7.关于函数
,下列说法不正确的是
( )
A.在区间(
,0)内,
为增函数
B.在区间(0,2)内,
为减函数
C.在区间(2,
)内,
为增函数
D.在区间(
,0)
内,
为增函数
6.一直线运动的物体,从时间t到t+△t时,物体的位移为△s,那么
为( )
A.从时间t到t+△t时,物体的平均速度
B.时间t时该物体的瞬时速度
C.当时间为△t 时该物体的速度
D.从时间t到t+△t时位移的平均变化率
5.函数
在[0,3]上的最大值、最小值分别是
( )
A.5,-15 B.5,-4 C.-4,-15 D.5,-16
4.若函数f(x)的导数为f′(x)=-sinx,则函数图像在点(4,f(4))处的切线的倾斜角为( )
A.90° B.0° C.锐角 D.钝角
3.曲线
上切线平行于x轴的点的坐标是
( )
A.(-1,2) B.(1,-2) C.(1,2) D.(-1,2)或(1,-2)
2.若
,则
等于
( )
A.
B.
C.3
D.2
1.设函数f(x)在
处可导,则
等于 ( )
A.
B.
C.
D.![]()
例1(08山东)设函数
,已知
和
为
的极值点.
(Ⅰ)求
和
的值;
(Ⅱ)讨论
的单调性;
(Ⅲ)设
,试比较
与
的大小.
解:(Ⅰ)因为![]()
,
又
和
为
的极值点,所以
,
因此![]()
解方程组得
,
.
(Ⅱ)因为
,
,
所以
,
令
,解得
,
,
.
因为当![]()
时,
;
当
时,
.
所以
在
和
上是单调递增的;
在
和
上是单调递减的.
(Ⅲ)由(Ⅰ)可知
,
故
,
令
,
则
.
令
,得
,
因为
时,
,
所以
在
上单调递减.
故
时,
;
因为
时,
,
所以
在
上单调递增.
故
时,
.
所以对任意
,恒有
,又
,
因此
,
故对任意
,恒有
.
说明:本题主要考查函数的极值及利用导数解决函数单调性问题,另外利用导数证明不等式也是09年高考不科忽视的考查方向.
例2.(08北京)已知函数
,求导函数
,并确定
的单调区间.
解:![]()
![]()
.
令
,得
.
当
,即
时,
的变化情况如下表:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
当
,即
时,
的变化情况如下表:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
所以,当
时,函数
在
上单调递减,在
上单调递增,
在
上单调递减.
当
时,函数
在
上单调递减,在
上单调递增,在
上单调递减.
当
,即
时,
,所以函数
在
上单调递减,在
上单调递减.
例3.(08天津)已知函数
,其中
.
(Ⅰ)若曲线
在点
处的切线方程为
,求函数
的解析式;
(Ⅱ)讨论函数
的单调性;
(Ⅲ)若对于任意的
,不等式
在
上恒成立,求
的取值范围.
解:(Ⅰ)
,由导数的几何意义得
,于是
.
由切点
在直线
上可得
,解得
.
所以函数
的解析式为
.
(Ⅱ)
.
当
时,显然
(
).这时
在
,
内是增函数.
当
时,令
,解得
.
当
变化时,
,
的变化情况如下表:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
0 |
- |
- |
0 |
+ |
|
|
↗ |
极大值 |
↘ |
↘ |
极小值 |
↗ |
所以
在
,
内是增函数,在
,(0,
)内是减函数.
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,
在
上的最大值为
与
中的较大者,对于任意的
,不等式
在
上恒成立,当且仅当
,即
,对任意的
成立.
从而得
,所以满足条件的
的取值范围是
.
说明:本小题主要考查导数的几何意义、利用导数研究函数的单调性、解不等式等基础知识,考查运算能力、综合分析和解决问题的能力.
例4.(08湖北)水库的蓄水量随时间而变化,现用t表示时间,以月为单位,年初为起点,根据历年数据,某水库的蓄水量(单位:亿立方米)关于t的近似函数关系式为
V(t)=![]()
(Ⅰ)该水库的蓄水量小于50的时期称为枯水期.以i-1<t<i表示第i月份(i=1,2,…,12),问一年内哪几个月份是枯水期?
(Ⅱ)求一年内该水库的最大蓄水量(取e=2.7计算).
