内容正文:
专题04 导数及其应用
目录
01 模拟基础练 2
题型一:求已知函数的极值或最值 2
题型二:由函数在区间上的单调性求参数 4
题型三:利用导数求函数的单调区间(含参与不含参) 5
题型四:求曲线上一点处的切线方程 7
题型五:利用导数判断或证明已知函数的单调性 8
02 重难创新练 10
题型一:求已知函数的极值或最值
1.如图是函数的导数的图象,则下面判断正确的是( )
A.是区间上的增函数 B.是区间上的减函数
C.1是的极大值点 D.4是的极小值点
2.关于函数,下列结论错误的是( )
A.的解集是 B.是极小值,是极大值
C.没有最小值,也没有最大值 D.有最大值,没有最小值
3.已知函数,下列说法不正确的是( )
A.若,则在上单调递增 B.若0为的极大值点,则
C.的图象经过一个定点 D.若,则方程有三个不相等的实数根
4.如图所示为函数的导函数图象,则下列关于函数的说法正确的有( )
①单调减区间是; ②和4都是极小值点;
③没有最大值; ④最多能有四个零点.
A.①② B.②③ C.②④ D.②③④
5.若函数存在极大值,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.已知函数,给出下列4个图象:
其中,可以作为函数的大致图象的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
7.已知函数 的导函数 的图象如图所示,那么对于函数 ,下列说法正确的是( )
A.在 上单调递增 B.在 上单调递减
C.在 处取得最大值 D.在 处取得极大值
8.已知函数.
(1)若在处取得极大值,求的值;
(2)求的零点个数.
9.已知集合,集合,且:
(1)求实数的值;
(2)求函数的极值.
10.已知函数.
(1)求函数的极值;
(2)若不等式恒成立,求实数的取值范围;
(3)已知直线是曲线在点处的切线,求证:当时,直线与曲线相交于点,其中.
题型二:由函数在区间上的单调性求参数
11.已知函数(且)在区间上是增函数,在区间上是减函数.
(1)求的值;
(2)求的取值范围.
12.已知函数,为函数的导函数
(1)若为函数的极值点,求实数的值;
(2)的单调增区间内有且只有两个整数时,求实数的取值范围;
(3)对任意时,任意实数,都有恒成立,求实数的最大值.
13.已知函数且.
(1)求的值;
(2)求函数的单调递增区间;
(3)设函数,若函数在上单调递增,求实数的取值范围.
14.设函数.
(Ⅰ)设是图象的一条切线,求证:当时,与坐标轴围成的三角形的面积与切点无关;
(Ⅱ)若函数在定义域上单调递减,求的取值范围.
15.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)是否存在实数,使得在具有单调性?若存在,求所有的取值构成的集合;若不存在,请说明理由.
16.已知函数
(1)当时,求函数的极值;
(2)若函数在区间上单调递增,求实数的取值范围.
17.已知函数.
(Ⅰ)求曲线在点处的切线方程;
(Ⅱ)若函数在区间上单调递增,求实数的取值范围;
(Ⅲ)设函数,其中.证明:的图象在图象的下方.
18.已知函数.
(1)若在上单调递增,求实数的取值范围;
(2)讨论的零点个数.
19.已知函数.
(1)若函数在处有极值,求的值;
(2)若对于任意的在上单调递增,求的最小值.
20.设函数,.
(Ⅰ)当时,取得极值,求的值;
(Ⅱ)若在内为增函数,求的取值范围.
题型三:利用导数求函数的单调区间(含参与不含参)
21.已知,函数,为的导函数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)记,讨论在区间上的零点个数.
22.已知函数.
(1)若函数的图象在点处的切线方程是,求和;
(2)求函数的单调区间.
23.已知函数
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)设函数,求的单调区间;
(3)指出极值点的个数,并说明理由.
24.已知函数.
(1)当时,求的单调区间.
(2)若函数在时取得极值,求的值;
(3)在第(2)问的条件下,求证:函数有最小值.
25.已知函数在时取得极值.
(1)求函数的单调区间;
(2)求函数在区间上的最小值;
(3)若有两个零点,求的值.
26.已知函数.
(1)若曲线在处的切线为x轴,求a的值;
(2)在(1)的条件下,判断函数的单调性;
(3),若是的极大值点,求a的取值范围.
27.已知函数.
(1)若曲线在处的切线方程为,
(ⅰ)求和的值;
(ⅱ)求函数的单调区间和极值;
(2)当时,求函数的极值点的个数.
28.已知函数
(1)求的图象在点处的切线方程;
(2)求的单调区间.
29.设函数.
(1)求的单调区间;
(2)若,设,求证:不存在极大值.
30.已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若关于的不等式无整数解,求的取值范围.
题型四:求曲线上一点处的切线方程
31.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)若过点可作曲线的三条切线,求实数的取值范围.
32.已知函数(a为常数).
(1)当时,求过原点的切线方程;
(2)讨论的单调区间和极值;
(3)若,恒成立,求a的取值范围.
33.已知函数.
(1)若,求过曲线上一点的切线方程;
(2)若,在区间的最大值为,最小值为,求的最小值.
34.已知函数.
(1)当函数与函数图象的公切线l经过坐标原点时,求实数a的取值集合;
(2)证明:当时,函数有两个零点,且满足.
35.已知函数
(1)求的单调区间;
(2)过点存在几条直线与曲线相切,并说明理由;
(3)若对任意恒成立,求实数的取值范围.
36.已知函数.
(1)当时,求函数在点处的切线方程;
(2)求函数在区间上的最小值;
(3)若对所有都有,求实数的取值范围.
37.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)证明:在区间上有且仅有个零点.
38.已知函数,.
(Ⅰ)当时,证明:;
(Ⅱ)的图象与的图象是否存在公切线(公切线:同时与两条曲线相切的直线)?如果存在,有几条公切线,请证明你的结论.
39.已知函数 .
(Ⅰ)当时,求曲线在点处的切线方程;
(Ⅱ)当时,
(ⅰ)求的单调区间;
(ⅱ)若在区间内单调递减,求的取值范围.
40.已知函数.
(Ⅰ)当时,求函数在区间上的最小值;
(Ⅱ)当时,求证:过点恰有2条直线与曲线相切.
题型五:利用导数判断或证明已知函数的单调性
41.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求证: 当时,.
42.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求在区间上的最大值与最小值;
(3)当时,求证:.
43.已知函数,曲线在点处的切线为,记.
