22.(2009遼寧卷文)(本小題滿分12分)
設,且曲線y=f(x)在x=1處的切線與x軸平行。
(I) 求a的值,并討論f(x)的單調性;
(II) 證明:當
解:(Ⅰ).有條件知,
,故. ………2分
于是.
故當時,<0;
當時,>0.
從而在,單調減少,在單調增加. ………6分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知在單調增加,故在的最大值為,
最小值為.
從而對任意,,有. ………10分
而當時,.
從而 ………12分
21.(2009福建卷理)(本小題滿分14分)
已知函數,且
(1) 試用含的代數式表示b,并求的單調區(qū)間;
(2)令,設函數在處取得極值,記點M (,),N(,),P(), ,請仔細觀察曲線在點P處的切線與線段MP的位置變化趨勢,并解釋以下問題:
(I)若對任意的m (, x),線段MP與曲線f(x)均有異于M,P的公共點,試確定t的最小值,并證明你的結論;
(II)若存在點Q(n ,f(n)), x n< m,使得線段PQ與曲線f(x)有異于P、Q的公共點,請直接寫出m的取值范圍(不必給出求解過程)
解法一:
(Ⅰ)依題意,得
由.
從而
令 21世紀教育網
①當a>1時,
當x變化時,與的變化情況如下表:
x |
|
|
|
|
+ |
- |
+ |
|
單調遞增 |
單調遞減 |
單調遞增 |
由此得,函數的單調增區(qū)間為和,單調減區(qū)間為。
②當時,此時有恒成立,且僅在處,故函數的單調增區(qū)間為R
③當時,同理可得,函數的單調增區(qū)間為和,單調減區(qū)間為 21世紀教育網
綜上:
當時,函數的單調增區(qū)間為和,單調減區(qū)間為;
當時,函數的單調增區(qū)間為R;
當時,函數的單調增區(qū)間為和,單調減區(qū)間為.
(Ⅱ)由得令得
由(1)得增區(qū)間為和,單調減區(qū)間為,所以函數在處取得極值,故M()N()。
觀察的圖象,有如下現象:
①當m從-1(不含-1)變化到3時,線段MP的斜率與曲線在點P處切線的斜率之差Kmp-的值由正連續(xù)變?yōu)樨摗?/p>
②線段MP與曲線是否有異于H,P的公共點與Kmp-的m正負有著密切的關聯;
③Kmp-=0對應的位置可能是臨界點,故推測:滿足Kmp-的m就是所求的t最小值,下面給出證明并確定的t最小值.曲線在點處的切線斜率;
線段MP的斜率Kmp
當Kmp-=0時,解得
直線MP的方程為 21世紀教育網
令
當時,在上只有一個零點,可判斷函數在上單調遞增,在上單調遞減,又,所以在上沒有零點,即線段MP與曲線沒有異于M,P的公共點。
當時,.
所以存在使得
即當MP與曲線有異于M,P的公共點21世紀教育網
綜上,t的最小值為2.
(2)類似(1)于中的觀察,可得m的取值范圍為
解法二:
(1)同解法一.
(2)由得,令,得
由(1)得的單調增區(qū)間為和,單調減區(qū)間為,所以函數在處取得極值。故M().N()
(Ⅰ) 直線MP的方程為
由
得
線段MP與曲線有異于M,P的公共點等價于上述方程在(-1,m)上有根,即函數
上有零點.
因為函數為三次函數,所以至多有三個零點,兩個極值點.
又.因此, 在上有零點等價于在內恰有一個極大值點和一個極小值點,即內有兩不相等的實數根.
等價于 即
又因為,所以m 的取值范圍為(2,3)
從而滿足題設條件的r的最小值為2.
20.(2009湖南卷文)(本小題滿分13分)
已知函數的導函數的圖象關于直線x=2對稱.
(Ⅰ)求b的值;
(Ⅱ)若在處取得最小值,記此極小值為,求的定義域和值域。
解: (Ⅰ).因為函數的圖象關于直線x=2對稱,
所以,于是
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,.
(ⅰ)當c 12時,,此時無極值。
(ii)當c<12時,有兩個互異實根,.不妨設<,則<2<.
當x<時,, 在區(qū)間內為增函數; 21世紀教育網
當<x<時,,在區(qū)間內為減函數;
當時,,在區(qū)間內為增函數.
所以在處取極大值,在處取極小值.
因此,當且僅當時,函數在處存在唯一極小值,所以.
于是的定義域為.由 得.
于是 .
當時,所以函數
在區(qū)間內是減函數,故的值域為 21世紀教育網
19.(2009全國卷Ⅱ理)(本小題滿分12分)
設函數有兩個極值點,且
(I)求的取值范圍,并討論的單調性;
(II)證明:
解: (I)
令,其對稱軸為。由題意知是方程的兩個均大于的不相等的實根,其充要條件為,得
⑴當時,在內為增函數;21世紀教育網
⑵當時,在內為減函數;
⑶當時,在內為增函數;
(II)由(I),
設,
則
⑴當時,在單調遞增;
⑵當時,,在單調遞減。21世紀教育網
故.
