102.(江西理19)设。
1)若在上存在单调递增区间,求的取值范围;
2)当时,在上的最小值为,求在该区间上的最大值。
解析】(1)在上存在单调递增区间,即存在某个子区间使得。由,在区间上单调递减,则只需即可。由解得,所以,当时,在上存在单调递增区间。
2)令,得两根,,.
所以在,上单调递减,在上单调递增。
当时,有,所以在上的最大值为。
又,即。所以在上的最小值为,得,从而在上的最大值为。
103.(江西文18)
如图,在交ac于点。
d,现将。1)当棱锥的体积最大时,求pa的长;
2)若点p为ab的中点,e为。
解:(1)设,则。令。则。
由上表易知:当时,有取最大值。
证明:作得中点f,连接ef、fp,由已知得:
为等腰直角三角形,,所以。
104.(江西文20)设。
(1)如果在处取得最小值,求的解析式;
(2)如果,的单调递减区间的长度是正整数,试求和
的值.(注:区间的长度为)
解:(1)已知,又在处取极值,则,又在处取最小值-5.
则,2)要使单调递减,则。
又递减区间长度是正整数,所以两根设做a,b。即有:
b-a为区间长度。又。
又b-a为正整数,且m+n<10,所以m=2,n=3或,符合。
105.(辽宁理21)已知函数.(i)讨论的单调性;
ii)设,证明:当时,;
iii)若函数的图像与x轴交于a,b两点,线段ab中点的横坐标为x0,证明:
x0)<0.
解:(i)
(i)若单调增加。
(ii)若且当。
所以单调增加,在单调减少。
ii)设函数则。
当。故当,
iii)由(i)可得,当的图像与x轴至多有一个交点,故,从而的最大值为。
不妨设。由(ii)得从而。
由(i)知,
106.(辽宁文20)设函数=x+ax2+blnx,曲线y=过p(1,0),且在p点处的切斜线率为2.
i)求a,b的值;(ii)证明:≤2x-2.
解:(i)
由已知条件得,解得
(ii),由(i)知。设则。而
107.(全国ⅰ理21)已知函数,曲线在点处的切线方程为。
ⅰ)求、的值;
ⅱ)如果当,且时,,求的取值范围。
解:(ⅰ由于直线的斜率为,且过点,故即解得,。
ⅱ)由(ⅰ)知,所以。
考虑函数,则。
i)设,由知,当时,。而,故。
当时,,可得;
当x(1,+)时,h(x)<0,可得 h(x)>0
从而当x>0,且x1时,f(x)-(0,即f(x)>+
ii)设00,故 (x)>0,而。
h(1)=0,故当x(1,)时,h(x)>0,可得h(x)<0,与题设矛盾。
iii)设k1.此时(x)>0,而h(1)=0,故当x(1,+)时,h(x)>0,可得。
h(x)<0,与题设矛盾。综合得,k的取值范围为(-,0]
108.(全国ⅰ文21)设函数。
ⅰ)若a=,求的单调区间;
ⅱ)若当≥0时≥0,求a的取值范围。
21)解:ⅰ)时,,。当时;当时,;当时,。故在,单调增加,在(-1,0)单调减少。
ⅱ)。令,则。若,则当时,,为减函数,而,从而当x≥0时≥0,即≥0.
若,则当时,,为减函数,而,从而当时<0,即<0.综合得的取值范围为。
109.(全国ⅱ理22)(ⅰ设函数,证明:当>0时,>0;
ⅱ)从编号1到100的100张卡片中每次随机抽取一张,然后放回,用这种方式连续抽取20次,设抽得的20个号码互不相同的概率为。证明:<<
命题立意】:本小题主要考查函数、导数、不等式证明及等可能事件的概率等知识。通过运用导数知识解决函数、不等式问题,考查了考生综合运用数学知识解决问题的能力。
解析】(ⅰ仅当时)
故函数在单调递增。当时,,故当>0时,>0.
ⅱ)从编号1到100的100张卡片中每次随机抽取一张,然后放回,连续抽取20次,则抽得的20个号码互不相同的概率为,要证<()19<.
先证: 即证。即证而
所以。 即。
再证:,即证,即证,即证。
由(ⅰ)当>0时,>0.
令则,即。综上有:
110.(全国ⅱ文20)已知函数。
ⅰ)证明:曲线。
ⅱ)若,求的取值范围。
解析】(ⅰ又。
曲线的切线方程是:,在上式中令,得。
所以曲线。ⅱ)由得,(i)当时,没有极小值;
ii)当或时,由得。
故。由题设知,当时,不等式。
无解;当时,解不等式得。
综合(i)(ii)得的取值范围是。
111.(山东理21)某企业拟建造如图所示的容器(不计厚度,长度单位:米),其中容器的中间为圆柱形,左右两端均为半球形,按照设计要求容器的体积为立方米,且。
假设该容器的建造费用仅与其表面积有关。已知圆柱形部分每平方米建造费用为3千元,半球形部分每平方米建造费用为。设该容器的建造费用为千元。
ⅰ)写出关于的函数表达式,并求该函数的定义域;
ⅱ)求该容器的建造费用最小时的。
解析】(ⅰ因为容器的体积为立方米,所以,解得,所以圆柱的侧面积为=,两端两个半球的表面积之和为,所以+,定义域为(0,).