(1)当时,求切线的方程;
(2)在(1)的条件下,求函数的零点并证明;
(3)当时,直接写出函数的零点个数.(结论不要求证明)
44.设函数,曲线在点处的切线斜率为1.
(1)求a的值;
(2)设函数,求的单调区间;
(3)求证:.
45.已知.
(1)若,求在处的切线方程;
(2)设,求的单调区间;
(3)求证:当时,.
46.已知函数,.
(1)证明:;
(2)求函数的单调区间.
47.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求证:当时,;
(3)设实数使得对恒成立,求的取值范围.
48.已知函数,.
(1)求证:,恒成立;
(2)若存在极值,求a的取值范围;
(3)若时,成立,求a的取值范围.
49.已知,函数,为的导函数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)讨论在区间上的零点个数;
(3)比较与的大小,并说明理由.
50.已知函数,是常数.
(1)求函数的图象在点处的切线的方程;
(2)证明函数的图象在直线的下方;
(3)讨论函数零点的个数.
1.下列函数中,既是奇函数又在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
2.已知函数,则的解集为( )
A. B. C. D.
3.如图所示,直线与曲线相切于两点,其中.若当时,,则函数在上的极大值点个数为( )
A. B. C. D.
4.曲线在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
5.已知函数的定义域为,定义集合,在使得的所有中,下列成立的是( )
A.存在,使得是偶函数
B.存在,使得在上单调递减
C.存在,使得在处取极大值
D.存在,使得的最小值是
6.已知,则函数在处的切线方程是( )
A. B. C. D.
7.已知,且的图象的对称中心是,则的值为( )
A. B. C. D.
8.函数,其中,是常数,其图象是一条直线,称这个函数为线性函数,对于非线性可导函数,在点附近一点的函数值,可以用如下方法求其近似代替值:.利用这一方法,的近似代替值( )
A.一定大于 B.一定小于
C.等于 D.与的大小关系不确定
9.已知函数,则等于( )
A. B.
C. D.
10.已知函数,给出下列结论:
①的零点是0;
②时,;
③若直线与曲线总有两个不同交点,则的取值范围是.其中所有正确结论的序号是( )
A.①②③ B.①② C.①③ D.②③
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专题04 导数及其应用
目录
01 模拟基础练 2
题型一:求已知函数的极值或最值 2
题型二:由函数在区间上的单调性求参数 11
题型三:利用导数求函数的单调区间(含参与不含参) 21
题型四:求曲线上一点处的切线方程 31
题型五:利用导数判断或证明已知函数的单调性 42
02 重难创新练 57
题型一:求已知函数的极值或最值
1.如图是函数的导数的图象,则下面判断正确的是( )
A.是区间上的增函数 B.是区间上的减函数
C.1是的极大值点 D.4是的极小值点
【答案】D
【详解】由图可知:当时,,
当时,,
故在、上单调递减,在、上单调递增,
故A错误,B错误,C错误,D正确.
故选:D.
2.关于函数,下列结论错误的是( )
A.的解集是 B.是极小值,是极大值
C.没有最小值,也没有最大值 D.有最大值,没有最小值
【答案】C
【详解】函数的定义域为R,
对于A,,解得,即的解集是,A正确;
对于BCD,,当或时,,当时,,
则函数在上单调递减,在上单调递增,
因此是极小值,是极大值,B正确;
显然当时,恒成立,当时,,,
而当时,函数的值域为,而,因此有最大值,没有最小值,C错误,D正确.
故选:C
3.已知函数,下列说法不正确的是( )
A.若,则在上单调递增 B.若0为的极大值点,则
C.的图象经过一个定点 D.若,则方程有三个不相等的实数根
【答案】D
【详解】对于A,当时,,
则,
当且仅当时,,
所以函数在R上单调递增,故A正确;
对于B,,令解得或,
因为0为的极大值点,
所以,且在附近先增后减,故,所以,故B正确;
对于C,由,当时,,
即函数经过定点,故C正确;
对于D,由,令解得或,
当时,,所以当或时,,
当时,,
即在和上单调递增,在上单调递减,
又时,,,,
当时,与有3个交点,即方程有三个不相等的实根,
当即时,方程只有2个不等实根,
故不能保证方程有三个不相等的实根,故D错误.
故选:D.
4.如图所示为函数的导函数图象,则下列关于函数的说法正确的有( )
①单调减区间是; ②和4都是极小值点;
③没有最大值; ④最多能有四个零点.
A.①② B.②③ C.②④ D.②③④
【答案】C
【详解】观察图象知,当或时,,当或时,,
因此函数在上单调递减,在上单调递增,
函数在上不单调,①错误;
和4都是极小值点,②正确;
函数在取得极大值,
当不小于函数在上的所有函数值时,函数有最大值,③错误;
当,,且函数函数在上的图象都与轴相交时,
函数在上各有1个零点,共有4个零点,
因此最多能有四个零点,④正确,
所以关于函数的说法正确的有②④.
故选:C
5.若函数存在极大值,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】函数的定义域为,
又,
当时为常数函数,不存在极值,故舍去,
当时,令,解得,则当时,当时,
所以在上单调递减,在上单调递增,
则在处取得极小值,不存在极大值,不符合题意;
当时,令,解得,则当时,当时,
所以在上单调递增,在上单调递减,
则在处取得极大值,符合题意;
综上可得.
故选:A
6.已知函数,给出下列4个图象:
其中,可以作为函数的大致图象的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【详解】由题意知,定义域为,
当时,,由指数函数的单调性可知函数单调递增,可对应①;
当时,,令可得:,所以当时,,当时,,所以,函数先减后增,且当时,,此时可对应②;
当时,,当时,当时,,当时,,所以,函数先增后减,
当时,,且此时,所以可对应③,
当时,,此时,所以可对应④.
故选:D.
7.已知函数 的导函数 的图象如图所示,那么对于函数 ,下列说法正确的是( )
A.在 上单调递增 B.在 上单调递减
C.在 处取得最大值 D.在 处取得极大值
【答案】D
【详解】由导函数图像可知,当或时,,
当,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
故选项A,B错误;
在处取得极大值,且,故C错误,D正确;
故选:D.
8.已知函数.
(1)若在处取得极大值,求的值;
(2)求的零点个数.
【答案】(1)(2)1
【详解】(1)的定义域为.
因为4是的极大值点,
所以,即,解得或
当时,当变化时,的变化情况如下表:
3
4
+
0
0
+
极大值
极小值
此时,4是的极小值点,不符合题意;
当时,当变化时,的变化情况如下表:
4
6
+
0
0
+
极大值
极小值
此时4是的极大值点,符合题意.
