题目列表(包括答案和解析)
已知函数
的图象过坐标原点O,且在点
处的切线的斜率是
.
(Ⅰ)求实数
的值;
(Ⅱ)求
在区间
上的最大值;
(Ⅲ)对任意给定的正实数
,曲线
上是否存在两点P、Q,使得
是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在
轴上?说明理由.
【解析】第一问当
时,
,则
。
依题意得:
,即
解得
第二问当
时,
,令
得
,结合导数和函数之间的关系得到单调性的判定,得到极值和最值
第三问假设曲线
上存在两点P、Q满足题设要求,则点P、Q只能在
轴两侧。
不妨设
,则
,显然![]()
∵
是以O为直角顶点的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在满足题设要求的两点P、Q;
若方程(*)无解,不存在满足题设要求的两点P、Q.
(Ⅰ)当
时,
,则
。
依题意得:
,即
解得![]()
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,![]()
①当
时,
,令
得![]()
当
变化时,
的变化情况如下表:
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
— |
0 |
+ |
0 |
— |
|
|
|
极小值 |
单调递增 |
极大值 |
|
又
,
,
。∴
在
上的最大值为2.
②当
时,
.当
时,
,
最大值为0;
当
时,
在
上单调递增。∴
在
最大值为
。
综上,当
时,即
时,
在区间
上的最大值为2;
当
时,即
时,
在区间
上的最大值为
。
(Ⅲ)假设曲线
上存在两点P、Q满足题设要求,则点P、Q只能在
轴两侧。
不妨设
,则
,显然![]()
∵
是以O为直角顶点的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在满足题设要求的两点P、Q;
若方程(*)无解,不存在满足题设要求的两点P、Q.
若
,则
代入(*)式得:![]()
即
,而此方程无解,因此
。此时
,
代入(*)式得:
即
(**)
令
,则![]()
∴
在
上单调递增, ∵
∴
,∴
的取值范围是
。
∴对于
,方程(**)总有解,即方程(*)总有解。
因此,对任意给定的正实数
,曲线
上存在两点P、Q,使得
是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在
轴上
在
中,满足
,
是
边上的一点.
(Ⅰ)若
,求向量
与向量
夹角的正弦值;
(Ⅱ)若
,
=m (m为正常数) 且
是
边上的三等分点.,求
值;
(Ⅲ)若
且
求
的最小值。
【解析】第一问中,利用向量的数量积设向量
与向量
的夹角为
,则![]()
令
=
,得
,又
,则
为所求
第二问因为
,
=m所以
,![]()
(1)当
时,则
=
(2)当
时,则
=![]()
第三问中,解:设
,因为![]()
,
;
所以
即
于是
得![]()
从而![]()
运用三角函数求解。
(Ⅰ)解:设向量
与向量
的夹角为
,则![]()
令
=
,得
,又
,则
为所求……………2分
(Ⅱ)解:因为
,
=m所以
,![]()
(1)当
时,则
=
;-2分
(2)当
时,则
=
;--2分
(Ⅲ)解:设
,因为![]()
,
;
所以
即
于是
得![]()
从而
---2分
=
=![]()
=
…………………………………2分
令
,
则
,则函数
,在
递减,在
上递增,所以
从而当
时,![]()
已知函数
,(
),![]()
(1)若曲线
与曲线
在它们的交点(1,c)处具有公共切线,求a,b的值
(2)当
时,若函数
的单调区间,并求其在区间(-∞,-1)上的最大值。
【解析】(1)
,
∵曲线
与曲线
在它们的交点(1,c)处具有公共切线
∴
,![]()
∴![]()
(2)令
,当
时,![]()
令
,得![]()
时,
的情况如下:
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
所以函数
的单调递增区间为
,
,单调递减区间为![]()
当
,即
时,函数
在区间
上单调递增,
在区间
上的最大值为
,
当
且
,即
时,函数
在区间
内单调递增,在区间
上单调递减,
在区间
上的最大值为![]()
当
,即a>6时,函数
在区间
内单调递赠,在区间
内单调递减,在区间
上单调递增。又因为![]()
所以
在区间
上的最大值为
。
已知函数f(x)=alnx-x2+1.
(1)若曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为4x-y+b=0,求实数a和b的值;
(2)若a<0,且对任意x1、x2∈(0,+∞),都|f(x1)-f(x2)|≥|x1-x2|,求a的取值范围.
【解析】第一问中利用f′(x)=
-2x(x>0),f′(1)=a-2,又f(1)=0,所以曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为y=(a-2)(x-1),即(a-2)x-y+2-a=0,
由已知得a-2=4,2-a=b,所以a=6,b=-4.
第二问中,利用当a<0时,f′(x)<0,∴f(x)在(0,+∞)上是减函数,
不妨设0<x1≤x2,则|f(x1)-f(x2)|=f(x1)-f(x2),|x1-x2|=x2-x1,
∴|f(x1)-f(x2)|≥|x1-x2|等价于f(x1)-f(x2)≥x2-x1,
即f(x1)+x1≥f(x2)+x2,结合构造函数和导数的知识来解得。
(1)f′(x)=
-2x(x>0),f′(1)=a-2,又f(1)=0,所以曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为y=(a-2)(x-1),即(a-2)x-y+2-a=0,
由已知得a-2=4,2-a=b,所以a=6,b=-4.
(2)当a<0时,f′(x)<0,∴f(x)在(0,+∞)上是减函数,
不妨设0<x1≤x2,则|f(x1)-f(x2)|=f(x1)-f(x2),|x1-x2|=x2-x1,
∴|f(x1)-f(x2)|≥|x1-x2|等价于f(x1)-f(x2)≥x2-x1,即f(x1)+x1≥f(x2)+x2,
令g(x)=f(x)+x=alnx-x2+x+1,g(x)在(0,+∞)上是减函数,
∵g′(x)=
-2x+1=
(x>0),
∴-2x2+x+a≤0在x>0时恒成立,
∴1+8a≤0,a≤-
,又a<0,
∴a的取值范围是![]()
已知函数![]()
(1)若函数
的图象经过P(3,4)点,求a的值;
(2)比较
大小,并写出比较过程;
(3)若
,求a的值.
【解析】本试题主要考查了指数函数的性质的运用。第一问中,因为函数
的图象经过P(3,4)点,所以
,解得
,因为
,所以
.
(2)问中,对底数a进行分类讨论,利用单调性求解得到。
(3)中,由
知,
.,指对数互化得到
,,所以
,解得所以,
或
.
解:⑴∵函数
的图象经过
∴
,即
. … 2分
又
,所以
.
………… 4分
⑵当
时,
;
当
时,
. ……………… 6分
因为,
,![]()
当
时,
在
上为增函数,∵
,∴
.
即
.当
时,
在
上为减函数,
∵
,∴
.即
. …………………… 8分
⑶由
知,
.所以,
(或
).
∴
.∴
, … 10分
∴
或
,所以,
或
.
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