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2011年高考數(shù)學(xué) 考點10導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的應(yīng)用與生活中的優(yōu)化問題舉例

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2011年高考數(shù)學(xué) 考點10導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的應(yīng)用與生活中的優(yōu)化問題舉例_第1頁
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1、考點10 導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的應(yīng)用 與生活中的優(yōu)化問題舉例 一、選擇題 1.(2011·安徽高考文科·T10)函數(shù)在區(qū)間上的圖象如圖所示,則n可能是( ) (A)1 (B)2 (C)3 (D)4 【思路點撥】 代入驗證,并求導(dǎo)得極值,結(jié)合圖象確定答案. 【精講精析】選A. 代入驗證,當(dāng)n=1時,,則 ,由=0可知,,結(jié)合圖象可知函數(shù)應(yīng)在(0,)遞增,在遞減,即在處取得最大值,由 知存在. 2.(2011·遼寧高考理科·T11)函數(shù)f(x)的定義域為R,f(-1)=2,對任意x∈R,,則f(x)>2x+4的解集為 (A)

2、(-1,1) (B)(-1,+) (C)(-,-1) (D)(-,+) 【思路點撥】先構(gòu)造函數(shù),求其導(dǎo)數(shù),將問題轉(zhuǎn)化為求單調(diào)性問題即可求解. 【精講精析】選B.構(gòu)造函數(shù),則,又因為,所以,可知在R上是增函數(shù),所以可化為,即,利用單調(diào)性可知,.選B. 3.(2011·安徽高考理科·T10)函數(shù)在區(qū)間上的圖象如圖所示,則的值可能是 (A) (B) (C) (D) 【思路點撥】本題考查函數(shù)與導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用,先求出的導(dǎo)數(shù),然后根據(jù)函數(shù)圖像確定極值點的位置,從而判斷m,n的取值. 【精講精析】選B.函數(shù)的導(dǎo)數(shù) 則在上大于0,在上小于0,由圖象可知

3、極大值點為,結(jié)合選項可得m=1,n=2. 二、填空題 4.(2011·廣東高考理科·T12)函數(shù)在 處取得極小值. 【思路點撥】先求導(dǎo)函數(shù)的零點,然后通過導(dǎo)數(shù)的正負分析函數(shù)的增減情況,從而得出取得極值的時刻. 【精講精析】答案:2 由解得或,列表如下: 0 2 + - + 增 極大值 減 極小值 增 當(dāng)時,取得極小值. 5.(2011·遼寧高考文科·T16)已知函數(shù)有零點,則的取值范圍是 【思路點撥】先求,判斷的單調(diào)性.結(jié)合圖象找條件.本題只要使的最小值不大于零即可. 【精講精析】選A,=

4、.由得, ∴.由得,. ∴在處取得最小值. 只要即可.∴, ∴. ∴的取值范圍是 6.(2011·江蘇高考·T12)在平面直角坐標系中,已知點P是函數(shù)的圖象上的動點,該圖象在P處的切線交y軸于點M,過點P作的垂線交y軸于點N,設(shè)線段MN的中點的縱坐標為t,則t的最大值是_________ 【思路點撥】本題考查的是直線的切線方程以及函數(shù)的單調(diào)性問題,解題的關(guān)鍵是表示出中點的縱坐標t的表達式,然后考慮單調(diào)性求解最值。 【精講精析】答案: 設(shè)則,過點P作的垂線 , ,所以,t在上單調(diào)增,在單調(diào)減,。 三、解答題 7.(2011·安徽高考理科·T16)設(shè),其中為正實數(shù) (Ⅰ

5、)當(dāng)時,求的極值點; (Ⅱ)若為上的單調(diào)函數(shù),求的取值范圍. 【思路點撥】(Ⅰ)直接利用導(dǎo)數(shù)公式求導(dǎo),求極值. (Ⅱ)求導(dǎo)之后轉(zhuǎn)化為恒成立問題. 【精講精析】對求導(dǎo)得, (Ⅰ)當(dāng)令,則.解得, 列表得 x + 0 - 0 + ↗ 極大值 ↘ 極小值 ↗ 所以,是極小值點,是極大值點. (Ⅱ)若為R上的單調(diào)函數(shù),則在R上不變號,結(jié)合與條件a>0,知在R上恒成立,因此由此并結(jié)合a>0,知. 8.(2011·福建卷理科·T18)(本小題滿分13分)某商場銷售某種商品的經(jīng)驗表明,該商品每日的銷售量y(單位:千克)與銷售價格x(單位:元/

