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- 2021-07-01 发布
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专题17 导数及其应用
【2013年高考试题】
(2013·新课标I理)11、已知函数f(x)=,若| f(x)|≥ax,则a的取值范围是( )
A、(-∞,0] B、(-∞,1] C、[-2,1] D、[-2,0]
【答案】D;
【解析】作出函数图像,在点(0,0)处的切线为制定参数的标准;当时,,,,故;当时,,,由于上任意一点的切线斜率都要大于,故,综上所述,
【学科网考点定位】本题考查导数的几何意义,考查学生数形结合的能力.
(2013·新课标Ⅱ理)(10)已知函数f(x)=,下列结论中错误的是
(A), f()=0
(B)函数y=f(x)的图像是中心对称图形
(C)若是f(x)的极小值点,则f(x)在区间(-∞, )单调递减
(D)若是f(x)的极值点,则 ()=0
【答案】C
【解析】由题意知:导函数的图象开口向上,若是f(x)的极小值点,则是方程=0的较大根,所以选项C错误.
【学科网考点定位】本小题考查函数与导数的关系,利用导数求函数的极值点等问题是这部分的重点知识.
(2013·浙江理)8.已知为自然对数的底数,设函数,则( )
A. 当时,在处取得极小值
B. 当时,在处取得极大值
A. 当时,在处取得极小值
B. 当时,在处取得极大值
(2013·辽宁理)(12)设函数
(A)有极大值,无极小值 (B)有极小值,无极大值
(C)既有极大值又有极小值 (D)既无极大值也无极小值
【答案】D
【解析】,
即:
,
(2013·江西理) 13.设函数f(x)在(0,+∞)内可导,且f(ex)=x+ex,则=__________.
【答案】2
【解析】设
【学科网考点定位】该题主要考查函数的导数、导数的运算,函数的表示方法,函数与导数.
(2013·江西理)6.若 ,则s1,s2,s3的大小关系为( )
A. s1<s2<s3 B. s2<s1<s3 C. s2<s3<s1 D. s3<s2<s1
【答案】B
【解析】选B.
【学科网考点定位】此题主要考查定积分、比较大小,考查逻辑推理能力.
(2013·湖南理)12.若 .
【答案】3;
在点处的切线方程为,即.
(Ⅱ)由可知:
①当时,,函数为上的增函数,函数无极值;
②当时,由,解得;
时,,时,
在处取得极小值,且极小值为,无极大值.
综上:当时,函数无极值
当时,函数在处取得极小值,无极大值.
【解析】此题考查的是最基本的函数切线问题及对极值含参情况的讨论,所以导数公式必需牢记,对于参数的讨论找到一个合理的分类标准做到不重不漏即可,可这往往又是学生最容易出现问题的地方。
【学科网考点定位】 本题主要考查函数与导数、不等式的基础。注意对参数的分类讨论,属于函数中的简单题。
(2013·福建理)15. 当时,有如下表达式:
两边同时积分得:
从而得到如下等式:
请根据以上材料所蕴含的数学思想方法,计算:
【答案】
【解析】法一:注意到信息中的积分算法,所以逆写可得
法二:考虑组合恒等式故直接可得
【学科网考点定位】此题的立意在类比应用,巧妙的逆向构造考查了学生应用信息的能力。难度比较大。不过如果参加竞赛或者熟悉恒等式也就比较容易了。
(2013·北京理)18. (本小题共13分)
设l为曲线C:在点(1,0)处的切线.
(I)求l的方程;
(II)证明:除切点(1,0)之外,曲线C在直线l的下方
(2013·安徽理)(17)(本小题满分12分)
设函数,其中,区间
(Ⅰ)求的长度(注:区间的长度定义为);
(Ⅱ)给定常数,当时,求长度的最小值。
【解析】第(1)题求解一元二次不等式确定区间的取值范围,根据题意能够求出的长度,简单题;第(2)题要能理解其实就是求关于在给定区间内的最小值,通过求导就能确定最小值是当取何值,但此题易错点在于需要比较在与处的大小,利用作差或作商都可以解决,出题思路比较新颖,容易迷惑,但只要能够理解题意,基本能够求解出来.
【答案】(1)令
解得
的长度
(2) 则
由 (1)
,令,得,由于
故关于在上单调递增,在上单调递减.,必定在或处取得
因此当时,在区间上取得最小值.
【学科网考点定位】考查二次不等式的求解,以及导数的计算和应用,并考查分类讨论思想和综合运用数学知识解决问题的能力.
(2013·安徽理)(20)(本小题满分13分)
设函数,证明:
(Ⅰ)对每个,存在唯一的,满足;
(Ⅱ)对任意,由(Ⅰ)中构成的数列满足。
【答案】(1)对每个,当时,,
则在内单调递增,
而,当时,,
故,
又
所以对每个,存在唯一的,满足
l 当时,,并由(1)知
由在内单调递增知,,故为单调递减数列,
从而对任意,
对任意,
①
②
①②并移项,利用,得
因此,对任意,.
【学科网考点定位】考查函数的导数及其应用,函数零点的判定,等比数列的求和,不等式的放缩等知识.
(2013·福建理)17.(本小题满分13分)
已知函数
(1) 当时,求曲线在点处的切线方程;
(2) 求函数的极值
【答案】 函数的定义域为,.
(Ⅰ)当时,,,,
在点处的切线方程为,即.
(Ⅱ)由可知:
①当时,,函数为上的增函数,函数无极值;
②当时,由,解得;
时,,时,
在处取得极小值,且极小值为,无极大值.
综上:当时,函数无极值
当时,函数在处取得极小值,无极大值.
【解析】此题考查的是最基本的函数切线问题及对极值含参情况的讨论,所以导数公式必需牢记,对于参数的讨论找到一个合理的分类标准做到不重不漏即可,可这往往又是学生最容易出现问题的地方。
【学科网考点定位】 本题主要考查函数与导数、不等式的基础。注意对参数的分类讨论,属于函数中的简单题。
(2013·江西理)21.(本小题满分14分)
已知函数a为常数且a>0.
(1)证明:函数f(x)的图像关于直线x=对称;
(2)若x0满足f(f(x0))= x0,但f(x0)≠x0,则x0称为函数f(x)的二阶周期点,如果f(x)有两个二
阶周期点x1,x2,试确定a的取值范围;
(3)对于(2)中的x1,x2,和a,设x3为函数f(f(x))的最大值点,A(x1,f(f(x1))),B(x2,f(f(x2))),C(x3,0),记△ABC的面积为S(a),讨论S(a)的单调性.
【答案】(2)
【解析】
【学科网考点定位】本题主要考查函数的概念、图像和性质,考查函数与导数等基础知识,考查理解能力、运用和创新能力,考查综合处理能力等.
(2013·辽宁理)21.(本小题满分12分)
已知函数
(I)求证:
(II)若取值范围.
令,则可得在[0,1]上为增函数,
故
综上可得:
(I)解法二:要证,也就是证
令,令
,即为增函数,
,可得在 [0,1]上为增函数,
故;
要证,也就是证,即证,令
,,可得
即,从而得,故
综上可得:
(II)
,
,
,从而
所以,
下面注明,
=
,令则
于是,
此时
综上:
【解析】第一问中的解法一采取对已知函数进行分离整理,使得函数的结构变得简单对称,求得导函数也就变得简单了,但是在解题过程中很难想到。解法二是直接移项构造函数,比较容易想到,但是求出导函数后又变得无从下手,这时候需要二次求导分析来解决。两种解法各有特点。
第二问主要是在第一问的基础上利用不等式进行适当的放缩,转化为另一个函数进行分析解答。
【学科网考点定位】本题考查函数与导数,导数与不等式的综合应用。
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(2013·陕西理)21. (本小题满分14分)
已知函数.