18.(2009四川卷文)(本小題滿分12分)
已知函數的圖象在與軸交點處的切線方程是。
(I)求函數的解析式;
(II)設函數,若的極值存在,求實數的取值范圍以及函數取得極值時對應的自變量的值.
[解析](I)由已知,切點為(2,0),故有,即……①
又,由已知得……②
聯立①②,解得.
所以函數的解析式為 …………………………………4分
(II)因為
令
當函數有極值時,則,方程有實數解, 21世紀教育網
由,得.
①當時,有實數,在左右兩側均有,故函數無極值
②當時,有兩個實數根情況如下表:
|
|
|
|
|
|
|
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
|
↗ |
極大值 |
↘ |
極小值 |
↗ |
所以在時,函數有極值;
當時,有極大值;當時,有極小值;
…………………………………12分
17.(2009湖北卷理)(本小題滿分14分) (注意:在試題卷上作答無效)
在R上定義運算(b、c為實常數)。記,,.令.
如果函數在處有極什,試確定b、c的值;
求曲線上斜率為c的切線與該曲線的公共點;
記的最大值為.若對任意的b、c恒成立,試示的最大值。
解當得對稱軸x=b位于區(qū)間之外21世紀教育網
此時
由
① 若
于是
② 若,則,
于是
綜上,對任意的b、c都有
而當,時,在區(qū)間上的最大值 21世紀教育網
故對任意的b,c恒成立的k的最大值為
16.(2009天津卷文)(本小題滿分12分)
設函數
(Ⅰ)當曲線處的切線斜率
(Ⅱ)求函數的單調區(qū)間與極值;
(Ⅲ)已知函數有三個互不相同的零點0,,且。若對任意的,恒成立,求m的取值范圍。
[答案](1)1(2)在和內減函數,在內增函數。函數在處取得極大值,且=
函數在處取得極小值,且=
[解析]解:當
所以曲線處的切線斜率為1. 21世紀教育網
(2)解:,令,得到
因為
當x變化時,的變化情況如下表:
|
|
|
|
|
|
|
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
|
|
極小值 |
|
極大值 |
|
在和內減函數,在內增函數。
函數在處取得極大值,且=
函數在處取得極小值,且=
(3)解:由題設,
所以方程=0由兩個相異的實根,故,且,解得
因為
若,而,不合題意
若則對任意的有
則又,所以函數在的最小值為0,于是對任意的,恒成立的充要條件是,解得 21世紀教育網
綜上,m的取值范圍是
[考點定位]本小題主要考查導數的幾何意義,導數的運算,以及函數與方程的根的關系解不等式等基礎知識,考查綜合分析問題和解決問題的能力。
15.(2009江西卷理)(本小題滿分12分)
設函數
(1) 求函數的單調區(qū)間;21世紀教育網
(2) 若,求不等式的解集.
解: (1) , 由,得 .
因為 當時,; 當時,; 當時,;
所以的單調增區(qū)間是:; 單調減區(qū)間是: .
(2) 由 ,
得:.
故:當 時, 解集是:;
當 時,解集是: ;
當 時, 解集是:. 21世紀教育網
14.(2009江西卷文)(本小題滿分12分)
設函數.
(1)對于任意實數,恒成立,求的最大值;
(2)若方程有且僅有一個實根,求的取值范圍.
解:(1) ,
因為,, 即 恒成立,
所以 , 得,即的最大值為
(2) 因為 當時, ;當時, ;當時, ;
所以 當時,取極大值 ;
當時,取極小值 ;
故當 或時, 方程僅有一個實根. 解得 或.
13.(2009安徽卷文)(本小題滿分14分)
已知函數,a>0,21世紀教育網
(Ⅰ)討論的單調性;
(Ⅱ)設a=3,求在區(qū)間{1,}上值域。期中e=2.71828…是自然對數的底數。
[思路]由求導可判斷得單調性,同時要注意對參數的討論,即不能漏掉,也不能重復。第二問就根據第一問中所涉及到的單調性來求函數在上的值域。
[解析](1)由于
令 21世紀教育網
①當,即時, 恒成立.
在(-∞,0)及(0,+∞)上都是增函數.
②當,即時21世紀教育網
由得或 21世紀教育網
或或
又由得
綜上①當時, 在上都是增函數.
②當時, 在上是減函數, 21世紀教育網
在上都是增函數.
(2)當時,由(1)知在上是減函數.
在上是增函數.
又 21世紀教育網
函數在上的值域為 21世紀教育網
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