題目列表(包括答案和解析)
已知函數(shù)![]()
(Ⅰ)若函數(shù)f(x)在[1,2]上是減函數(shù),求實數(shù)a的取值范圍;
(Ⅱ)令g(x)= f(x)-x2,是否存在實數(shù)a,當x∈(0,e](e是自然常數(shù))時,函數(shù)g(x)的最小值是3,若存在,求出a的值;若不存在,說明理由;
(Ⅲ)當x∈(0,e]時,證明:![]()
【解析】本試題主要是考查了導數(shù)在研究函數(shù)中的運用。第一問中利用函數(shù)f(x)在[1,2]上是減函數(shù),的導函數(shù)恒小于等于零,然后分離參數(shù)求解得到a的取值范圍。第二問中,
假設(shè)存在實數(shù)a,使
有最小值3,利用
,對a分類討論,進行求解得到a的值。
第三問中,![]()
因為
,這樣利用單調(diào)性證明得到不等式成立。
解:(Ⅰ) ![]()
(Ⅱ) ![]()
(Ⅲ)見解析
已知函數(shù)
.(
)
(1)若
在區(qū)間
上單調(diào)遞增,求實數(shù)
的取值范圍;
(2)若在區(qū)間
上,函數(shù)
的圖象恒在曲線
下方,求
的取值范圍.
【解析】第一問中,首先利用
在區(qū)間
上單調(diào)遞增,則
在區(qū)間
上恒成立,然后分離參數(shù)法得到
,進而得到范圍;第二問中,在區(qū)間
上,函數(shù)
的圖象恒在曲線
下方等價于
在區(qū)間
上恒成立.然后求解得到。
解:(1)
在區(qū)間
上單調(diào)遞增,
則
在區(qū)間
上恒成立. …………3分
即
,而當
時,
,故
.
…………5分
所以
.
…………6分
(2)令
,定義域為
.
在區(qū)間
上,函數(shù)
的圖象恒在曲線
下方等價于
在區(qū)間
上恒成立.
∵
…………9分
① 若
,令
,得極值點
,
,
當
,即
時,在(
,+∞)上有
,此時
在區(qū)間
上是增函數(shù),并且在該區(qū)間上有
,不合題意;
當
,即
時,同理可知,
在區(qū)間
上遞增,
有
,也不合題意;
…………11分
② 若
,則有
,此時在區(qū)間
上恒有
,從而
在區(qū)間
上是減函數(shù);
要使
在此區(qū)間上恒成立,只須滿足![]()
,
由此求得
的范圍是
. …………13分
綜合①②可知,當
時,函數(shù)
的圖象恒在直線
下方.
已知函數(shù)
的圖象過坐標原點O,且在點
處的切線的斜率是
.
(Ⅰ)求實數(shù)
的值;
(Ⅱ)求
在區(qū)間
上的最大值;
(Ⅲ)對任意給定的正實數(shù)
,曲線
上是否存在兩點P、Q,使得
是以O(shè)為直角頂點的直角三角形,且此三角形斜邊中點在
軸上?說明理由.
【解析】第一問當
時,
,則
。
依題意得:
,即
解得
第二問當
時,
,令
得
,結(jié)合導數(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P、Q滿足題設(shè)要求,則點P、Q只能在
軸兩側(cè)。
不妨設(shè)
,則
,顯然![]()
∵
是以O(shè)為直角頂點的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在滿足題設(shè)要求的兩點P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設(shè)要求的兩點P、Q.
(Ⅰ)當
時,
,則
。
依題意得:
,即
解得![]()
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,![]()
①當
時,
,令
得![]()
當
變化時,
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
時,
.當
時,
,
最大值為0;
當
時,
在
上單調(diào)遞增!
在
最大值為
。
綜上,當
時,即
時,
在區(qū)間
上的最大值為2;
當
時,即
時,
在區(qū)間
上的最大值為
。
(Ⅲ)假設(shè)曲線
上存在兩點P、Q滿足題設(shè)要求,則點P、Q只能在
軸兩側(cè)。
不妨設(shè)
,則
,顯然![]()
∵
是以O(shè)為直角頂點的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在滿足題設(shè)要求的兩點P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設(shè)要求的兩點P、Q.
若
,則
代入(*)式得:![]()
即
,而此方程無解,因此
。此時
,
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,對任意給定的正實數(shù)
,曲線
上存在兩點P、Q,使得
是以O(shè)為直角頂點的直角三角形,且此三角形斜邊中點在
軸上
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