32.(2009四川卷理)(本小题满分12分)
已知
函数
。
(I)求函数
的定义域,并判断
的单调性;
(II)若![]()
(III)当
(
为自然对数的底数)时,设
,若函数
的极值存在,求实数
的取值范围以及函数
的极值。
本小题主要考查函数、数列的极限、导数应用等基础知识、考查分类整合思想、推理和运算能力。
解:(Ⅰ)由题意知![]()
当![]()
![]()
当![]()
当
….(4分)
(Ⅱ)因为![]()
由函数定义域知
>0,因为n是正整数,故0<a<1.
所以
21世纪教育网
![]()
(Ⅲ)![]()
令![]()
① 当m=0时,
有实根
,在
点左右两侧均有
故无极值
② 当
时,
有两个实根![]()
当x变化时,
、
的变化情况如下表所示:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
|
|
↗ |
极大值 |
↘ |
极小值 |
↗ |
的极大值为
,
的极小值为![]()
③ 当
时,
在定义域内有一个实根,
同上可得
的极大值为![]()
综上所述,
时,函数
有极值;
当
时
的极大值为
,
的极小值为![]()
当
时,
的极大值为
31.(2009天津卷理)(本小题满分12分)
已知函数
其中![]()
(1) 当
时,求曲线
处的切线的斜率;
(2) 当
时,求函数
的单调区间与极值。
本小题主要考查导数的几何意义、导数的运算、利用导数研究函数的单调性与极值等基础知识,考查运算能力及分类讨论的思想方法。满分12分。
(I)解:![]()
![]()
(II)
![]()
以下分两种情况讨论。
(1)
>
,则
<
.当
变化时,
的变化情况如下表:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
|
|
↗ |
极大值 |
↘ |
极小值 |
↗ |
![]()
![]()
(2)
<
,则
>
,当
变化时,
的变化情况如下表:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
|
|
↗ |
极大值 |
↘ |
极小值 |
↗ |
![]()
![]()
30.(2009湖南卷理)(本小题满分13分)
某地建一座桥,两端的桥墩已建好,这两墩相距
米,余下工程只需要建两端桥墩之间的桥面和桥墩,经预测,一个桥墩的工程费用为256万元,距离为
米的相邻两墩之间的桥面工程费用为
万元。假设桥墩等距离分布,所有桥墩都视为点,且不考虑其他因素,记余下工程的费用为
万元。
(Ⅰ)试写出
关于
的函数关系式;
(Ⅱ)当
=640米时,需新建多少个桥墩才能使
最小?
解 (Ⅰ)设需要新建
个桥墩,![]()
所以 ![]()
![]()
(Ⅱ) 由(Ⅰ)知,![]()
令
,得
,所以
=64 21世纪教育网
![]()
当0<
<64时
<0,
在区间(0,64)内为减函数;
当
时,
>0.
在区间(64,640)内为增函数,
所以
在
=64处取得最小值,此时,![]()
故需新建9个桥墩才能使
最小。
29.(2009宁夏海南卷文)(本小题满分12分)
已知函数
.
(1) 设
,求函数
的极值;
(2) 若
,且当
时,![]()
12a恒成立,试确定
的取值范围.
请考生在第(22)、(23)、(24)三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分。作答时用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应的题号涂黑。
(21)解:
(Ⅰ)当a=1时,对函数
求导数,得21世纪教育网
![]()
![]()
令
列表讨论
的变化情况:
|
|
|
|
(-1,3) |
3 |
|
|
|
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
|
|
|
极大值6 |
|
极小值-26 |
|
所以,
的极大值是
,极小值是![]()
(Ⅱ)
的图像是一条开口向上的抛物线,关于x=a对称.
若
上是增函数,从而
上的最小值是
最大值是![]()
由
于是有
![]()
由![]()
所以
若a>1,则
不恒成立.
所以使
恒成立的a的取值范围是
28.(2009湖北卷文)(本小题满分14分)
已知关于x的函数f(x)=
+bx2+cx+bc,其导函数为f+(x).令g(x)=∣f+(x) ∣,记函数g(x)在区间[-1、1]上的最大值为M.
