函数等知识.评讲时注意着重导数在研究函数中的应用.本题的第一小题是常规题比较容易,第二小题是以数学分析中的中值定理为背景,作辅助函数,利用导数来研究函数的性质,是近几年高考的热点.第二小题还可以这样证明:
要证明,只要证明>1,令,作函数h(x)=t-1-lnt,下略.
分
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