6、千克)滿足關(guān)系式,其中3

7、時,的變化情況如下表, 4 0 單調(diào)遞增 極大值42 單調(diào)遞減 由上表可得,是函數(shù)在區(qū)間內(nèi)的極大值點,也是最大值點. 所以,當(dāng)時,函數(shù)取得最大值,且最大值等于42. 當(dāng)銷售價格為元/千克時,商場每日銷售該商品所獲得的利潤最大. 9.(2011·福建卷文科·T22)已知a,b為常數(shù),且a≠0,函數(shù)f(x)=-ax+b+axlnx,f(e)=2(e=2.71828…是自然對數(shù)的底數(shù)). (I)求實數(shù)b的值; (II)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間; (III)當(dāng)a=1時,是否同時存在實數(shù)m和M(m

8、直線y=t與曲線y=f(x)(x∈[,e])都有公共點?若存在,求出最小的實數(shù)m和最大的實數(shù)M;若不存在,說明理由. 【思路點撥】(1) ; (2)對函數(shù)求導(dǎo)得導(dǎo)函數(shù),由導(dǎo)函數(shù)得單調(diào)區(qū)間,必要時分類討論;(3)列表判斷的單調(diào)性和極值、最值情況,再結(jié)合的草圖即可探究出是否存在滿足題意的. 【精講精析】(1)由得 (2)由(1)可得從而 因為故: ① 當(dāng)時,由得;由得; ② 當(dāng)時,由得;由得. 綜上,當(dāng)時,函數(shù)的遞增區(qū)間為(0,1),單調(diào)遞減區(qū)間為. 當(dāng)a>0時,函數(shù)f(x)的遞增區(qū)間為(1,+∞),單調(diào)遞減區(qū)間為(0,1). (3)當(dāng)時, 由(2)可得,當(dāng)在區(qū)間上變化時,的

9、變化情況如下表: 單調(diào)遞減 極小值 單調(diào)遞增 又,所以函數(shù)的值域為. 據(jù)此可得,若則對每一個直線與曲線都有公共點;并且對每一個,直線與曲線都沒有公共點. 綜上,當(dāng)時,存在最小的實數(shù),最大的實數(shù),使得對每一個,直線與曲線 都有公共點. 10.(2011·江蘇高考·T17)請你設(shè)計一個包裝盒,如圖所示,ABCD是邊長為60的正方形硬紙片,切去陰影部分所示的四個全等的等腰直角三角形,再沿虛線折起,使得A,B,C,D四個點重合與圖中的點P,正好形成一個正四棱柱形狀的包裝盒。E,F在AB上,是被切去的一個等腰直角三角形斜邊的兩個

10、端點,設(shè)。 (1)某廣告商要求包裝盒的側(cè)面積S最大,試問應(yīng)取何值? (2)某廠商要求包裝盒的容積V最大,試問應(yīng)取何值?并求出此時包裝盒的高與底面邊長的比值。 【思路點撥】本題主要考查的是從實際生活中提取數(shù)學(xué)模型,然后利用數(shù)學(xué)知識進行解決,所以解決本題的關(guān)鍵是正確的列出側(cè)面積和容積的表達式,然后根據(jù)二次函數(shù)的最值和導(dǎo)數(shù)法求最值求解。 【精講精析】設(shè)包裝盒的高為,底面邊長為由已知得。 (1),所以當(dāng)時,S取得最大值。 (2)。由得,(舍)或。當(dāng)時;當(dāng)時,所以當(dāng)時取得極大值,也是最大值,此時,即包裝盒的高與底面邊長的比值為。 11.(2011·江蘇高考·T19)已知a,b是實數(shù),函

