内容正文:
导数
一 知识再现
1. 导数的概念
(1)函数y=f(x)在x=x0处的导数定义
一般地,称函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率=为函数y=f(x)在x=x0处的导数,记作f′(x0)或y′|x=x0,即f′(x0)== 【加多少,除多少】
(2)导数的几何意义
函数f(x)在点x0处的导数f′(x0)的几何意义是在曲线y=f(x)上点P(x0,y0)处的切线的斜率(瞬时速度就是位移函数s(t)对时间t的导数),相应地,切线方程为y-y0=f′(x0)(x-x0)
(3)函数f(x)的导函数:称函数f′(x)=为f(x)的导函数
2. 导数的运算
(1)基本初等函数的导数公式表
原函数
导函数
f(x)=c(c为常数)
f′(x)=0
f(x)=xn(n∈Q*)
f′(x)=nxn-1
f(x)=sin x
f′(x)=cosx
f(x)=cos x
f′(x)=-sinx
f(x)=ax(a>0且a≠1)
f′(x)=axlna
f(x)=ex
f′(x)=ex
f(x)=logax(x>0,a>0且a≠1)
f′(x)=
f(x)=ln x (x>0)
f′(x)=
(2)导数的运算法则
①[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x).
②[f(x)·g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x).
③′=(g(x)≠0).
(3)复合函数的导数
①复合函数的概念:一般地,对于两个函数和,如果通过中间变量,可以表示成的函数,那么称这个函数为和的复合函数,记作
②复合函数的求导法则:一般地,复合函数的导数和函数,的导数间的关系为,即y对x的导数等于y对u的导数与u对x的导数的乘积 【由内向外,乘法连接】
3. 求曲线“在”某点(m,n)处的切线方程步骤
第一步(求斜率):求出曲线在点处切线的斜率f′(m)
第二步(写方程):用点斜式
第三步(变形式):将点斜式变成一般式
4. 导数与函数的单调性
(1)导数与函数的单调性的关系
在某个区间内,如果,那么函数在这个区间内单调递增;
如果,那么函数在这个区间内单调递减.
【注意】
(1)在某区间内()是函数在此区间上为增(减)函数的充分不必要条件;
(2)可导函数在上是增(减)函数的充要条件是对∀x∈(a,b),都有()且在上的任何子区间内都不恒为零.
(2)导数法求函数单调区间的步骤
①确定函数的定义域;
②求(通分合并、因式分解);
③解不等式,解集在定义域内的部分为单调递增区间;
④解不等式,解集在定义域内的部分为单调递减区间.
5. 导数与函数的极值、最值
(1)函数的极值
①函数的极小值:函数y=f (x)在点x=a的函数值f(a)比它在点x=a附近其他点的函数值都小,f′(a)=0;而且在点x=a附近的左侧f′(x)<0,右侧f′(x)>0,则点a叫做函数y=f(x)的极小值点,f(a)叫做函数y=f(x)的极小值 【v】
②函数的极大值:函数y=f(x)在点x=b的函数值f(b)比它在点x=b附近其他点的函数值都大,f′(b)=0;而且在点x=b附近的左侧f′(x)>0,右侧f′(x)<0,则点b叫做函数y=f(x)的极大值点,f(b)叫做函数y=f(x)的极大值 【^】
(2)函数的最值
①在闭区间[a,b]上连续的函数f(x)在[a,b]上必有最大值与最小值
②若函数f(x)在[a,b]上单调递增,则f(a)为函数的最小值,f(b)为函数的最大值;
若函数f(x)在[a,b]上单调递减,则f(a)为函数的最大值,f(b)为函数的最小值
(3)函数极值与最值的关系
①函数的最大值和最小值是比较整个定义域区间上的函数值得到的,是一个整体的概念,与函数的极大(小)值不同,函数的最大(小)值若有,则只有一个
②开区间内的可导函数,若有唯一的极值,则这个极值是函数的最值
二 题型分类
题型一 导数的概念
1.如果质点按规律(距离单位:m,时间单位:s)运动,则质点在2s末的瞬时速度为( )
A.8 m/s B.7m/s C.6 m/s D.5 m/s
2.用充气筒吹气球,气球会鼓起来,假设此时气球是一个标准的球体,且气球的体积随着气球半径的增大而增大.当半径时,气球的体积相对于的瞬时变化率为( )
A. B. C. D.
3.若,则( )
A.0 B.2 C.-2 D.-4
4.已知函数,则( )
A. B. C. D.
5.已知函数,则( )
A.1 B.0 C. D.
