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函数与导数练习题.doc

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1、1、已知函数 Rbamxaxmxf ,)1(3)(22(1)求函数 的导函数 ;ff(2)当 时,若函数 是 R 上的增函数,求 的最小值;)(xbaz(3)当 时,函数 在(2,+)上存在单调递增区间,求 的取值范2,baf m围.2、已知 ( )32()69fxaxaR()求函数 的单调递减区间;()当 时,若对 有 恒成立,求实数 的取值范围00,3()4fa3、已知函数 且321(),fxaxb(1)0f(I)试用含 的代数式表示 ;()求 的单调区间; f()令 ,设函数 在 处取得极值,记点a()f12,()x,12(,),MxNx证明:线段 与曲线 存在异于 、 的公共点;fMN

2、4、已知函数 321()(sin)fxaxc的图象过点 37(1,)6,且在 2,1)内单调递减,在 1,上单调递增。 (1)求 (f的解析式;(2)若对于任意的 2,30)xm,不等式 1245|()|fxf恒成立,试问这样的 是否存在.若存在,请求出 的范围,若不存在,说明理由;5、已知函数 在点 处的切线斜率为 ,且)R,(213)( cbaxaxf )1(,f 2a.2bca()证明: ; ()证明:函数 在区间 内至少有一个极值点.1a)(xf)2,0(6、已知函数 在区间1,1上最大值为 1,),(23)( abaxxf 且为 实 数最小值为2。(1)求 的解析式;)(f(2)若函

3、数 在区间2,2上为减函数,求实数 m 的取值范围。mxfxg)(7、已知函数 ( ,实数 , 为常数)2()lnfxmx0mn(1)若 ( ),且函数 在 上的最小值为 0,求 的值;30n()fx1,)m(2)若对于任意的实数 , ,函数 在区间 上总是减函数,对1,2aba(f(,)ab每个给定的 n,求 的最大值 h(n)m8、设函数 sin()2coxf()求 的单调区间;()如果对任何 ,都有 ,求 的取值范围0x ()fxa9、已知 是函数 的一个极值点。3x2ln10fxax()求 ; ()求函数 的单调区间;af()若直线 与函数 的图象有 3 个交点,求 的取值范围。yby

4、xb10、已知函数 ( 且 , )恰有一个极大值点和一个极小值点,21()kxfc01ckR其中一个是 ()求函数 的另一个极值点;()f()求函数 的极大值 和极小值 ,并求 时 的取值范围xMm1k11、设函数 曲线 y=f(x)通过点(0,2a+3),且在点(-1 ,f (-2()(),fxabc1)处的切线垂直于 y 轴.()用 a 分别表示 b 和 c;()当 bc 取得最小值时,求函数 g(x)=-f(x)e-x 的单调区间.12、已知函数 .321()fx()设a n是正数组成的数列,前 n 项和为 Sn,其中 a1=3.若点 (nN*)21(,)nna在函数 y=f(x)的图象

5、上,求证:点(n,S n)也在 y=f(x)的图象上;()求函数 f(x)在区间(a-1,a)内的极值.13、已知 是实数,函数 。a)()(axf()求函数 的单调区间;)(xf()设 为 在区间 上的最小值。g2,0(i)写出 的表达式;(ii)求 的取值范围,使得 。)(aa2)(6ag14、某地有三家工厂,分别位于矩形 ABCD 的顶点 A,B 及 CD 的中点 P 处,已知AB=20km,CB =10km ,为了处理三家工厂的污水,现要在矩形 ABCD 的区域上(含边界),且 A,B 与等距离的一点 O 处建造一个污水处理厂,并铺设排污管道 AO,BO,OP ,设排污管道的总长为 k

6、my()按下列要求写出函数关系式:设BAO= (rad),将 表示成 的函数关系式;设 OP (km) ,将 表示成 的函数关系式xyx()请你选用()中的一个函数关系式,确定污水处理厂的位置,使三条排污管道总长度最短课后练习:1、设函数 fn(x)=n2x2(1x )n(n 为正整数) ,则 fn(x)在0,1上的最大值为( )A.0 B.1C. D.) 1)24n2、函数 f(x)=loga(3x2+5x2)(a0 且 a1)的单调区间_.3、在半径为 R 的圆内,作内接等腰三角形,当底边上高为_时它的面积最大.4、设 f(x)=ax3+x 恰有三个单调区间,试确定 a 的取值范围,并求其