因此,此时.
(2)①当时,当变化时,的变化情况如下表:
+
0
0
+
极大值
极小值
,因此时,,
又,因此在上有且仅有一个零点,
因此的零点个数是1.
②当时,对任意,在上是增函数,
又,由零点存在定理知,有1个零点,
因此的零点个数是1.
③当时,当变化时,的变化情况如下表:
+
0
0
+
极大值
极小值
,因此时,,
又,因此在上有且仅有1个零点,
因此的零点个数是1.
综上,当时,的零点个数是1.
9.已知集合,集合,且:
(1)求实数的值;
(2)求函数的极值.
【答案】(1);(2)极小值1,无极大值.
【详解】(1)由,得,解得,则,
而,,于是,
解得,此时,符合题意,
所以.
(2)由(1)知,的定义域为,求导得,
当时,,当时,,
所以函数在处取得极小值,无极大值.
10.已知函数.
(1)求函数的极值;
(2)若不等式恒成立,求实数的取值范围;
(3)已知直线是曲线在点处的切线,求证:当时,直线与曲线相交于点,其中.
【答案】(1)极大值为1,没有极小值(2)(3)证明见解析
【详解】(1)由题意可知:的定义域为,且,
令时,,
则,,的关系为
0
0
单调递增
极大值
单调递减
所以,当时,取到极大值为1,没有极小值.
(2)若,即恒成立,
设,则,
①当时,则恒成立,符合题意;
②当时,则,可知在上单调递增,
因为,所以不恒成立;
③当时,,,的关系为
0
单调递减
极小值
单调递增
可知的最小值为,则,
因为,则,解得;
综上所述:实数的取值范围是.
(3)因为,,则,
即切点坐标为,切线斜率为,
可得的方程为,即,
联立方程,可得,
由题可知:当时,方程有小于的解,
设,其中,且,则,
设,则,
因为,,,的关系为
1
0
单调递减
,
单调递增
可知的最小值,且,
可知,使,
当时,,即;
当时,,即;
可知在内单调递增;在内单调递减,
可知的最大值,且,
可知存在小于的零点,
所以当时,直线与曲线相交于点,其中,得证.
题型二:由函数在区间上的单调性求参数
11.已知函数(且)在区间上是增函数,在区间上是减函数.
(1)求的值;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)解:,
又在区间上是增函数,在区间上是减函数,
,.
(2)解:,得,
由,得.
在区间上是增函数,在区间上是减函数,
则有,且.
12.已知函数,为函数的导函数
(1)若为函数的极值点,求实数的值;
(2)的单调增区间内有且只有两个整数时,求实数的取值范围;
(3)对任意时,任意实数,都有恒成立,求实数的最大值.
【答案】(1)或(2)(3)
【详解】(1)解:因为,
所以,因为为函数的极值点,
所以,解得或;
当时,,则,
所以,当时,函数单调递增,当或时,函数单调递减,故函数在处取得极小值,符合题意;
当时,,则,
所以,当时,函数单调递增,当或时,函数单调递减,故函数在处取得极小值,符合题意;
综上,或.
(2)解: ,
因为,的单调增区间内有且只有两个整数,
所以,有且只有两个整数满足不等式,即有且只有两个整数满足不等式,显然,
当时,解得,即不等式的解集为,
所以,解得;
当时,解得,即不等式的解集为,
所以,解得;
综上可得
(3)解:因为,
令,则,
令,则或,
因为,所以,,
所以当,和,时,,函数单调递减,当时,,函数单调递增,
所以函数的极小值为,
又,
令,在上成立,
所以,当时,函数单调递增,故,
所以,
即当,时,,
又
其对应函数图像的对称轴为,
所以时,,
所以,故有,
所以,,,
因为,,
所以,
所以,即实数的最大值为.
13.已知函数且.
(1)求的值;
(2)求函数的单调递增区间;
(3)设函数,若函数在上单调递增,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2)的单调递增区间是和,单调递减区间是; (3).
【详解】解:(1)因为,所以,
当时,得,
解得.
(2),
,列表如下:
,
1
0
0
极大值
极小值
所以的单调递增区间是和;的单调递减区间是.
(3)函数,
有,
因为函数在区间,上单调递增,
等价于在,上恒成立,
只要,解得,
所以的取值范围是:.
14.设函数.
(Ⅰ)设是图象的一条切线,求证:当时,与坐标轴围成的三角形的面积与切点无关;
(Ⅱ)若函数在定义域上单调递减,求的取值范围.
【答案】(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ).
【详解】(Ⅰ)当时,,,
设图象上任意一点,切线斜率为.
过点的切线方程为.
令,解得;令,解得.
切线与坐标轴围成的三角形面积为.
所以与坐标轴围成的三角形的面积与切点无关.
(Ⅱ)由题意,函数的定义域为.
因为在上单调递减,
所以在上恒成立,
即当,恒成立,
所以
因为当,,当且仅当时取等号.
所以当时,
所以.
所以的取值范围为.
15.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)是否存在实数,使得在具有单调性?若存在,求所有的取值构成的集合;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在实数,使得在单调递增,理由见解析.
【详解】解:(1)求导得,
所以,又,
所以曲线在点处的切线方程为:.
(2)存在实数,使得在单调递增,理由如下:
由(1)得,
令,则,
故当时,在上恒成立,
故在上单调递增,由于,
故时,,单调递减,
时,,单调递增.
当时,令得,
所以当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
由于,
所以当时,,
所以不可能使得在恒成立,
所以当时,均不能使得在具有单调性.
当时,,
此时时,单调递减,时,单调递增,
所以,
所以在恒成立,此时函数在单调递增.
故存在实数,使得在具有单调性.
16.已知函数
(1)当时,求函数的极值;
(2)若函数在区间上单调递增,求实数的取值范围.
【答案】(1)极大值为,极小值为.(2)
【详解】(1)当时,,则,
由,得或;时,得,
所以函数的增区间为和,减区间为
所以的极大值为,极小值为.
(2),
在区间上单调递增,即为在上恒成立,
①当时,,当时,;
②当时,由,可得或,
这与矛盾,不可取.
综合①②可知,的取值范围是.
17.已知函数.
(Ⅰ)求曲线在点处的切线方程;
(Ⅱ)若函数在区间上单调递增,求实数的取值范围;
(Ⅲ)设函数,其中.证明:的图象在图象的下方.
【答案】(1) .(2) .(3)证明见解析.