题型二 导数的运算
6.已知是函数的导函数,若,则( )
A. B. C.2 D.4
7.下面求导正确的是( )
A. B. C. D.
8.若,则 .
9.(多选)下列结论中正确的有( )
A. B.
C. D.
10.已知,则( )
A.1 B. C.2026 D.
11.函数的导数是 .
12.求下列函数的导数:
(1);
(2);
(3);
(4).
13.已知函数.
(1)求导函数;
(2)求曲线在点处的切线方程.
14.求下列函数的导数:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
题型三 曲线“在”某点处的切线问题
15.设函数,则曲线在点处的切线方程是( )
A. B.
C. D.
16.曲线在处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
17.已知函数,则的图象在处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
18.函数的图象在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
题型四 单调性
求单调区间
19.函数的单调减区间为 .
20.函数的单调递增区间为 .
21.函数的单调递增区间为 .
22.函数的单调递减区间为 .
23.若,求:
(1)的单调递减区间;
(2)在上的最小值和最大值.
24.已知,则a,b,c的大小顺序为( )
A. B.
C. D.
25.函数的单调递减区间是,则( )
A.6 B.3 C.2 D.0
求参数
26.若函数为上的单调函数,则实数的取值范围是 .
27.若函数在区间上单调递增,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
28.若函数在上单调,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
29.若函数在上单调递增,则实数a的取值范围( )
A. B. C. D.
30.若函数在区间内单调递增,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
31.函数在上单调递减,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
32.已知函数在上单调递增,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
33.已知函数在区间上单调递增,则实数a的最小值为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
34.若函数是上的增函数,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
35.已知函数在存在单调递增区间,则a的取值范围为 .
36.已知函数.
(1)若函数在处的切线与直线垂直,求实数的值;
(2)若函数在定义域内是减函数,求实数的取值范围.
37.已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若在上单调递增,求的取值范围.
38.已知函数.
(1)若曲线在点处的切线与直线平行,求的值,并求函数的单调区间;
(2)若函数在定义域上单调递增,求的取值范围
题型五 最值和极值的综合应用
39.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求函数的极值.
40.判断下列函数是否存在极值.若有,请求出极值点和极值;若没有,请说明理由.
(1);
(2).
41.已知函数.当时,求的极小值.
42.已知函数在处取得极值.
(1)求实数的值;
(2)求函数在区间上的最小值.
43.已知函数为实常数).
(1)若,求证:在上是增函数;
(2)当时,求函数在上的最大值与最小值及相应的值;
(3)若存在,使得成立,求实数的取值范围.
44.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求函数的单调区间及极值;
(3)直接写出函数的值域,不要求计算过程.
45.已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)若在区间上的最大值为,求它在该区间上的最小值.
46.已知函数.
(1)求函数的极值点;
(2)若函数在区间上的最小值为,求实数a的值.
47.已知函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)若函数在上的最小值是,求a的值.
48.设函数.
(1)求曲线的单调区间;
(2)已知在区间上的最大值为13,求的值.
49.已知函数,其中.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)当时,若在区间上的最小值为,求a的值.
50.已知函数,其中.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若在区间上的最小值为0,求在该区间上的最大值.
多选题:
51.设函数,则( )
A.当时,有两个零点
B.当时,是的极大值点
C.当时,点为曲线的对称中心
D.当时,在区间上单调递增
52.已知函数,下列选项正确的是( )
A.若在区间上单调递减,则a的取值范围为
B.若在区间上有极小值,则a的取值范围为
C.当时,若经过点可以作出曲线的三条切线,则实数m的取值范围为
D.若曲线的对称中心为,则
53.已知定义在上的可导函数和的导函数图象如图所示,则关于函数的判断正确的是( )
A.有1个极大值点和2个极小值点
B.有2个极大值点和1个极小值点
C.有最大值无最小值
D.有最小值无最大值
步履不停,自有花期1
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导数解析
1.如果质点按规律(距离单位:m,时间单位:s)运动,则质点在2s末的瞬时速度为( )
A.8 m/s B.7m/s C.6 m/s D.5 m/s
【详解】,
则质点在2s末的瞬时速度为7m/s.
故选:B
2.用充气筒吹气球,气球会鼓起来,假设此时气球是一个标准的球体,且气球的体积随着气球半径的增大而增大.当半径时,气球的体积相对于的瞬时变化率为( )
A. B. C. D.
【详解】由球的体积公式可得,得,
所以时,气球的体积关于半径的瞬时变化率为.