ⅱ)因为+=,所以令得:; 令得:,所以米时, 该容器的建造费用最小。
112.(陕西理21)设函数定义在上,,导函数,.
1)求的单调区间和最小值;
2)讨论与的大小关系;
3)是否存在,使得对任意成立?若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由.
分析】(1)先求出原函数,再求得,然后利用导数判断函数的单调性(单调区间),并求出最小值;(2)作差法比较,构造一个新的函数,利用导数判断函数的单调性,并由单调性判断函数的正负;(3)存在性问题通常采用假设存在,然后进行求解;注意利用前两问的结论.
解】(1)∵,为常数),又∵,所以,即,;,令,即,解得,当时,,是减函数,故区间在是函数的减区间;
当时,,是增函数,故区间在是函数的增区间;
所以是的唯一极值点,且为极小值点,从而是最小值点,所以的最小值是.
2),设,则,当时,,即,当时,因此函数在内单调递减,当时,=0,∴;
当时,=0,∴.
3)满足条件的不存在.证明如下:
证法一假设存在,使对任意成立,即对任意有。
但对上述的,取时,有,这与①左边的不等式矛盾,因此不存在,使对任意成立.
证法二假设存在,使对任意成立,由(1)知,的最小值是,又,而时,的值域为,∴当时,的值域为,从而可以取一个值,使,即。
∴,这与假设矛盾.∴不存在,使对任意成立.
113.(陕西文21)设,.
1)求的单调区间和最小值;
2)讨论与的大小关系;
3)求的取值范围,使得<对任意>0成立.
分析】(1)先求出原函数,再求得,然后利用导数判断函数的单调性(单调区间),并求出最小值;(2)作差法比较,构造一个新的函数,利用导数判断函数的单调性,并由单调性判断函数的正负;(3)对任意>0成立的恒成立问题转化为函数的最小值问题.
解】(1)由题设知,∴令0得=1,当∈(0,1)时,<0,是减函数,故(0,1)是的单调减区间。
当∈(1,+∞时,>0,是增函数,故(1,+∞是的单调递增区间,因此,=1是的唯一极值点,且为极小值点,从而是最小值点,所以的最小值为。
2),设,则,当时,,即,当时,因此,在内单调递减,当时,,即。
3)由(1)知的最小值为1,所以,,对任意,成立。
即从而得。114.(上海理20) 已知函数,其中常数满足。
1)若,判断函数的单调性;
2)若,求时的的取值范围.
解:⑴ 当时,任意,则。
, 函数在上是增函数。当时,同理函数在上是减函数。,当时,,则;当时,,则。
115.(上海文21)已知函数,其中常数满足。
1)若,判断函数的单调性;
2)若,求时的的取值范围。
解:⑴ 当时,任意,则。
, 函数在上是增函数。当时,同理函数在上是减函数。
当时,,则;
当时,,则。
116.(四川理22)已知函数,.
ⅰ)设函数f(x)=f(x)-h(x),求f(x)的单调区间与极值;
ⅱ)设,解关于x的方程;
ⅲ)试比较与的大小.
本小题主要考查函数导数的应用、不等式的证明、解方程等基本知识,考查数形结合、函数与方程、分类与整合、特殊与一般等数学思想方法及推理运算、分析问题、解决问题的能力.
解:(ⅰ由()知,,令,得.
当时,;当时,.
故当时,是减函数;时,是增函数.
函数在处有得极小值.
ⅱ)方法一:原方程可化为,即为,且。
当时,,则,即,此时,∵,此时方程仅有一解.
当时,,由,得,若,则,方程有两解;
若时,则,方程有一解;
若或,原方程无解.
方法二:原方程可化为,即,当时,原方程有一解;
当时,原方程有二解;
当时,原方程有一解;
当或时,原方程无解.
ⅲ)由已知得.
设数列的前n项和为,且()
从而,当时,.
又。即对任意时,有,又因为,所以.
故.117.(四川文22)已知函数,.
ⅰ)设函数f(x)=18f(x)-x2[h(x)]2,求f(x)的单调区间与极值;
ⅱ)设,解关于x的方程;
ⅲ)设,证明:.
本小题主要考查函数导数的应用、不等式的证明、解方程等基础知识,考查数形结合、函数与方程、分类与整合等数学思想方法及推理运算、分析问题、解决问题的能力.
解:(ⅰ令,得(舍去).
当时.;当时,故当时,为增函数;当时,为减函数.
为的极大值点,且.
ⅱ)方法一:原方程可化为,即为,且。
当时,,则,即,此时,∵,此时方程仅有一解.
当时,,由,得,若,则,方程有两解;
若时,则,方程有一解;
若或,原方程无解.
方法二:原方程可化为,即,当时,原方程有一解;
当时,原方程有二解;
当时,原方程有一解;
当或时,原方程无解.
ⅲ)由已知得,设数列的前n项和为,且()
从而有,当时,.
又。即对任意时,有,又因为,所以.
则,故原不等式成立.
118.(天津理21)已知函数.
ⅰ)求函数的单调区间和极值;
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