详解:解:(Ⅰ)求导,得,又因为
所以曲线在点处的切线方程为
(Ⅱ)设函数,
求导,得,
因为函数在区间上为单调函数,
所以在区间上,恒成立,或者恒成立,
又因为,且,
所以在区间,只能是恒成立,即恒成立.
又因为函数在区间上单调递减,,
所以.
(Ⅲ)证明:设.
求导,得.
设,则(其中).
所以当时,(即)为增函数.
又因为,
所以,存在唯一的,使得
且与在区间上的情况如下:
-
0
+
↘
↗
所以,函数在上单调递减,在上单调递增,
所以 .
又因为,,
所以,
所以,即的图象在图象的下方.
18.已知函数.
(1)若在上单调递增,求实数的取值范围;
(2)讨论的零点个数.
【答案】(1);(2)当时,有且只有1个零点;当时,有3个零点.
【详解】(1)依题意:对于恒成立,
即恒成立.
∵当时,有(当且仅当时等号成立).
∴,故的取值范围为.
(2)(ⅰ)当时,由(1)知在上单调递增,故此时至多有一个零点.
又,∴当时,有且只有一个零点.
(ⅱ)当时,先分析时函数的零点个数.
由(1).记.
则.∴在上单调递增.
∵,∴.
又,
即.∴存在,使.
∴当时,有;当时,有.
∴在上有极小值,且.
以下先证对任意.
令,则,得时,时,.
∴.
∴成立,即.取,
则
∵,∴.
即.在上存在零点,
∵在上单调递增,∴在上存在唯一零点.
另一方面,∵,∴是上的奇函数,
∴根据对称性知:在上也存在一个零点.
又,∴当时,函数有3个零点.
综上所述,当时,有且只有1个零点;当时,有个零点.
19.已知函数.
(1)若函数在处有极值,求的值;
(2)若对于任意的在上单调递增,求的最小值.
【答案】(1)b=-11 (2)
【详解】解:(1)f′(x)=3x2+2ax+b,
于是,根据题设有,
解得或.
当时,f′(x)=3x2+8x-11,Δ=64+132>0,所以函数有极值点;
当时,f′(x)=3(x-1)2≥0,所以函数无极值点.
所以b=-11.
(2)由题意知f′(x)=3x2+2ax+b≥0对任意的a∈[-4,+∞),x∈[0,2]都成立,
所以F(a)=2xa+3x2+b≥0对任意的a∈[-4,+∞),x∈[0,2]都成立.
因为x≥0,
所以F(a)在a∈[-4,+∞)上为单调递增函数或为常数函数,
①当F(a)为常数函数时,F(a)=b≥0;
②当F(a)为增函数时,F(a)min=F(-4)=-8x+3x2+b≥0,
即b≥(-3x2+8x)max对任意x∈[0,2]都成立,
又-3x2+8x=-3(x-)2+≤,
所以当x=时,(-3x2+8x)max=,所以b≥.
所以b的最小值为.
20.设函数,.
(Ⅰ)当时,取得极值,求的值;
(Ⅱ)若在内为增函数,求的取值范围.
【答案】(1)-;(2)
【详解】,
(Ⅰ)由题意:
解得.经检验满足题意.
(Ⅱ)方程的判别式,
(1) 当, 即时,,在内恒成立, 此时为增函数;
(2) 当, 即或时,
要使在内为增函数, 只需在内有即可, 设,
由得, 所以.
由(1) (2)可知,若在内为增函数,的取值范围是.
题型三:利用导数求函数的单调区间(含参与不含参)
21.已知,函数,为的导函数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)记,讨论在区间上的零点个数.
【答案】(1)单调递增区间为,单调递减区间为(2)答案见解析
【详解】(1)当时,,其定义域为,
,令,得.
当时,,故在上单调递增;
当时,,故在上单调递减.
因此,函数的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)令,则,.
因为,则,,则.
当时,则,故,从而在上单调递减;
而,故当时,,故在区间上无零点;
当时,令,则,
因为,则,从而,即在上单调递减;
而,,因此存在唯一的,使得,
并且当时,;当时,.
即当时,,当时,.
故当时,单调递增,当时,单调递减.
而,故;取,
当时,,
所以存在唯一的,使得,即在区间上有唯一零点.
综上所述,当时,在上有唯一的零点;
当时,在上没有零点.
22.已知函数.
(1)若函数的图象在点处的切线方程是,求和;
(2)求函数的单调区间.
【答案】(1)(2)递增区间为,递减区间为.
【详解】(1)解:由函数,可得,则且,
因为函数的图象在点处的切线方程是,
可得 解得.
(2)解:由函数的定义域为,且,
令,即,即,可得;
令,即,即,可得,
所以函数的单调递增区间为,单调递减区间为.
23.已知函数
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)设函数,求的单调区间;
(3)指出极值点的个数,并说明理由.
【答案】(1)(2)在,单调递增,在单调递减(3)2个,理由见解析
【详解】(1)解:由函数,可得其定义域为,且,
可得直线的斜率,且,所以切线方程为,即.
(2)解:由(1)知,可得,
令,即,解得或,
当,;当,;当,,
所以函数在,单调递增,在单调递减.
(3)解:函数有2个极值点,理由如下:
由(2)知,①当时,函数在区间上单调递增,
且,,
所以存在唯一,使;
②当时,函数在区间上单调递减,
且,,
所以存在唯一,使;
③当时,在区间上单调递增,
且,恒有,故该区间内无零点,
综上可得:当,;当,;当,,
所以当时取到极小值;当时取到极大值;故有2个极值点.
24.已知函数.
(1)当时,求的单调区间.
(2)若函数在时取得极值,求的值;
(3)在第(2)问的条件下,求证:函数有最小值.
【答案】(1)和,单调减区间是(2)(3)证明见解析
【详解】(1)因为的定义域为,
当时,则,可得,
令,解得或;令,解得;
所以的单调增区间是和,单调减区间是.
(2)由题意可得:,
若函数在时取得极值,
则,解得:,
当时,,
当或时,;当时,;
可知的单调增区间是和,单调减区间是,
则是的极大值点,符合题意,
综上所述:.
(3)由(2)可知:,
当时,恒成立;
当时,由(2)可知:在上单调递增,在上单调递减,
所以的取得最小值;
综上所述:在处取得最小值,最小值为.
25.已知函数在时取得极值.
(1)求函数的单调区间;
(2)求函数在区间上的最小值;
(3)若有两个零点,求的值.