故选:C.
3.若,则( )
A.0 B.2 C.-2 D.-4
【详解】因为,所以,
所以,
则.
故选:C.
4.已知函数,则( )
A. B. C. D.
【详解】由题意知,,所以;
.
故选:D
5.已知函数,则( )
A.1 B.0 C. D.
【详解】因为,
所以,
所以.
故选:B.
6.已知是函数的导函数,若,则( )
A. B. C.2 D.4
【详解】由,得,
∴,得,
∴,则.
故选:B.
7.下面求导正确的是( )
A. B. C. D.
【详解】对于A,,故A错误;
对于B,,故B错误;
对于C,,故C正确;
对于D,,故D错误.
故选:C.
8.若,则 .
【详解】因为,
所以,
令,所以,即得,
所以,
则.
故答案为:.
9.(多选)下列结论中正确的有( )
A. B.
C. D.
【详解】是常数,,故A错误;
,故B错误;
,故C正确;
,故D正确.
故选:CD.
10.已知,则( )
A.1 B. C.2026 D.
【详解】,令,
则.
故选:D
11.函数的导数是 .
【详解】
,
故答案为:.
12.求下列函数的导数:
(1);
(2);
(3);
(4).
【详解】(1)
(2)
(3)
(4)
13.已知函数.
(1)求导函数;
(2)求曲线在点处的切线方程.
【详解】(1)由,
得.
(2)由(1)可得,,即切线斜率为,
所以曲线在点处的切线方程为,化简得,
所以曲线在点处的切线方程.
14.求下列函数的导数:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
【详解】(1)
(2)
(3)
(4)
(5).
15.设函数,则曲线在点处的切线方程是( )
A. B.
C. D.
【详解】,
,,
则在点处的切线方程为即.
故选:A.
16.曲线在处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
【详解】由得,
则斜率,又,
所以曲线在处的切线方程为,即.
故选:C
17.已知函数,则的图象在处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
【详解】构建,
则,,
可得,,可知切线坐标为,切线斜率,
所以切线方程为,即.
故选:A.
18.函数的图象在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
【详解】依题意,,
因为,
所以,所以切线方程为,
即,
故选:D.
19.函数的单调减区间为 .
【详解】,
当时,,函数单调递增;
当时,,函数单调递减;
当时,,函数单调递增;
所以函数的单调减区间为.
故答案为:.
20.函数的单调递增区间为 .
【详解】因为,所以,
令,可得,
则的单调递增区间为.
故答案为:
21.函数的单调递增区间为 .
【详解】函数的定义域为,,令,解得,所以函数的单调递增区间为.
故答案为:.
22.函数的单调递减区间为 .
【详解】易知的定义域为,,
当时,,
当时,,
∴的单调递减区间为.
故答案为:
23.若,求:
(1)的单调递减区间;
(2)在上的最小值和最大值.
【详解】(1),
当或时,;当时,,
故的增区间为,减区间为.
(2)由(1)可得在为减函数,在上为增函数,
故,.
24.已知,则a,b,c的大小顺序为( )
A. B.
C. D.
【详解】,
令,则,
当时,,函数在上单调递减,
又,所以,所以,所以.
故选:B.
25.函数的单调递减区间是,则( )
A.6 B.3 C.2 D.0
【详解】由可得,
由于的单调递减区间是,故和是的两个根,故,故,
故选:A
26.若函数为上的单调函数,则实数的取值范围是 .
【详解】 ,显然 ,即 ;
故答案为: .
27.若函数在区间上单调递增,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【详解】由题意得,
在区间上恒成立,
即在区间上恒成立,
又函数在上单调递增,得,
所以,即实数的取值范围是.
故选:B
28.若函数在上单调,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【详解】因为,所以,
令可得,令可得,
所以在上单调递增,在上单调递减,
因为函数在上单调,
所以,所以.
故实数的取值范围是:.
故选:A.
29.若函数在上单调递增,则实数a的取值范围( )
A. B. C. D.
【详解】由题可知,恒成立,
故,即.
故选:A﹒
30.若函数在区间内单调递增,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【详解】由,
因为函数在区间内单调递增,
所以有在上恒成立,即在上恒成立,
因为,所以由,
因为,所以,于是有,
故选:D
31.函数在上单调递减,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【详解】函数的定义域为,
求导得,
令,解得,
所以函数的单调递减区间为,
又函数在上单调递减,所以.
所以实数的取值范围为.
故选:B.
