29.設函式,其中在,曲線在點處的切線垂直於軸
(ⅰ)求a的值;
(ⅱ)求函式極值.
30.已知函式.
(1)若,求的取值範圍;(6分)
(2)若是以2為週期的偶函式,且當時,有,求函式的反函式.(8分)
31.、(本小題滿分16分)已知a,b是實數,函式和是的導函式,若在區間i上恆成立,則稱和在區間i上單調性一致
(1)設,若函式和在區間上單調性一致,求實數b的取值範圍;
(2)設且,若函式和在以a,b為端點的開區間上單調性一致,求|a-b|的最大值。
32.若函式在處取得極大值或極小值,則稱為函式的極值點。已知是實數,1和是函式的兩個極值點.
(1)求和的值;
(2)設函式的導函式,求的極值點;
(3)設,其中,求函式的零點個數.
33.(本小題滿分14分)設函式,其中.
(i)當時,判斷函式在定義域上的單調性;
(ii)求函式的極值點;
(iii)證明對任意的正整數,不等式都成立.
34.本小題滿分14分)
(ⅰ)已知函式,其中為有理數,且. 求的最小值;
(ⅱ)試用(ⅰ)的結果證明如下命題:設,為正有理數. 若,則;
(ⅲ)請將(ⅱ)中的命題推廣到一般形式,並用數學歸納法證明你所推廣的命題.
注:當為正有理數時,有求導公式.
35.已知a>0,br,函式.
(ⅰ)證明:當0≤x≤1時,
(ⅰ)函式的最大值為|2a-b|﹢a;
(ⅱ) +|2a-b|﹢a≥0;
(ⅱ) 若﹣1≤≤1對x[0,1]恆成立,求a+b的取值範圍.
36.(本題15分)設,對任意實數,記.
(i)求函式的單調區間;
(ii)求證:(ⅰ)當時,對任意正實數成立;
(ⅱ)有且僅有乙個正實數,使得對任意正實數成立.
參***
29.:(ⅰ)
(ⅱ)極小值
【解析】:(ⅰ)因 ,故由於曲線在點處的切線垂直於軸,故該切線斜率為0,即 ,從而 ,解得
(ⅱ)由(ⅰ)知,
令,解得(因不在定義域內,捨去)當時, 故在上為減函式;當時, 故在上為增函式,故在處取得極小值
【考點定位】本小題主要考查利用導數研究曲線上某點切線方程、函式的最值及其幾何意義、兩條直線平行的判定等基礎知識,考查運算求解能力
30.(1);
(2),.
【解析】解:(1)由,得.
由得3分
因為,所以,.
由得6分
(2)當x[1,2]時,2-x[0,1],因此
10分由單調性可得.
因為,所以所求反函式是,. ……14分
【考點定位】本題主要考查函式的概念、性質、分段函式等基礎知識,考查數形結合思想,要求熟練掌握指數函式、對數函式、冪函式的影象與性質,屬於中檔題。
31.(1)
(2)【解析】(1)考察單調性概念、導數運算及應用、含參不等式恆成立問題,中檔題;(2)綜合考察分類討論、線性規劃、解二次不等式、二次函式、含參不等式恆成立問題、導數及其應用、化歸及數形結合的思想,難題。
(1)因為函式和在區間上單調性一致,所以,即
即(2)當時,因為,函式和在區間(b,a)上單調性一致,所以,
即,設,考慮點(b,a)的可行域,函式的斜率為1的切線的切點設為
則;當時,因為,函式和在區間(a, b)上單調性一致,所以,
即,當時,因為,函式和在區間(a, b)上單調性一致,所以,
即而x=0時,不符合題意,
當時,由題意:
綜上可知,。
32.(1)
(2)的極值點是-2
(3)當時,函式有5 個零點;當時,函式有9 個零點。
【解析】(1)求出的導數,根據1和是函式的兩個極值點代入列方程組求解即可。
(2)由(1)得,,求出,令,求解討論即可。
(3)比較複雜,先分和討論關於的方程根的情況;再考慮函式的零點
解:(1)由,得。
∵1和是函式的兩個極值點,
∴ ,,解得。
(2)∵ 由(1)得, ,
∴,解得。
∵當時,;當時,,
∴是的極值點。
∵當或時,,∴ 不是的極值點。
∴的極值點是-2。
(3)令,則。
先討論關於的方程根的情況:
當時,由(2 )可知,的兩個不同的根為i 和一2 ,注意到是奇函式,∴的兩個不同的根為一和2。
當時,∵, ,
∴一2 , -1,1 ,2 都不是的根。
由(1)知。
① 當時, ,於是是單調增函式,從而。
此時在無實根。
② 當時.,於是是單調增函式。
又∵,,的圖象不間斷,
∴ 在(1 , 2 )內有唯一實根。
同理,在(一2 ,一i )內有唯一實根。
③ 當時,,於是是單調減兩數。
又∵, ,的圖象不間斷,
∴在(一1,1 )內有唯一實根。
因此,當時,有兩個不同的根滿足;當時
有三個不同的根,滿足。
現考慮函式的零點:
( i )當時,有兩個根,滿足。
而有三個不同的根,有兩個不同的根,故有5 個零點。
( 11 )當時,有三個不同的根,滿足。
而有三個不同的根,故有9 個零點。
綜上所述,當時,函式有5 個零點;當時,函式有9 個零點
【考點定位】本題綜合考查導數的定義、計算及其在求解函式極值和最值中的應用,考查較全面系統,要注意變形的等價性和函式零點的認識、極值和極值點的理解。本題主要考查數形結合思想和分類討論思想,屬於中高檔試題,難度中等偏上,考查知識比較綜合,全方位考查分析問題和解決問題的能力,運算量比較大。
33.(i) 在上遞增,在上遞減,當時,函式在定義域上單調遞增。
(ii) 時,在上有唯一的極小值點;
時,有乙個極大值點和乙個極小值點;
時,函式在上無極值點。
(iii) 證明見解析
【解析】解:(i) 函式的定義域為.