7、单调区间.CBPOAD5、设 x=1 与 x=2 是函数 f(x)=alnx+bx2+x 的两个极值点.(1)试确定常数 a 和 b 的值;(2)试判断 x=1,x=2 是函数 f(x)的极大值还是极小值,并说明理由.6、已知 a、b 为实数,且 bae,其中 e 为自然对数的底,求证: .ab7、设关于 x 的方程 2x2ax 2=0 的两根为 、( ), 函数 f(x)= .142a(1)求 f()f()的值;(2)证明 f(x)是 ,上的增函数;(3)当 a 为何值时,f (x)在区间,上的最大值与最小值之差最小?8、已知函数 , 32()fxmxR()若函数 在 处取得极值,试求 的值

8、,并求 在点 处1m()fxM(1, )f的切线方程;()设 ,若函数 在 上存在单调递增区间,求 的取值范围0()fx2, )m9、已知函数 ,其中()1)xafxe0(1)求函数 的零点;(2)讨论 在区间 上的单调性;()yfx(,)(3)在区间 上, 是否存在最小值?若存在,求出最小值;若不存,2afx在,请说明理由10、已知 是实数,函数 如果函数 在区间 上有a2()3fxaxa()yfx1,零点,求 的取值范围4、(1) 2)(sin3)(2xaxf,由题设可知: 0)(1f即 0isin1 sin=1. 从而 a= ,f(x)= x3+ x22x+ c,而又由 f(1)= 得

9、c= .f(x)= x3+ x22x+ 即为所求. 13 13 12 376 223 13 12 223(2)由 )=( x+2)(x1),易知 f(x)在(,2) 及(1,+ ) 上均为增函数,在(2,1)上为减函数. 当 m1 时,f(x)在 m,m+3上递增,故 f(x)max=f(m+3), f(x)min=f(m)由f(m+3)f( m)= (m+3)3+ (m+3)22(m+3) m313 12 13m2+2m=3m2+12m+ ,12 152 452得5m1.这与条件矛盾,故 当 0m 1 时,f (x)在m ,1上递减, 在1,m+3上递增f(x) min=f(1), f(x)

10、max=max f(m),f(m+3) ,又 f(m+3)f (m)= 3m2+12m+ =3(m+2)1522 0(0m1)f( x)max= f(m+3)| f(x1)f (x2)|f(x) maxf(x )min= f(m+3)f(1)f(4)f(1)= 92恒成立. 故当 0m1 时,原不等式恒成立 .综上,存在 m 且 m0,1合题意.4525、解:() 2(),()afabcf 又3cba,2baac62323结合得 。由得 , , ,0a3bb211()由得 ,3cab ,24)(,)0( cabfcf 1当 时, 且0ca02)1(af 0)(caf在区间 内至少有一个极值点.

11、)(xf2,(2当 0 , 且 在区间 内至少 有一c)fc 2)1(f)(xf)1,(个极值点。综合 1和 2得,函数 在区间 内至少有一个极值点 . x,06、(1) (a1)所以 上单调递增,axxf3)(2 )( ),()axf在在 上单调递减,所以 上的最大值为 ,最小值为,0a,1在f 1b。因为 ,所以 ,即)1(,minf fa23)(23)(2。所以 的解析式为 。34xxf(2)由题意得 。即 解得实数 m上 恒 成 立在 ,043)(2 mg 0)2(g的取值范围为: 。7、解:(1)当 时, 20n22()3lnfxx则 3()() mfxm令 ,得 (舍), 02x当

12、 1 时,x1 (1,)m (,)m()f- 0 + 23lnm当 时, 令 ,得 xm23ln()inxf23ln23e当 时, 0 在 上恒成立, 在 上为增函数,01 ()f1,)x()fx1,)当 时, 令 ,得 (舍)xmin()fx综上所述,所求 为 23e(2) 对于任意的实数 , , 在区间 上总是减函数,1,a1ba()fx(,)ab则对于 x(1,3), 0, 2()2nmnfxx 在区间1,3上恒成立 设 g(x)= ,()0fx 2mn ,g(x) 在区间1,3上恒成立由 g(x)二次项系数为正,得即 即 1(3) 0, 218mn 0,23nm -, .6 = ,(6

13、)4() 当 n6 时,m ,当 n6 时,m , 3- 2n 当 n6 时,h(n)= ,当 n6 时,h( n)= , 即 6.,()328、() 2 分2 2(cos)sin()cos1)()()xxxfx 当 ( )时, ,即 ;2233kkZ1co0f当 ( )时, ,即 4xs2x()x因此 在每一个区间 ( )是增函数,()f 23k, kZ在每一个区间 ( )是减函数()fx4, ()令 ,则()()gaxf2cos1()()xgxa23cos(cs)axx故当 时, 21132cos3x3 0g又 ,所以当 时, ,即 当 时,令(0)g0 ()gx ()fxa 103,则