【答案】(1)递增区间是,递减区间是;(2)(3)或
【详解】(1)由题得,且定义域为.
由函数在时取得极值,得,解得,
此时,显然是的变号零点,即是极值点,
因此,
所以当或时,,当时,,
所以函数的递增区间是,递减区间是.
(2)由(1)知,函数,
且在上单调递增,在上单调递减,
又
所以函数在区间上的最小值是.
(3)因为,
由(1)可知在上单调递增,在上单调递减,
所以有极小值为,极大值为,
由有两个零点得直线与函数的图像有两个交点,
故或,所以或.
26.已知函数.
(1)若曲线在处的切线为x轴,求a的值;
(2)在(1)的条件下,判断函数的单调性;
(3),若是的极大值点,求a的取值范围.
【答案】(1)(2)上单调递减,上单调递增(3)
【详解】(1)由已知,则,
由于曲线在处的切线为x轴,
所以,所以;
(2)当时,,令,则,
当时,,单调递减,当时,,单调递增,
又当时,恒成立,,,
所以当时,时,,
所以在上单调递减,在上单调递增;
(3)由已知,
令,则,
当时,,单调递减,当时,,单调递增,
又当时,恒成立,且,
当时,,即在上有且只有一个零点,设为,
当,即,解得,
此时若,解得,在上单调递减,
若,解得或,在上单调递增,
此时在处取极小值,不符合题意,舍去;
当,即,解得,
此时若,解得,在上单调递减,
若,解得或,在上单调递增,
此时在处取极大值,符合是的极大值点,
当时,即,解得,
此时恒成立,无极值点,
综上所述:a的取值范围为.
27.已知函数.
(1)若曲线在处的切线方程为,
(ⅰ)求和的值;
(ⅱ)求函数的单调区间和极值;
(2)当时,求函数的极值点的个数.
【答案】(1)(ⅰ);(ⅱ)答案见详解(2)答案见详解
【详解】(1)因为函数的定义域为,且,
(ⅰ)由题意可知:,解得,
(ⅱ)此时,,
若,则,可得,
可知在内单调递减;
若,令,解得;令,解得;
可知在内单调递减,在内单调递增;
综上所述:的单调递减区间为,,单调递增区间为,
极小值为,无极大值.
(2)由(1)可知:函数的定义域为,且,
若,则,可知在内单调递减,无极值点;
若,令,整理得,
构建,则,
若,则;若,则;
可知在内单调递减,在内单调递增,则,
且当x趋近于0时,趋近于1;当x趋近于时,趋近于;
作出的图象,如图所示:
且,可知:
当,则,
可知与有且仅有一个交点,可知有且仅有一个极值点;
当,则,
可知与没有交点,可知没有极值点;
综上所述:若,有0个极值点;
若,有且仅有1个极值点.
28.已知函数
(1)求的图象在点处的切线方程;
(2)求的单调区间.
【答案】(1);(2)单调递增区间是,单调递减区间是.
【详解】(1)函数,求导得,则,而,
所以的图象在点处的切线方程为,即.
(2)函数的定义域为R,由(1)得,
由,得或,由,得,
所以函数的单调递增区间是,单调递减区间是.
29.设函数.
(1)求的单调区间;
(2)若,设,求证:不存在极大值.
【答案】(1)答案见解析(2)证明见解析
【详解】(1)由题意知:定义域为,;
①当时,,
当时,;当时,;
的单调递减区间为,单调递增区间为;
②当时,令,解得,;
当时,,
当时,;当时,;
的单调递增区间为,;单调递减区间为;
当时,,
当时,;当时,;
的单调递减区间为,;单调递增区间为;
综上所述:当时,的单调递减区间为,单调递增区间为;
当时,的单调递增区间为,;单调递减区间为;
当时,的单调递减区间为,;单调递增区间为.
(2)当时,,则,
令,则,
令,解得:,,
当时,;当时,;
,即在,上单调递增,在上单调递减,
,,又,
,使得,且当时,;当时,;
在上单调递减,在上单调递增,不存在极大值.
30.已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若关于的不等式无整数解,求的取值范围.
【答案】(1)答案见解析(2)
【详解】(1),当,得,
当时,时,,单调递增,
时,,单调递减,
当时,时,,单调递减,
时,,单调递增,
当时,,函数在上单调递增,
综上可知,时,函数的单调递增区间是,单调递减区间是,
时,函数的单调递减区间是,单调递增区间是,
时,函数的增区间是,无减区间.
(2)不等式,即,
设,,
设,,所以单调递增,
且,,
所以存在,使,即,
当时,,单调递减,当时,,单调递增,
所以,
因为,所以,
当时,,当时,,
不等式无整数解,即无整数解,
若时,不等式恒成立,有无穷多个整数解,不符合题意,
若时,即,因为函数在上单调递减,在上单调递增,
所以时,,所以无整数解,符合题意,
当时,因为,显然是的两个整数解,不符合题意,
综上可知,.
题型四:求曲线上一点处的切线方程
31.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)若过点可作曲线的三条切线,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2).
【详解】(1),
∴切线斜率,
∴曲线在处的切线方程为,
∴即;
(2)过点向曲线作切线,设切点为,
则,
∴切线方程,
即,
∴有三个不同实数根,
记,令或1,
则的变化情况如下表
0
1
+
0
-
0
+
极大
极小
当有极大值;有极小值.
因为过点可作曲线的三条切线,
则,即,解得,
所以的范围是.
32.已知函数(a为常数).
(1)当时,求过原点的切线方程;
(2)讨论的单调区间和极值;
(3)若,恒成立,求a的取值范围.
【答案】(1);(2)答案见解析;(3).
【详解】(1)当时,,则,
设切点坐标为,∴,解得,∴,
∴过原点的切线方程;
(2),∴,
当时,恒成立,函数在上单调递增,无极值;
当时,令,解得,
当时,,函数在上单调递减,
当时,,函数在上单调递增,
∴,无极大值;
(3),恒成立,即在上恒成立,
当时,恒成立,当时,,设,,
∴恒成立,∴在上单调递减,∴,
∴,综上所述.
33.已知函数.
(1)若,求过曲线上一点的切线方程;
(2)若,在区间的最大值为,最小值为,求的最小值.
【答案】(1)或;(2).
【详解】(1)当时,,所以.
设切点为,所以切线方程为.
因为切线过时,所以,
所以,
所以或.所求切线方程为或.
(2)因为,,.
所以.令,得或.
所以,,为减函数,,,为增函数.
①当时,在上单调递减.
所以依题意,.,
所以.