(Ⅰ) 若直线y=kx+1与f (x)的反函数的图像相切, 求实数k的值;
(Ⅱ) 设x>0, 讨论曲线y=f (x) 与曲线 公共点的个数.
(Ⅲ) 设a0, 存在唯一的s, 使.
(Ⅲ) 设(Ⅱ)中所确定的s关于t的函数为, 证明: 当时, 有.
【解析】(Ⅰ) 函数f(x)的定义域为,
,令,得,
当变化时,、的变化情况如下表:
-
0
+
极小值
所以函数的单调递减区间是,单调递增区间是.
(Ⅱ)证明:当时,,令,由(Ⅰ)知在区间内单调递增,,故存在唯一的,使得成立.
(Ⅲ)证明:因为,由(Ⅱ)知,,且,从而
===,其中,要使成立,只需,
因此成立.
综上,当时,有.
【解题思路与技巧】本题第(Ⅰ)问,求的单调区间,先求出定义域,然后解导数方程的根,判断根两侧的导数的正负即可;第(Ⅱ)问,证明时,可构造函数;第(Ⅲ))问,讨论.
【易错点】对第(Ⅰ)问,求单调区间时,注意定义域优先的原则;第(Ⅱ)、(Ⅲ))
问,证明时要注意讨论.
【学科网考点定位】本小题主要考查函数的概念、函数的零点、导数的运算、利用导数研究函数的单调性、不等式等基础知识,考查函数思想、化归思想,考查抽象概括能力、综合分析问题和解决问题的能力.
(2013·浙江理)22.已知,函数
(Ⅰ)求曲线在点处的切线方程;
(Ⅱ)当时,求的最大值.
这也是这个题目的难点所在,此题注意讨论不漏不重;
(Ⅰ)由已知得:,且,所以所求切线方程为:,即为:;
(Ⅱ)由已知得到:,其中,当时,,
(1)当时,,所以在上递减,所以,因为
;
(2)当,即时,恒成立,所以在上递增,所以,因为
;
(3)当,即时,
,且,即
2
+
0
-
0
+
递增
极大值
递减
极小值
递增
所以,且
所以,
所以;
由,所以
(ⅰ)当时,,所以时,递增,时,递减,所以,因为
,又因为,所以,所以,所以
(ⅱ)当时,,所以,因为
,此时,当时,是大于零还是小于零不确定,所以当时,,所以,所以此时当时,,所以,所以此时。
综上所述:;
(2013·新课标Ⅱ理)(21)(本小题满分12分)
已知函数f(x)=-ln(x+m).
(Ι)设x=0是f(x)的极值点,求m,并讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)当m≤2时,证明f(x)>0.
【解析】(Ι)因为, x=0是f(x)的极值点,所以,解得,
所以函数f(x)=-ln(x+1),其定义域为,因为=,
设,则,所以在上是增函数,又因为,所以当时,,即;当时,,,所以
在上是减函数;在上是增函数.
(Ⅱ)当m≤2,时,,故只需证明当时,.
当时,函数在单调递增,
又故在有唯一实根,且,
当时,;当时,,从而当时,取得最小值,
由得:,即,
故=,
综上,当m≤2时,.
【解题思路与技巧】本题第(Ⅰ)问,由极值点得出,在x=0处的导数等于0,求出m值;对单调性,而判断导数的正负号,从而需构造函数,通过判断函数的单调性,来得出的正负,从而求得结果; 对第(Ⅱ)问,要证明,只需要证明即可.
(2013·新课标I理)(21)(本小题满分共12分)
已知函数f(x)=x2+ax+b,g(x)=ex(cx+d),若曲线y=f(x)和曲线y=g(x)都过点P(0,2),且在点P处有相同的切线y=4x+2
(Ⅰ)求a,b,c,d的值
(Ⅱ)若x≥-2时,f(x)≤kg(x),求k的取值范围。
【答案】(1)因为曲线y=f(x)和曲线y=g(x)都过点P(0,2),所以b=d=2;因为,故;,故,故;所以,;
(2)令,则,由题设可得,故,令得,
(1)若,则,从而当时,,当时,即在上最小值为,此时f(x)≤kg(x)恒成立;
(2)若,,故在上单调递增,因为所以f(x)≤kg(x)恒成立
(3)若,则,故f(x)≤kg(x)不恒成立;
综上所述k的取值范围为.
【解析】(1)利用导数的几何意义进行求解;(2)构造函数“”,对k的取值范围进行分类讨论,进而得到答案.
【学科网考点定位】本题考查导数的几何意义、导数与函数的最值、导数与函数的单调性,考查学生的分类讨论能力以及化归与转化思想.
【2012年高考试题】
1.【2012高考真题重庆理8】设函数在R上可导,其导函数为,且函数的图像如题(8)图所示,则下列结论中一定成立的是
(A)函数有极大值和极小值
(B)函数有极大值和极小值
(C)函数有极大值和极小值
(D)函数有极大值和极小值
【答案】
【解析】由图象可知当时,,所以此时,函数递增.当时,,所以此时,函数递减.当时,,所以此时,函数递减.当时,,所以此时,函数递增.所以函数有极大值,极小值,选D.
2.【2012高考真题新课标理12】设点在曲线上,点在曲线上,则最小值为( )
【答案】B
【解析】函数与函数互为反函数,图象关于对称函数上的点到直线的距离为
设函数
由图象关于对称得:最小值为,
3.【2012高考真题陕西理7】设函数,则( )
A. 为的极大值点 B.为的极小值点
C. 为的极大值点 D. 为的极小值点[学
【答案】D.
【解析】,令,则,当时,当时,所以为极小值点,故选D.
4.【2012高考真题辽宁理12】若,则下列不等式恒成立的是
(A) (B)
(C) (D)
【答案】C
【解析】设,则
所以所以当时,
同理即,故选C
5.【2012高考真题湖北理3】已知二次函数的图象如图所示,则它与轴所围图形
【答案】B
【解析】根据图像可得: ,再由定积分的几何意义,可求得面积为.
6.【2012高考真题全国卷理10】已知函数y=x²-3x+c的图像与x恰有两个公共点,则c=
(A)-2或2 (B)-9或3 (C)-1或1 (D)-3或1
【答案】A
【解析】若函数的图象与轴恰有两个公共点,则说明函数的两个极值中有一个为0,函数的导数为,令,解得,可知当极大值为,极小值为.由,解得,由,解得,所以或,选A.
7.【2012高考真题浙江理16】定义:曲线C上的点到直线l的距离的最小值称为曲线C到直线l的距离,已知曲线C1:y=x2+a到直线l:y=x的距离等于曲线C2:x2+(y+4)2=2到直线l:y=x的距离,则实数a=_______。
8.【2012高考真题江西理11】计算定积分___________。
【答案】
【解析】。
9.【2012高考真题山东理15】设.若曲线与直线所围成封闭图形的面积为,则______.
【答案】
【解析】由已知得,所以,所以。
10.【2012高考真题广东理12】曲线y=x3-x+3在点(1,3)处的切线方程为 .
【答案】
【解析】,当时,,此时,故切线方程为,即。
11.【2012高考真题上海理13】已知函数的图象是折线段,其中、、,函数()的图象与轴围成的图形的面积为 。
【答案】
【解析】当,线段的方程为,当时。线段方程为,整理得,即函数,所以,函数与轴围成的图形面积为。
12.【2012高考真题陕西理14】设函数,是由轴和曲线及该曲线在点处的切线所围成的封闭区域,则在上的最大值为 .
