(8)已知边长为3的正方形与正方形所在的平面互相垂直,为线段上的动点(不含端点),过作交于,作交于,连结.设,则下面四个图象中大致描绘了三棱锥的体积与变量变化关系的是。
20)(本小题满分13分)
已知函数,.
ⅰ)当时,求曲线在点处的切线方程;
ⅱ)当时,求证:在上为增函数;
ⅲ)若在区间上有且只有一个极值点,求的取值范围.
20)(本小题满分13分)
解:函数定义域为,.
ⅰ)当时,,.
所以。所以曲线在点处的切线方程是,即3分。
ⅱ) 当时,.
设,则。令得,或,注意到,所以。
令得,注意到,得。
所以函数在上是减函数,在上是增函数。
所以函数在时取得最小值,且。
所以在上恒大于零。
于是,当,恒成立。
所以当时,函数在上为增函数7分。
ⅱ)问另一方法提示:当时,.
由于在上成立,即可证明函数在上为增函数。
设,.1) 当时,在上恒成立,即函数在上为增函数。
而,,则函数在区间上有且只有一个零点,使,且在上,,在上,,故为函数在区间上唯一的极小值点;
2)当时,当时,成立,函数在区间上为增函数,又此时,所以函数在区间恒成立,即,故函数在区间为单调递增函数,所以在区间上无极值;
3)当时,.
当时,总有成立,即成立,故函数在区间上为单调递增函数,所以在区间上无极值。
综上所述13分。
18)(本小题共14分)
已知是函数的一个极值点.
ⅰ)求实数的值;
(ⅱ)求的单调递减区间;
(ⅲ)设函数,试问过点,可作多少条直线与曲线相切?请说明理由.
18)(共14分)
解:(ⅰ因为是的一个极值点,所以,解得.
经检验,满足题意,所以5分。
(ⅱ)由(ⅰ)知,定义域为,令,得.又,所以的单调递减区间为9分。
设过点,的直线与曲线相切于点,所以,即.所以.
令,,由,得,,得.
所以在区间,上单调递减,在区间,上单调递增.
因为,所以与轴有两个交点,即方程有两个实根.
所以过点,可作两条直线与曲线相切14分。
18)(本小题共13分)
已知函数,.
ⅰ)若在处取得极值,求的值;
ⅱ)若在区间上单调递增, 求的取值范围;
ⅲ)讨论函数的零点个数。
18)(共13分)
解:(ⅰ因为,由已知在处取得极值,所以。
解得,经检验时,在处取得极小值。
所以3分。(ⅱ)由(ⅰ)知,,.
因为在区间上单调递增,所以在区间上恒成立。
即在区间上恒成立。
所以8分。(ⅱ)因为,所以,.
令得,令,.
当时,,在上单调递增,时,,在上单调递减。
所以。综上:当时,函数无零点,当或时,函数有一个零点,当时,函数有两个零点13分。
19.(本小题共13分)
已知函数,是常数,r.
ⅰ)求曲线在点处的切线的方程;
ⅱ)求函数的单调区间;
iii)证明:函数的图象在直线的下方.
19.(本小题共13分)
解2分,所以切线的方程为。
即4分。ⅱ)定义域为。
1)当时,,在为增函数。
2)当时,令得,或。
当时,在为增函数。
当时,在上是增数,在是减函数9分。
ⅲ)令则。所以且,即函数的图像在直线的下方13分。
18.(本小题满分13分)
已知函数,.
ⅰ) 当时,求函数的最小值;
ⅱ) 当时,讨论函数的零点个数。
18. (本小题满分13分)
解:(ⅰ函数的定义域为。
当时,.由解得;由解得。
所以在区间单调递减, 在区间单调递增。
所以时,函数取得最小值5分。
1)当时,时,为减函数;
时,,为增函数。
所以在时取得最小值。
ⅰ)当时,,由于,令,,则在上有一个零点;
ⅱ)当时,即时,有一个零点;
ⅲ)当时,即时,无零点。
ⅳ)当时,即时,由于(从右侧趋近0)时,;时,所以有两个零点。
2)当时,时,为增函数;
时,,为减函数;
时,,为增函数。
所以在处取极大值,在处取极小值。
当时,,即在时,.
而在时为增函数,且时,所以此时有一个零点。
3)当时,在上恒成立,所以为增函数。
且(从右侧趋近0)时,;时,.
所以有一个零点。
综上所述,或时有一个零点;时,无零点;
有两个零点。
………13分。
18.(本小题共13分)
已知,其中.
ⅰ)若函数在点处切线斜率为,求的值;
ⅱ)求的单调区间;
ⅲ)若在上的最大值是,求的取值范围.
18.(本小题共13分)
解:(ⅰ由题意得f ′(x)=,x∈(-1,+∞由f ′(3)=0a3分。
ⅱ)令f ′(x)=0x1=0,x2=-1,当0f(x)与f ′(x)的变化情况如下表。
f(x)的单调递增区间是(0,-1),f(x)的单调递减区间是(-1,0)和(-1,+∞
当a=1时,f(x)的单调递减区间是(-1,+∞
当a>1时,-1f(x)与f ′(x)的变化情况如下表。
f(x)的单调递增区间是(-1,0),f(x)的单调递减区间是(-1,-1)和(0,+∞
综上,当0f(x)的单调递减区间是(-1,0),(1,+∞当a>1,f(x)的单调递增区间是(-1,0).
f(x)的单调递减区间是(-1,-1),(0,+∞
当a=1时,f(x)的单调递减区间为(-19分。
ⅲ)由(ⅱ)可知。
当0但f(-1)>f(0)=0,所以0当a≥1时,f(x)在(0,+∞上单调递减,由f(x)≤f(0)可得f(x)在[0,+∞上的最大值为f(0)=0,符合题意,18.(本小题共13分)
设函数,.ⅰ)当时,求曲线在点处的切线方程;
ⅱ)在(ⅰ)的条件下,求证: ;
ⅲ)当时,求函数在上的最大值.
18.(本小题共13分)
解:(ⅰ当时,,,
所以。因为,即切线的斜率为,
所以切线方程为,即4分。
ⅱ)证明:由(ⅰ)知.
令,则。当时,,在上单调递减,当时,,在上单调递增,
所以当时,函数最小值是.
命题得证8分。
ⅲ)因为,所以.
令,则. 当时,设,因为,所以在上单调递增,且,所以在恒成立,即.
所以当,,在上单调递减;
当,,在上单调递增.
所以在上的最大值等于,因为,不妨设(),所以.
由(ⅱ)知在恒成立,所以在上单调递增.
又因为,所以在恒成立,即.
所以当时,在上的最大值为13分。
20.(本小题共13分)
已知函数。ⅰ)当时,求曲线在点处的切线方程;
ⅱ)如果函数在上单调递减,求的取值范围;
ⅲ)当时,讨论函数零点的个数.
解:(ⅰ当时,所以,.
所以切线方程为3分。
ⅱ)因为在上单调递减,等价于在恒成立,
变形得恒成立,而。
当且仅当,即时,等号成立). 所以8分。
令,得.所以=.
ⅰ)当时,,所以在定义域内无零点;
ⅱ)当时,,所以在定义域内有唯一的零点;
ⅲ)当时, 因为,所以在增区间内有唯一零点;
,设,则,因为,所以,即在上单调递增,所以,即,所以在减区间内有唯一的零点.
所以时在定义域内有两个零点.
综上所述:当时,在定义域内无零点;
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