,令,則在上遞增,在上遞減,
.當時,,
在上恆成立.
即當時,函式在定義域上單調遞增。
(ii)分以下幾種情形討論:
(1)由(i)知當時函式無極值點.
(2)當時,,
時,時,
時,函式在上無極值點。
(3)當時,解得兩個不同解,.
當時,,,
此時在上有唯一的極小值點.
當時,在都大於0 ,在上小於0 ,
此時有乙個極大值點和乙個極小值點.
綜上可知,時,在上有唯一的極小值點;
時,有乙個極大值點和乙個極小值點;
時,函式在上無極值點。
(iii) 當時,
令則在上恆正,
在上單調遞增,當時,恒有.
即當時,有,
對任意正整數,取得
34.(ⅰ)函式在處取得最小值.
(ⅱ)見解析
(ⅲ)(ⅱ)中命題的推廣形式為:設為非負實數,為正有理數. 若,則
證明見解析
【解析】本題主要考察利用導數求函式的最值,並結合推理,考察數學歸納法,對考生的歸納推理能力有較高要求。
(ⅰ),令,解得.
當時,,所以在內是減函式;
當時,,所以在內是增函式.
故函式在處取得最小值.
(ⅱ)由(ⅰ)知,當時,有,即 ①
若,中有乙個為0,則成立;
若,均不為0,又,可得,於是
在①中令,,可得,
即,亦即.
綜上,對,,為正有理數且,總有. ②
(ⅲ)(ⅱ)中命題的推廣形式為:
設為非負實數,為正有理數.
若,則用數學歸納法證明如下:
(1)當時,,有,③成立.
(2)假設當時,③成立,即若為非負實數,為正有理數,
且,則.
當時,已知為非負實數,為正有理數,
且,此時,即,於是
=.因,由歸納假設可得
,從而.
又因,由②得
,從而.
故當時,③成立.
由(1)(2)可知,對一切正整數,所推廣的命題成立
說明:(ⅲ)中如果推廣形式中指出③式對成立,則後續證明中不需討論的情況.
35.(ⅰ) 見解析;
(ⅱ) .
【解析】本題主要考察不等式,導數,單調性,線性規劃等知識點及綜合運用能力。
(ⅰ)(ⅰ).
當b≤0時,>0在0≤x≤1上恆成立,
此時的最大值為:=|2a-b|﹢a;
當b>0時,在0≤x≤1上的正負性不能判斷,
此時的最大值為:
=|2a-b|﹢a;
綜上所述:函式在0≤x≤1上的最大值為|2a-b|﹢a;
(ⅱ) 要證+|2a-b|﹢a≥0,即證=﹣≤|2a-b|﹢a.
亦即證在0≤x≤1上的最大值小於(或等於)|2a-b|﹢a,
∵,∴令.
當b≤0時,<0在0≤x≤1上恆成立,
此時的最大值為:=|2a-b|﹢a;
當b<0時,在0≤x≤1上的正負性不能判斷,
≤|2a-b|﹢a;
綜上所述:函式在0≤x≤1上的最大值小於(或等於)|2a-b|﹢a.
即+|2a-b|﹢a≥0在0≤x≤1上恆成立.
(ⅱ)由(ⅰ)知:函式在0≤x≤1上的最大值為|2a-b|﹢a,
且函式在0≤x≤1上的最小值比﹣(|2a-b|﹢a)要大.
∵﹣1≤≤1對x[0,1]恆成立,
∴|2a-b|﹢a≤1.
取b為縱軸,a為橫軸.
則可行域為:和,目標函式為z=a+b.
作圖如下:
由圖易得:當目標函式為z=a+b過p(1,2)時,有,.
∴所求a+b的取值範圍為:.
36.(i)函式的單調遞增區間是,,
單調遞減區間是.
(ii)證明見解析
【解析】(i)解:.
由,得.
因為當時,,
當時,,
當時,,
故所求函式的單調遞增區間是,,
單調遞減區間是.
(ii)證明:(i)方法一:
令,則,
當時,由,得,
當時,,
所以在內的最小值是.
故當時,對任意正實數成立.
方法二:
對任意固定的,令,則
,由,得.
當時,.
當時,,
所以當時,取得最大值.
因此當時,對任意正實數成立.
(ii)方法一:
.由(i)得,對任意正實數成立.
即存在正實數,使得對任意正實數成立.
下面證明的唯一性:
當,,時,
,,由(i)得,,
再取,得,
所以,即時,不滿足對任意都成立.
故有且僅有乙個正實數,
使得對任意正實數成立.
方法二:對任意,,
因為關於的最大值是,所以要使對任意正實數成立的充分必要條件是:,即
又因為,不等式①成立的充分必要條件是,
所以有且僅有乙個正實數,
使得對任意正實數成立.
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