【答案】2.
【解析】函数在点处的切线为,即.所以D
表示的平面区域如图当目标函数直线经过点M时有最大值,最大值为.
13.【2012高考真题浙江理22】(本小题满分14分)已知a>0,bR,函数.
(Ⅰ)证明:当0≤x≤1时,
(ⅰ)函数的最大值为|2a-b|﹢a;
(ⅱ) +|2a-b|﹢a≥0;
(Ⅱ) 若﹣1≤≤1对x[0,1]恒成立,求a+b的取值范围.
【答案】本题主要考察不等式,导数,单调性,
(Ⅰ)(ⅰ).
当b≤0时,>0在0≤x≤1上恒成立,
此时的最大值为:=|2a-b|﹢a;
当b>0时,在0≤x≤1上的正负性不能判断,
此时的最大值为:
=|2a-b|﹢a;
综上所述:函数在0≤x≤1上的最大值为|2a-b|﹢a;
(ⅱ) 要证+|2a-b|﹢a≥0,即证=﹣≤|2a-b|﹢a.
亦即证在0≤x≤1上的最大值小于(或等于)|2a-b|﹢a,
∵,
∴令.
当b≤0时,<0在0≤x≤1上恒成立,
此时的最大值为:=|2a-b|﹢a;
当b<0时,在0≤x≤1上的正负性不能判断,
14.【2012高考真题湖南理22】(本小题满分13分)
已知函数=,其中a≠0.
(1) 若对一切x∈R,≥1恒成立,求a的取值集合.
(2)在函数的图像上取定两点,,记直线AB的斜率为K,问:是否存在x0∈(x1,x2),使成立?若存在,求的取值范围;若不存在,请说明理由.
【答案】(Ⅰ)若,则对一切,,这与题设矛盾,又,
故.
而令
当时,单调递减;当时,单调递增,故当时,取最小值
于是对一切恒成立,当且仅当
. ①
令则
当时,单调递增;当时,单调递减.
故当时,取最大值.因此,当且仅当即时,①式成立.
综上所述,的取值集合为.
(Ⅱ)由题意知,
令则
令,则.
当时,单调递减;当时,单调递增.
故当,即
从而,又
所以
因为函数在区间上的图像是连续不断的一条曲线,所以存在使单调递增,故这样的是唯一的,且.故当且仅当时, .
综上所述,存在使成立.且的取值范围为
.
15.【2012高考真题湖南理8】已知两条直线 :y=m 和: y=(m>0),与函数的图像从左至右相交于点A,B ,与函数的图像从左至右相交于C,D .记线段AC和BD在X轴上的投影长度分别为a ,b ,当m 变化时,的最小值为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】在同一坐标系中作出y=m,y=(m>0),图像如下图,
由= m,得,= ,得.
依照题意得.
,.
16.【2012高考真题湖北理9】函数在区间上的零点个数为
A.4 B.5
C.6 D.7
【答案】C
【解析】,则或,,又,
所以共有6个解.选C.
17.【2012高考真题广东理4】下列函数中,在区间(0,+∞)上为增函数的是
A.y=ln(x+2) B.y=- C.y=()x D.y=x+
【答案】A
【解析】函数y=ln(x+2)在区间(0,+∞)上为增函数;函数y=-在区间(0,+∞)上为减函数;函数y=()x在区间(0,+∞)上为减函数;函数y=x+在区间(0,+∞)上为先减后增函数.故选A.
18.【2012高考真题福建理7】设函数则下列结论错误的是
A.D(x)的值域为{0,1}
B. D(x)是偶函数
C. D(x)不是周期函数D.
D(x)不是单调函数
【答案】C.
【解析】根据解析式易知A和D正确;若是无理数,则和也是无理数,若是有理数,则和也是有理数,所以,从而可知B正确,C错误.故选C.
19.【2012高考真题福建理10】函数f(x)在[a,b]上有定义,若对任意x1,x2∈[a,b],有则称f(x)在[a,b]上具有性质P.设f(x)在[1,3]上具有性质P,现给出如下命题:
①f(x)在[1,3]上的图像时连续不断的;
②f(x2)在[1,]上具有性质P;
③若f(x)在x=2处取得最大值1,则f(x)=1,x∈[1,3];
④对任意x1,x2,x3,x4∈[1,3],有
其中真命题的序号是
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
【答案】D.
所以④正确.故选D.
20.【2012高考真题福建理15】对于实数a和b,定义运算“﹡”:,
设,且关于x的方程为f(x)=m(m∈R)恰有三个互不相等的实数根x1,x2,x3,则x1x2x3的取值范围是_________________.
【答案】.
【解析】由新定义得,所以可以画出草图,若方程有三个根,则,且当时方程可化为,易知;当时方程可化为,可解得,所以,又易知当时有最小值,所以,即
.
21.【2012高考真题上海理7】已知函数(为常数)。若在区间上是增函数,则的取值范围是 。
【答案】
【解析】令,则在区间上单调递增,而为增函数,所以要是函数在单调递增,则有,所以的取值范围是。
22.【2012高考真题上海理9】已知是奇函数,且,若,则 。
【答案】
【解析】因为为奇函数,所以,所以,,
所以。
23.【2012高考江苏5】(5分)函数的定义域为 ▲ .
【答案】。
【解析】根据二次根式和对数函数有意义的条件,得
。
24.【2012高考真题北京理14】已知,,若同时满足条件:
①,或;
②, 。
则m的取值范围是_______。
【答案】
【解析】根据,可解得。由于题目中第一个条件的限制,
或成立的限制,导致在时必须是的。当时,不能做到在时,所以舍掉。因此,作为二次函数开口只能向下,故,且此时两个根为,。为保证此条件成立,需要,和大前提取交集结果为;又由于条件2:要求,0的限制,可分析得出在时,恒负,因此就需要在这个范围内有得正数的可能,即应该比两根中小的那个大,当时,,解得,交集为空,舍。当时,两个根同为,舍。当时,,解得,综上所述.
25【2012高考真题天津理14】已知函数的图象与函数的图象恰有两个交点,则实数k的取值范围是_________.
【答案】或
【解析】函数,当时,,当时,,综上函数,做出函数的图象(蓝线),要使函数与有两个不同的交点,则直线必须在四边形区域ABCD内(和直线
平行的直线除外,如图,则此时当直线经过,,综上实数的取值范围是且,即或。
26.【2012高考江苏10】(5分)设是定义在上且周期为2的函数,在区间上,
其中.若,
则的值为 .
【答案】。
【解析】∵是定义在上且周期为2的函数,∴,即①。
又∵,,
∴②。
联立①②,解得,。∴。
27.【2012高考江苏17】(14分)如图,建立平面直角坐标系,轴在地平面上,轴垂直于地平面,单位长度为1千米.某炮位于坐标原点.已知炮弹发射后的轨迹在方程表示的曲线上,其中与发射方向有关.炮的射程是指炮弹落地点的横坐标.
(1)求炮的最大射程;
(2)设在第一象限有一飞行物(忽略其大小),其飞行高度为3.2千米,试问它的横坐标不超过多少时,
炮弹可以击中它?请说明理由.
