题目列表(包括答案和解析)
已知函数f(x)=ex-ax,其中a>0.
(1)若对一切x∈R,f(x)
1恒成立,求a的取值集合;
(2)在函数f(x)的图像上去定点A(x1, f(x1)),B(x2, f(x2))(x1<x2),记直线AB的斜率为k,证明:存在x0∈(x1,x2),使
恒成立.
【解析】解:
令
.
当
时
单调递减;当
时
单调递增,故当
时,
取最小值![]()
于是对一切
恒成立,当且仅当
. ①
令
则![]()
当
时,
单调递增;当
时,
单调递减.
故当
时,
取最大值
.因此,当且仅当
时,①式成立.
综上所述,
的取值集合为
.
(Ⅱ)由题意知,
令
则
![]()
![]()
令
,则
.当
时,
单调递减;当
时,
单调递增.故当
,
即![]()
从而
,
又![]()
![]()
所以![]()
因为函数
在区间
上的图像是连续不断的一条曲线,所以存在
使
即
成立.
【点评】本题考查利用导函数研究函数单调性、最值、不等式恒成立问题等,考查运算能力,考查分类讨论思想、函数与方程思想等数学方法.第一问利用导函数法求出
取最小值
对一切x∈R,f(x)
1恒成立转化为
从而得出求a的取值集合;第二问在假设存在的情况下进行推理,然后把问题归结为一个方程是否存在解的问题,通过构造函数,研究这个函数的性质进行分析判断.
已知函数
,
.
(Ⅰ)若函数
依次在
处取到极值.求
的取值范围;
(Ⅱ)若存在实数
,使对任意的
,不等式
恒成立.求正整数
的最大值.
【解析】第一问中利用导数在在
处取到极值点可知导数为零可以解得方程有三个不同的实数根来分析求解。
第二问中,利用存在实数
,使对任意的
,不等式
恒成立转化为
,恒成立,分离参数法求解得到范围。
解:(1)
①
![]()
(2)不等式
,即
,即
.
转化为存在实数
,使对任意的
,不等式
恒成立.
即不等式
在
上恒成立.
即不等式
在
上恒成立.
设
,则.![]()
设
,则
,因为
,有
.
故
在区间
上是减函数。又![]()
故存在
,使得
.
当
时,有
,当
时,有
.
从而
在区间
上递增,在区间
上递减.
又
[来源:]
![]()
所以当
时,恒有
;当
时,恒有![]()
;
故使命题成立的正整数m的最大值为5
已知函数![]()
的图像上两相邻最高点的坐标分别为
和
.(Ⅰ)求
与
的值;(Ⅱ)在
中,
分别是角
的对边,且
求
的取值范围.
【解析】本试题主要考查了三角函数的图像与性质的综合运用。
第一问中,利用
所以由题意知:
,
;第二问中,
,即
,又
,
则
,解得
,
所以![]()
结合正弦定理和三角函数值域得到。
解:(Ⅰ)
,
所以由题意知:
,
;
(Ⅱ)
,即
,又
,
则
,解得
,
所以![]()
因为
,所以
,所以![]()
已知点
(
),过点
作抛物线
的切线,切点分别为
、
(其中
).
(Ⅰ)若
,求
与
的值;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,若以点
为圆心的圆
与直线
相切,求圆
的方程;
(Ⅲ)若直线
的方程是
,且以点
为圆心的圆
与直线
相切,
求圆
面积的最小值.
【解析】本试题主要考查了抛物线的的方程以及性质的运用。直线与圆的位置关系的运用。
中∵直线
与曲线
相切,且过点
,∴
,利用求根公式得到结论先求直线
的方程,再利用点P到直线的距离为半径,从而得到圆的方程。
(3)∵直线
的方程是
,
,且以点
为圆心的圆
与直线
相切∴点
到直线
的距离即为圆
的半径,即
,借助于函数的性质圆
面积的最小值![]()
(Ⅰ)由
可得,
. ------1分
∵直线
与曲线
相切,且过点
,∴
,即
,
∴
,或
, --------------------3分
同理可得:
,或
----------------4分
∵
,∴
,
. -----------------5分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,
,
,则
的斜率
,
∴直线
的方程为:
,又
,
∴
,即
. -----------------7分
∵点
到直线
的距离即为圆
的半径,即
,--------------8分
故圆
的面积为
. --------------------9分
(Ⅲ)∵直线
的方程是
,
,且以点
为圆心的圆
与直线
相切∴点
到直线
的距离即为圆
的半径,即
, ………10分
∴![]()
,
当且仅当
,即
,
时取等号.
故圆
面积的最小值
.
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
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