解:(Ⅰ)①当0<t
10时,V(t)=(-t2+14t-40)![]()
化简得t2-14t+40>0,
解得t<4,或t>10,又0<t
10,故0<t<4.
②当10<t
12时,V(t)=4(t-10)(3t-41)+50<50,
化简得(t-10)(3t-41)<0,
解得10<t<
,又10<t
12,故 10<t
12.
综合得0<t<4,或10<t
12,
故知枯水期为1月,2月, 3月,4月,11月,12月共6个月.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知:V(t)的最大值只能在(4,10)内达到.
由V′(t)=
![]()
令V′(t)=0,解得t=8(t=-2舍去).
当t变化时,V′(t) 与V (t)的变化情况如下表:
|
t |
(4,8) |
8 |
(8,10) |
|
V′(t) |
+ |
0 |
- |
|
V(t) |
|
极大值 |
|
由上表,V(t)在t=8时取得最大值V(8)=8e2+50-108.32(亿立方米).
故知一年内该水库的最大蓄水量是108.32亿立方米
说明:本小题主要考查函数、导数和不等式等基本知识,考查用导数求最值和综合运用数学知识解决实际问题能力.
例5.(08陕西)已知函数
(
且
,
)恰有一个极大值点和一个极小值点,其中一个是
.
(Ⅰ)求函数
的另一个极值点;
(Ⅱ)求函数
的极大值
和极小值
,并求
时
的取值范围.
解:(Ⅰ)
,由题意知
,
即得
,(*)
,
.
由
得
,
由韦达定理知另一个极值点为
(或
).
(Ⅱ)由(*)式得
,即
.
当
时,
;当
时,
.
(i)当
时,
在
和
内是减函数,在
内是增函数.
,
,
由
及
,解得
.
(ii)当
时,
在
和
内是增函数,在
内是减函数.
,![]()
恒成立.
综上可知,所求
的取值范围为
.
例6.求证下列不等式
(1)
![]()
(2)
![]()
(3)
![]()
证明:(1)
![]()
∴
为
上
∴
恒成立
∴
![]()
![]()
∴
在
上
∴
恒成立
(2)原式
令
![]()
∴
∴
![]()
![]()
∴ ![]()
(3)令
![]()
![]()
∴ ![]()
∴ ![]()
说明:利用导数证明不等式这一部分内容不可忽视,它本质是还是考查利用导数研究函数的单调性及最值问题。
8.
![]()
(1)
恒成立 ∴
为
上![]()
∴ 对任意
不等式
恒成立
(2)
恒成立 ∴
在
上![]()
∴ 对任意
不等式
恒成立
7. 导数与函数的单调性的关系
㈠
与
为增函数的关系。
能推出
为增函数,但反之不一定。如函数
在
上单调递增,但
,∴
是
为增函数的充分不必要条件。
㈡
时,
与
为增函数的关系。
若将
的根作为分界点,因为规定
,即抠去了分界点,此时
为增函数,就一定有
。∴当
时,
是
为增函数的充分必要条件。
㈢
与
为增函数的关系。
为增函数,一定可以推出
,但反之不一定,因为
,即为
或
。当函数在某个区间内恒有
,则
为常数,函数不具有单调性。∴
是
为增函数的必要不充分条件。
函数的单调性是函数一条重要性质,也是高中阶段研究的重点,我们一定要把握好以上三个关系,用导数判断好函数的单调性。因此新教材为解决单调区间的端点问题,都一律用开区间作为单调区间,避免讨论以上问题,也简化了问题。但在实际应用中还会遇到端点的讨论问题,要谨慎处理。
㈣单调区间的求解过程
已知
(1)分析
的定义域; (2)求导数 ![]()
(3)解不等式
,解集在定义域内的部分为增区间
(4)解不等式
,解集在定义域内的部分为减区间
我们在应用导数判断函数的单调性时一定要搞清以下三个关系,才能准确无误地判断函数的单调性。以下以增函数为例作简单的分析,前提条件都是函数
在某个区间内可导。
㈤函数单调区间的合并
函数单调区间的合并主要依据是函数
在
单调递增,在
单调递增,又知函数在
处连续,因此
在
单调递增。同理减区间的合并也是如此,即相邻区间的单调性相同,且在公共点处函数连续,则二区间就可以合并为以个区间。
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