題目列表(包括答案和解析)
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(duì)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(duì)于
,方程(**)總有解,即方程(*)總有解。
因此,對(duì)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
在
中,滿足
,
是
邊上的一點(diǎn).
(Ⅰ)若
,求向量
與向量
夾角的正弦值;
(Ⅱ)若
,
=m (m為正常數(shù)) 且
是
邊上的三等分點(diǎn).,求
值;
(Ⅲ)若
且
求
的最小值。
【解析】第一問中,利用向量的數(shù)量積設(shè)向量
與向量
的夾角為
,則![]()
令
=
,得
,又
,則
為所求
第二問因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012070912192026514838/SYS201207091220070463574796_ST.files/image008.png">,
=m所以
,![]()
(1)當(dāng)
時(shí),則
=
(2)當(dāng)
時(shí),則
=![]()
第三問中,解:設(shè)
,因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012070912192026514838/SYS201207091220070463574796_ST.files/image029.png">
,
;
所以
即
于是
得![]()
從而![]()
運(yùn)用三角函數(shù)求解。
(Ⅰ)解:設(shè)向量
與向量
的夾角為
,則![]()
令
=
,得
,又
,則
為所求……………2分
(Ⅱ)解:因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012070912192026514838/SYS201207091220070463574796_ST.files/image008.png">,
=m所以
,![]()
(1)當(dāng)
時(shí),則
=
;-2分
(2)當(dāng)
時(shí),則
=
;--2分
(Ⅲ)解:設(shè)
,因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012070912192026514838/SYS201207091220070463574796_ST.files/image029.png">
,
;
所以
即
于是
得![]()
從而
---2分
=
=![]()
=
…………………………………2分
令
,
則
,則函數(shù)
,在
遞減,在
上遞增,所以
從而當(dāng)
時(shí),![]()
已知函數(shù)
,(
),![]()
(1)若曲線
與曲線
在它們的交點(diǎn)(1,c)處具有公共切線,求a,b的值
(2)當(dāng)
時(shí),若函數(shù)
的單調(diào)區(qū)間,并求其在區(qū)間(-∞,-1)上的最大值。
【解析】(1)
,
∵曲線
與曲線
在它們的交點(diǎn)(1,c)處具有公共切線
∴
,![]()
∴![]()
(2)令
,當(dāng)
時(shí),![]()
令
,得![]()
時(shí),
的情況如下:
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
所以函數(shù)
的單調(diào)遞增區(qū)間為
,
,單調(diào)遞減區(qū)間為![]()
當(dāng)
,即
時(shí),函數(shù)
在區(qū)間
上單調(diào)遞增,
在區(qū)間
上的最大值為
,
當(dāng)
且
,即
時(shí),函數(shù)
在區(qū)間
內(nèi)單調(diào)遞增,在區(qū)間
上單調(diào)遞減,
在區(qū)間
上的最大值為![]()
當(dāng)
,即a>6時(shí),函數(shù)
在區(qū)間
內(nèi)單調(diào)遞贈(zèng),在區(qū)間
內(nèi)單調(diào)遞減,在區(qū)間
上單調(diào)遞增。又因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012070912442510881234/SYS201207091244511088175760_ST.files/image040.png">
所以
在區(qū)間
上的最大值為
。
已知函數(shù)f(x)=alnx-x2+1.
(1)若曲線y=f(x)在x=1處的切線方程為4x-y+b=0,求實(shí)數(shù)a和b的值;
(2)若a<0,且對(duì)任意x1、x2∈(0,+∞),都|f(x1)-f(x2)|≥|x1-x2|,求a的取值范圍.
【解析】第一問中利用f′(x)=
-2x(x>0),f′(1)=a-2,又f(1)=0,所以曲線y=f(x)在x=1處的切線方程為y=(a-2)(x-1),即(a-2)x-y+2-a=0,
由已知得a-2=4,2-a=b,所以a=6,b=-4.
第二問中,利用當(dāng)a<0時(shí),f′(x)<0,∴f(x)在(0,+∞)上是減函數(shù),
不妨設(shè)0<x1≤x2,則|f(x1)-f(x2)|=f(x1)-f(x2),|x1-x2|=x2-x1,
∴|f(x1)-f(x2)|≥|x1-x2|等價(jià)于f(x1)-f(x2)≥x2-x1,
即f(x1)+x1≥f(x2)+x2,結(jié)合構(gòu)造函數(shù)和導(dǎo)數(shù)的知識(shí)來解得。
(1)f′(x)=
-2x(x>0),f′(1)=a-2,又f(1)=0,所以曲線y=f(x)在x=1處的切線方程為y=(a-2)(x-1),即(a-2)x-y+2-a=0,
由已知得a-2=4,2-a=b,所以a=6,b=-4.
(2)當(dāng)a<0時(shí),f′(x)<0,∴f(x)在(0,+∞)上是減函數(shù),
不妨設(shè)0<x1≤x2,則|f(x1)-f(x2)|=f(x1)-f(x2),|x1-x2|=x2-x1,
∴|f(x1)-f(x2)|≥|x1-x2|等價(jià)于f(x1)-f(x2)≥x2-x1,即f(x1)+x1≥f(x2)+x2,
令g(x)=f(x)+x=alnx-x2+x+1,g(x)在(0,+∞)上是減函數(shù),
∵g′(x)=
-2x+1=
(x>0),
∴-2x2+x+a≤0在x>0時(shí)恒成立,
∴1+8a≤0,a≤-
,又a<0,
∴a的取值范圍是![]()
已知函數(shù)![]()
(1)若函數(shù)
的圖象經(jīng)過P(3,4)點(diǎn),求a的值;
(2)比較
大小,并寫出比較過程;
(3)若
,求a的值.
【解析】本試題主要考查了指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)的運(yùn)用。第一問中,因?yàn)楹瘮?shù)
的圖象經(jīng)過P(3,4)點(diǎn),所以
,解得
,因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012061921574878204718/SYS201206192159225008161918_ST.files/image007.png">,所以
.
(2)問中,對(duì)底數(shù)a進(jìn)行分類討論,利用單調(diào)性求解得到。
(3)中,由
知,
.,指對(duì)數(shù)互化得到
,,所以
,解得所以,
或
.
解:⑴∵函數(shù)
的圖象經(jīng)過
∴
,即
. … 2分
又
,所以
.
………… 4分
⑵當(dāng)
時(shí),
;
當(dāng)
時(shí),
. ……………… 6分
因?yàn)椋?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012061921574878204718/SYS201206192159225008161918_ST.files/image021.png">,![]()
當(dāng)
時(shí),
在
上為增函數(shù),∵
,∴
.
即
.當(dāng)
時(shí),
在
上為減函數(shù),
∵
,∴
.即
. …………………… 8分
⑶由
知,
.所以,
(或
).
∴
.∴
, … 10分
∴
或
,所以,
或
.
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