32.已知函数在上单调递增,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【详解】令, 则,
当时,单调递增,且,
当时,,当时单调递增,
则函数在上单调递增,符合题意;
当时,的对称轴为,
由题意,
当时,表示开口向下的抛物线,对称轴为,
在上单调递减,不符合题意,
综上,.
故选:A.
33.已知函数在区间上单调递增,则实数a的最小值为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【详解】因为函数在上单调递增,所以对恒成立,
即恒成立,设,,
当时,,所以,则,
所以实数a的最小值为.
故选:B.
34.若函数是上的增函数,则的取值范围是( )
A. B.
【详解】由题意可得.因为是上的增函数,
所以在上恒成立,
所以,解得.
故选:B.
35.已知函数在存在单调递增区间,则a的取值范围为 .
【详解】因为在存在单调递增区间,所以在有解,即在有解.
令,,则,故在单调递增,
所以,故的取值范围为.
故答案为:.
36.已知函数.
(1)若函数在处的切线与直线垂直,求实数的值;
(2)若函数在定义域内是减函数,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求某点处的导数值、由函数在区间上的单调性求参数
【分析】(1)由函数在处的切线与直线垂直,列方程求出实数的值;
(2)函数在定义域内是减函数,转化为在上恒成立,通过参变分离,构造新函数,求出函数的最大值,可得实数的取值范围.
【详解】(1)由题意,在处的切线与直线垂直,
则切线斜率,
,,解得;
(2)函数在定义域内是减函数,
则在上恒成立,且函数不为常函数,
分离参变量可得:,
构造,
,令,解得
则在上单调递增,在上单调递减,
所以,
实数的取值范围是.
37.已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若在上单调递增,求的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数、求在曲线上一点处的切线方程(斜率)
【分析】(1)根据题意,求导得,再由导数的几何意义代入计算,即可得到结果;
(2)根据题意,由条件可得在区间上恒成立,然后分离参数,转化为函数最值问题,即可求解.
【详解】(1)当时,,则,
又,所以,
所以在处的切线方程为,
即.
(2)因为在上单调递增,
所以在区间上恒成立,
所以,
令,则,
令,则,
当时,单调递增,,
所以,所以单调递增,所以,所以,
所以的取值范围为.
38.已知函数.
(1)若曲线在点处的切线与直线平行,求的值,并求函数的单调区间;
(2)若函数在定义域上单调递增,求的取值范围.
【答案】(1)的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数、利用导数求函数的单调区间(不含参)、已知切线(斜率)求参数
【分析】(1)由题可知在点处的切线的斜率为2,根据切线的几何意义即可求解的值,然后利用导数研究函数的单调性即可;
(2)根据题意在上恒成立,只需,利用基本不等式即可求解最小值.
【详解】(1),曲线在点处的切线与直线平行,
,
当或时,,当时,,
函数的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)由题可知在上恒成立,
只需即可,
因为,所以,
当且仅当,即时等号成立,
所以,解得.
39.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求函数的极值.
【答案】(1)
(2)极大值为,无极小值.
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、求已知函数的极值
【分析】(1)对函数求导,可得到切线的斜率,然后根据点的坐标即可求出切线方程.
(2)对函数求导,根据定义域确定函数的单调性,从而确定极值点和极值.
【详解】(1)因为,所以.
所以切线斜率为,而,
所以曲线在点处的切线方程为,即.
(2)令,则,求得.
因为,当时,;当时,;
所以函数在单调递增,在上单调递减,
所以函数在处取得极大值为.
所以函数的极大值为,无极小值.
40.判断下列函数是否存在极值.若有,请求出极值点和极值;若没有,请说明理由.
(1);
(2).
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
【知识点】求已知函数的极值点、求已知函数的极值、用导数判断或证明已知函数的单调性
【分析】(1)求出导函数,判断导函数的正负,利用函数极值和极值点的定义即可求解;
(2)类似(1),但发现导函数非负,从而在上单调递增,故没有极值.
【详解】(1)因为,所以.
令,解得或.当变化时,,的变化如下表.
x
2
0
0
单调递减
极小值
单调递增
极大值
单调递减
因此,的极小值点为,极大值点为,
当时,有极小值,且极小值为;
当时,有极大值,且极大值为.
(2)因为,所以,
所以在上单调递增,所以没有极值.
41.已知函数.当时,求的极小值.
【答案】
【知识点】求已知函数的极值
【分析】把代入,利用导数求出极小值.
【详解】当时,函数定义域为,
求导得,
当时,,
当时,,
所以函数在上递减,在上递增,
所以当时,取得极小值.
