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文档简介
1、(本小题满分14分)已知函数.(1)当时,如果函数仅有一个零点,求实数的取值范围;(2)当时,试比较与的大小;(3)求证:().2、设函数,其中为常数.(Ⅰ)当时,判断函数在定义域上的单调性;(Ⅱ)若函数的有极值点,求的取值范围及的极值点;(Ⅲ)当且时,求证:.3、在平面直角坐标系中,已知椭圆.如图所示,斜率为且不过原点的直线交椭圆于,两点,线段的中点为,射线交椭圆于点,交直线于点.(Ⅰ)求的最小值;(Ⅱ)若∙,(i)求证:直线过定点;(ii)试问点,能否关于轴对称?若能,求出此时的外接圆方程;若不能,请说明理由.评卷人得分二、计算题(每空?分,共?分)4、设函数的图象在点处的切线的斜率为,且函数为偶函数.若函数满足下列条件:①;②对一切实数,不等式恒成立.(Ⅰ)求函数的表达式;(Ⅱ)求证:.5、已知函数:(1)讨论函数的单调性;(2)若函数的图像在点处的切线的倾斜角为,问:在什么范围取值时,函数在区间上总存在极值?
(3)求证:.(Ⅱ)设与y轴的焦点为M,过坐标原点O的直线与相交于点A,B,直线MA,MB分别与相交与D,E.(i)证明:MD⊥ME;(ii)记△MAB,△MDE的面积分别是,.问:是否存在直线l,使得=?请说明理由。13、已知点是直角坐标平面内的动点,点到直线的距离为,到点的距离为,且.(1)求动点P所在曲线C的方程;(2)直线过点F且与曲线C交于不同两点A、B(点A或B不在x轴上),分别过A、B点作直线的垂线,对应的垂足分别为,试判断点F与以线段为直径的圆的位置关系(指在圆内、圆上、圆外等情况);(3)记,,(A、B、是(2)中的点),问是否存在实数,使成立.若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.进一步思考问题:若上述问题中直线、点、曲线C:,则使等式成立的的值仍保持不变.请给出你的判断
(填写“不正确”或“正确”)(限于时间,这里不需要举反例,或证明).14、如图,在轴上方有一段曲线弧,其端点、在轴上(但不属于),对上任一点及点,,满足:.直线,分别交直线于,两点.(1)求曲线弧的方程;(2)求的最小值(用表示);(3)曲线上是否存点,使为正三角形?若存在,求的取值范围;若不存在,说明理由.
15、设、是函数的两个极值点.(1)若,求函数的解析式;(2)若,求的最大值.(3)若,且,,求证:.16、
已知函数.(Ⅰ)求函数的单调区间;(Ⅱ)设,若对任意,,不等式恒成立,求实数的取值范围.17、已知函数
(1)若曲线处的切线平行,求a的值;
(2)求的单调区间;
(3)设是否存在实数a,对均成立;若存在,求a的取值范围;若不存在,请说明理由。18、已知函数图象的对称中心为,且的极小值为.(1)求的解析式;(2)设,若有三个零点,求实数的取值范围;(3)是否存在实数,当时,使函数在定义域[a,b]上的值域恰为[a,b],若存在,求出k的范围;若不存在,说明理由.19、已知函数.(1)若方程在区间内有两个不相等的实根,求实数的取值范围;(2)如果函数的图像与x轴交于两点,且,求证:(其中,是的导函数,正常数满足).20、已知函数f(x)=ax+x2-xlna(a>0,a≠1).(1)当a>1时,求证:函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;(2)若函数y=|f(x)-t|-1有三个零点,求t的值;(3)若存在x1,x2∈[-1,1],使得|f(x1)-f(x2)|≥e-1,试求a的取值范围.21、已知函数处取得极小值,其图象过点A(0,1),且在点A处切线的斜率为—1。
(Ⅰ)求的解析式;
(Ⅱ)设函数上的值域也是,则称区间为函数的“保值区间”。证明:当不存在“保值区间”;22、已知函数
(1)求证函数上的单调递增;
(2)函数有三个零点,求t的值;
(3)对恒成立,求a的取值范围。23、已知函数,其中
(Ⅰ)若函数上有极值,求的取值范围;
(Ⅱ)若函数有最大值(其中为无理数,约为2.71828),求的值;(Ⅲ)若函数有极大值,求的值。24、已知函数。(1)若函数在区间上存在极值,其中,求实数的取值范围;(2)如果当时,不等式恒成立,求实数的取值范围;(3)求证:25、已知函数,,其中R.