14、故当 时, sinhxaxcosha0rcos3, ()hx因此 在 上单调增加故当 时, ,()rcs3, ()x, 即 于是,当 时, six(0arcs3)x, sini2co3xf ax当 时,有 因此, 的取值范围是 0a 1022fa a13,9、(1) ,因为 是一个极值点,所以)( xaxf 3x。16,0)3( f代 入 得(2)令 ,在上 单 调 递 增在 ),3)1,(,0.3,) xfxf上单调递减。(3)若直线 与函数 的图象有 3 个交点,则,1 yby,解得 的取值范围为: 。)()(fbf 92ln62ln3b10、解析:()2221kxckxxckf由题意知

15、0f 0, ,0由 2fxkxc,由韦达定理得另一个极值点为 1x(或2ck)()由 得21c,即2k。当 时, 0k;当 1c时, 2k1c)当 0k时, fx在 ,和 ,内是减函数,在 ,内是增函数,102kMfc, 220kckmfmk及 k得 )当 2时, fx在 ,c和 1,内是增函数,在 ,1c内是减函数,2210kckMf,02kmf21mkk恒成立综上所述,所求 的取值范围为 ,。11、解:()因为 2(),()2.fxabcfxab所 以又因为曲线 通过点(0,2 a+3), 故()yfx(0)23,(0),23.fafca而 从 而又曲线 在(-1, f(-1))处的切线垂

16、直于 y 轴,故 即-2 a+b=0,因此1b=2a.()由()得 故当 时, 取得最小值- .2392()4(),bcaa34abc94此时有 从而3,.(),2fxxfx所以2()(),4x xgxfee 23()().xgfee令 ,解得012,.当 (,2)(0(),2)xgxx时 故 在 上 为 减 函 数 ;当 , .时 , 故 在 上 为 减 函 数当 (,)()()(,)xxgx时 , , 故 在 上 为 减 函 数 .由此可见,函数 的单调递减区间为(-,-2)和(2,+)单调递增区间为(-g2,2).12、()证明:因为 所以 =x2+2x, 321(),fx)(f由点 在

17、函数 y=f( x)的图象上,又 所以21(,Nnna0(N),na)0,所以 ,又因为 ( n)=n2+2n,所以 ,2(3nSnf ()nSf故点 也在函数 y=f (x)的图象上.(,)()解: ,由 得 .22fx()0,f2x或当 x 变化时, 的变化情况如下表:()fx注意到 ,从而1a当 ,此时 无极小值;22,1,()()3afxf即 时 的 极 大 值 为 ()fxx (-,-2) -2 (-2,0) 0 (0,+)f( x) + 0 - 0 +f(x) 极大值 极小值 当 的极小值为 ,此时 无极大值;10,1,()aafx即 时 (0)2f()fx当 既无极大值又无极小值

18、.2或 或 时13、()解:函数的定义域为 , ( )0), 3(2xaf0x若 ,则 , 有单调递增区间 0a ()fx(f0),若 ,令 ,得 ,当 时, ,当 时,03a3ax(fx3a()fx有单调递减区间 ,单调递增区间 f03a, 3a,()解:(i)若 , 在 上单调递增,所以 ()fx2, ()0gaf若 , 在 上单调递减,在 上单调递增,06a()fx03a, 3a,所以 若 , 在 上单调递减,2()gf6 ()fx02,所以 ()afa综上所述, 002()63()ga, , , , (ii)令 若 ,无解若 ,解得 若 ,6) 0 6a36a 解得 故 的取值范围为

19、23a 32 14、(I)由条件可知 PQ 垂直平分 AB, ,则()BAOrd10AQOCSBOS故 ,又 ,所以tanP。10tayC201sin0()co4 ,则 ,所以 ,()OPxkm10Qx2()20AOBxx所以所求的函数关系式为 。20(10)yxxx(I) 选择函数模型。22 210cos(10sin)(i1(sin)coy令 得 ,又 ,所以 。in46当 时, , 是 的减函数; 时, , 是 的增函数。060y40y所以当 时 。当 P 位于线段 AB 的中垂线上且距离 AB 边min13处。103k课后练习 1.解析:f n(x)=2xn2(1x) nn 3x2(1x

