題目列表(包括答案和解析)
已知函數(shù)
其中
為自然對數(shù)的底數(shù),
.(Ⅰ)設(shè)
,求函數(shù)
的最值;(Ⅱ)若對于任意的
,都有
成立,求
的取值范圍.
【解析】第一問中,當(dāng)
時(shí),
,
.結(jié)合表格和導(dǎo)數(shù)的知識判定單調(diào)性和極值,進(jìn)而得到最值。
第二問中,∵
,
,
∴原不等式等價(jià)于:
,
即
, 亦即![]()
分離參數(shù)的思想求解參數(shù)的范圍
解:(Ⅰ)當(dāng)
時(shí),
,
.
當(dāng)
在
上變化時(shí),
,
的變化情況如下表:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
1/e |
∴
時(shí),
,
.
(Ⅱ)∵
,
,
∴原不等式等價(jià)于:
,
即
, 亦即
.
∴對于任意的
,原不等式恒成立,等價(jià)于
對
恒成立,
∵對于任意的
時(shí),
(當(dāng)且僅當(dāng)
時(shí)取等號).
∴只需
,即
,解之得
或
.
因此,
的取值范圍是![]()
已知函數(shù)
的圖象過坐標(biāo)原點(diǎn)O,且在點(diǎn)
處的切線的斜率是
.
(Ⅰ)求實(shí)數(shù)
的值;
(Ⅱ)求
在區(qū)間
上的最大值;
(Ⅲ)對任意給定的正實(shí)數(shù)
,曲線
上是否存在兩點(diǎn)P、Q,使得
是以O(shè)為直角頂點(diǎn)的直角三角形,且此三角形斜邊中點(diǎn)在
軸上?說明理由.
【解析】第一問當(dāng)
時(shí),
,則
。
依題意得:
,即
解得
第二問當(dāng)
時(shí),
,令
得
,結(jié)合導(dǎo)數(shù)和函數(shù)之間的關(guān)系得到單調(diào)性的判定,得到極值和最值
第三問假設(shè)曲線
上存在兩點(diǎn)P、Q滿足題設(shè)要求,則點(diǎn)P、Q只能在
軸兩側(cè)。
不妨設(shè)
,則
,顯然![]()
∵
是以O(shè)為直角頂點(diǎn)的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在滿足題設(shè)要求的兩點(diǎn)P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設(shè)要求的兩點(diǎn)P、Q.
(Ⅰ)當(dāng)
時(shí),
,則
。
依題意得:
,即
解得![]()
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,![]()
①當(dāng)
時(shí),
,令
得![]()
當(dāng)
變化時(shí),
的變化情況如下表:
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
— |
0 |
+ |
0 |
— |
|
|
|
極小值 |
單調(diào)遞增 |
極大值 |
|
又
,
,
。∴
在
上的最大值為2.
②當(dāng)
時(shí),
.當(dāng)
時(shí),
,
最大值為0;
當(dāng)
時(shí),
在
上單調(diào)遞增!
在
最大值為
。
綜上,當(dāng)
時(shí),即
時(shí),
在區(qū)間
上的最大值為2;
當(dāng)
時(shí),即
時(shí),
在區(qū)間
上的最大值為
。
(Ⅲ)假設(shè)曲線
上存在兩點(diǎn)P、Q滿足題設(shè)要求,則點(diǎn)P、Q只能在
軸兩側(cè)。
不妨設(shè)
,則
,顯然![]()
∵
是以O(shè)為直角頂點(diǎn)的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在滿足題設(shè)要求的兩點(diǎn)P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設(shè)要求的兩點(diǎn)P、Q.
若
,則
代入(*)式得:![]()
即
,而此方程無解,因此
。此時(shí)
,
代入(*)式得:
即
(**)
令
,則![]()
∴
在
上單調(diào)遞增, ∵
∴
,∴
的取值范圍是
。
∴對于
,方程(**)總有解,即方程(*)總有解。
因此,對任意給定的正實(shí)數(shù)
,曲線
上存在兩點(diǎn)P、Q,使得
是以O(shè)為直角頂點(diǎn)的直角三角形,且此三角形斜邊中點(diǎn)在
軸上
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