2.已知函數(shù)f(x)=x4-4x3+10x2,則方程f(x)=0在區(qū)間[1,2]上的根有
A.3個(gè) B.2個(gè) C.1個(gè) D.0個(gè)
3.導(dǎo)數(shù)是研究函數(shù)問題的工具,注意它在其它數(shù)學(xué)問題中的綜合與應(yīng)用。
同步練習(xí) 11.5 導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用
[選擇題]
1某物體作s=2(1-t)2的直線運(yùn)動(dòng),則t=0.8 s時(shí)的瞬時(shí)速度為 ( )
A.4 B.-4 C-4.8 D-0.8
2.利用導(dǎo)數(shù)證明不等式有兩種方法:
1.利用導(dǎo)數(shù)求解不等式問題的核心是利用導(dǎo)數(shù)判定函數(shù)的單調(diào)性,這就轉(zhuǎn)化為一般的函數(shù)問題;
由= +得M的坐標(biāo)為(x,y), 由x0,y0滿足C的方程,得點(diǎn)M的軌跡方程為:
+ =1 (x>1,y>2)
(Ⅱ)| |2= x2+y2, y2= =4+ ,
∴|
|2= x2-1++5≥4+5=9
且當(dāng)x2-1= ,即x=>1時(shí),上式取等號(hào)
故||的最小值為3
[研討欣賞](2006湖北) 設(shè)x=3是函數(shù)f(x)=(x2+ax+b)e3-x(x∈R)的一個(gè)極值點(diǎn).
(1)求a與b的關(guān)系式(用a表示b),并求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)設(shè)
>0,
=(
)
.若存在
使得|
|<1成立,求
的取值范圍.
解:(1)
由f′(3)=0得![]()
所以![]()
![]()
令f′(x)=0得![]()
由于x=3是f(x)的極值點(diǎn),故x1≠x2,即a≠-4
當(dāng)
時(shí),
,故f(x)在
上為減函數(shù),在
上為減函數(shù),在
上為增函數(shù)
當(dāng)a>4時(shí),x1>x2,故f (x)在(-∞,-a-1]上為減函數(shù),在[-a-1,3]上為增函數(shù),在[3,+∞)上為減函數(shù).
(2)當(dāng)a>0時(shí),-a-1<0,故f(x)在[0,3]上為增函數(shù),在[3,4]上為減函數(shù),在[3,+∞)上為減函數(shù)
因此f(x)在[0,4]上的值域?yàn)?sub>![]()
而
在[0,4]上為增函數(shù),所以值域?yàn)?sub>![]()
注意到
,
故由假設(shè)知
解得![]()
故
的取值范圍是![]()
考查知識(shí):函數(shù)、不等式和導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用知識(shí),考查綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問題的能力.
[例1]證明:當(dāng)x>0時(shí),有![]()
證明:設(shè)f(x)=x-sinx,于是f(0)=0.
∵f/(x)=1-cosx(僅在x=2kπ(k∈Z)處f/(x)=0
∴當(dāng)x>0時(shí),f(x)單調(diào)遞增,從而有f(x)>f(0)
即x-sinx>0, x>sinx(x>0)
為證不等式
,設(shè)
g(x)=sinx-x+
,則g(0)=0,
![]()
![]()
![]()
于是g/(x)>0,∴g(x)在x>0時(shí)遞增,從而有g(shù)(x)>g(0)=0
即![]()
故當(dāng)x>0時(shí)有![]()
提煉方法:證不等式的依據(jù)I:
(1) 若函數(shù)f(x)在x>a可導(dǎo),且遞增,則f(x)>f(a);
(2) 若函數(shù)f(x)在x>a可導(dǎo),且遞減,則f(x)《f(a);
關(guān)鍵在于構(gòu)造恰當(dāng)?shù)暮瘮?shù),一般是左-右,右-左,左÷右等。
[例2]已知![]()
求證:函數(shù)f(x)圖像上的點(diǎn)不可能在函數(shù)g(x)圖像的上方。
證明:設(shè)F(x)=(2-x)ex-1,(x<2)
∵F/(x)=(1-x)ex-1,
當(dāng)x<1時(shí),F(xiàn)/(x)>0,當(dāng)1<x<2時(shí),F(xiàn)/(x)<0.