(Ⅰ)如果函数f(x)在x=1处有极值-
,试确定b、c的值:
(Ⅱ)若∣b∣>1,证明对任意的c,都有M>2:
(Ⅲ)若M≧K对任意的b、c恒成立,试求k的最大值。
本小题主要考察函数、函数的导数和不等式等基础知识,考察综合运用数学知识进行推理论证的能力和份额类讨论的思想(满分14分)
(I)解:
,由
在
处有极值![]()
可得![]()
解得
或![]()
若
,则
,此时
没有极值;
若
,则![]()
当
变化时,
,
的变化情况如下表:
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
0 |
+ |
0 |
|
|
|
|
极小值 |
|
极大值 |
|
当
时,
有极大值
,故
,
即为所求。
(Ⅱ)证法1:![]()
当
时,函数
的对称轴
位于区间
之外。
在
上的最值在两端点处取得
故
应是
和
中较大的一个
即![]()
证法2(反证法):因为
,所以函数
的对称轴
位于区间
之外,
在
上的最值在两端点处取得。
故
应是
和
中较大的一个
假设
,则
21世纪教育网
![]()
将上述两式相加得:
,导致矛盾,![]()
(Ⅲ)解法1:![]()
(1)当
时,由(Ⅱ)可知
;
(2)当
时,函数
)的对称轴
位于区间
内,
此时![]()
由
有![]()
①若
则
,
于是![]()
②若
,则![]()
![]()
于是![]()
综上,对任意的
、
都有![]()
而当
时,
在区间
上的最大值![]()
故
对任意的
、
恒成立的
的最大值为
。
解法2:![]()
(1)当
时,由(Ⅱ)可知
;
(2)当
时,函数
的对称轴
位于区间
内,
此时![]()
,即![]()
下同解法1
27.(2009四川卷文)(本小题满分12分)
已知函数
的图象在与
轴交点处的切线方程是
。
(I)求函数
的解析式;
(II)设函数
,若
的极值存在,求实数
的取值范围以及函数
取得极值时对应的自变量
的值.
[解析](I)由已知,切点为(2,0),故有
,即
……①
又
,由已知
得
……②
联立①②,解得
.
所以函数的解析式为
…………………………………4分
(II)因为
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![]()
令![]()
当函数有极值时,则
,方程
有实数解,
由
,得
.
①当
时,
有实数
,在
左右两侧均有
,故函数
无极值
②当
时,
有两个实数根![]()
情况如下表:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
|
|
↗ |
极大值 |
↘ |
极小值 |
↗ |
所以在
时,函数
有极值;
当
时,
有极大值;当
时,
有极小值;
…………………………………12分
26.(2009陕西卷理)(本小题满分12分)
已知函数
,其中![]()
若
在x=1处取得极值,求a的值;21世纪教育网
![]()
求
的单调区间;
(Ⅲ)若
的最小值为1,求a的取值范围。
解(Ⅰ)![]()
∵
在x=1处取得极值,∴
解得![]()
(Ⅱ)![]()
∵
∴![]()
①当
时,在区间
∴
的单调增区间为![]()
②当
时,
由![]()
∴![]()
(Ⅲ)当
时,由(Ⅱ)①知,![]()
当
时,由(Ⅱ)②知,
在
处取得最小值![]()
综上可知,若
得最小值为1,则a的取值范围是![]()
25.(2009陕西卷文)(本小题满分12分)
已知函数![]()
求
的单调区间;
若
在
处取得极值,直线y=my与
的图象有三个不同的交点,求m的取值范围。
21世纪教育网解析:(1)![]()
当
时,对
,有![]()
当
时,
的单调增区间为![]()
当
时,由
解得
或
;
由
解得
,
当
时,
的单调增区间为
;
的单调减区间为
。
(2)因为
在
处取得极大值,
所以![]()
所以![]()
由
解得
。
由(1)中
的单调性可知,
在
处取得极大值
,
在
处取得极小值
。
因为直线
与函数
的图象有三个不同的交点,又
,
,
结合
的单调性可知,
的取值范围是
。
24.(2009宁夏海南卷理)(本小题满分12分)
已知函数![]()
(I)
如
,求
的单调区间;
(II)
若
在
单调增加,在
单调减少,证明
<6.
(21)解:
(Ⅰ)当
时,
,故
![]()
![]()
当![]()
![]()
当![]()
从而
单调减少.
(Ⅱ)![]()
由条件得:
从而
![]()
因为
所以
![]()
![]()
将右边展开,与左边比较系数得,
故
![]()
又
由此可得
21世纪教育网
![]()
于是
23.(2009辽宁卷理)(本小题满分12分)
已知函数f(x)=
x
-ax+(a-1)
,
。
(1)讨论函数
的单调性;
(2)证明:若
,则对任意x
,x![]()
![]()
,x![]()
x
,有
。
解:(1)
的定义域为
。
2分
(i)若
即
,则
![]()
故
在
单调增加。
(ii)若
,而
,故
,则当
时,
;
当
及
时,![]()
故
在
单调减少,在
单调增加。
(iii)若
,即
,同理可得
在
单调减少,在
单调增加.
(II)考虑函数 ![]()
![]()
则![]()
由于1<a<5,故
,即g(x)在(4, +∞)单调增加,从而当
时有
,即
,故
,当
时,有
·········12分
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