1. 已知函式.
(1)若在實數集r上單調遞增,求實數的取值範圍;
(2)是否存在實數,使在上單調遞減?若存在,求出的取值範圍;若不存在,說明理由;
(3)證明:的圖象不可能總在直線的上方.
(1)解由已知f′(x)=3x2-a,
∵f(x)在(-∞,+∞)上是單調增函式,
∴f′(x)=3x2-a≥0在(-∞,+∞)上恆成立,
即a≤3x2對x∈r恆成立.
∵3x2≥0,∴只需a≤0,
又a=0時,f′(x)=3x2≥0,
故f(x)=x3-1在r上是增函式,則a≤0.
(2)解由f′(x)=3x2-a≤0在(-1,1)上恆成立,
得a≥3x2,x∈(-1,1)恆成立.
∵-1<x<1,∴3x2<3,∴只需a≥3.
當a=3時,f′(x)=3(x2-1),
在x∈(-1,1)上,f′(x)<0,
即f(x)在(-1,1)上為減函式,∴a≥3.
故存在實數a≥3,使f(x)在(-1,1)上單調遞減.
(3)證明 ∵f(-1)=a-2<a,
∴f(x)的圖象不可能總在直線y=a的上方.
2. 已知.
(1)當時,判斷在定義域上的單調性;
(2)若在上的最小值為,求的值;
(3)若在上恆成立,試求的取值範圍.
答案:(1)增函式;
(2)(3)
3. 已知函式.
(ⅰ)求的最小值;
(ⅱ)若對所有都有,求實數的取值範圍.
【解題思路】先求極值再求端點值,比較求出最大(小)值.當區間只有乙個極大(小)值時,該值就是最大(小)值
解析:的定義域為, …………1分
的導數3分
令,解得;令,解得.
從而在單調遞減,在單調遞增. ………………5分
所以,當時,取得最小值6分
(ⅱ)解法一:令,則8分
若,當時,,
故在上為增函式,
所以,時,,即10分
若,方程的根為,
此時,若,則,故在該區間為減函式.
所以時,,
即,與題設相矛盾13分
綜上,滿足條件的的取值範圍是14分
解法二:依題意,得在上恆成立,
即不等式對於恆成立8分
令, 則10分
當時,因為,
故是上的增函式, 所以的最小值是, ……………… 13分
所以的取值範圍是14分
【名師指引】求函式在閉區間上的最大值(或最小值)的步驟:①求在內的極大(小)值,將極大(小)值與端點處的函式值進行比較,其中較大者的乙個是最大者,較小的乙個是最小者.
4. 已知函式在處取得極值.
(ⅰ)求函式的解析式;
(ⅱ)求證:對於區間上任意兩個自變數的值,都有;
(ⅲ)若過點可作曲線的三條切線,求實數的取值範圍.
解:(i)f′(x)=3ax2+2bx-3,依題意,f′(1)=f′(-1)=0,
即2分解得a=1,b=0.
∴f(x)=x3-3x4分
(ii)∵f(x)=x3-3x,∴f′(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1),
當-1fmax(x)=f(-1)=2,fmin(x)=f(1)=-26分
∵對於區間[-1,1]上任意兩個自變數的值x1,x2,
都有|f(x1)-f(x2)|≤|fmax(x) -fmin(x)|
|f(x1)-f(x2)|≤|fmax(x)-fmin(x)|=2-(-2)=48分
(iii)f′(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1),
曲線方程為y=x3-3x,∴點a(1,m)不在曲線上.
設切點為m(x0,y0),則點m的座標滿足
因,故切線的斜率為
,整理得.
∵過點a(1,m)可作曲線的三條切線,
∴關於x0方程=0有三個實根.……………………10分
設g(x0)=,則g′(x0)=6,
由g′(x0)=0,得x0=0或x0=1.
∴g(x0)在(-∞,0),(1,+∞)上單調遞增,在(0,1)上單調遞減.
∴函式g(x0)=的極值點為x0=0,x0=1………………12分
∴關於x0方程=0有三個實根的充要條件是
,解得-3故所求的實數a的取值範圍是-35. 設函式;
(1)當時,求函式影象上的點到直線距離的最小值;
(2)是否存在正實數,使得不等式對一切正實數都成立?若存在,求出的取值範圍;若不存在,請說明理由。
解:(1)由,得,令,得2分
所求距離的最小值即為到直線的距離…… …………4分
7分(2)假設存在正數,令,則…… ……9分
由得時,,為減函式;
當時,,為增函式12分
14分 即
所以的取值範圍是16分
6. 已知函式在是增函式,在(0,1)為減函式
(1)求、的表示式
(2)求證:當時,方程有唯一解;
(3)當時,若在∈內恆成立,求的取值範圍.
解 (1)依題意,即,
上式恆成立,∴ ①
又,依題意,即,
上式恆成立,∴ ②
由①②得 ∴
(2)由(1)可知,方程,
設,令,並由得解知
令由列表分析:
知在處有乙個最小值0,
當時,>0,
∴在(0,+)上只有乙個解.
即當x>0時,方程有唯一解
(3)設
在為減函式又
所以:為所求範圍
1. 已知函式.
(1)求的值域;
(2)設,函式.若對任意,總存在,使.求實數的取值範圍.
解:方法1、當時1分
當時,且3分
當且僅當,即時成立4分
所以當時,的值域是5分
方法二、對函式求導2分
令得或.
當時,,在上單調遞增;
當時,,在上單調遞減3分
又所以當,的值域是5分
(2)設函式在上的值域是.
對任意,總存在,使7分
對函式求導8分
當時,若,,所以函式在上單調遞減.
,當時,不滿足10分
當時,令,得或(捨去).
()當,時,列表:
,又,,解得13分
()當,時,,函式在上單調遞減,
, 當時,不滿足 -15分
綜上,實數的取值範圍是16分
2. 已知定義在上的奇函式(),當時,取極小值(1)求的值;
(2)當時,圖象上是否存在兩點,使得過此兩點處的切線互相垂直?試證明你的結論.
(3)求證:對,都有
.解(1)∵函式圖象關於原點對稱,∴對任意實數,
∴,即恆成立4分
∴,∵時,取極小值,∴,
解得8分
(2)當時,圖象上不存在這樣的兩點使結論成立. …………10分
假設圖象上存在兩點,使得過此兩點處的切線互相垂直,
則由知兩點處的切線斜率分別為
且13分
、, 此與(*)相矛盾,故假設不成立16分
(3) 令,則;
又所以在上的最大值為;最小值為
所以,對,都有
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