②当时,在上单调递减,在上单调递增.
又因为,,.
当时,,
所以,.
当时,所以,.
设,,
当时,,所以在单调递减.
又因为,,
所以
所以,当且仅当时,取得最小值.
34.已知函数.
(1)当函数与函数图象的公切线l经过坐标原点时,求实数a的取值集合;
(2)证明:当时,函数有两个零点,且满足.
【答案】(1);(2)证明见解析.
【详解】解:(1)设公切线l与函数的切点为,则公切线l的斜率,公切线l的方程为:,将原点坐标代入,得,解得,公切线l的方程为:,
将它与联立,整理得.
令,对之求导得:,令,解得.
当时,单调递减,值域为,
当时,单调递增,值域为,
由于直线l与函数相切,即只有一个公共点,
故实数a的取值集合为.
(2)证明:,要证有两个零点,只要证有两个零点即可.,即时函数的一个零点.
对求导得:,令,解得.当时,单调递增;
当时,单调递减.当时,取最小值,,,必定存在使得二次函数,
即.因此在区间上必定存在的一个零点.
练上所述,有两个零点,一个是,另一个在区间上.
下面证明.
由上面步骤知有两个零点,一个是,另一个在区间上.
不妨设则,下面证明即可.
令,对之求导得,
故在定义域内单调递减,,即.
35.已知函数
(1)求的单调区间;
(2)过点存在几条直线与曲线相切,并说明理由;
(3)若对任意恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)增区间为,,单调减区间为;(2)三条切线,理由见解析;(3)
【详解】(1),
得,或;得,;
所以的单调增区间为,;单调减区间为;
(2)过点可做的三条切线;理由如下:
设切点坐标为,所以切线斜率
所以过切点的切线方程为:,
切线过点,代入得,
化简得,
方程有三个解,,,,即三个切点横坐标,
所以过点可做的三条切线.
(3)设,
①时,因为,,所以显然对任意恒成立;
②时,若,则不成立,
所以不合题意.
③时,时,显然成立,
只需考虑时情况;转化为对任意恒成立
令(),则,
,
当时,,单调减;
当时,,单调增;
所以,
所以.
综上所述,的取值范围.
36.已知函数.
(1)当时,求函数在点处的切线方程;
(2)求函数在区间上的最小值;
(3)若对所有都有,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2)当时, ;当时,;当时, ;
(3).
【详解】(1),当时,
因此函数在点处的切线方程为: .
(2)令
令在单调递增;
令在单调递减.
(i)当即时,在区间单调递增,因此;
(ii)当即时,在区间单调递减,单调递增,因此;
(iii)当即时,在区间单调递减,因此;
(3)对所有都有,即;
(i)当即时,在区间单调递增,因此;
,综上:;
(ii)当即时,在区间单调递减,单调递增,因此,即,综上:
因此:.
37.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)证明:在区间上有且仅有个零点.
【答案】(1);(2)见解析
【详解】(1),则,,.
因此,函数在点处的切线方程为,即.
(2)当时,,此时,,
所以,函数在区间上没有零点;
又,下面只需证明函数在区间上有且只有一个零点.
,构造函数,则,
当时,,
所以,函数在区间上单调递增,
,,
由零点存在定理知,存在,使得,
当时,,当时,.
所以,函数在处取得极小值,则,
又,所以,
由零点存在定理可知,函数在区间上有且只有一个零点.
综上可得,函数在上有且仅有两个零点.
38.已知函数,.
(Ⅰ)当时,证明:;
(Ⅱ)的图象与的图象是否存在公切线(公切线:同时与两条曲线相切的直线)?如果存在,有几条公切线,请证明你的结论.
【答案】(Ⅰ)见解析(Ⅱ)曲线y=f(x),y=g(x)公切线的条数是2条,证明见解析
【详解】(Ⅰ)当x>0时,设h(x)=g(x)﹣x=lnx﹣x,
h′(x)1,当x>1时,h′(x)<0,h(x)递减;0<x<1时,h′(x)>0,h(x)递增;
可得h(x)在x=1处取得最大值﹣1,可得h(x)≤﹣1<0;
设l(x)=f(x)﹣x=ex﹣x,
l′(x)=ex﹣1,当x>0时,l′(x)>0,l(x)递增;
可得l(x)>l(0)=1>0,
综上可得当x>0时,g(x)<x<f(x);
(Ⅱ)曲线y=f(x),y=g(x)公切线的条数是2,证明如下:
设公切线与g(x)=lnx,f(x)=ex的切点分别为(m,lnm),(n,en),m≠n,
∵g′(x),f′(x)=ex,
可得,化简得(m﹣1)lnm=m+1,
当m=1时,(m﹣1)lnm=m+1不成立;
当m≠1时,(m﹣1)lnm=m+1化为lnm,
由lnx1,即lnx﹣1.
分别作出y=lnx﹣1和y的函数图象,
由图象可知:y=lnx﹣1和y的函数图象有两个交点,
可得方程lnm有两个实根,
则曲线y=f(x),y=g(x)公切线的条数是2条.
39.已知函数 .
(Ⅰ)当时,求曲线在点处的切线方程;
(Ⅱ)当时,
(ⅰ)求的单调区间;
(ⅱ)若在区间内单调递减,求的取值范围.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)(ⅰ)递增区间为,单调递减区间为和,(ⅱ)
【详解】(Ⅰ)当时,,
所以
所以曲线在点 处的切线方程为
即;
(Ⅱ)时,
(ⅰ)函数,定义域为 ,
所以,令 ,得
①时,在 和, ;在, .
②所以的单调递增区间为 和,单调递减区间为;
③当 时,在, ;在和 , .
所以 的单调递增区间为,单调递减区间为和;
(ⅱ)由 在区间 内单调递减,
①时,,有,所以 ;
②当时,在 递减,符合题意
综上的取值范围是
40.已知函数.
(Ⅰ)当时,求函数在区间上的最小值;
(Ⅱ)当时,求证:过点恰有2条直线与曲线相切.
【答案】(I).(Ⅱ)见解析.
【详解】(Ⅰ)当a=3时,f(x)=x3﹣3x2,f'(x)=3x2﹣6x=3x(x﹣2).
当x∈[0,2]时,f'(x)≤0,
所以f(x)在区间[0,2]上单调递减.
所以f(x)在区间[0,2]上的最小值为f(2)=﹣4.
(Ⅱ)设过点P(1,f(1))的曲线y=f(x)的切线切点为(x0,y0),f'(x)=3x2﹣2ax,f(1)=1﹣a,
所以
所以.