【答案】解:(1)在中,令,得。
由实际意义和题设条件知。
∴,当且仅当时取等号。
∴炮的最大射程是10千米。
(2)∵,∴炮弹可以击中目标等价于存在,使成立,
∴当不超过6千米时,炮弹可以击中目标。
【解析】(1)求炮的最大射程即求与轴的横坐标,求出后应用基本不等式求解。
(2)求炮弹击中目标时的横坐标的最大值,由一元二次方程根的判别式求解。
28.【2012高考真题湖南理20】(本小题满分13分)
某企业接到生产3000台某产品的A,B,C三种部件的订单,每台产品需要这三种部件的数量分别为2,2,1(单位:件).已知每个工人每天可生产A部件6件,或B部件3件,或C部件2件.该企业计划安排200名工人分成三组分别生产这三种部件,生产B部件的人数与生产A部件的人数成正比,比例系数为k(k为正整数).
(1)设生产A部件的人数为x,分别写出完成A,B,C三种部件生产需要的时间;
(2)假设这三种部件的生产同时开工,试确定正整数k的值,使完成订单任务的时间最短,并给出时间最短时具体的人数分组方案.
【解析】解:(Ⅰ)设完成A,B,C三种部件的生产任务需要的时间(单位:天)分别为
由题设有
期中均为1到200之间的正整数.
(Ⅱ)完成订单任务的时间为其定义域为
易知,为减函数,为增函数.注意到
于是
(1)当时, 此时
,
由函数的单调性知,当时取得最小值,解得
.由于
.
故当时完成订单任务的时间最短,且最短时间为.
(2)当时, 由于为正整数,故,此时易知为增函数,则
.
由函数的单调性知,当时取得最小值,解得.由于
此时完成订单任务的最短时间大于.
(3)当时, 由于为正整数,故,此时由函数的单调性知,
当时取得最小值,解得.类似(1)的讨论.此时
完成订单任务的最短时间为,大于.
综上所述,当时完成订单任务的时间最短,此时生产A,B,C三种部件的人数
分别为44,88,68.
【2011年高考试题】
1. (2011年高考山东卷理科10)已知是上最小正周期为2的周期函数,且当时,,则函数的图象在区间[0,6]上与轴的交点的个数为
(A)6 (B)7 (C)8 (D)9
【答案】B
【解析】因为当时, ,又因为是上最小正周期为2的周期函数,且,所以,又因为,所以,,故函数的图象在区间[0,6]上与轴的交点的个数为7个,选B.
2.(2011年高考辽宁卷理科9)设函数f(x)=则满足f(x)≤2的x的取值范围是( )
(A)[-1,2] (B)[0,2] (C)[1,+) (D)[0,+)
答案: D
解析:不等式等价于或解不等式组,可得或,即,故选D.
3.(2011年高考辽宁卷理科11)函数f(x)的定义域为R,f(-1)=2,对任意x∈R,f’(x)>2,则f(x)>2x+4的解集为( )
(A)(-1,1) (B)(-1,+)
(C)(-,-1) (D)(-,+)
答案: B
解析:设g(x)= f(x)-(2x+4), g’(x)= f’(x)-2.因为对任意,f’(x)>2,所以对任意,g’(x)>0,则函数g(x)在R上单调递增.又因为g(-1)= f(-1)-(-2+4)=0,故g(x)>0,即f(x)>2x+4的解集为(-1,+).
4.(2011年高考浙江卷理科1)设函数,则实数=
(A)-4或-2 (B)-4或2 (C)-2或4 (D)-2或2
【答案】 B
【解析】当,故选B
5. (2011年高考全国新课标卷理科2)下列函数中,既是偶函数又是区间上的增函数的是( )
A B C D
【答案】B
【解析】由偶函数可排除A,再由增函数排除C,D,故选B;
6. (2011年高考全国新课标卷理科9)由曲线,直线及轴所围成的图形的面积为
(A) (B)4 (C) (D)6
【答案】C
【解析】因为的解为,所以两图像交点为,于是面积故选C
7. (2011年高考天津卷理科8)对实数与,定义新运算“”: 设函数若函数的图像与轴恰有两个公共点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8. (2011年高考江西卷理科3)若,则的定义域为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】要使原函数有意义,只须,即,解得,故选A.
9. (2011年高考江西卷理科4)若,则的解集为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,原函数的定义域为,所以由可得,解得,故选C.
10. (2011年高考湖南卷理科6)由直线与曲线所围成的封闭图形的面积为
A. B. 1 C. D.
答案:D
解析:由定积分的几何意义和微积分基本定理可知S=。故选D评析:本小题主要考查定积分的几何意义和微积分基本定理等知识.
11. (2011年高考湖南卷理科8)设直线与函数的图像分别交于点,则当达到最小时的值为
A. 1 B. C. D.
答案:D
解析:将代入中,得到点的坐标分别为,,从而
对其求导,可知当且仅当时取到最小。故选D
12.(2011年高考广东卷理科4)设函数和g(x)分别是R上的偶函数和奇函数,则下列结论恒成立的是( )
A.+|g(x)|是偶函数 B.-|g(x)|是奇函数
C.|| +g(x)是偶函数 D.||- g(x)是奇函数
【解析】A.设
,所以是偶函数,所以选A.
13.(2011年高考湖北卷理科6)已知定义在R上的奇函数和偶函数满足且,若,则
A.2 B. C. D.
14. (2011年高考湖北卷理科10) 放射性元素由于不断有原子放射微粒子而变成其他元素,其含量不断减少,这种现象称为衰变,假设在放射性同位素铯137的衰变过程中,其含量M(单位:太贝克)与时间t(单位年)满足函数关系:,其中为t=0时铯137的含量,已知t=30时,铯137含量的变化率是—10ln2(太贝克/年),则M(60)=
A.5太贝克 B.75ln2太贝克 C.150ln2太贝克 D.150太贝克
答案:.D
解析:因为,故其变化率为,又由
故,则,所以选D.
15.(2011年高考陕西卷理科3)设函数满足
,则的图像可能是
【答案】B
【解析】由知为偶函数,由知周期为2。故选B
16.(2011年高考陕西卷理科6)函数在内
(A)没有零点 (B)有且仅有一个零点
(C)有且仅有两一个零点(D)有无穷个零点
【答案】B
【解析】令,,则它们的图像如图故选B
17.(2011年高考重庆卷理科5)下列区间中,函数,在其上为增函数的是
(A) (B)
(C) (D)
解析:选D。用图像法解决,将的图像关于y轴对称得到,再向右平移两个单位,得到,将得到的图像在x轴下方的部分翻折上来,即得到的图像。由图像,选项中是增函数的显然只有D
18. (2011年高考全国卷理科8)曲线y=+1在点(0,2)处的切线与直线y=0和y=x围成的三角形的面积为
(A) (B) (C) (D)1
【答案】A
【解析】: ,,切线方程为
由 则 故选A
19.(2011年高考全国卷理科9)设是周期为2的奇函数,当0≤x≤1时,=,则=
(A) - (B) (C) (D)
【答案】A
【解析】 故选A
20.(2011年高考福建卷理科5)(e2+2x)dx等于
A.1 B.e-1 C.e D.e+1
【答案】C[来源:学科网]
【解析】由定积分的定义容易求得答案.
21.(2011年高考上海卷理科16)下列函数中,既是偶函数,又是在区间上单调递减的函数为 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由偶函数,排除B;由减函数,又排除B、D,故选A.
22. (2011年高考山东卷理科16)已知函数=当2<a<3<b<4时,函数的零点 .
【答案】2
【解析】方程=0的根为,即函数的图象与函数的交点横坐标为,且,结合图象,因为当时,,此时对应直线上的点的横坐标;当时, 对数函数的图象上点的横坐标,直线的图象上点的横坐标,故所求的.