11、數(shù) 和是的導(dǎo)函數(shù),若在區(qū)間I上恒成立,則稱和在區(qū)間I上單調(diào)性一致 (1)設(shè),若和在區(qū)間上單調(diào)性一致,求實數(shù)b的取值范圍; (2)設(shè)且,若函數(shù)和在以a,b為端點的開區(qū)間上單調(diào)性一致,求|a-b|的最大值 【思路點撥】本題考查的是導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的綜合知識,在解決本題時要注意挖掘已知的信息,注意條件的轉(zhuǎn)化,函數(shù)和在區(qū)間上單調(diào)性一致,可以轉(zhuǎn)化為導(dǎo)數(shù)之積恒為正來處理。 【精講精析】解法一:。 (1)由題意得,在上恒成立。 因為,故,進而,即在區(qū)間上恒成立, 所以,因此的取值范圍是。 (2)令,解得,若,由得,又因為,所以函數(shù)和在上不是單調(diào)性一致的。 因此?,F(xiàn)設(shè)。當(dāng)時,;當(dāng)時,。因此,當(dāng)時,

12、故由題設(shè)得且,從而,于是,因此,且當(dāng)時等號成立。又當(dāng)時,),從而當(dāng)時,,故函數(shù)和在上單調(diào)性一致的。因此的最大值為. 解法二: (1)因為函數(shù)和在區(qū)間上單調(diào)性一致,所以,即 即 (2)當(dāng)時,因為,函數(shù)和在區(qū)間(b,a)上單調(diào)性一致,所以, 即, 設(shè),考慮點(b,a)的可行域,函數(shù)的斜率為1的切線的切點設(shè)為 則; 當(dāng)時,因為,函數(shù)和在區(qū)間(a, b)上單調(diào)性一致,所以, 即, 當(dāng)時,因為,函數(shù)和在區(qū)間(a, b)上單調(diào)性一致,所以, 即而x=0時,不符合題意, 當(dāng)時,由題意: 綜上可知,。 12. (2011·新課標全國高考理科·T21)已知函數(shù),曲線在點

13、處的切線方程為. (Ⅰ)求、的值; (Ⅱ)如果當(dāng),且時,,求的取值范圍. 【思路點撥】第(1)問,對函數(shù)求導(dǎo)得,對應(yīng)為切線的斜率,切點即在切線上又在原函數(shù)上,利用上述關(guān)系,建立方程組,求得的值; 第(2)問,,首先化簡函數(shù)式 ,再來證明不等式成立即可,必要時分類討論. 【精講精析】(Ⅰ)由于直線的斜率為,且過點,故 即 解得,. (Ⅱ)由(Ⅰ)知,所以 . 考慮函數(shù),則. (i)設(shè),由知,當(dāng)時,,h(x)遞減.而,故當(dāng)時, ,可得; 當(dāng)x(1,+)時,h(x)<0,可得 h(x)>0 從而當(dāng)x>0,且x1時,f(x)-(+)>0,即f(x)>+. (ii)

14、設(shè)00,故 (x)>0,而h(1)=0,故當(dāng)x(1,)時,h(x)>0,可得h(x)<0,與題設(shè)矛盾. (iii)設(shè)k1.此時,(x)>0,而h(1)=0,故當(dāng)x(1,+)時,h(x)>0,可得 h(x)<0,與題設(shè)矛盾. 綜合得,k的取值范圍為(-,0] 13. (2011·新課標全國高考文科·T21)已知函數(shù),曲線在點處的切線方程為. (Ⅰ)求、的值; (Ⅱ)證明:當(dāng),且時,. 【思路點撥】第(1)問,對函數(shù)求導(dǎo)得,對應(yīng)為切線的斜率,切點即在切線上又在原函數(shù)上,利用上述關(guān)系,建

15、立方程組,求得的值; 第(2)問,,先化簡函數(shù)式,再來證明不等式成立即可,必要時分類討論. 【精講精析】 (Ⅰ) 由于直線的斜率為,且過點,故即 解得,. (Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)=所以 考慮函數(shù) 則h′(x)= 所以x≠1時h′(x)<0而h(1)=0故 x時h(x)>0可得, x h(x)<0可得, 從而當(dāng),且時,. 14.(2011·遼寧高考文科·T20)(本小題滿分12分) 設(shè)函數(shù),曲線過點P(1,0),且在P點處的切斜線率為2. (I)求,的值; (II)證明:. 【思路點撥】(I)先求導(dǎo),再代入進行計算;(II)構(gòu)造函數(shù),求其導(dǎo)函數(shù)