(Ⅰ)讨论的单调性;
(Ⅱ)若在其定义域内为增函数,求正实数的取值范围;
(Ⅲ)设函数,当时,若,,总有成立,求实数的取值范围.26、
已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)设m>0,求在[m,2m]上的最大值;
(3)试证明:对任意N+,不等式<恒成立.27、已知函数(1)求函数的单调区间;(2)设,求证:;(3)设,求证:.28、已知二次函数对都满足且,设函数(,).(Ⅰ)求的表达式;(Ⅱ)若,使成立,求实数的取值范围;(Ⅲ)设,,求证:对于,恒有.29、已知函数不等式求实数的取值范围;(3)若函数30、已知函数(Ⅰ)若函数是定义域上的单调函数,求实数的最小值;(Ⅱ)在函数的图象上是否存在不同两点,线段的中点的横坐标为,直线的斜率为,有成立?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.31、已知函数的图象在点(为自然对数的底数)处的切线斜率为3.⑴求实数的值;⑵若,且对任意恒成立,求的最大值;⑶当时,证明.32、已知函数在点的切线方程为.(Ⅰ)求函数的解析式;(Ⅱ)设,求证:在上恒成立;(Ⅲ)已知,求证:.33、已知
(1)若,函数在其定义域内是增函数,求的取值范围;
(2)当时,证明:函数只有一个零点;
(3)若的图象与轴交于两点,AB中点为,求证:参考答案一、综合题1、解:(1)当时,,定义域是,,令,得或.
…2分当或时,,当时,,
函数在、上单调递增,在上单调递减.
……………4分的极大值是,极小值是.当时,;当时,,当仅有一个零点时,的取值范围是或.……………5分
(2)当时,,定义域为.
令,
,
在上是增函数.
…………………7分①当时,,即;②当时,,即;③当时,,即.
…………………9分(3)(法一)根据(2)的结论,当时,,即.令,则有,
.……………12分.
……14分
(法二)当时,.,,即时命题成立.
………………10分设当时,命题成立,即.
时,.根据(2)的结论,当时,,即.令,则有,则有,即时命题也成立.……………13分因此,由数学归纳法可知不等式成立.
………………14分(法三)如图,根据定积分的定义,得.……11分,.
………………12分,又,,..
…………………14分【说明】本题主要考查函数导数运算法则、利用导数求函数的极值、证明不等式等基础知识,考查分类讨论思想和数形结合思想,考查考生的计算能力及分析问题、解决问题的能力和创新意识.2、解:(1)由题意知,的定义域为,
当时,,函数在定义域上单调递增.(2)①由(Ⅰ)得,当时,函数无极值点.
②时,有两个相同的解,时,时,函数在上无极值点.③当时,有两个不同解,
时,,,此时,随在定义域上的变化情况如下表:减极小值增由此表可知:时,有惟一极小值点,
ii)
当时,0<<1此时,,随的变化情况如下表:增极大值减极小值增由此表可知:时,有一个极大值和一个极小值点;
综上所述:当且仅当时有极值点;
当时,有惟一最小值点;当时,有一个极大值点和一个极小值点(3)由(2)可知当时,函数,此时有惟一极小值点且
令函数
3、【解析】(Ⅰ)由题意:设直线,由消y得:,设A、B,AB的中点E,则由韦达定理得:=,即,,所以中点E的坐标为E,因为O、E、D三点在同一直线上,所以,即,解得,所以=,当且仅当时取等号,即的最小值为2.(Ⅱ)(i)证明:由题意知:n>0,因为直线OD的方程为,所以由得交点G的纵坐标为,又因为,,且∙,所以,又由(Ⅰ)知:,所以解得,所以直线的方程为,即有,令得,y=0,与实数k无关,所以直线过定点(-1,0).(ii)假设点,关于轴对称,则有的外接圆的圆心在x轴上,又在线段AB的中垂线上,由(i)知点G(,所以点B(,又因为直线过定点(-1,0),所以直线的斜率为,又因为,所以解得或6,又因为,所以舍去,即,此时k=1,m=1,E,AB的中垂线为2x+2y+1=0,圆心坐标为,G(,圆半径为,圆的方程为.综上所述,点,关于轴对称,此时的外接圆的方程为.二、计算题4、(Ⅰ)解:由已知得:.