23.(2011年高考浙江卷理科11)若函数为偶函数,则实数 。
【答案】 0
【解析】,
则
24. (2011年高考广东卷理科12)函数在 处取得极小值.
【解析】2.
得。所以函数的单调递增区间为,减区间为,所以函数在x=2处取得极小值。
25.(2011年高考陕西卷理科11)设,若,则
【答案】1
【解析】
26. (2011年高考四川卷理科13)计算 .
答案:
解析:.
27. (2011年高考四川卷理科16)函数的定义域为A,若时总有为单函数.例如,函数=2x+1()是单函数.下列命题:
① 函数=(xR)是单函数;
② 若为单函数,
③ 若f:AB为单函数,则对于任意bB,它至多有一个原象;
④ 函数f(x)在某区间上具有单调性,则f(x)一定是单函数.
其中的真命题是 .(写出所有真命题的编号)
29.(2011年高考江苏卷8)在平面直角坐标系中,过坐标原点的一条直线与函数的图象交于P、Q两点,则线段PQ长的最小值是________
【答案】4
【解析】考察函数与方程,两点间距离公式以及基本不等式,中档题。设坐标原点的直线方程为,则由解得交点坐标为、,即为P、Q两点,所以线段PQ长为,当且仅当
时等号成立,故线段PQ长的最小值是4.
30.(2011年高考安徽卷江苏11)已知实数,函数,若,则a的值为________
【答案】
【解析】因为,所以是函数的对称轴,所以,所以的值为.
31.(2011年高考北京卷理科13)已知函数若关于x 的方程f(x)=k有两个不同的实根,则数k的取值范围是_______
【答案】(0,1)
【解析】画出函数图象与直线y=k,观察,可得结果,考查了函数与方程、数形结合的数学思想.
32.(2011年高考上海卷理科1)函数的反函数为 。
【答案】[来源:学*科*网]
【解析】设,则,故.
33.(2011年高考上海卷理科13)设是定义在上,以1为周期的函数,若在上的值域为,则在区间上的值域为 。
【答案】
【解析】本小题考查函数的性质.
【2010高考试题】
1.(2010浙江理数)(10)设函数的集合
,
平面上点的集合
,
则在同一直角坐标系中,中函数的图象恰好经过中两个点的函数的个数是
(A)4 (B)6 (C)8 (D)10
解析:当a=0,b=0;a=0,b=1;a=,b=0; a=,b=1;a=1,b=-1;a=1,b=1时满足题意,故答案选B。
2.(2010全国卷2理数)(10)若曲线在点处的切线与两个坐标围成的三角形的面积为18,则
(A)64 (B)32 (C)16 (D)8
【答案】A
【解析】,切线方程是,令,,令,,∴三角形的面积是,解得.故选A.
3.(2010全国卷2理数)(2).函数的反函数是
(A) (B)
(C) (D)
【答案】D
【解析】由原函数解得,即,又;
∴在反函数中,故选D.
4.(2010辽宁理数)(1O)已知点P在曲线y=上,a为曲线在点P处的切线的倾斜角,则a的取值范围是
(A)[0,) (B) (D)
【答案】D
【解析】因为,即tan a≥-1,所以
5.(2010江西理数)12.如图,一个正五角星薄片(其对称轴与水面垂直)匀速地升出水面,记t时刻五角星露出水面部分的图形面积为,则导函数的图像大致为
【答案】A
【解析】本题考查函数图像、导数图、导数的实际意义等知识,重点考查的是对数学的探究能力和应用能力。最初零时刻和最后终点时刻没有变化,导数取零,排除C;总面积一直保持增加,没有负的改变量,排除B;考察A、D的差异在于两肩位置的改变是否平滑,考虑到导数的意义,判断此时面积改变为突变,产生中断,选择A。
6.(2010江西理数)9.给出下列三个命题:
①函数与是同一函数;高☆考♂资♀源*网
②若函数与的图像关于直线对称,则函数与的图像也关于直线对称;
③若奇函数对定义域内任意x都有,则为周期函数。
其中真命题是
A. ①② B. ①③ C.②③ D. ②
答案:A
8.(2010四川理数)(3)2log510+log50.25=w_w_w.k*s 5*u.c o*m
(A)0 (B)1 (C) 2 (D)4w_w w. k#s5_u.c o*m
解析:2log510+log50.25
=log5100+log50.25
=log525
=2
答案:C
9.(2010天津理数)(8)若函数f(x)=,若f(a)>f(-a),则实数a的取值范围是
(A)(-1,0)∪(0,1) (B)(-∞,-1)∪(1,+∞)
(C)(-1,0)∪(1,+∞) (D)(-∞,-1)∪(0,1)
【答案】C
【解析】本题主要考查函数的对数的单调性、对数的基本运算及分类讨论思想,属于中等题。由分段函数的表达式知,需要对a的正负进行分类讨论。
10.(2010天津理数)(3)命题“若f(x)是奇函数,则f(-x)是奇函数”的否命题是
(A)若f(x) 是偶函数,则f(-x)是偶函数
(B)若f(x)不是奇函数,则f(-x)不是奇函数
(C)若f(-x)是奇函数,则f(x)是奇函数
(D)若f(-x)不是奇函数,则f(x)不是奇函数
【答案】B
【解析】本题主要考查否命题的概念 ,属于容易题。
否命题是同时否定命题的条件结论,故否命题的定义可知B项是正确的。
11.(2010天津理数)(2)函数f(x)=的零点所在的一个区间是
(A)(-2,-1)(B)(-1,0)(C)(0,1)(D)(1,2)
【答案】B
【解析】本题主要考查函数零点的概念与零点定理的应用,属于容易题。
由及零点定理知f(x)的零点在区间(-1,0)上。
12.(2010福建理数)4.函数的零点个数为 ( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【解析】当时,令解得;
当时,令解得,所以已知函数有两个零点,选C。
13.(2010重庆理数)(15)已知函数满足:,,则=_____________.
解析:取x=1 y=0得
法一:通过计算,寻得周期为6
法二:取x=n y=1,有f(n)=f(n+1)+f(n-1),同理f(n+1)=f(n+2)+f(n)
联立得f(n+2)= —f(n-1) 所以T=6 故=f(0)=
14.(2010天津理数)(16)设函数,对任意,恒成立,则实数的取值范围是 .
【答案】D
【解析】本题主要考查函数恒成立问题的基本解法,属于难题。
依据题意得在上恒定成立,即在上恒成立。
当时函数取得最小值,所以,即,解得或
15.(2010辽宁理数)(21)(本小题满分12分)
已知函数
(I)讨论函数的单调性;
(II)设.如果对任意,,求的取值范围。
解:
(Ⅰ)的定义域为(0,+∞). .
当时,>0,故在(0,+∞)单调增加;
当时,<0,故在(0,+∞)单调减少;
当-1<<0时,令=0,解得.
则当时,>0;时,<0.
故在单调增加,在单调减少.
(Ⅱ)不妨假设,而<-1,由(Ⅰ)知在(0,+∞)单调减少,从而
,
等价于
, ①
令,则
①等价于在(0,+∞)单调减少,即
.
