題目列表(包括答案和解析)
已知函數(shù)
的最小值為0,其中![]()
(Ⅰ)求
的值;
(Ⅱ)若對任意的
有
≤
成立,求實數(shù)
的最小值;
(Ⅲ)證明
(
).
【解析】(1)解:
的定義域為![]()
![]()
由
,得![]()
當(dāng)x變化時,
,
的變化情況如下表:
|
x |
|
|
|
|
|
- |
0 |
+ |
|
|
|
極小值 |
|
因此,
在
處取得最小值,故由題意
,所以![]()
(2)解:當(dāng)
時,取
,有
,故
時不合題意.當(dāng)
時,令
,即![]()
![]()
令
,得![]()
①當(dāng)
時,
,
在
上恒成立。因此
在
上單調(diào)遞減.從而對于任意的
,總有
,即
在
上恒成立,故
符合題意.
②當(dāng)
時,
,對于
,
,故
在
上單調(diào)遞增.因此當(dāng)取
時,
,即
不成立.
故
不合題意.
綜上,k的最小值為
.
(3)證明:當(dāng)n=1時,不等式左邊=
=右邊,所以不等式成立.
當(dāng)
時,![]()
![]()
![]()
在(2)中取
,得
,
從而![]()
![]()
所以有![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
綜上,
,![]()
已知函數(shù)
其中
為自然對數(shù)的底數(shù),
.(Ⅰ)設(shè)
,求函數(shù)
的最值;(Ⅱ)若對于任意的
,都有
成立,求
的取值范圍.
【解析】第一問中,當(dāng)
時,
,
.結(jié)合表格和導(dǎo)數(shù)的知識判定單調(diào)性和極值,進(jìn)而得到最值。
第二問中,∵
,
,
∴原不等式等價于:
,
即
, 亦即![]()
分離參數(shù)的思想求解參數(shù)的范圍
解:(Ⅰ)當(dāng)
時,
,
.
當(dāng)
在
上變化時,
,
的變化情況如下表:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
1/e |
∴
時,
,
.
(Ⅱ)∵
,
,
∴原不等式等價于:
,
即
, 亦即
.
∴對于任意的
,原不等式恒成立,等價于
對
恒成立,
∵對于任意的
時,
(當(dāng)且僅當(dāng)
時取等號).
∴只需
,即
,解之得
或
.
因此,
的取值范圍是![]()
已知函數(shù)
的圖象過坐標(biāo)原點O,且在點
處的切線的斜率是
.
(Ⅰ)求實數(shù)
的值;
(Ⅱ)求
在區(qū)間
上的最大值;
(Ⅲ)對任意給定的正實數(shù)
,曲線
上是否存在兩點P、Q,使得
是以O(shè)為直角頂點的直角三角形,且此三角形斜邊中點在
軸上?說明理由.
【解析】第一問當(dāng)
時,
,則
。
依題意得:
,即
解得
第二問當(dāng)
時,
,令
得
,結(jié)合導(dǎo)數(shù)和函數(shù)之間的關(guān)系得到單調(diào)性的判定,得到極值和最值
第三問假設(shè)曲線
上存在兩點P、Q滿足題設(shè)要求,則點P、Q只能在
軸兩側(cè)。
不妨設(shè)
,則
,顯然![]()
∵
是以O(shè)為直角頂點的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在滿足題設(shè)要求的兩點P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設(shè)要求的兩點P、Q.
(Ⅰ)當(dāng)
時,
,則
。
依題意得:
,即
解得![]()
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,![]()
①當(dāng)
時,
,令
得![]()
當(dāng)
變化時,
的變化情況如下表:
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
— |
0 |
+ |
0 |
— |
|
|
|
極小值 |
單調(diào)遞增 |
極大值 |
|
又
,
,
!
在
上的最大值為2.
②當(dāng)
時,
.當(dāng)
時,
,
最大值為0;
當(dāng)
時,
在
上單調(diào)遞增!
在
最大值為
。
綜上,當(dāng)
時,即
時,
在區(qū)間
上的最大值為2;
當(dāng)
時,即
時,
在區(qū)間
上的最大值為
。
(Ⅲ)假設(shè)曲線
上存在兩點P、Q滿足題設(shè)要求,則點P、Q只能在
軸兩側(cè)。
不妨設(shè)
,則
,顯然![]()
∵
是以O(shè)為直角頂點的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在滿足題設(shè)要求的兩點P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設(shè)要求的兩點P、Q.
若
,則
代入(*)式得:![]()
即
,而此方程無解,因此
。此時
,
代入(*)式得:
即
(**)
令
,則![]()
∴
在
上單調(diào)遞增, ∵
∴
,∴
的取值范圍是
。
∴對于
,方程(**)總有解,即方程(*)總有解。
因此,對任意給定的正實數(shù)
,曲線
上存在兩點P、Q,使得
是以O(shè)為直角頂點的直角三角形,且此三角形斜邊中點在
軸上
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