20、) n-1 =n2x(1x) n-12(1x )nx,令f n(x)=0,得 x1=0,x2=1,x3= ,易知 fn(x)在 x= 时取得最大值,最大值 fn( )=n2()2(1 )n=4( )n+1 答案:D2、解析:函数的定义域是 x 或 x2,f (x)= .(3x2+5x2)= ,3153log2ea )2(13log56xea若 a 1,则当 x 时,log ae0,6x+50,(3 x1)( x+2)0,f(x)0, 函数 f(x)在( ,+)上是增函数,x 2 时,f(x)0.函数 f(x)在( ,2)上是减函数.若 0 a1, 则当 x 时,f(x )0,f(x)在( ,+

21、)上是减函数,当 x2 时,f(x)31310, f(x)在(,2)上是增函数。 答案:(,2)3.解析:设圆内接等腰三角形的底边长为 2x,高为 h,那么h=AO+BO=R+ ,解得2xx2=h(2Rh),于是内接三角形的面积为S=xh= ,)()( 432hRh从而 )()(1432143 323243 )()6()2( hRhRh令 S=0,解得 h= R,由于不考虑不存在的情况,所在区间(0,2R)上列表如下:h (0, R)23R ( ,2R)23S + 0 S 增函数 最大值 减函数由此表可知,当 x= R 时,等腰三角形面积最大. 答案: R23 234、解:f(x)=3ax 2

22、+1,若 a0,f(x)0 对 x(,+) 恒成立,此时 f(x)只有一个单调区间,矛盾. 若 a=0,f(x)=10, x(,+), f(x)也只有一个单调区间,矛盾.若 a0,f(x)=3a(x + )(x ),此时 f(x)恰有三个单调区间. a0 且单调减区间|31|31为(, )和( ,+),单调增区间为( , ).| |31a|5.解:f(x)= +2bx+1 ,(1)由极值点的必要条件可知: f(1)=f(2)=0,即 a+2b+1=0,且a+4b+1=0,解方程组可得 a= ,b= ,f(x)= lnx x2+x23261361(2)f(x)= x-1 x+1,当 x(0,1)

23、时,f(x)0,当 x(1,2)时,f (x)0,当 x(2,+)时,f (x)0,故31在 x=1 处函数 f(x)取得极小值 ,在 x=2 处函数取得极大值 ln2.653426.证法一:bae,要证 abb a,只要证 blnaaln b,设 f(b)=blnaalnb(be), 则f(b)=lna .bae,ln a1,且 1,f (b)0.函数 f(b)=blnaaln b 在( e,+)上是增函数, f(b)f(a)=alnaalna=0,即 blnaaln b0,blnaalnb,a bb a.证法二:要证 abb a,只要证 blnaaln b(eab ,即证 ,设 f(x)=

24、 (xe) ,则 f(x)=)ln0,函数 f(x)在(e ,+)上是减函数,又eab,2ln1xf(a)f(b), 即 ,abb a.ln7.解:(1)f( )= ,f()= ,f()=f()=41682 a1682(2)设 (x)=2x2ax 2,则当 x 时,(x)0, 222 )1(44)1(4)4) xaaaf函数 f(x)在( , )上是增函数0)()1(222xx(3)函数 f(x)在 ,上最大值 f()0,最小值 f()0,|f()f()|=4,当且仅当 f()=f()=2 时,f( )f()=|f( )|+|f()|取最小值 4,此时 a=0,f()=2。9、解:(1)函数

25、的零点即方程 0 的解。由 得()fx()1)xafxe(1)0xae函数 的零点为 。(2)函数 在区间 上有意义,xa)f,,令 得 2()xfe()0f221244,aaxx0a 。当 在定义域上变化时, 的变化情况如下:120,x()fx1,x1(,0)x()f x 在区间 上 是增函数。在区间 上 是24(,)a(fx24(,0)a(fx减函数。(3)在区间 上 存在最小值 。由(1)知 是函数(,)f)f a的零点, ()fx1ax22440aa10x由 知当 时, 。又函数在 上是减函数,且)fe()0fx1(,)x,函数 在区间 上的最小值为 ,且12xa0f1,2a2af()f0函数 在区间 上的最小值为 .()f(,2a()f2ae10、解:当 a0 时,函数为 ,其零点 x 不在区间1,1 上3fx3当 a0 时,函数 在区间1,1 分为两种情况:f方程 在区间 上有重根此时 ,解fx, 4830a得 372a当 时, 的重根 0fx371,2x函数在区间1,1上只有一个零点,但不是 的重根0fx此时 ,即 ,解得 10f510a5a函数在区间1,1上有两个零点,此时 解得 或 ,1,20.f3725a综上所述,如果函数在区间1,1 上有零点,那么实数 a 的取值范围为37,1,2

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