从而
故a的取值范围为(-∞,-2]. ……12分
16.(2010江西理数)19. (本小题满分高☆考♂资♀源*网12分)
设函数。
(1)当a=1时,求的单调区间。
(2)若在上的最大值为,求a的值。
【解析】考查函数导数运算、利用导数处理函数最值等知识。
解:对函数求导得:,定义域为(0,2)
(1) 单调性的处理,通过导数的零点进行穿线判别符号完成。
当a=1时,令
当为增区间;当为减函数。
(2) 区间上的最值问题,通过导数得到单调性,结合极值点和端点的比较得到,确定
待定量a的值。
当有最大值,则必不为减函数,且>0,为单调递增区间。
最大值在右端点取到。。
17.(2010北京理数)(18)(本小题共13分)
已知函数()=In(1+)-+(≥0)。
(Ⅰ)当=2时,求曲线=()在点(1,(1))处的切线方程;
(Ⅱ)求()的单调区间。
解:(I)当时,,
由于,,
所以曲线在点处的切线方程为
即
(II),.
当时,.
所以,在区间上,;在区间上,.
故得单调递增区间是,单调递减区间是.
当时,由,得,
所以,在区间和上,;在区间上,
故得单调递增区间是和,单调递减区间是.
当时,
故得单调递增区间是.
当时,,得,.
所以没在区间和上,;在区间上,
故得单调递增区间是和,单调递减区间是
18.(2010四川理数)(22)(本小题满分14分)
设(且),g(x)是f(x)的反函数.
(Ⅰ)设关于的方程求在区间[2,6]上有实数解,求t的取值范围;
(Ⅱ)当a=e(e为自然对数的底数)时,证明:;
(Ⅲ)当0<a≤时,试比较与4的大小,并说明理由.
本小题考产函数、反函数、方程、不等式、导数及其应用等基础知识,考察化归、分类整合等数学思想方法,以及推理论证、分析与解决问题的能力.
解:(1)由题意,得ax=>0
故g(x)=,x∈(-∞,-1)∪(1,+∞)
由得w_w w. k#s5_u.c o*m
t=(x-1)2(7-x),x∈[2,6]
则t'=-3x2+18x-15=-3(x-1)(x-5)
列表如下:
x
2
(2,5)
5
(5,6)
6
t'
+
0
-
t
5
↗
极大值32
↘
25
所以t最小值=5,t最大值=32
所以t的取值范围为[5,32]……………………………………………………5分
(2) w_w w. k#s5_u.c o*m
=ln()
=-ln
令u(z)=-lnz2-=-2lnz+z-,z>0
则u'(z)=-=(1-)2≥0
所以u(z)在(0,+∞)上是增函数
又因为>1>0,所以u()>u(1)=0
即ln>0w_w w. k#s5_u.c o*m
即………………………………………………………………9分
(3)设a=,则p≥1,1<f(1)=≤3
当n=1时,|f(1)-1|=≤2<4
当n≥2时
设k≥2,k∈N *时,则f(k)=w_w w. k#s5_u.c o*m
=1+
所以1<f(k)≤1+
从而n-1<≤n-1+=n+1-<n+1
所以n<<f(1)+n+1≤n+4
综上所述,总有|-n|<4
【2009高考试题】
1.( 2009·福建理5)下列函数中,满足“对任意,(0,),当<时,都有>的是
A.= B. =
C .= D
答案:A
解析:依题意可得函数应在上单调递减,故由选项可得A正确。
2.( 2009·福建理10).函数的图象关于直线对称。据此可推测,对任意的非零实数a,b,c,m,n,p,关于x的方程的解集都不可能是
A. B C D
答案:D
解析:本题用特例法解决简洁快速,对方程中分别赋值求出代入求出检验即得.
3.( 2009·广东理3) 若函数是函数的反函数,其图像经过点,则
A. B. C. D.
答案:B
解析:,代入,解得,所以,选B.
4.( 2009·广东理8)已知甲、乙两车由同一起点同时出发,并沿同一路线(假定为直线)行驶.甲车、乙车的速度曲线分别为(如图2所示).那么对于图中给定的,下列判断中一定正确的是
A.在时刻,甲车在乙车前面
B. 时刻后,甲车在乙车后面
C. 在时刻,两车的位置相同
D. 时刻后,乙车在甲车前面
答案:A
解析:由图像可知,曲线比在0~、0~与轴所围成图形面积大,则在、时刻,甲车均在乙车前面,选A. w.w.w.k.s.5.u.c.
5. (2009·辽宁文理9)已知偶函数在区间上单调增加,则的x取值范围是
答案: A
解析:由已知有,即,
∴。
6.( 2009·辽宁理12)若满足,满足,则+=
答案:C
解析:,,
即,,
作出,的图像(如图),
与的图像关于对称,
它们与的交点A、B的中点为与
的交点C,,∴+=。
7.( 2009·宁夏海南12)用min{a,b,c}表示a,b,c三个数中的最小值。
设 (x0),则的最大值为
(A) 4 (B) 5 (C) 6 (D) 7
答案:C
解析:画出y=2x,y=x+2,y=10-x的图象,如右图,观察图象可知,当0≤x≤2时,f(x)=2x,当2≤x≤3时,f(x)=x+2,当x>4时,f(x)=10-x,f(x)的最大值在x=4时取得为6,故选C。.
8.( 2009·山东文理6.) x
y
1
1
D
O
x
y
O
1
1
C
x
y
O
1
1
B
1
x
y
1
O
A
函数的图像大致为( ).
答案:A
解析::函数有意义,需使,其定义域为,排除C,D,又因为,所以当时函数为减函数,故选A.
9. (2009·浙江理10)对于正实数,记为满足下述条件的函数构成的集合:且,有.下列结论中正确的是( )
A.若,,则
B.若,,且,则
C.若,,则
D.若,,且,则
答案:C
解析:对于,即有,令,有,不妨设,,即有,因此有,因此有.
10.( 2009·山东文理14)若函数f(x)=a-x-a(a>0且a1)有两个零点,则实数a的取值范围是 .
解析:设函数且和函数,则函数f(x)=a-x-a(a>0且a1)有两个零点, 就是函数且与函数有两个交点,由图象可知当时两函数只有一个交点,不符合,当时,因为函数的图象过点(0,1),而直线所过的点(0,a)一定在点(0,1)的上方,所以一定有两个交点.所以实数a的取值范围是.
答案:
11.( 2009·山东文理16)已知定义在R上的奇函数,满足,且在区间[0,2]上是增函数,若方程f(x)=m(m>0)在区间上有四个不同的根,则
解析:因为定义在R上的奇函数,满足,所以,所以, 由为奇函数,所以函数图象关于直线对称且,由知,所以函数是以8为周期的周期函数,又因为在区间[0,2]上是增函数,所以在区间[-2,0]上也是增函数.如图所示,那么方程f(x)=m(m>0)在区间上有四个不同的根,不妨设由对称性知所以
答案:-8
12.( 2009·山东理21.)(本小题满分12分)
两县城A和B相距20km,现计划在两县城外以AB为直径的半圆弧上选择一点C建造垃圾处理厂,其对城市的影响度与所选地点到城市的的距离有关,对城A和城B的总影响度为城A与城B的影响度之和,记C点到城A的距离为x km,建在C处的垃圾处理厂对城A和城B的总影响度为y,统计调查表明:垃圾处理厂对城A的影响度与所选地点到城A的距离的平方成反比,比例系数为4;对城B的影响度与所选地点到城B的距离的平方成反比,比例系数为k ,当垃圾处理厂建在的中点时,对城A和城B的总影响度为0.065.
(1)将y表示成x的函数;
(11)讨论(1)中函数的单调性,并判断弧上是否存在一点,使建在此处的垃圾处理厂对城A和城B的总影响度最小?若存在,求出该点到城A的距离;若不存在,说明理由。
【解析】
A
B
C
x
解法一:(1)如图,由题意知AC⊥BC,,
其中当时,y=0.065,所以k=9
所以y表示成x的函数为
(2),,令得,所以,即,当时, ,即所以函数为单调减函数,当时, ,即所以函数为单调增函数.所以当时, 即当C点到城A的距离为时, 函数有最小值.
