内容正文:
1.3导数在研究函数中的应用
题型一 不含参函数的单调性问题
1.函数在上的单调性是( )
A.单调递增
B.单调递减
C.在上单调递减,在上单调递增
D.在上单调递增,在上单调递减
2.已知函数,若曲线在点处的切线方程为.
(1)求和的值;
(2)求的单调区间.
3.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求函数的单调区间.
4.求下列函数的单调区间:
(1);
(2);
(3).
题型二 含参函数的单调性问题
1.求函数的单调递减区间.
2.已知函数,其中.
(1)若曲线在点处的切线垂直于直线,求a的值;
(2)讨论函数的单调性.
3.设函数,其中是常数.讨论的单调性;
4.已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)讨论的单调性.
题型三 已知函数的单调性求参数
1.若是上的单调函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.已知函数在上存在单调递减区间,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.已知函数在上单调递减,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.若函数的减区间为,则的值为 .
题型四 利用导数比较大小
1.设,,,则( )
A. B. C. D.
2.已知,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
3.已知函数,设,则( )
A. B.
C. D.
4.已知函数满足,且当时,,设,,,则的大小关系是 .
题型五 利用导数解不等式
1.已知函数及其导函数的定义域均为,若,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
2.已知奇函数的图象在上是连续不断的,且当时,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
3.函数,则关于x的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
4.已知函数是定义在上的偶函数.,,且,都有,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
题型六 求不含参函数的极值
1.函数的极小值为( )
A. B. C. D.不存在
2.已知函数,则( )
A.有两个极值点 B.的极大值点为
C.的极小值为 D.的极大值为
题型七 求含参函数的极值
1.函数.求函数的极值.
2.已知函数,.求函数的极值;
题型八 已知函数的极值求参数
1.已知函数在上无极值,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.设函数,若的极小值为,则( )
A. B. C. D.2
3.已知当时,函数取得最大值2,则( )
A. B. C. D.
4.若函数既有极大值又有极小值,则的取值范围是 .
题型九 求函数最值
1.已知函数在处的切线与直线平行,其中.
(1)求的值;
(2)求函数在区间上的最值.
2.设函数的图象与直线相切于点.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数在区间上的最值;
题型十 由函数的最值求参数
1.若函数()在上的最大值为,则( )
A. B. C. D.
2.已知函数在区间上有最小值,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.函数,若在上有最小值,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.若函数在内有最小值,则实数的取值范围是 .
1.若函数在上的最大值为4,则 .
2.已知函数,,,,则的大小关系是( )
A. B. C. D.
3.已知函数的极小值点为1,极小值为.则( )
A.
B.
C.有3个零点
D.直线与的图像仅有1个公共点
4.已知函数.讨论当时,的单调性.
5.已知函数,讨论的单调性.
6.已知函数,.
(1)讨论函数的单调区间;
(2)若函数在区间内单调递减,求实数a的取值范围;
(3)若函数的单调递减区间是,求实数a的值.
7.已知函数.
(1)求曲线在点处切线的方程;
(2)求函数的极值.
8.已知函数,其中是常数,.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)求的极值.
9.已知函数在处的切线方程为.
(1)求实数的值;
(2)求的单调区间和极值.
10.函数在处切线方程为.
(1)求的解析式
(2)求时,的最值.
11.已知函数在处的切线为.
(1)求的值;
(2)求函数的单调区间与最大值.
12.已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若当时,函数有两个不同的零点,求实数的取值范围.
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1.3导数在研究函数中的应用
题型一 不含参函数的单调性问题
1.函数在上的单调性是( )
A.单调递增
B.单调递减
C.在上单调递减,在上单调递增
D.在上单调递增,在上单调递减
【答案】C
【分析】求出函数的导数,再解导函数值大于0、小于0的不等式即可得解.
【详解】函数的定义域为,求导得,
由,得;由,得,
所以函数在上单调递减,在上单调递增.
故选:C
2.已知函数,若曲线在点处的切线方程为.
(1)求和的值;
(2)求的单调区间.