16、,證明其單調(diào)性,將所求問題轉(zhuǎn)化為證明 的問題. 【精講精析】(I). ……2分 由已知條件得 即 解得 ……5分 (II)的定義域為,由(I)知. 設(shè),則 . 當(dāng)時,;當(dāng)時,. 所以在上單調(diào)增加,在(1,+)上單調(diào)減少. 而,故當(dāng)時,,即. ……12分 15.(2011·廣東高考文科·T19)設(shè)a>0,討論函數(shù)f(x)=lnx+a(1-a)x2-2(1-a)x的單調(diào)性. 【思路點撥】先求的導(dǎo)函數(shù),再由的不同取值范圍,解不等式,從而確定

17、的單調(diào)區(qū)間.在解本題時一定要注意的定義域為 【精講精析】函數(shù)的定義域為 當(dāng)?shù)呐袆e式 ①當(dāng)有兩個零點, 且當(dāng)內(nèi)為增函數(shù); 當(dāng)內(nèi)為減函數(shù); ②當(dāng)內(nèi)為增函數(shù); ③當(dāng)內(nèi)為增函數(shù); ④當(dāng) 在定義域內(nèi)有唯一零點, 且當(dāng)內(nèi)為增函數(shù);當(dāng)時,內(nèi)為減函數(shù)。 的單調(diào)區(qū)間如下表: (其中) 16.(2011·廣東高考理科·T21)(本題滿分14分)在平面直角坐標系上,給定拋物線:,實數(shù)滿足,是方程的兩根,記. (Ⅰ)過點作的切線交軸于點.證明:對線段上任一點有 (Ⅱ)設(shè)是定點,其中滿足

18、,.過作的兩條切線,切點分別為,與軸分別交于.線段上異于兩端點的點集記為.證明:; (Ⅲ).設(shè).當(dāng)點取遍時,求的最小值(記為)和最大值(記為). 【思路點撥】(1)利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出切線斜率,進而寫出切線方程,再求出其與軸的交點坐標.把條件Q點在線段AB上轉(zhuǎn)化為代數(shù)條件,即的取值范圍,求出方程的根,用表示,再由其取值范圍得出結(jié)論. (2)數(shù)形結(jié)合可得. (3)數(shù)形結(jié)合,結(jié)合換元法. 【精講精析】(1)【解】,則過A()的切線斜率,切線方程為, 令得B().由Q()在線段AB上得. 由,得=. 由對稱性,不妨設(shè),則,,由得 即.綜之有. (2)【證明】由(1)知 (Ⅰ)

19、若,由(1)知在線段上,且且, 若,由(1)知在線段上,則在軸上,這與矛盾,故,得; (Ⅱ)若,有,點在的下方,則交點在線段上,即,得. 由上述(Ⅰ)(Ⅱ)知: (3)【解】方法一:由得或知, 由題意知:,于是有,即D內(nèi)任何一點對應(yīng)方程均有解,由知 φ,設(shè),則φ()=,, 區(qū)域D= 如圖示畫出區(qū)域, 將直線:平行移動,當(dāng)與直線BC重合時,,得; 當(dāng)與曲線相切時,由知,得切點,于是有. 方法二:聯(lián)立,得交點,可知, 過點作拋物線L的切線,設(shè)切點為,則, 得,解得, 又,即, ,設(shè),, ,又,; ,, . 17.(2011·山東高考理科·T21)(本小題

20、滿分12分) 某企業(yè)擬建造如圖所示的容器(不計厚度,長度單位:米),其中容器的中間為圓柱形,左右兩端均為半球形,按照設(shè)計要求容器的容積為立方米,且.假設(shè)該容器的建造費用僅與其表面積有關(guān).已知圓柱形部分每平方米建造費用為3千元,半球形部分每平方米建造費用為千元.設(shè)該容器的建造費用為千元. (Ⅰ)寫出關(guān)于的函數(shù)表達式,并求該函數(shù)的定義域; (Ⅱ)求該容器的建造費用最小時的. 【思路點撥】本題為應(yīng)用題,從近幾年高考題目來看,應(yīng)用題總體難度不是太大,易于得分,(1)先求出l和r的關(guān)系,再根據(jù)問題情境列出函數(shù)解析式,注意函數(shù)的定義域.(2)利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值.先求導(dǎo),再判斷函數(shù)的單調(diào)性,然