42.已知函数在处取得极值.
(1)求实数的值;
(2)求函数在区间上的最小值.
【答案】(1)3
(2)⋅
【知识点】函数单调性、极值与最值的综合应用、根据极值求参数
【分析】(1)求出函数的导数,根据函数在处取得极值,求出的值;再根据函数导数验证函数的极值;
(2)利用导数判断函数的在上的单调性,求出最值.
【详解】(1)由题意得的定义域,且
因为函数在处取值得极值,所以
解得
此时,,
令得或,令得,
故函数在,上单调递增,在上单调递减,
所以函数在处取极大值,在处取极小值,符合题意
所以.
(2)由(1)得,,
令,得,所以函数在单调递增,
令,得,所以函数在单调递减,
所以函数在处取极小值,
所以当时,的最小值为
43.已知函数为实常数).
(1)若,求证:在上是增函数;
(2)当时,求函数在上的最大值与最小值及相应的值;
(3)若存在,使得成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)见解析
(2)当时,函数有最小值为,
当时,函数有最大值为.
(3)
【知识点】利用导数研究能成立问题、函数单调性、极值与最值的综合应用、由函数在区间上的单调性求参数
【分析】(1)利用导数大于零即可证明;(2)利用导数讨论函数的单调性即可求解给定区间内的最值;(3)利用导数讨论单调性与最值,即可解决能成立问题.
【详解】(1)由题可知函数的定义域,
因为,所以,所以,
令解得,
所以在上是增函数.
(2)因为,所以,所以,
令解得,令解得,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,函数有最小值为,
因为,
所以当时,函数有最大值为.
(3)由得,即,
因为,所以,所以,
且当时,所以在恒成立,所以,
即存在时,,
令,,
令,
令,解得,
令,解得,
所以在单调递减,单调递增,
所以,
所以时,恒成立,
所以,
所以实数的取值范围是.
44.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求函数的单调区间及极值;
(3)直接写出函数的值域,不要求计算过程.
【答案】(1)
(2)答案见解析
(3)
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、利用导数求函数的单调区间(不含参)、求已知函数的极值、函数单调性、极值与最值的综合应用
【分析】(1)利用导数的几何意义求在点处的切线方程.
(2)根据函数的单调性与导数的关系求函数的单调区间,再根据函数的单调性分析函数的极值.
(3)结合函数的单调性,分析函数的符号,可直接得到函数的值域.
【详解】(1)因为,
所以.
又,,
所以曲线在处的切线方程为:
,即.
(2)由;
由或.
所以的递减区间为和,递增区间为.
函数的极小值为,极大值为.
(3)因为函数在和上单调递减,在上单调递增,
且恒成立,时,时,
所以函数的值域为.
45.已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)若在区间上的最大值为,求它在该区间上的最小值.
【答案】(1)单调递减区间为,单调递增区间
(2)
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)、由导数求函数的最值(不含参)、已知函数最值求参数
【分析】(1)求出函数的定义域与导函数,再解关于导函数的不等式,即可求出函数的单调区间;
(2)结合(1)可知函数的单调性,从而由函数的最大值求出的值,即可求出函数的最小值.
【详解】(1)函数的定义域为,
又
令,解得 ,令,则或,
所以的单调递减区间为,单调递增区间.
(2)由(1)可知在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
又,,
则,解得,
所以,又,,
所以在区间上的最小值为.
46.已知函数.
(1)求函数的极值点;
(2)若函数在区间上的最小值为,求实数a的值.
【答案】(1)为极小值点,无极大值点
(2)
【知识点】求已知函数的极值点、已知函数最值求参数
【分析】(1)求出函数的定义域与导函数,即可求出函数的单调区间,从而求出函数的极值点;
(2)分、、三种情况讨论,得到函数的单调性,求出函数的最小值,即可得解.
【详解】(1)函数的定义域为,
又,
所以当时,当时,
所以的单调递减区间为,单调递增区间为,
所以为的极小值点,无极大值点.
(2)当,即时,在上单调递增,
所以在处取得最小值,,不符合题意;
当,即,此时在上单调递减,在上单调递增,
所以,解得;
当,即,此时在上单调递减,
所以,不符合题意;
综上可得.
47.已知函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)若函数在上的最小值是,求a的值.
【答案】(1)答案见解析;
(2)
【知识点】利用导数求函数(含参)的单调区间、已知函数最值求参数
【分析】(1)对函数求导并对参数的取值进行分类讨论,再由导函数的符号即可判断单调性;
(2)根据(1)中的单调性结合的取值求得最小值的表达式,解方程可求出.