……………1分由为偶函数,得为偶函数,显然有.
…………2分又,所以,即.
…………3分又因为对一切实数恒成立,即对一切实数,不等式恒成立.
…………4分显然,当时,不符合题意.
…………5分当时,应满足注意到,解得.
…………7分所以.
……………8分(Ⅱ)证明:因为,所以.………9分要证不等式成立,即证.
…………10分因为,
…………12分所以.所以成立.
……………14分5、解:(1)
(1分),当时,的单调增区间为,减区间为;…………2分当时,的单调增区间为,减区间为;…………3分当时,不是单调函数…………4分(2)因为函数的图像在点处的切线的倾斜角为,
所以,所以,,
……………..…6分
,
…….……7分
要使函数在区间上总存在极值,所以只需,
………………ks5u……..……9分
解得………10分⑶令此时,所以,由⑴知在上单调递增,∴当时,即,∴对一切成立,………12分∵,则有,∴…………14分6、
解:(Ⅰ)
在区间上单调递增,在区间上单调递减,且
的值域为
………………3分(Ⅱ)令,则由(Ⅰ)可得,原问题等价于:对任意的在上总有两个不同的实根,故在不可能是单调函数
…5分
当时,,.s在区间上递减,不合题意当时,,在区间上单调递增,不合题意当时,,在区间上单调递减,不合题意当即时,在区间上单调递减;在区间上单递增,由上可得,此时必有的最小值小于等于0而由可得,则综上,满足条件的不存在。………..8分(Ⅲ)设函数具备性质“”,即在点处的切线斜率等于,不妨设,则,而在点处的切线斜率为,故有………………10分即,令,则上式化为,………………12分令,则由可得在上单调递增,故,即方程无解,所以函数不具备性质“”.……14分7、解(Ⅰ)
1分若函数在上递增,则对恒成立,即对恒成立,而当时,
若函数在上递减,则对恒成立,即对恒成立,这是不可能的.综上,
的最小值为1.
4分(Ⅱ)解1、由令得=0的根为1,所以
当时,,则单调递增,当时,,则单调递减,所以在处取到最大值,又,,所以要使与有两个不同的交点,则有
……………8分(Ⅲ)假设存在,不妨设
9分
若则,即,即.(*)
12分令,(),
则>0.∴在上增函数,∴,∴(*)式不成立,与假设矛盾.∴
因此,满足条件的不存在.
15分8、9、⑴因为,所以,因此,
所以函数的图象在点处的切线方程为,…………2分
由得,由,得.…4分⑵因为,所以,由题意知在上有解,因为,设,因为,则只要解得,所以b的取值范围.………………8分⑶不妨设.因为函数在区间上是增函数,所以,函数图象的对称轴为,且,(ⅰ)当时,函数在区间上是减函数,所以,所以等价于,即,等价于在区间上是增函数,等价于在区间上恒成立,等价于在区间上恒成立,所以,又,所以;………………………10分(ⅱ)当时,函数在区间上是减函数,在上为增函数.①当时,等价于,等价于在区间上是增函数,等价于在区间上恒成立,等价于在区间上恒成立,所以,又,所以;……………12分②当时,等价于,等价于在区间上是增函数,等价于在区间上恒成立,等价于在区间上恒成立,所以,故.………………14分③当时,由图象的对称性知,只要对于①②同时成立,那么对于③,则存在,使恒成立;或存在,使恒成立.因此,.综上,b的取值范围是.……………………16分10、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0<k<1.由于当x(1,)时,(k-1)(x2+1)+2x>0,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]解:(2)由(1)知.
