題目列表(包括答案和解析)
已知函數f(x)=ex-ax,其中a>0.
(1)若對一切x∈R,f(x) 1恒成立,求a的取值集合;
(2)在函數f(x)的圖像上去定點A(x1, f(x1)),B(x2, f(x2))(x1<x2),記直線AB的斜率為k,證明:存在x0∈(x1,x2),使恒成立.
【解析】解:令.
當時單調遞減;當時單調遞增,故當時,取最小值
于是對一切恒成立,當且僅當. ①
令則
當時,單調遞增;當時,單調遞減.
故當時,取最大值.因此,當且僅當時,①式成立.
綜上所述,的取值集合為.
(Ⅱ)由題意知,令則
令,則.當時,單調遞減;當時,單調遞增.故當,即
從而,又
所以因為函數在區(qū)間上的圖像是連續(xù)不斷的一條曲線,所以存在使即成立.
【點評】本題考查利用導函數研究函數單調性、最值、不等式恒成立問題等,考查運算能力,考查分類討論思想、函數與方程思想等數學方法.第一問利用導函數法求出取最小值對一切x∈R,f(x) 1恒成立轉化為從而得出求a的取值集合;第二問在假設存在的情況下進行推理,然后把問題歸結為一個方程是否存在解的問題,通過構造函數,研究這個函數的性質進行分析判斷.
設函數.
(Ⅰ) 當時,求的單調區(qū)間;
(Ⅱ) 若在上的最大值為,求的值.
【解析】第一問中利用函數的定義域為(0,2),.
當a=1時,所以的單調遞增區(qū)間為(0,),單調遞減區(qū)間為(,2);
第二問中,利用當時, >0, 即在上單調遞增,故在上的最大值為f(1)=a 因此a=1/2.
解:函數的定義域為(0,2),.
(1)當時,所以的單調遞增區(qū)間為(0,),單調遞減區(qū)間為(,2);
(2)當時, >0, 即在上單調遞增,故在上的最大值為f(1)=a 因此a=1/2.
設函數,其中為自然對數的底數.
(1)求函數的單調區(qū)間;
(2)記曲線在點(其中)處的切線為,與軸、軸所圍成的三角形面積為,求的最大值.
【解析】第一問利用由已知,所以,
由,得, 所以,在區(qū)間上,,函數在區(qū)間上單調遞減; 在區(qū)間上,,函數在區(qū)間上單調遞增;
第二問中,因為,所以曲線在點處切線為:.
切線與軸的交點為,與軸的交點為,
因為,所以,
, 在區(qū)間上,函數單調遞增,在區(qū)間上,函數單調遞減.所以,當時,有最大值,此時,
解:(Ⅰ)由已知,所以, 由,得, 所以,在區(qū)間上,,函數在區(qū)間上單調遞減;
在區(qū)間上,,函數在區(qū)間上單調遞增;
即函數的單調遞減區(qū)間為,單調遞增區(qū)間為.
(Ⅱ)因為,所以曲線在點處切線為:.
切線與軸的交點為,與軸的交點為,
因為,所以,
, 在區(qū)間上,函數單調遞增,在區(qū)間上,函數單調遞減.所以,當時,有最大值,此時,
所以,的最大值為
已知函數的圖象過坐標原點O,且在點處的切線的斜率是.
(Ⅰ)求實數的值;
(Ⅱ)求在區(qū)間上的最大值;
(Ⅲ)對任意給定的正實數,曲線上是否存在兩點P、Q,使得是以O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,結合導數和函數之間的關系得到單調性的判定,得到極值和最值
第三問假設曲線上存在兩點P、Q滿足題設要求,則點P、Q只能在軸兩側。
不妨設,則,顯然
∵是以O為直角頂點的直角三角形,∴
即 (*)若方程(*)有解,存在滿足題設要求的兩點P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設要求的兩點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 |
— |
|
單調遞減 |
極小值 |
單調遞增 |
極大值 |
單調遞減 |
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)假設曲線上存在兩點P、Q滿足題設要求,則點P、Q只能在軸兩側。
不妨設,則,顯然
∵是以O為直角頂點的直角三角形,∴
即 (*)若方程(*)有解,存在滿足題設要求的兩點P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設要求的兩點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,曲線上存在兩點P、Q,使得是以O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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