21、后根據(jù)單調(diào)性求出極值,再由函數(shù)的定義域求出最值. 【精講精析】(Ⅰ)因為容器的體積為立方米, 所以, 解得, 由于 因此. 所以圓柱的側(cè)面積為=, 兩端兩個半球的表面積之和為, 所以建造費用+,定義域為. (Ⅱ)因為+=, 由于c>3,所以c-2>0, 所以令得: ; 令得:, (1)當(dāng)時,即時,函數(shù)y在(0,2)上是單調(diào)遞減的,故建造費最小時r=2. (2)當(dāng)時,即時,函數(shù)y在(0,2)上是先減后增的,故建造費最小時. 18.(2011·遼寧高考理科·T21)(本小題滿分12分)已知函數(shù)f(x)=lnx-ax2=(2-a)x. (I)討論f(x)的單調(diào)性;

22、 (II)設(shè)a>0,證明:當(dāng)0<x<時,f(+x)>f(-x); (III)若函數(shù)y=f(x)的圖象與x軸交于A,B兩點,線段AB中點的橫坐標為x0,證明:f’( x0)<0. 【思路點撥】(I)要先考慮定義域,再求導(dǎo)數(shù),然后對進行討論,從而所求函數(shù)的單調(diào)性; (II)可先構(gòu)造函函數(shù),將所證結(jié)論轉(zhuǎn)化為證明恒成立,再對求導(dǎo),利用單調(diào)性可解決問題; (III)先設(shè)A(,0),B(,0),結(jié)合(Ⅰ) 可知且先增后減,利用(Ⅱ)的結(jié)論,可證 ,從而,確定的取值范圍,最后利用(Ⅰ)的結(jié)論得證. 【精講精析】(Ⅰ)的定義域為, . (ⅰ)若,則,所以在單調(diào)遞增. (ⅱ)若,則由得,且當(dāng)時

23、,, 當(dāng)時, , 所以在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減. ……4分 (Ⅱ)設(shè)函數(shù),則 , . 當(dāng)時,,而,所以. 故當(dāng)時,. ……8分 (Ⅲ)由(Ⅰ)可得,當(dāng)時,函數(shù)y=f(x)的圖象與x軸至多只有一個交點,故,從而的最大值為,且. 不妨設(shè)A(,0),B(,0),,則, 由(Ⅱ)得. 從而,于是. 由(Ⅰ)知,. ……12分 19.(2011·北京高考理科·T18)(13分)已知函數(shù). (I)求的單調(diào)區(qū)間; (II)

24、若對于任意的,都有,求k的取值范圍. 【思路點撥】求導(dǎo)后,分k>0與k<0兩種情況進行討論. 【精講精析】(Ⅰ),令,得. 當(dāng)k>0時,f(x)與的情況如下: - 0 + 0 - ↑ ↓ 0 ↑ 所以的單調(diào)增區(qū)間是和;單調(diào)減區(qū)間是. 當(dāng)時,與的情況如下: + 0 - 0 + ↓ 0 ↑ ↓ 所以的單調(diào)減區(qū)間是和;單調(diào)增區(qū)間是. (Ⅱ)當(dāng)時,因為,所以不會有,. 當(dāng)時,由(1)知在上的最大值是. 所以等價于,解得. 故當(dāng),時,k的取值范圍是. 20.(2011·北京高

25、考文科·T18)(13分)已知函數(shù). (Ⅰ)求的單調(diào)區(qū)間; (Ⅱ)求在區(qū)間上的最小值. 【思路點撥】(Ⅰ)先求出的導(dǎo)數(shù),然后根據(jù)導(dǎo)數(shù)的性質(zhì)得出單調(diào)區(qū)間;(Ⅱ)根據(jù)單調(diào)性求出[0,1]值域,通過值域得出最小值. 【精講精析】(Ⅰ).令,得,與的情況如下: - 0 + ↓ ↑ 所以的單調(diào)遞減區(qū)間是;單調(diào)遞增區(qū)間是. (Ⅱ)當(dāng),即時,函數(shù)在上單調(diào)遞增, 所以在區(qū)間上的最小值為; 當(dāng),即時,由(Ⅰ)知在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以在區(qū)間上的最小值為. 當(dāng),即時,函數(shù)在上單調(diào)遞減,所以在區(qū)間上的最小值為. 21.(2011·湖南高考文科T22)