解法二: (1)同上.
(2)设,
则,,所以
当且仅当即时取”=”.
下面证明函数在(0,160)上为减函数, 在(160,400)上为增函数.
设04×240×240
9 m1m2<9×160×160所以,
所以即函数在(0,160)上为减函数.
同理,函数在(160,400)上为增函数,设1609×160×160
所以,
所以即函数在(160,400)上为增函数.
所以当m=160即时取”=”,函数y有最小值,
所以弧上存在一点,当时使建在此处的垃圾处理厂对城A和城B的总影响度最小.
13. (2009·海南宁夏理21)(本小题满分12分)
已知函数
(1)如,求的单调区间;
(2)若在单调增加,在单调减少,证明
<6.
【解析】解:
(Ⅰ)当时,,故
当
当
从而单调减少.
(Ⅱ)
由条件得:从而
因为所以
将右边展开,与左边比较系数得,故
又由此可得
于是
14. (2009·辽宁理21)(本小题满分 12 分)
已知函数,
(1)讨论函数的单调性;
(2)证明:若,则对于任意有。
【解析】解:(1)的定义域为,
--------------2分
(i)若,即a=2,则,故在上单调增加。
(ii)若,而,故,则当时,;
当及时,。
故在上单调减少,在,上单调增加。
(iii)若,即, 同理可得在上单调减少,在,上单调增加。
(2)考虑函数,
则,
由于,故,即在上单调增加,从而当时,
有,即,故;
当时,有。
15. (2009·福建理20)(本小题满分14分)
已知函数,且
(1) 试用含的代数式表示b,并求的单调区间;
(2)令,设函数在处取得极值,记点M (,),N(,),P(), ,请仔细观察曲线在点P处的切线与线段MP的位置变化趋势,并解释以下问题:
(I)若对任意的m (, x),线段MP与曲线f(x)均有异于M,P的公共点,试确定t的最小值,并证明你的结论;
(II)若存在点Q(n ,f(n)), x n< m,使得线段PQ与曲线f(x)有异于P、Q
的公共点,请直接写出m的取值范围(不必给出求解过程)
【解析】解法一:
(Ⅰ)依题意,得
由.
从而
令
①当a>1时,
当x变化时,与的变化情况如下表:
x
+
-
+
单调递增
单调递减
单调递增
由此得,函数的单调增区间为和,单调减区间为。
②当时,此时有恒成立,且仅在处,故函数的单调增区间为R
③当时,同理可得,函数的单调增区间为和,单调减区间为
综上:
当时,函数的单调增区间为和,单调减区间为;
当时,函数的单调增区间为R;
当时,函数的单调增区间为和,单调减区间为.
(Ⅱ)由得令得
由(1)得增区间为和,单调减区间为,所以函数在处取得极值,故M()N()。
观察的图象,有如下现象:
①当m从-1(不含-1)变化到3时,线段MP的斜率与曲线在点P处切线的斜率之差Kmp-的值由正连续变为负。
②线段MP与曲线是否有异于H,P的公共点与Kmp-的m正负有着密切的关联;
③Kmp-=0对应的位置可能是临界点,故推测:满足Kmp-的m就是所求的t最小值,下面给出证明并确定的t最小值.曲线在点处的切线斜率;
线段MP的斜率Kmp
当Kmp-=0时,解得
直线MP的方程为
令
当时,在上只有一个零点,可判断函数在上单调递增,在上单调递减,又,所以在上没有零点,即线段MP与曲线没有异于M,P的公共点。
当时,.
所以存在使得
即当MP与曲线有异于M,P的公共点
综上,t的最小值为2.
(2)类似(1)于中的观察,可得m的取值范围为
解法二:
(1)同解法一.
(2)由得,令,得
由(1)得的单调增区间为和,单调减区间为,所以函数在处取得极值。故M().N()
(Ⅰ) 直线MP的方程为
由
得
线段MP与曲线有异于M,P的公共点等价于上述方程在(-1,m)上有根,即函数
上有零点.
因为函数为三次函数,所以至多有三个零点,两个极值点.
又.因此, 在上有零点等价于在内恰有一个极大值点和一个极小值点,即内有两不相等的实数根.
等价于 即
又因为,所以m 的取值范围为(2,3)
从而满足题设条件的r的最小值为2.
16. (2009·福建文21)(本小题满分12分)
已知函数且
(I)试用含的代数式表示;
(Ⅱ)求的单调区间;
(Ⅲ)令,设函数在处取得极值,记点,证明:线段与曲线存在异于、的公共点;
【解析】解法一:
(I)依题意,得
由得
(Ⅱ)由(I)得(
故
令,则或
①当时,
当变化时,与的变化情况如下表:
+
—
+
单调递增
单调递减
单调递增
由此得,函数的单调增区间为和,单调减区间为
②由时,,此时,恒成立,且仅在处,故函数的单调区间为R
③当时,,同理可得函数的单调增区间为和,单调减区间为
综上:
当时,函数的单调增区间为和,单调减区间为;
当时,函数的单调增区间为R;
当时,函数的单调增区间为和,单调减区间为
(Ⅲ)当时,得
由,得
由(Ⅱ)得的单调增区间为和,单调减区间为
所以函数在处取得极值。
故
所以直线的方程为
由得
令
易得,而的图像在内是一条连续不断的曲线,
故在内存在零点,这表明线段与曲线有异于的公共点
解法二:
(I)同解法一
(Ⅱ)同解法一。
(Ⅲ)当时,得,由,得
由(Ⅱ)得的单调增区间为和,单调减区间为,所以函数在处取得极值,
故
所以直线的方程为
由得
解得
所以线段与曲线有异于的公共点
17. (2009·广东理20)(本小题满分14分)
已知二次函数的导函数的图像与直线平行,且在处取得极小值.设.
(1)若曲线上的点到点的距离的最小值为,求的值;
(2)如何取值时,函数存在零点,并求出零点.
【解析】
解:(1)依题可设 (),则;
又的图像与直线平行
, ,
设,则
当且仅当时,取得最小值,即取得最小值
当时, 解得
当时, 解得
(2)由(),得
当时,方程有一解,函数有一零点;
当时,方程有二解,
若,,
函数有两个零点,即;
若,,
函数有两个零点,即;
当时,方程有一解, ,
函数有一零点
综上,当时, 函数有一零点;
当(),或()时,
函数有两个零点;
当时,函数有一零点.
18.( 2009·浙江20090423
理22)(本题满分14分)已知函数,,其中.
(I)设函数.若在区间上不单调,求的取值范围;
(II)设函数 是否存在,对任意给定的非零实数,存在惟一的非零实数(),使得成立?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
解析:(I)因,
,因在区间上不单调,所以在上有实数解,且无重根,由得
,令有,记则在上单调递减,在上单调递增,所以有,于是,得,而当时有在上有两个相等的实根,故舍去,所以;
(II)当时有;
当时有,因为当时不合题意,因此,
下面讨论的情形,记A,B=(ⅰ)当时,在上单调递增,所以要使成立,只能且,因此有,(ⅱ)当时,在上单调递减,所以要使成立,只能且,因此,综合(ⅰ)(ⅱ);
当时A=B,则,即使得成立,因为在上单调递增,所以的值是唯一的;
同理,,即存在唯一的非零实数,要使成立,所以满足题意.
19.(2009·安徽理19)(本小题满分12分)
已知函数,讨论的单调性.
