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 21世纪教育网
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,xx,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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