【答案】(1);;
(2)的单调递增区间为,单调递减区间为.
【分析】(1)由导数几何意义得到切线斜率进而求出b和切线方程,再由切点在曲线上又在切线上建立关于a的等量关系即可求出a.
(2)求出函数定义域,求导,由导数与函数单调性的关系即可求解.
【详解】(1)由题可得,
所以,即,切线方程为,
所以.
所以;.
(2)由(1)得,,函数定义域为,
所以当时,;当时,,
所以的单调递增区间为,单调递减区间为.
3.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求函数的单调区间.
【答案】(1).
(2)单调减区间是,单调增区间是.
【分析】(1)求出导函数,计算导数得切线斜率,再求得后由点斜式得切线方程并整理成一般式;
(2)由得增区间,由得减区间.
【详解】(1),,又,
所以切线方程为,即.
(2),定义域是,
,
当时,,当时,,
所以的单调减区间是,单调增区间是.
4.求下列函数的单调区间:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)单调递增区间为,,单调递减区间为.
(3)单调递增区间是,,单调递减区间是.
【分析】运用导数运算法则逐个计算,结合列表法分段讨论即可.
【详解】(1)易知函数的定义域为,
令,得或,列表如下:
0
2
+
0
-
0
+
3
所以函数的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)易知函数的定义域为.
令,得或.列表如下:
+
0
-
0
+
1
所以函数的单调递增区间为,,单调递减区间为.
(3)的定义域为,且,
令,得或,列表如下:
+
0
-
-
0
+
所以的单调递增区间是,,单调递减区间是.
题型二 含参函数的单调性问题
1.求函数的单调递减区间.
【答案】答案见解析
【分析】求导后,分类讨论判定导数值为负的情况即可.
【详解】函数的定义域是,.
①当时,在上恒成立,故在上单调递减.
②当时,若,则;
若,则,
所以在上单调递减,在上单调递增.
综上可知,当时,的单调递减区间为,当时,的单调递减区间为.
2.已知函数,其中.
(1)若曲线在点处的切线垂直于直线,求a的值;
(2)讨论函数的单调性.
【答案】(1);
(2)答案见解析.
【分析】(1)求出函数的导数,利用导数的几何意义,结合垂直关系求出值.
(2)分类讨论判断值的正负情况,求出函数的单调区间.
【详解】(1)函数,求导得,
由曲线在点处的切线垂直于直线,得,
所以.
(2)函数的定义域为,,
当时,恒成立,函数在上单调递增;
当时,方程中,,
若,则,,函数在上单调递增;
若,则,关于x的方程有两个正根,,,
当或时,;当时,,
因此函数在上单调递增,在上单调递减,
所以当时,函数的递增区间是;
当时,函数的递增区间是,递减区间是.
3.设函数,其中是常数.讨论的单调性;
【答案】(1)答案见解析
【分析】(1)含参的单调性讨论问题,求导后分,,讨论即可;
【详解】(1),
令得,
若,则,
所以当或时单调递增,
当时单调递减;
若,则(当且仅当时取得等号),在上单调递增;
若,则,
所以当或时单调递增,
当时,单调递减.
综上,若,则当时,单调递增,当时,单调递减;若,则在上单调递增;若,则当时,单调递增,当时,单调递减.
4.已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)讨论的单调性.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)运用导数的几何意义,结合直线的点斜式即可;(2求导后,分类讨论即可.
【详解】(1)当时,,,
可得,,即切点坐标为,切线斜率,
所以切线方程为,即.
(2).
①当时,由,得或.
若,则当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
当时,,单调递增.
所以当时,在和上单调递增,在上单调递减.
若,则,为R上的增函数.
若,则当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
当时,,单调递增.
所以当时,在和上单调递增,在上单调递减
②当时,由,得.
当时,,单调递减;
当时,,单调递增.
所以当时,在上单调递减,在上单调递增.
题型三 已知函数的单调性求参数
1.若是上的单调函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】结合分段函数的单调性,利用导数分析易得当时,在上单调递增,因此可得在上恒成立,且,进而求解即可.