26、(本小題滿分13分)設(shè)函數(shù) (Ⅰ)討論f(x)的單調(diào)性; (Ⅱ)若f(x)有兩個極值點,記過點的直線的斜率為k.問:是否存在a,使得k=2-a?若存在,求出a的值;若不存在,請說明理由. 【思路點撥】本題主要考查導(dǎo)數(shù)的運算、利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性與極值等基礎(chǔ)知識,考查運算能力及用分類討論思想、函數(shù)和方程相互轉(zhuǎn)化的思想分析解決溫問題的能力. 【精講精析】 (I)的定義域為 令 (1) 當(dāng)故上單調(diào)遞增. (2) 當(dāng)?shù)膬筛夹∮?,在上,,故上單調(diào)遞增. (3) 當(dāng)?shù)膬筛鶠椋? 當(dāng)時, ;當(dāng)時, ;當(dāng)時, ,故分別在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減. (II)由(I

27、)知,. 因為,所以 又由(I)知,.于是 若存在,使得則.即.亦即 再由(I)知,函數(shù)在上單調(diào)遞增,而,所以這與式矛盾.故不存在,使得 22.(2011·江西高考理科·T19)設(shè) (1)若在上存在單調(diào)遞增區(qū)間,求的取值范圍. (2)當(dāng)時,在的最小值為,求在該區(qū)間上的最大值. 【思路點撥】(1)要使在上存在單調(diào)遞增區(qū)間,需在上恒大于零,即得a的取值范圍.(2)首先求出在上的最小值為f(4),從而求出a的值,進一步易求在該區(qū)間上的最大值為f(2). 【精講精析】 23.(2011·江西高考文科·T20)設(shè). (1)如果在處取得最小值,求的解析式; (2)如果,的單

28、調(diào)遞減區(qū)間的長度是正整數(shù),試求和 的值.(注:區(qū)間的長度為) 【思路點撥】(1)先將函數(shù)g(x)配方,結(jié)合二次函數(shù)的圖像特點,可得參數(shù)m,n.(2)先根據(jù)f(x)存在單調(diào)遞減區(qū)間,得出,進而根據(jù)得到,又因為單調(diào)遞減區(qū)間的長度為,結(jié)合m+n<10,經(jīng)過討論可得,m,n的值。 【精講精析】解:(1)已知, 又在處取極值, 則,又因為在處取最小值-5, 則 (2)要使單調(diào)遞減,則 又因為遞減區(qū)間長度是正整數(shù),所以兩根設(shè)做a,b。即有: b-a為區(qū)間長度。又 又因為b-a為正整數(shù),且m+n<10,所以m=2,n=3或,符合。 24.(2011·陜西高考理科·T19)

29、(本小題滿分12分) 如圖,從點P1(0,0)作軸的垂線交曲線于點,曲線在點處的切線與軸交于點.再從作軸的垂線交曲線于點,依次重復(fù)上述過程得到一系列點:;;…;,記點的坐標為(). (Ⅰ)試求與的關(guān)系(); (Ⅱ)求. 【思路點撥】(1)根據(jù)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)求切線方程,然后再求切線與軸的交點坐標; (2)嘗試求出通項的表達式,然后再求和. 【精講精析】(Ⅰ)設(shè)點的坐標是,∵,∴, ∴,在點處的切線方程是, 令,則(). (Ⅱ)∵,,∴, ∴,于是有 ,即. 25.(2011·陜西高考理科·T21)(本小題滿分14分) 設(shè)函數(shù)定義在上,,導(dǎo)函數(shù),. (Ⅰ)求的單調(diào)區(qū)間