故要证:只需证
为去分母,故分x>1与0<x<1两种情况讨论:当x>1时,需证即
即需证.
(1)设,则
由x>1得,所以在(1,+)上为减函数.又因g(1)=0
所以当x>1时g(x)<0
即(1)式成立.同理0<x<1时,需证
(2)
而由0<x<1得,所以在(0,1)上为增函数.又因g(1)=0
所以当0<x<1时g(x)<0
即(2)式成立.综上所证,知要证不等式成立.点评:抓住基本思路,去分母化简问题,不可死算.11、(I)函数的定义域为.,令,则在上递增,在上递减,.当时,,在上恒成立.即当时,函数在定义域上单调递增。(II)分以下几种情形讨论:(1)由(I)知当时函数无极值点.(2)当时,,时,时,时,函数在上无极值点。(3)当时,解得两个不同解,.当时,,,此时在上有唯一的极小值点.当时,在都大于0,在上小于0,此时有一个极大值点和一个极小值点.综上可知,时,在上有唯一的极小值点;时,有一个极大值点和一个极小值点;时,函数在上无极值点。(III)当时,令则在上恒正,在上单调递增,当时,恒有.即当时,有,对任意正整数,取得12、13、解(1)设动点为,
1分依据题意,有
,化简得.
3分因此,动点P所在曲线C的方程是:.
…………4分(2)
点F在以MN为直径的圆的外部.理由:由题意可知,当过点F的直线的斜率为0时,不合题意,故可设直线:,如图所示.
5分联立方程组,可化为,则点的坐标满足.
7分又、,可得点、.点与圆的位置关系,可以比较点到圆心的距离与半径的大小来判断,也可以计算点与直径形成的张角是锐角、直角、钝角来加以判断.因,,则=.9分
于是,为锐角,即点F在以MN为直径的圆的外部.
10分(3)依据(2)可算出,,则
,
.
14分所以,,即存在实数使得结论成立.
15分对进一步思考问题的判断:正确.
18分14、解:(1)由椭圆的定义,曲线是以,为焦点的半椭圆,.
……………1分∴的方程为.
……………3分(注:不写区间“”扣1分)
(2)解法1:由(1)知,曲线的方程为,设,
则有,即
……①
………………4分又,,从而直线的方程为
AP:;
BP:……………5分
令得,的纵坐标分别为
;
.
∴
……②
………7分
将①代入②,得.
∴.当且仅当,即时,取等号.即的最小值是.
……………9分解法2:设,则由三点共线,得..①同理,由三点共线得:…②
…5分由①×②得:.由,代入上式,.即.
…………7分,当且仅当,即时,取等号.即的最小值是.
………………9分(3)设,依题设,直线∥轴,若为正三角形,则必有
,…………………10分从而直线的斜率存在,分别设为、,由(2)的解法1知,
;
,……………11分
于是有,而,矛盾.………13分∴不存在点P,使为正三角形.……………14分注:如上各题若有其它解法,请评卷老师酌情给分.15、解:(1)∵是函数的两个极值点,∴,.∴,,解得.∴.-------------------4分(2)∵是函数的两个极值点,∴.∴是方程的两根.∵,∴对一切恒成立.,,∵,∴.∴.由得,∴.∵,∴,∴.
令,则.当时,,∴在(0,4)内是增函数;当时,,∴在(4,6)内是减函数.∴当时,有极大值为96,∴在上的最大值是96,∴的最大值是.---------------------------------------8分(3)∵是方程的两根,∴,
∵,,∴.∴∵,
.-------------------------------12分16、解:(I)的定义域是
...........1分
...............2分由及得;由及得,故函数的单调递增区间是;单调递减区间是
........4分(II)若对任意,,不等式恒成立,问题等价于,
.........5分由(I)可知,在上,是函数极小值点,这个极小值是唯一的极值点,故也是最小值点,所以;
...................6分当时,;当时,;当时,;
............8分问题等价于或或
........11分
解得或或
即,所以实数的取值范围是
.................12分17、18、解:(1)…………4分(2)……7分(3),①当时,在上单调减,…9分
…11分②且,在上不单调时,,,
…14分综上得:
…15分19、解:(1)∵,,
-----1分
∴当时,,单调递增;当时,,单调递减。
----3分
∴当x=1时,有极大值,也是最大值,即为-1,但无最小值。
故的单调递增区间为,单调递减区间为;最大值为-1,但无最小值。
方程化为,
-----3分
由上知,在区间上的最大值为-1,,,。故在区间上有两个不等实根需满足,
∴,∴实数m的取值范围为。
-----6分(2)∵,又有两个实根,
∴两式相减,得
∴
-----8分
于是
=.