【详解】因为,
当时,,
则,
所以在上单调递增,则在上单调递增,
当时,,
由题意知,在上恒成立,
即在上恒成立,
又,
当且仅当,即时取等号,所以,
又由,得到,
所以,即实数的取值范围是.
故选:B.
2.已知函数在上存在单调递减区间,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,只需存在区间,使得当时,,根据导数的零点大小分,和讨论求解.
【详解】由题意得,
要使在上存在单调递减区间,只需存在区间,使得当时,,
当时,,显然不存在满足条件的区间;
当时,的解集为,因为,
所以要使在上存在单调递减区间,则,解得;
当时,的解集为,因为,
所以要使在上存在单调递减区间,则,解得.
综上,的取值范围为.
故选:A.
3.已知函数在上单调递减,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意将问题转化为恒成立,参变分离,结合基本不等式求最值即可.
【详解】因为在上单调递减,
所以恒成立,
即恒成立,
而(当且仅当时,等号成立),
所以只需,解得.经检验,当时,仅有使,符合题意.
故选:B.
4.若函数的减区间为,则的值为 .
【答案】3
【分析】由的解集,求出的值.
【详解】的解集为,
即的解集为,所以,
解得.
故答案为:.
题型四 利用导数比较大小
1.设,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】易得,,,构建函数,求导判断其单调性,利用单调性比较大小即可.
【详解】由题意可得,,,
设,,则,
故当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
因为,,,且,
可得,,所以.
故选:D.
2.已知,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】构造函数得出函数单调性可知,再由的近似值可得结论.
【详解】令,则,
当时,,单调递增;
当时,,单调递减,
当时,取得极大值,则,,
故.
故选:D
3.已知函数,设,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】证明函数为偶函数,利用导数判断函数的单调性,比较大小,可得大小关系.
【详解】函数的定义域为,
,故为偶函数,
当时,,令,
则,当且仅当时等号成立,
所以在上单调递增,,当且仅当时等号成立,
所以,当且仅当时等号成立,所以在上单调递增,
因为函数为减函数,所以,
因为函数在上单调递增,所以,
所以,所以,,故.
故选:A.
4.已知函数满足,且当时,,设,,,则的大小关系是 .
【答案】
【分析】根据条件判断出在上是增函数,进而利用单调性即可求出结果.
【详解】,,因为,
故在上是增函数,,,
即.
故答案为:.
题型五 利用导数解不等式
1.已知函数及其导函数的定义域均为,若,且,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先令,根据题中条件,判断其单调递减;将所求不等式化为,结合单调性,得到,求解即可.
【详解】令,因为,所以,
所以在上单调递减;
又,所以,
因此不等式可化为,
所以,解得,
即不等式的解集为.
故选:A
2.已知奇函数的图象在上是连续不断的,且当时,,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先根据基本不等式可得,从而可得的单调性,结合函数的对称性可解题设中的函数不等式.
【详解】因函数是定义在上的奇函数,
于是得的图象关于点成中心对称,且,
当,即时,,
当且仅当,即时取等号,即在上单调递增,
而的图象关于点成中心对称,且在上连续不断,
因此函数在上单调递增,
不等式可化为或
由得即,解得;
由得即,解得;
所以所求不等式的解集为.
故选:A.
3.函数,则关于x的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】令,则,可知为奇函数且在定义域上单调递增,所以可转化为,根据奇偶性和单调性可解出的范围.
【详解】解:令,定义域为,则,
又,,
,所以为奇函数;
在上为增函数,在上也为增函数,所以在上为增函数;
等价于,即,则 解得:.
故选:A
4.已知函数是定义在上的偶函数.,,且,都有,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意关于直线对称,且在上单调递增,在上单调递减,注意到,且,从而原不等式等价于,由此即可得解.
【详解】因为函数是定义在上的偶函数,所以关于轴对称,
由向左平移1个单位得到,所以关于直线对称,
,,且,都有,
在上单调递增,
∴在上单调递减,
∵,且,而,
∴,∴,解得,
∴原不等式的解集为.
故选:B.