【详解】(1)易知的定义域为,
可得;
若,可得,此时在上单调递增;
若,令,解得;
当时,,即可得在上单调递减;
当时,,即可得在上单调递增;
综上可得,时,在上单调递增;
时,在上单调递减,在上单调递增;
(2)由(1)可知,当时,在上单调递增,
此时无最小值,不合题意;
当时,可知在上单调递减,在上单调递增;
此时在处取得极小值,也是最小值;
因此,解得,符合题意;
当时,在上单调递减,此时无最小值,不合题意;
综上可知,
48.设函数.
(1)求曲线的单调区间;
(2)已知在区间上的最大值为13,求的值.
【详解】(1)已知的定义域为,所以,
当时,解得,当时,解得,
所以,的递增区间为,递减区间为.
(2)由(1)可知在上,在上单调递增,上单调递减,
所以在处取得极大值,也为最大值,
所以,解得.
49.已知函数,其中.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)当时,若在区间上的最小值为,求a的值.
【详解】(1)当时,,则,,所以,
所以曲线在处的切线方程为:,即.
(2),令,解得或,
当时,时,,则在上单调递减,
所以,考虑,,
当时,,单调递增,当时,,单调递减,
所以的极大值为,所以由得;
当时,时,,则在上单调递减,
时,,则在上单调递增,
所以,则,不合题意;
当时,时,,则在上单调递减,
所以,不合题意;
综上,.
50.已知函数,其中.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若在区间上的最小值为0,求在该区间上的最大值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】已知函数最值求参数、由导数求函数的最值(不含参)、求在曲线上一点处的切线方程(斜率)
【分析】(1)求导后,根据导数的几何意义求得斜率,再根据点斜式方程即可求解;
(2)求导后,根据导数的正负判断单调性,从而可得,求得,再分别计算,即可求解.
【详解】(1)当时,,得.
则,,
所以曲线在点处的切线方程为,即.
(2),,
由,得或.
随着的变化,,的变化情况如下:
2
-
0
+
极小值
所以的单调递减区间为,单调递增区间为.
从而的最小值,解得.
又因为,,
所以在区间上的最大值.
多选题
51.设函数,则( )
A.当时,有两个零点
B.当时,是的极大值点
C.当时,点为曲线的对称中心
D.当时,在区间上单调递增
【详解】已知,所以,
当时,,方程有两个根,所以正确,
当时,的解集为,的解集为,
所以在上单调减,在上单调增,所以在处取极小值,所以错误,
当时,,
所以关于中心对称,所以正确,
当时,的解集为,而,所以在上单调递增,所以正确.
故选:
52.已知函数,下列选项正确的是( )
A.若在区间上单调递减,则a的取值范围为
B.若在区间上有极小值,则a的取值范围为
C.当时,若经过点可以作出曲线的三条切线,则实数m的取值范围为
D.若曲线的对称中心为,则
【详解】令
若在区间上单调递减,
则在区间上小于或者等于零恒成立,
即恒成立,
即,又在区间单调递增,
则
所以a的取值范围为,故选项A错误.
若在区间上有极小值,
则在区间上有零点,且在零点左端小于零,在零点右端大于零,
则
解得a的取值范围为.故选项B正确.
当时,设经过点作出曲线的三条切线切点为,则切线斜率为
切线为又切线经过点,
则有三解,即有三解,
令
则当时函数取极值,
则实数m的取值范围为,故选项C正确.
若曲线的对称中心为,则即
解得.
故选:BCD.
53.已知定义在上的可导函数和的导函数图象如图所示,则关于函数的判断正确的是( )
A.有1个极大值点和2个极小值点
B.有2个极大值点和1个极小值点
C.有最大值无最小值
D.有最小值无最大值
【详解】根据的图象可得,与的图象有三个不同的交点,
设这些点的横坐标依次为,满足,其中,.
由图可知,当时,,即,故函数在上单调递增,
当时,,即,函数在上单调递减,
当时,,即,函数在上单调递增,
当时,,即,函数在上单调递减.
综上分析,函数分别在时取得极大值,在时取得极小值,
即函数有2个极大值点和1个极小值点,故B项正确,A项错误;
因时,的趋近值未知,时,的趋近值也未知,故无从判断函数的最小值能否取得,
但因函数分别在时取得极大值,故可取与中的较大者作为函数的最大值,故C项正确,D项错误.
故选:BC.
试卷第1页,共3页
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