30、和最小值; (Ⅱ)討論與的大小關(guān)系; (Ⅲ)是否存在,使得對任意成立?若存在,求出的取值范圍;若不存在,請說明理由. 【思路點撥】(Ⅰ)先求出原函數(shù),再求得,然后利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性(單調(diào)區(qū)間),并求出最小值;(Ⅱ)作差法比較,構(gòu)造一個新的函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,并由單調(diào)性判斷函數(shù)的正負;(Ⅲ)存在性問題通常采用假設(shè)存在,然后進行求解;注意利用前兩問的結(jié)論. 【精講精析】(Ⅰ)∵,∴(為常數(shù)),又∵,所以,即, ∴;, ∴,令,即,解得, 當(dāng)時,,是減函數(shù),故區(qū)間在是函數(shù)的減區(qū)間; 當(dāng)時,,是增函數(shù),故區(qū)間在是函數(shù)的增區(qū)間; 所以是的唯一極值點,且為極小值點,從而

31、是最小值點, 所以的最小值是. (Ⅱ),設(shè), 則, 當(dāng)時,,即, 當(dāng)時,,, 因此函數(shù)在內(nèi)單調(diào)遞減, 當(dāng)時,=0,∴; 當(dāng)時,=0,∴. (Ⅲ)滿足條件的不存在.證明如下: 證法一 假設(shè)存在,使對任意成立, 即對任意有 ① 但對上述的,取時,有,這與①左邊的不等式矛盾, 因此不存在,使對任意成立. 證法二 假設(shè)存在,使對任意成立, 由(Ⅰ)知,的最小值是, 又因為,而時,的值域為, ∴當(dāng)時,的值域為, 從而可以取一個值,使,即, ∴,這與假設(shè)矛盾. ∴不存在,使對任意成立. 26.(2011·陜西高考文科·T21)(本小

32、題滿分14分) 設(shè),. (Ⅰ)求的單調(diào)區(qū)間和最小值; (Ⅱ)討論與的大小關(guān)系; (Ⅲ)求的取值范圍,使得<對任意>0成立. 【思路點撥】(Ⅰ)先求出原函數(shù),再求得,然后利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性(單調(diào)區(qū)間),并求出最小值;(Ⅱ)作差法比較,構(gòu)造一個新的函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,并由單調(diào)性判斷函數(shù)的正負;(Ⅲ)對任意>0成立的恒成立問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最小值問題. 【精講精析】(Ⅰ)由題設(shè)知, ∴令0得=1, 當(dāng)∈(0,1)時,<0,是減函數(shù),故(0,1)是的單調(diào)減區(qū)間。 當(dāng)∈(1,+∞)時,>0,是增函數(shù),故(1,+∞)是的單調(diào)遞增區(qū)間,因此,=1是的唯一極值點,且為極小值點

33、,從而是最小值點, 所以的最小值為 (Ⅱ) 設(shè),則, 當(dāng)時,,即, 當(dāng)時,, 因此,在內(nèi)單調(diào)遞減, 當(dāng)時, 即 (Ⅲ)由(Ⅰ)知的最小值為1,所以, ,對任意,成立 即從而得. 27.(2011.天津高考理科.T19.)已知,函數(shù)(的圖像連續(xù)不斷) (Ⅰ)求的單調(diào)區(qū)間; (Ⅱ)當(dāng)時,證明:存在,使; (Ⅲ)若存在均屬于區(qū)間的,且,使,證明 【思路點撥】(1)由導(dǎo)數(shù)求單調(diào)區(qū)間; (2)設(shè)函數(shù),任取,利用函數(shù)f(x)的單調(diào)性證明在; (3) 利用(1)的結(jié)論,尋找的不等關(guān)系分離出。 【精講精析】 (I)【解析】, 令 當(dāng)x變化時,的變化情況如下表:

34、 + 0 - 極大值 所以,的單調(diào)遞增區(qū)間是的單調(diào)遞減區(qū)間是 (II)證明:當(dāng) 由(I)知在(0,2)內(nèi)單調(diào)遞增, 在內(nèi)單調(diào)遞減.。令由于在(0,2)內(nèi)單調(diào)遞增,故取所以存在即存在 (說明:的取法不唯一,只要滿足即可) (III)證明:由及(I)的結(jié)論知, 從而上的最小值為又由,知 故 從而 28.(2011·浙江高考理科·T22)(本題滿分14分)設(shè)函數(shù)=,∈R (Ⅰ)若=為的極值點,求實數(shù); (Ⅱ)求實數(shù)的取值范圍,使得對任意的∈(0,3],恒有≤4成立 注:為自然對數(shù)的底數(shù). 【思路點撥】(1)利用是極值點的必要條件,注