题型六 求不含参函数的极值
1.函数的极小值为( )
A. B. C. D.不存在
【答案】A
【分析】利用导函数直接求解单调区间,即可得到极小值.
【详解】由题知函数的定义域为,
则.
令,得(舍去).
当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
所以函数的极小值为.
故选:A
2.已知函数,则( )
A.有两个极值点 B.的极大值点为
C.的极小值为 D.的极大值为
【答案】AB
【分析】求出函数的导数,再利用导数求出函数的极值进行判断.
【详解】函数的定义域为,且.
当变化时,的变化情况如下表:
3
0
0
增
极大值
减
极小值
增
所以函数有两个极值点,
函数在处取极大值,为极大值点,在处取极小值,为极小值点.
故选:AB
题型七 求含参函数的极值
1.函数.求函数的极值.
【答案】答案见解析
【分析】求定义域,求导,对进行分类讨论,求出不同情况下的极值.
【详解】函数,定义域为,
则.
令,得或.
①当时,,
易得函数在上单调递增,在上单调递减,
所以函数在处取得极大值,为,
在处取得极小值,为;
②当时,,
易得函数在上单调递增,在上单调递减,
所以函数在处取得极大值,为,
在处取得极小值,为;
③当时,,则恒成立,
故函数在上单调递增,无极值.
综上,当时,的极大值为,极小值为;
当时,的极大值为,极小值为;
当时,无极值.
2.已知函数,.求函数的极值;
【答案】极大值;极小值;
【分析】首先求出函数的导函数,令,再列出与、的关系表,即可得到函数的极值点,再代入函数解析式计算可得;
【详解】解:(1)∵
∴
∵
∴令,得或
当或时,当时
则与、的关系如下表:
0
+
0
-
0
+
↗
极大值
↘
极小值
↗
∴当时,取极大值,
当时,取极小值
∴
题型八 已知函数的极值求参数
1.已知函数在上无极值,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求得导函数,根据无极值的条件,利用判别式解得的取值范围.
【详解】因为函数在上无极值,
所以在上无变号零点,解得,
即实数的取值范围为.
故选:C.
2.设函数,若的极小值为,则( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【分析】先利用导数求出函数的单调区间,进而可求出函数的极值,即可得解.
【详解】由已知得,
当或时,,当时,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
所以的极小值为,即,得.
故选:B.
3.已知当时,函数取得最大值2,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意可得,解方程组可得的值,验证单调性记即可得的值.
【详解】,因为当时,函数取得最大值2,
所以,即,解得,
所以,,
令,得;令,得;
所以在上单调递增,在上单调递减,
则,符合题意,
所以.
故选:C.
4.若函数既有极大值又有极小值,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】本题首先可通过求导得出,然后根据题意得出,最后通过计算即可得出结果.
【详解】,
令,即.
因为函数有极大值和极小值,
所以方程有两个不相等的实数根,
即,解得或.
故答案为:
题型九 求函数最值
1.已知函数在处的切线与直线平行,其中.
(1)求的值;
(2)求函数在区间上的最值.
【答案】(1)
(2)最大值为,最小值为
【分析】(1)由题可得,据此可得答案;
(2)利用导数知识可判断在区间上的单调性,据此可得在区间上的最值.
【详解】(1)由题可得:,
则,故;
(2),
当时,单调递减;
当时,单调递增.
则.
故的最大值为,最小值为.
2.设函数的图象与直线相切于点.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数在区间上的最值;
【答案】(1);(2)最大值为,最小值为
【解析】(1)求导得到,根据,,解方程得到答案.
(2),得到函数在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,计算极值和端点值,比较大小得到答案.
【详解】(1),,
根据题意,,解得,.
故.
(2),取,解得,.
故函数在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.
,,,.
故函数的最大值为,最小值为.
【点睛】本题考查了函数的切线问题,最值问题,意在考查学生的计算能力和应用能力.
题型十 由函数的最值求参数
1.若函数()在上的最大值为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】对函数进行求导,并通过讨论 的取值范围,利用导数求出函数的最大值即可得解.