∵,∴,∵,∴。
-----9分
要证:,只需证:.
只需证:.
(*)
令,∴(*)化为
只证即可.
-----11分
,,0<t<1,
∴t-1<0.
∴u'(t)>0,∴u(t)在(0,1)上单调递增,∴u(t)<u(1)=0
∴u(t)<0,
即:.
.............13分20、解:(1).……………3分由于,故当时,,所以,故函数在上单调递增.…………5分(2)当时,因为,且在R上单调递增,故有唯一解.…………………7分所以的变化情况如下表所示:x0-0+递减极小值递增
又函数有三个零点,所以方程有三个根,而,所以,解得.…………10分(3)因为存在,使得,所以当时,.………11分由(2)知,在上递减,在上递增,所以当时,.………12分而,记,因为(当时取等号),所以在上单调递增.而,故当时,;当时,.即当时,;当时,.……………14分①当时,由;②当时,由.综上可知,所求的取值范围为.…………………16分21、解:(1),
………………2分由所以
………………4分
(2)由(1)得,①假设当存在“保值区间”于是问题转化为有两个大于1的不等实根。…………6分现在考察函数,
…………10分当x变化时,的变化情况如下表:—0+单调递减极小值单调递增所以,上单调递增。22、23、(1)
则在(1,3)上有解,且,分离参数法,(2)由,得。当时,函数上单调递减,所以由,得时,函数有最大值。(3)当时,函数上单调递增,所以无极值。当时,函数上单调递减,所以无极值。当时,由得,则(其中)所以函数上单调递减,在上单调递增,在上单调递减,由极大值,得(※),又代入(※)得设函数,则所以函数上单调递增,而所以
,所以时,函数有极大值。24、解:(1)因为当当所以上单调递增;在上单调递减,所以函数处取得极大值。因为函数,解得。…………4分
(2)不等式记
所以,令
=1>0
从而上也单调递增,所以。
………………9分
(3)由(2)知:当,,
令则所以
,…,叠加得:
=。
则
所以………………14分25、解:(Ⅰ)的定义域为,且,
----------------1分①当时,,在上单调递增;
----------------2分②当时,由,得;由,得;故在上单调递减,在上单调递增.
------4分(Ⅱ),的定义域为
----------------5分因为在其定义域内为增函数,所以,而,当且仅当时取等号,所以
-------
---
-----6分(Ⅲ)当时,,由得或当时,;当时,.所以在上,
----------------8分而“,,总有成立”等价于“在上的最大值不小于在上的最大值”而在上的最大值为所以有
---------------10分所以实数的取值范围是---------------------------12分26、27、解:(1)定义域为,由………………2分令故的增区间:,
减区间:……5分(2)即证:令由,令,得,且在在,所以故当时,有得证……10分(3)由(2)得,即所以则…………14分28、解:(Ⅰ)设,于是所以又,则.所以.
…………3分
(Ⅱ)当m>0时,由对数函数性质,f(x)的值域为R;…………4分当m=0时,对,恒成立;
…………5分
当m<0时,由,列表:x-0+减极小增
所以若,恒成立,则实数m的取值范围是.
故使成立,实数m的取值范围.…………9分(Ⅲ)因为对,所以在内单调递减.于是记,则所以函数在是单调增函数,
所以,故命题成立.…………12分29、30、(Ⅰ)
2分若函数在上递增,则对恒成立,即对恒成立,而当时,
若函数在上递减,则对恒成立,即对恒成立,这是不可能的.综上,
的最小值为1.
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