35、意解出值要進行檢驗; (2)恒成立問題,時顯然滿足題意,時只需≤4.此題主要考查了函數(shù)極值的概念、導(dǎo)數(shù)的基本運算、導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用,不等式等基礎(chǔ)知識,同時考查推理論證能力,分類討論等分析解決問題的能力. 【精講精析】 (Ⅰ)解:求導(dǎo)得 =2(-a)+=()(2ln x+1-). 因為x=e是f(x)的極值點,所以= ,解得 或,經(jīng)檢驗,符合題意,所以 或。 (Ⅱ)解:①當(dāng)時,對于任意的實數(shù),恒有成立, ②當(dāng),由題意,首先有, 解得 由(Ⅰ)知, 令 ,則,, 且

36、 =。 又在(0,+∞)內(nèi)單調(diào)遞增,所以函數(shù)在(0,+∞)內(nèi)有唯一零點,記此零點為,則,。 從而,當(dāng)時,;當(dāng)時,;當(dāng)時,,即 在內(nèi)單調(diào)遞增,在內(nèi)單調(diào)遞減,在內(nèi)單調(diào)遞增。所以要使對 恒成立,只要 成立。 ,知 (3) 將(3)代入(1)得,又,注意到函數(shù)在[1,+∞)內(nèi)單調(diào)遞增,故。 再由(3)以及函數(shù)2xlnx+x在(1, +∞)內(nèi)單調(diào)遞增,可得。 由(2)解得,。 所以 綜上,的取值范圍為. 29.(2011·浙江高考文科·T21)(本題滿分15分)設(shè)函數(shù) (Ⅰ)求的單調(diào)區(qū)間 (Ⅱ)求所

37、有的實數(shù),使對恒成立. 注:為自然對數(shù)的底數(shù). 【思路點撥】(1)題中直接由導(dǎo)數(shù)的正負來確定其單調(diào)區(qū)間;(2)題中為不等式恒成立問題,只需. 【精講精析】 (Ⅰ)解:因為,其中, 所以. 由于,所以的增區(qū)間為(0,),減區(qū)間為(,+∞) (Ⅱ)證明:由題意得, ,即 由(Ⅰ)知在[1,e]內(nèi)單調(diào)遞增, 要使對恒成立, 只要 解得. 30.(2011天津高考文科T19.)已知函數(shù),其中. (Ⅰ)當(dāng)時,求曲線在點處的切線方程; (Ⅱ)當(dāng)時,求

38、的單調(diào)區(qū)間; (Ⅲ)證明:對任意的在區(qū)間內(nèi)均存在零點 【思路點撥】(1)由導(dǎo)數(shù)的幾何意義求切線方程; (2) 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性; (3) 對分區(qū)間討論函數(shù)零點. 【精講精析】 (Ⅰ)【解析】當(dāng)時, 所以曲線在點處的切線方程為 (Ⅱ)【解析】,令,解得 因為,以下分兩種情況討論: (1)若變化時,的變化情況如下表: + - + 所以,的單調(diào)遞增區(qū)間是的單調(diào)遞減區(qū)間是. (2)若,當(dāng)變化時,的變化情況如下表: + - + 所以,的單調(diào)遞增區(qū)間是的單調(diào)遞減區(qū)間是 (Ⅲ)證明:由(Ⅱ)可知,當(dāng)時,在內(nèi)的單調(diào)遞減,在內(nèi)單調(diào)遞增,以下分兩種情況討論: (1)當(dāng)時,在(0,1)內(nèi)單調(diào)遞減, 所以對任意在區(qū)間(0,1)內(nèi)均存在零點. 若 所以內(nèi)存在零點. 所以內(nèi)存在零點. 所以,對任意在區(qū)間(0,1)內(nèi)均存在零點. 綜上,對任意在區(qū)間(0,1)內(nèi)均存在零點. (2)當(dāng)時,在內(nèi)單調(diào)遞減,在內(nèi)單調(diào)遞增,若若 所以內(nèi)存在零點。 若. 所以內(nèi)存在零點。 所以,對任意在區(qū)間(0,1)內(nèi)均存在零點。 綜上,對任意在區(qū)間(0,1)內(nèi)均存在零點。

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