【详解】由题意得,
若,则当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
故当时,取得极大值,也是最大值,为,
解得,不符合题意;
若,则当时,,且不恒为0,
故在上单调递减,,不符合题意;
若,则当时,,在上单调递减,
,解得,符合题意.
故选:D.
2.已知函数在区间上有最小值,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意得,易知在区间上单调递增,由在区间上有最小值,可得,即可求解.
【详解】由题意得,
易知在区间上单调递增,
若在区间上有最小值,
则,即,解得.
这时存在,使得在上单调递减,在上单调递增,
即函数在上有极小值,也是最小值,
所以的取值范围是.
故选:A.
3.函数,若在上有最小值,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】对函数求导,讨论参数a的范围,根据导数的符号判断单调性,进而确定是否存在最小值,即可得范围.
【详解】由题意,函数,可得,
若时,当时在上单调递减,
此时函数在上没有最小值,不符合题意;
当时,令,即,
画出函数与的图象,如图所示,
结合图象,存在,使得,
当时单调递减;
当时单调递增,
此时函数在上有最小值,符合题意.
综上可得,实数a的取值范围是.
故选:A
4.若函数在内有最小值,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】求出函数的导函数,即可得到函数的单调区间,从而求出函数的极小值点,从而得到关于的不等式组,解得即可.
【详解】函数的定义域为,
或(舍去),
当时,当时,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以在处取得极小值,即最小值,
又因为函数在内有最小值,
故,解得,
故答案为:.
1.若函数在上的最大值为4,则 .
【答案】4
【分析】先利用导函数求得在上单调递减,在上单调递增,可得,可求得.
【详解】由题,
所以当时,;当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增.
又.
因为,所以在上,,所以.
故答案为:.
2.已知函数,,,,则的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】分类讨论,当时,,当时,,最后利用导数得到函数的单调性即可求解.
【详解】由函数,得当时,,,所以在上单调递增,在上单调递减,所以在上的最大值为.
当时,,,所以在上单调递减.
又,,,
所以,所以.
故选:A.
3.已知函数的极小值点为1,极小值为.则( )
A.
B.
C.有3个零点
D.直线与的图像仅有1个公共点
【答案】ACD
【分析】首先求函数的导数,根据极小值点以及极小值求参数,判断AB,再根据导数与函数的关系判断函数的图象,即可判断CD.
【详解】由题意得
则,解得,故A正确.
由,解得,故B错误.
,
当时,,所以在上单调递增,
当时,,所以在上单调递减,
当时,,所以在上单调递增,
所以的极大值为,
画出草图,所以有3个零点,故C正确;
直线与的图像仅有1个公共点,故D正确.
4.已知函数.讨论当时,的单调性.
【答案】答案见解析
【分析】对函数求导得,结合二次函数性质及分类讨论研究导函数的符号,进而确定单调性.
【详解】由题意,则,
当时,对于,则恒成立,在上单调递减.
当时,对于有2个大于0的零点,分别是,
当时,在上单调递增;
当时,,在和上单调递减.
综上,
当时,在上单调递减;
当时,在上单调递增,在和上单调递减.
5.已知函数,讨论的单调性.
【答案】答案见解析
【分析】求出函数的导数,讨论a的取值范围,结合二次函数的性质判断导数正负,即可求得答案.
【详解】函数的定义域为.
.
当时,,若,则;
若,则0,所以在上单调递增,在上单调递减.
当时,,所以在上单调递增.
当时,,若或,则,
若,则.
所以在上单调递增,在上单调递减.
当时,,若或,则;
若,则.
所以在上单调递增,在上单调递减.
综上所述,时,在上单调递增,在上单调递减;
时,在上单调递增;
时,在上单调递增,在上单调递减;
时,在,上单调递增,在上单调递减.
6.已知函数,.
(1)讨论函数的单调区间;
(2)若函数在区间内单调递减,求实数a的取值范围;
(3)若函数的单调递减区间是,求实数a的值.
【答案】(1)答案见解析
(2)
(3).