∴x=1時(shí),F(xiàn)(x)有極大值,也就是最大值。
∴F(x)≤F(1)=1,又x<2,
∴![]()
∴函數(shù)f(x)圖像上的點(diǎn)不可能在函數(shù)g(x)圖像的上方。
提煉方法:證不等式的依據(jù)II:
(1)若函數(shù)f(x)在某一范圍內(nèi)有最小值m,則f(x)≥m.
(2)若函數(shù)f(x)在某一范圍內(nèi)有最大值M,則f(x)≤m.
[例3](2006全國Ⅰ)已知函數(shù)
(Ⅰ)設(shè)a>0,討論y=f(x)的單調(diào)性;
(Ⅱ)若對(duì)任意x∈(0,1)恒有f(x)>1,求a的取值范圍
解(Ⅰ)f(x)的定義域?yàn)?-∞,1)∪(1,+∞)。 對(duì)f(x)求導(dǎo)數(shù)得 f '(x)= e-ax
(ⅰ)當(dāng)a=2時(shí), f '(x)= e-2x, f '(x)在(-∞,0), (0,1)和(1,+ ∞)均大于0, 所以f(x)在(-∞,1), (1,+∞) 為增函數(shù);
(ⅱ)當(dāng)0<a<2時(shí), f '(x)>0, f(x)在(-∞,1), (1,+∞)為增函數(shù);
(ⅲ)當(dāng)a>2時(shí),
0<<1, 令f '(x)=0 ,解得x1=
-
, x2=
當(dāng)x變化時(shí), f '(x)和f(x)的變化情況如下表:
|
x |
(-∞, - |
(- |
( |
(1,+∞) |
|
f '(x) |
+ |
- |
+ |
+ |
|
f(x) |
↗ |
↘ |
↗ |
↗ |
f(x)在(-∞, -
),
(
,1),
(1,+∞)為增函數(shù),
f(x)在(-
,
)為減函數(shù)。
(Ⅱ)(ⅰ)當(dāng)0<a≤2時(shí), 由(Ⅰ)知: 對(duì)任意x∈(0,1)恒有f(x)>f(0)=1
(ⅱ)當(dāng)a>2時(shí),
取x0=
∈(0,1),則由(Ⅰ)知 f(x0)<f(0)=1
(ⅲ)當(dāng)a≤0時(shí), 對(duì)任意x∈(0,1),恒有 >1且e-ax≥1,得
f(x)= e-ax≥ >1
綜上當(dāng)且僅當(dāng)a∈(-∞,2]時(shí),對(duì)任意x∈(0,1)恒有f(x)>1
。
特別提示:對(duì)于求單調(diào)區(qū)間、極值、最值問題,根據(jù)導(dǎo)數(shù)的零點(diǎn)把定義區(qū)間分開,列出表格,再分析各區(qū)間導(dǎo)數(shù)的符號(hào),進(jìn)而確定單調(diào)區(qū)間、極值最值,清楚直觀不易出錯(cuò)。
[例4] (2006全國Ⅰ) 在平面直角坐標(biāo)系
中,有一個(gè)以
和
為焦點(diǎn)、離心率為
的橢圓,設(shè)橢圓在第一象限的部分為曲線C,動(dòng)點(diǎn)P在C上,C在點(diǎn)P處的切線與
軸的交點(diǎn)分別為A、B,且向量![]()
求:
(Ⅰ)點(diǎn)M的軌跡方程;
(Ⅱ)
的最小值。
解:
橢圓方程可寫為: + =1 式中a>b>0
, 且 得a2=4,b2=1,所以曲線C的方程為: x2+ =1 (x>0,y>0)
y=2(0<x<1) y '=-
設(shè)P(x0,y0),因P在C上,有0<x0<1, y0=2, y '|x=x0= - ,得切線AB的方程為:
6.設(shè)f(x)=x3-3x+c,則
(x)=3x2-3=3(x2-1).
當(dāng)x∈(0,1)時(shí),
(x)<0恒成立.
∴f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減.
∴f(x)的圖象與x軸最多有一個(gè)交點(diǎn).
因此方程x3-3x+c=0在[0,1)上至多有一實(shí)根.
5. y′=-4x2+b,若y′值有正、有負(fù),則b>0.答案:b>0
6.方程x3-3x+c=0在[0,1]上至多有_______個(gè)實(shí)數(shù)根.
簡答:1-4.DBDC;
5.若函數(shù)y=-
x3+bx有三個(gè)單調(diào)區(qū)間,則b的取值范圍是________.
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