令g(x)=2x3﹣(a+3)x2+2ax+1﹣a,
则g'(x)=6x2﹣2(a+3)x+2a=(x﹣1)(6x﹣2a),
令g'(x)=0得x=1或,
因为a>3,所以.
x
(﹣∞,1)
1
g′(x)
+
0
﹣
0
+
g(x)
↗
极大值
↘
极小值
↗
∴g(x)的极大值为g(1)=0,g(x)的极小值为,
所以g(x)在上有且只有一个零点x=1.
因为g(a)=2a3﹣(a+3)a2+2a2+1﹣a=(a﹣1)2(a+1)>0,
所以g(x)在上有且只有一个零点.
所以g(x)在R上有且只有两个零点.
即方程有且只有两个不相等实根,
所以过点P(1,f(1))恰有2条直线与曲线y=f(x)相切.
题型五:利用导数判断或证明已知函数的单调性
41.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求证: 当时,.
【答案】(1)(2)证明见解析
【详解】(1)因为,所以,,
所以,
则曲线在点处的切线方程.
(2)令,,
则,
令,解得,
易知当时,,当时,,
即在上单调递减,在上单调递增,
所以,,
即,即时,;
42.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求在区间上的最大值与最小值;
(3)当时,求证:.
【答案】(1)(2)见解析(3)证明见解析
【详解】(1),,,
所以曲线在点处的切线方程为;
(2),
当时,在区间上恒成立,在区间上单调递增,
所以函数的最小值为,最大值为,
当时,,得,
在区间小于0,函数单调递减,
在区间大于0,函数单调递增,
所以函数的最小值为,
,,显然,所以函数的最大值为,
综上可知,当时,函数的最小值为,最大值为,
当时,函数的最小值为,最大值为;
(3)当时,,即证明不等式,
设,,,
设,,,
所以在单调递增,并且,,
所以函数在上存在唯一零点,使,
即,则在区间,,单调递减,
在区间,,单调递增,
所以的最小值为,
由,得,且,
所以,
所以,即.
43.已知函数,曲线在点处的切线为,记.
(1)当时,求切线的方程;
(2)在(1)的条件下,求函数的零点并证明;
(3)当时,直接写出函数的零点个数.(结论不要求证明)
【答案】(1)(2)函数有唯一零点,证明过程见解析(3)2
【详解】(1)当时,,而,所以,
从而切线方程为,也就是.
(2)由题意,
所以,
令,则,
当时,,,
所以,即,
所以当时,单调递减,,
当时,,,
所以,即,
所以当时,单调递增,,
综上,恒成立,也就是恒成立,
所以在上单调递增,又因为,故函数有唯一零点,
且当时,,当时,;
因此当时,,当时,,故;
(3)对个实数,定义和分别为中最大的一个和最小的一个.
现在,,故,
令,再对求导一次得到.
当时,,单调递减;
当时,,单调递增.
故函数在上递减,在上递增.
由于曲线在处的切线斜率为,
故该切线的方程为,从而.
现在我们有,故.
首先我们有,,故.
已证函数在上递减,在上递增,下面我们分情况讨论:
当时:
由于,
故,
同时由在上递增,知,而,
故在上必存在一个零点,记该零点为,
则有,且,从而.
由于函数在上递减,在上递增,,
当时,;
当时,;
当时,;
当时,.
这表明在上递减,在和上各自递增.
由于在上递增,故在上至多有一个零点,而.
同时,当时,有
故,
这表明当时,有
.
故必有一个零点,且.
已证在上至多有一个零点,这就说明在上恰有一个零点.
然后,当时,由于在上递减,在上递增,故. 而,这说明在上恰有一个零点.
根据以上的讨论,知恰有2个零点;
当时:
由于,
故,
同时由在上递减,知,而,
故在上必存在一个零点,记该零点为,
则有,且,从而.
由于函数在上递减,在上递增,,
当时,;
当时,;
当时,;
当时,.
这表明在上递减,在和上各自递增.
由于在上递增,故在上至多有一个零点,
而.
同时,当时,有:
故,
设,则当时,
故在上递增,所以当时,即.
所以当时,有:
这表明当时,
有,,
从而
.
故必有一个零点,且.
已证在上至多有一个零点,这就说明在上恰有一个零点.
然后,当时,由于在上递减,在上递增,
故. 而,这说明在上恰有一个零点.
根据以上的讨论,知恰有2个零点.
综上,无论哪种情况,都恰有2个零点,从而零点个数为2.
44.设函数,曲线在点处的切线斜率为1.
(1)求a的值;
(2)设函数,求的单调区间;
(3)求证:.
【答案】(1)(2)单调递减区间为,单调递增区间为(3)证明见解析
【详解】(1)由题意得的定义域为,,
因为.所以,解得.
(2)因为,的定义域为,
,令,得,
与在区间上的情况如下:
x
0
-
0
+
递减
极小
递增
所以的单调递减区间为,单调递增区间为;
(3)证明:由(2)得,在时,取得最小值1,所以恒成立,
所以在为增函数,又因为,
当时,,所以;
当时,,所以,
当时,,
综上,.
45.已知.
(1)若,求在处的切线方程;
(2)设,求的单调区间;
(3)求证:当时,.
【答案】(1);
(2)时,单调递减区间为,单调递增区间为;
(3)证明见解析.
【详解】(1)当时,,
故在处的切线斜率为,而,
所以在处的切线方程为,即.
(2)由题意得,则,
令,即,
令,即,
时,单调递减区间为,单调递增区间为.
(3)证明:由(2)可知,当时,在上单调递增,而,
即在上恒成立,故在上单调递增,
设,则,
因为,则,故,
所以在上单调递增,而,
则,即,而,
故,即.
46.已知函数,.
(1)证明:;
(2)求函数的单调区间.
【答案】(1)证明见解析;(2)答案见解析
【详解】(1)证明:已知,函数定义域为,
要证,即证,
不妨设,函数定义域为,可得,
当时,,单调递增;当时,,单调递减,
所以当时,函数取得最大值,最大值,
则;
(2)已知,函数定义域为,
可得,
令,解得或,
若,当时,,单调递减;当时,,单调递增;
若,当时,,单调递增;
当时,,单调递减;当时,,单调递增;
若,,单调递增;
若,当时,,单调递增;
当时,,单调递减;当时,,单调递增,
综上,当时,的减区间为,增区间为;
若时,的增区间为,减区间为;
当时,的增区间为,无减区间;
当时,的增区间为,,减区间为.
