1、
函数与导数
1. 已知函数,其中.
(Ⅰ)当时,求曲线在点处的切线方程;
(Ⅱ)当时,求的单调区间;
(Ⅲ)证明:对任意的在区间内均存在零点.
【解析】(19)本小题主要考查导数的几何意义、利用导数研究函数的单调性、曲线的切线方程、函数的零点、解不等式等基础知识,考查运算能力及分类讨论的思想方法,满分14分。
(Ⅰ)解:当时,
所以曲线在点处的切线方程为
(Ⅱ)解:,令,解得
因为,以下分两种情况讨论:
(1)若变化时,的变化情况如下表:
+
-
+
所以,的单调递增区间是的单调递减区间是。
2、 (2)若,当变化时,的变化情况如下表:
+
-
+
所以,的单调递增区间是的单调递减区间是
(Ⅲ)证明:由(Ⅱ)可知,当时,在内的单调递减,在内单调递增,以下分两种情况讨论:
(1)当时,在(0,1)内单调递减,
所以对任意在区间(0,1)内均存在零点。
(2)当时,在内单调递减,在内单调递增,若
所以内存在零点。
若
所以内存在零点。
所以,对任意在区间(0,1)内均存在零点。
综上,对任意在区间(0,1)内均存在零点。
2. 已知函数,.
(Ⅰ)设函数F(x)=18f(x
3、)-x2[h(x)]2,求F(x)的单调区间与极值;
(Ⅱ)设,解关于x的方程;
(Ⅲ)设,证明:.
本小题主要考查函数导数的应用、不等式的证明、解方程等基础知识,考查数形结合、函数与方程、分类与整合等数学思想方法及推理运算、分析问题、解决问题的能力.
解:(Ⅰ),
.
令,得(舍去).
当时.;当时,,
故当时,为增函数;当时,为减函数.
为的极大值点,且.
(Ⅱ)方法一:原方程可化为,
即为,且
①当时,,则,即,
,此时,∵,
此时方程仅有一解.
②当时,,由,得,,
若,则,方程有两解;
若时,则,方程有一解;
若或,原方程无解.
方法二:原方程可
4、化为,
即,
①当时,原方程有一解;
②当时,原方程有二解;
③当时,原方程有一解;
④当或时,原方程无解.
(Ⅲ)由已知得,
.
设数列的前n项和为,且()
从而有,当时,.
又
.
即对任意时,有,又因为,所以.
则,故原不等式成立.
3. 设函数,
(Ⅰ)求的单调区间;
(Ⅱ)求所有实数,使对恒成立.
注:为自然对数的底数.
【解析】(21)本题主要考查函数的单调性、导数运算法则、导数应用等基础知识,同时考查抽象概括、推理论证能力。满分15分。
(Ⅰ)解:因为
所以
由于,所以的增区间为,减区间为
(Ⅱ)证明:由题意得
5、
由(Ⅰ)知内单调递增,
要使恒成立,
只要
解得
4. 设,其中为正实数.
(Ⅰ)当时,求的极值点;
(Ⅱ)若为上的单调函数,求的取值范围.
【解析】(18)(本小题满分13分)本题考查导数的运算,极值点的判断,导数符号与函数单调变化之间的关系,求解二次不等式,考查运算能力,综合运用知识分析和解决问题的能力.
解:对求导得 ①
(I)当,若
综合①,可知
+
0
-
0
+
↗
极大值
↘
极小值
↗
所以,是极小值点,是极大值点.
(II)若为R上的单调函数,则在R上不变号,结合
6、①与条件a>0,知
在R上恒成立,因此由此并结合,知
5. 已知a,b为常数,且a≠0,函数f(x)=-ax+b+axlnx,f(e)=2(e=2.71828…是自然对数的底数)。
(I)求实数b的值;
(II)求函数f(x)的单调区间;
(III)当a=1时,是否同时存在实数m和M(m7、分类与整合思想,满分14分。
解:(I)由
(II)由(I)可得
从而
,故:
(1)当
(2)当
综上,当时,函数的单调递增区间为,
单调递减区间为(0,1);
当时,函数的单调递增区间为(0,1),
单调递减区间为。
(III)当a=1时,
由(II)可得,当x在区间内变化时,的变化情况如下表:
-
0
+
单调递减
极小值1
单调递增
2
又的值域为[1,2]。
据经可得,若,则对每一个,直线y=t与曲线都有公共点。
并且对每一个,直线与曲线都没有公共点。
综上,当a=1时,存在最小的实数m=1,
8、最大的实数M=2,使得对每一个,直线y=t
与曲线都有公共点。
6. 设函数,,其中,a、b为常数,已知曲线与在点(2,0)处有相同的切线l。
(I) 求a、b的值,并写出切线l的方程;
(II)若方程有三个互不相同的实根0、、,其中,且对任意的,恒成立,求实数m的取值范围。
【解析】20.本题主要考查函数、导数、不等式等基础知识,同时考查综合运用数学知识进行推理论证的能力,以及函数与方程和特殊与一般的思想,(满分13分)
解:(Ⅰ)
由于曲线在点(2,0)处有相同的切线,
故有
由此得
所以,切线的方程为
(Ⅱ)由(Ⅰ)得,所以
依题意,方程有三个互不相同的实数,
故是方程的两相异的实根。
所以
又对任意的成立,
特别地,取时,成立,得
由韦达定理,可得
对任意的
则
所以函数的最大值为0。
于是当时,对任意的恒成立,
综上,的取值范围是
7