【分析】(1)根据函数的导函数分三种情况得出函数的单调性;
(2)由(1)知结合函数的单调性列不等式求参;
(3)由(1)知结合函数的单调性列等式求参;
【详解】(1)由题意知.
①当时,恒成立,
所以的单调递增区间是;
②当时,令,得或,
令,得,
所以的单调递增区间为,,单调递减区间为;
③当时,令,得或,令,得,
所以的单调递增区间为,,单调递减区间为.
(2)由(1)知,若在内单调递减,
则,解得,
即a的取值范围是.
(3)由(1)知,若的单调递减区间是,
则,解得.
7.已知函数.
(1)求曲线在点处切线的方程;
(2)求函数的极值.
【答案】(1)
(2)极小值为,极大值为13
【分析】(1)求函数的导数,最后根据切点求切线方程;
(2)利用导数求极值.
【详解】(1)由,
得,
因为,所以,
所以曲线在点处切线的方程为,
即.
(2)令,得或,
当变化时,的变化情况如下表:
3
0
0
单调递减
极小值
单调递增
极大值
单调递减
又,所以函数的极小值为,极大值为13.
8.已知函数,其中是常数,.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)求的极值.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)利用导数的几何意义计算即可求解;
(2)易知当时,无极值;当)时,利用导数讨论函数的单调性求出极值即可.
【详解】(1)当时,,所以.
所以,又,
所以曲线在点处的切线方程为
,即.
(2)依题意,.
当时,由(1)可知,,
所以在上单调递减,无极值.
当)时,.
(i)当时.
,所以在上单调递减,无极值.
(ii))时.
时.在上单调递增,
时,在上单调递减.
所以时,取极大值,无极小值.
综上,当时,无极值;
当时有极大值,无极小值.
9.已知函数在处的切线方程为.
(1)求实数的值;
(2)求的单调区间和极值.
【答案】(1)
(2)单调递增区间为,单调递减区间为;极大值为,极小值为
【分析】(1)由导数的意义令,列方程组求解即可;
(2)由导数分析单调性和极值即可;
【详解】(1),切点坐标为,
,即,解得,
.
(2),定义域为,
得或,
得或得;
的单调递增区间为,单调递减区间为;
的极大值为的极小值为.
10.函数在处切线方程为.
(1)求的解析式
(2)求时,的最值.
【答案】(1);(2)最小值0,最大值2
【解析】(1)先求得导函数,将切点代入切线方程求得切点坐标.根据导数几何意义及切点坐标,得方程组,解方程组即可求得的值,得的解析式;
(2)根据导函数,求得极值点.判断函数在区间上的单调性,并比较端点值,即可求得最大值和最小值.
【详解】(1),
则
由在处切线方程为,可得切点为
结合导数的几何意义可得,
解方程组可得, ,
所以
(2)由(1)可知,
当时,,函数单调递减,
当时,函数单调递增,
故当时,函数取得最小值,
由于
故当时函数取得最大值.
11.已知函数在处的切线为.
(1)求的值;
(2)求函数的单调区间与最大值.
【答案】(1)
(2)在单调递减,单调递增,
【分析】(1)由条件结合导数的几何意义可得,列方程求即可;
(2)利用导数判断函数的单调性,结合单调性求最值.
【详解】(1)因为函数在处的切线为,
所以,,
又函数的导函数,
所以,
所以;
(2)由(1)知
当,当且仅当时取等号,
当,
在单调递减,单调递增,
又,,
.
12.已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若当时,函数有两个不同的零点,求实数的取值范围.
【答案】(1)答案见解析.
(2)
【分析】(1)求出函数的导数,再按分类讨论导数值正负即可.
(2)由(1)可得的最小值,再结合函数值的变化情况求出最小值小于0的的范围.
【详解】(1)函数的定义域为,求导得,
当时,,函数在上单调递减;
当时,由,得;由,得,
即函数在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,函数的单调递减区间是;
当时,函数的单调递减区间是,单调递增区间是.
(2)由(1)知,当时,,
当时,;当时,,
要函数有两个不同的零点,当且仅当,解得,
所以实数的取值范围.
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