47.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求证:当时,;
(3)设实数使得对恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)(2)证明见解析(3)
【详解】(1),故,
又,故有,
即,故切线方程为;
(2)令,
则,
由,故,故在上单调递减,
所以,即当时,;
(3)当时,,
由(2)知,当时,,
所以当时,对恒成立;
当时,令,,
当时,因为,所以,在上单调递增,
,不合题意,
当时,得,
当时,,时,,
所以在上单调递增,则时,,不合题意,
综上,的取值范围是.
48.已知函数,.
(1)求证:,恒成立;
(2)若存在极值,求a的取值范围;
(3)若时,成立,求a的取值范围.
【答案】(1)见解析(2)(3)
【详解】(1)证明:设,求导可得,
当时,,单调递增;当时,,单调递减,
所以,故,恒成立.
(2)由,则其定义域为,求导可得,
由题意,函数单调递增,则导函数存在零点,即有解,
易知的取值范围为.
(3)由(2)可知,
当时,,在上单调递增,则,
令,求导可得,
当时,,单调递增,则此时,即,不符合题意;
当时,,在上单调递增,则,符合题意;
当时,令,解得,
当时,,单调递减;当时,,单调递增,
由(1)可知,则在上单调递增,所以,
令,则,令,解得,
当时,,单调递减;当时,,单调递增,
在上,,即在上恒成立,
所以函数在上单调递增,则,即,
综上所述,.
49.已知,函数,为的导函数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)讨论在区间上的零点个数;
(3)比较与的大小,并说明理由.
【答案】(1)的单调递增区间为,单调递减区间为(2)答案见解析
(3),理由见解析
【详解】(1)当时,,其定义域为,
,令,得.
当时,,故在上单调递增;
当时,,故在上单调递减.
因此,函数的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)令,
则,.
因为,则,,则.
当时,则,
故,从而在上单调递减;
而,故当时,,
故在区间上无零点;即在区间上无零点;
当时,令,则,
因为,则,
从而,即在上单调递减;
而,,因此存在唯一的,使得,
并且当时,;当时,.
即当时,,当时,.
故当时,单调递增,当时,单调递减.而,故;
取,当时,,
所以存在唯一的,使得,即在区间上有唯一零点.
综上所述,当时,在上有唯一的零点;
当时,在上没有零点.
(3)
理由如下:
[解法一]由(2)可得,当时,在上恒成立.
即当时,,.
以下证明不等式:当时,有.
令,则,故在上单调递减,
则,即,,即有,
而,故,.
取,则有.
[解法二]显然,故,
以下证明不等式:当时,有.
令,则令,得.
故当时,,从而在上单调递增;
当时,,从而在上单调递减.
故是的极大值点,并且是最大值点,
故,即,.
取,则,故,
故,从而
50.已知函数,是常数.
(1)求函数的图象在点处的切线的方程;
(2)证明函数的图象在直线的下方;
(3)讨论函数零点的个数.
【答案】(1)(2)见解析(3)见解析
【详解】(1)因为,,
所以,,,
所以函数在点处的切线的方程为,
即.
(2)证明:令,其中;
,令得.
当时,,为增函数;当时,,为减函数;
所以有最大值,即时,,
所以函数的图象在直线的下方.
(3)令,即,
由(1)知,当时,直线与曲线相切于点,
此时只有一个零点;
作图象,直线恒过.
当时,直线与的图象有且只有一个交点,即只有一个零点;
当时,直线与的图象有两个交点,即有两个零点;
当时,直线与的图象没有交点,即无零点.
综上可知,当时,无零点;当或时,有且仅有一个零点;
当时,有两个零点.
1.下列函数中,既是奇函数又在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】对于A,函数为指数函数,不具备奇偶性,故A错误;
对于B,函数的定义域为,
由于为偶函数,故B错误;
对于C,函数,由正切函数的性质可知为奇函数,
且在单调递增,故C错误;
对于D,函数的定义域为,
由,故函数为奇函数,
因为,
所以函数在单调递增,故D正确.
故选:D.
2.已知函数,则的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意知:定义域为,
,
当时,;当时,;
在上单调递增,在上单调递减,
又,当时,,
即的解集为.
故选:B.
3.如图所示,直线与曲线相切于两点,其中.若当时,,则函数在上的极大值点个数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】
根据图象,可分别作出斜率为的另外三条切线:,切点分别为,
如图所示:当时,;当时,;
设,则,
在上单调递增,在上单调递减,
有,和三个极大值点.
故选:D.
4.曲线在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】求导可得,
所以切线的斜率为,
所以切线方程为,即,
故选:B.
5.已知函数的定义域为,定义集合,在使得的所有中,下列成立的是( )
A.存在,使得是偶函数
B.存在,使得在上单调递减
C.存在,使得在处取极大值
D.存在,使得的最小值是
【答案】D
【详解】依题意,.
A选项,若是偶函数,则,
则当,时,不满足,A选项错误.
B选项,若在上单调递减,则,与题意矛盾,B选项错误.
C选项,若在处取极大值,则存在,使得在区间上,单调递增,
与“”矛盾,所以C选项错误.
D选项,设,画出图象如下图所示,
由图可知,满足,且是的最小值,所以D选项正确.
故选:D
6.已知,则函数在处的切线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,
所以,
所以,又,
所以函数在处的切线方程为,
即.
故选:C
7.已知,且的图象的对称中心是,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】函数,则,所以函数图象的对称中心是,
依题意,,,求导得,
所以.
故选:B
8.函数,其中,是常数,其图象是一条直线,称这个函数为线性函数,对于非线性可导函数,在点附近一点的函数值,可以用如下方法求其近似代替值:.利用这一方法,的近似代替值( )
A.一定大于 B.一定小于
C.等于 D.与的大小关系不确定
【答案】A
【详解】令函数,则;
根据题意可得;
又因为,
因此近似代替值,近似代替值一定大于.
故选:A
9.已知函数,则等于( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由题意可知.
故选:D
10.已知函数,给出下列结论:
①的零点是0;
②时,;
③若直线与曲线总有两个不同交点,则的取值范围是.其中所有正确结论的序号是( )
A.①②③ B.①② C.①③ D.②③
【答案】B
【详解】解:令,解得,所以的零点是0,
因为时,,所以时,,
,当时,,递减;
当时,,递增;
又,则的大致图象,如图所示:
若直线与曲线总有两个不同交点,则的取值范围是,
所有正确结论的序号是①②
故选:B
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