本小题主要考查函数的定义域、利用导数等知识研究函数的单调性,考查分类讨论的思想方法和运算求解的能力。本小题满分12分。
【解析】解:的定义域是(0,+),
设,二次方程的判别式.
① 当,即时,对一切都有,此时在上是增函数。
① 当,即时,仅对有,对其余的都有,此时在上也是增函数。
② 当,即时,
方程有两个不同的实根,,.
+
0
_
0
+
单调递增
极大
单调递减
极小
单调递增
此时在上单调递增, 在是上单调递减, 在上单调递增.
20.(2009·天津理20)(本小题满分12分)
已知函数其中
(1) 当时,求曲线处的切线的斜率;
(2)当时,求函数的单调区间与极值。
本小题主要考查导数的几何意义、导数的运算、利用导数研究函数的单调性与极值等基础知识,考查运算能力及分类讨论的思想方法。满分12分。
【解析】(I)解:
(II)
以下分两种情况讨论。
(1)>,则<.当变化时,的变化情况如下表:
+
0
—
0
+
↗
极大值
↘
极小值
↗
(2)<,则>,当变化时,的变化情况如下表:
+
0
—
0
+
↗
极大值
↘
极小值
↗
【2008高考试题】
1.(2008·广东卷理19)设,函数,,,试讨论函数的单调性.
【解析】
对于,
当时,函数在上是增函数;
当时,函数在上是减函数,在上是增函数;
对于,
当时,函数在上是减函数;
当时,函数在上是减函数,在上是增函数。
2.(2008·江苏卷18)设平面直角坐标系中,设二次函数的图象与坐标轴有三个交点,经过这三个交点的圆记为C。
(1)求实数的取值范围;
(2)求圆的方程;问圆是否经过某定点(其坐标与无关)?请证明你的结论
【解析】解:本小题主要考查二次函数图象与性质、圆的方程的求法.
(Ⅰ)令=0,得抛物线与轴交点是(0,b);
令,由题意b≠0 且Δ>0,解得b<1 且b≠0.
(Ⅱ)设所求圆的一般方程为
令=0 得这与=0 是同一个方程,故D=2,F=.
令=0 得=0,此方程有一个根为b,代入得出E=―b―1.
所以圆C 的方程为.
(Ⅲ)圆C 必过定点,证明如下:
假设圆C过定点 ,将该点的坐标代入圆C的方程,
并变形为 (*)
为使(*)式对所有满足的都成立,必须有,
结合(*)式得
,解得
经检验知,点均在圆C上,因此圆C 过定点。
3.(2008·江苏20)若为常数,
且
(I)求对所有的实数成立的充要条件(用表示);
(II)设为两实数,且,若,求证:在区间上的单调增区间的长度和为(闭区间的长度定义为)。
【解析】解:(1)由的定义可知,(对所有实数)等价于
(对所有实数)这又等价于,即
对所有实数均成立. (*)
由于的最大值为,
故(*)等价于,即,这就是所求的充分必要条件
(2)分两种情形讨论
(i)当时,由(1)知(对所有实数)
O
y
x
(a,f(a))
(b,f(b))
图1
则由及易知,
再由的单调性可知,
函数在区间上的单调增区间的长度
为(参见示意图1)
(ii)时,不妨设,则,于是
当时,有,从而;
当时,有
从而 ;
当时,,及,由方程
解得图象交点的横坐标为
⑴
显然,
这表明在与之间。由⑴易知
综上可知,在区间上, (参见示意图2)
O
y
x
(a,f(a))
(b,f(b))
(x0,y0)
(p2,2)
(p1,1)
图2
故由函数及的单调性可知,在区间上的单调增区间的长度之和为,由于,即,得
⑵
故由⑴、⑵得
综合(i)(ii)可知,在区间上的单调增区间的长度和为。
4.(2008·山东理14)设函数,若,,则的值为 。
解析: 。
而, ∴
5.(2008·广东理7)设,若函数,有大于零的极值点,则( B )
A. B. C. D.
答案:B。
解析:,若函数在上有大于零的极值点,
即有正根。当有成立时,(由于)显然有,此时,由我们马上就能得到参数的范围为。
7.(安徽理6)设<b,函数的图像可能是
解析:,由得,∴当时,取极大值0,当时取极小值且极小值为负。故选C。
8.(安徽理9)已知函数在R上满足,则曲线在点处的切线方程是学科网
(A) (B) (C) (D)
解析:由得,
即,∴∴,∴切线方程为
,即选A
9.(辽宁理7)曲线在点处的切线方程为
答案: D
解析: ,,∴切线方程为,即。
10. (福建理4) 等于
A. B. 2 C. -2 D. +2
答案:D
解析:∵.故选D
11.(天津理4)设函数则
A在区间内均有零点。 B在区间内均无零点。
C在区间内有零点,在区间内无零点。
D在区间内无零点,在区间内有零点。
答案:D
解析:由题得,令得;令得;得,故知函数在区间上为减函数,在区间为增函数,在点处有极小值;又,故选择D。
12.(2008·江苏8)直线是曲线的一条切线,则实数b= ▲
答案:ln2-1
解析:本小题考查导数的几何意义、切线的求法. ,令得,故切点(2,ln2),代入直线方程,得,所以b=ln2-1.
13. (2008·江苏13)若AB=2, AC=BC ,则的最大值 ▲
答案:
解析:本小题考查三角形面积公式、余弦定理以及函数思想.设BC=,则AC= ,
根据面积公式得=,根据余弦定理得
,代入上式得
=
由三角形三边关系有解得,
故当时取得最大值
14.(2008·广东理科19卷)(本小题满分14分)
设,函数,,。试讨论函数的单调性.
解析
对于,
当时,函数在上是增函数;
当时,函数在上是减函数,在上是增函数;
对于,
当时,函数在上是减函数;
当时,函数在上是减函数,在上是增函数。
15.(2008·山东理21)(本题满分12分)已知函数其中为常数。
(I)当时,求函数的极值;
(II)当时,证明:对任意的正整数,当时,有
解析:
(Ⅰ)解:由已知得函数的定义域为,
当时,,所以.
(1)当时,由得,,
此时.
当时,,单调递减;
当时,,单调递增.
(2)当时,恒成立,所以无极值.
综上所述,时,
当时,在处取得极小值,极小值为.
当时,无极值.
(Ⅱ)证法一:因为,所以.
当为偶数时,
令 ,
则().
所以 当时,单调递增,
又,
因此 恒成立,
所以 成立.
当为奇数时,
要证,由于,所以只需证,
令 ,
则 (),
所以 当时,单调递增,又,
所以当时,恒有,即命题成立.
综上所述,结论成立.
证法二:当时,.
当时,对任意的正整数,恒有,
故只需证明.
令 ,,
则 ,
当时,,故在上单调递增,
因此 当时,,即成立.
故 当时,有.
即 .
16.(2008·海南、宁夏理21)(本小题满分12分) 设函数,曲线在点
处的切线方程为。
(Ⅰ)求的解析式:
(Ⅱ)证明:函数的图像是一个中心对称图形,并求其对称中心;
(Ⅲ)证明:曲线上任一点的切线与直线和直线所围三角形的面积为定值,并求出此定值。
解析:(Ⅰ),于是
解得 或
因,故.
(II)证明:已知函数都是奇函数,
所以函数也是奇函数,其图像是以原点为中心的中心对称图形。
而函数。
可知,函数的图像按向量a=平移,即得到函数的图象,故函数的图像是以点为中心的中心对称图形。
(III)证明:在曲线上任一点。