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1、第5講 導數(shù)及其應用
(推薦時間:60分鐘)
一、填空題
1.如果曲線y=x4-x在點P處的切線垂直于直線y=-x,那么點P的坐標為____________.
2.(原創(chuàng)題)已知全集I=R,若函數(shù)f(x)=x2-3x+2,集合M={x|f(x)≤0},N={x|f′(x)<0},則M∩(?IN)=__________.
3.(2020·遼寧改編)函數(shù)f(x)的定義域為R,f(-1)=2,對任意x∈R,f′(x)>2,則f(x)>2x+4的解集為________.
4.已知曲線C:y=2x2,點A(0,-2)及點B(3,a),從點A觀察點B,要實現(xiàn)不被曲線C擋住,則實數(shù)a的取值范圍是
2、____________.
5.設P為曲線C:y=x2-x+1上一點,曲線C在點P處的切線的斜率的范圍是[-1,3],則點P縱坐標的取值范圍是__________.
6.已知函數(shù)f(x)=mx2+ln x-2x在定義域內(nèi)是增函數(shù),則實數(shù)m的取值范圍為________.
7.已知f(x),g(x)都是定義在R上的函數(shù),g(x)≠0,f′(x)·g(x)0,且a≠1),+=,在有窮數(shù)列(n=1,2,…10)中,任意取正整數(shù)k(1≤k≤10),則前k項和大于的概率是______.
8.已知函數(shù)f(x)=-x2+4x-3ln x在[t,t+
3、1]上不單調(diào),則t的取值范圍是____________.
9.已知函數(shù)f(x)=+ln x,若函數(shù)f(x)在[1,+∞)上為增函數(shù),則正實數(shù)a的取值范圍為________.
10.已知函數(shù)f(x)=mx3+nx2的圖象在點(-1,2)處的切線恰好與直線3x+y=0平行,若f(x)在區(qū)間[t,t+1]上單調(diào)遞減,則實數(shù)t的取值范圍是__________.
11.函數(shù)f(x)=2mcos2+1的導函數(shù)的最大值等于1,則實數(shù)m的值為________.
12.(2020·江蘇)在平面直角坐標系xOy中,已知P是函數(shù)f(x)=ex (x>0)的圖象上的動點,該圖象在點P處的切線l交y軸于點M,過
4、點P作l的垂線交y軸于點N,設線段MN的中點的縱坐標為t,則t的最大值是______.
二、解答題
13.已知一家公司生產(chǎn)某種品牌服裝的年固定成本為10萬元,每生產(chǎn)1千件需另投入2.7萬元.設該公司一年內(nèi)共生產(chǎn)該品牌服裝x千件并全部銷售完,每千件的銷售收入為R(x)萬元,且R(x)=
(1)寫出年利潤W(萬元)關(guān)于年產(chǎn)量x(千件)的函數(shù)解析式;
(2)年產(chǎn)量為多少千件時,該公司在這一品牌服裝的生產(chǎn)中所獲得利潤最大?(注:年利潤=年銷售收入-年總成本)
14.若f(x)=ax4+bx2+c得圖象過點P(0,1),且在x=1處的切線方程為x-y-2=0,求函數(shù)y=f(x)的解析式.
1
5、5.函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx+c,過曲線y=f(x)上的點P(1,f(1))的切線方程為y=3x+1.
(1)若y=f(x)在x=-2時有極值,求f(x)的表達式;
(2)在(1)的條件下,求y=f(x)在[-3,1]上的最大值;
(3)若函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[-2,1]上單調(diào)遞增,求實數(shù)b的取值范圍.
答 案
1.(1,0) 2.[,2] 3.(-1,+∞)
4.(-∞,10) 5.
6.[1,+∞) 7.
8.0
6、(10+2.7x)=8.1x--10;
當x>10時,W=xR(x)-(10+2.7x)=98--2.7x.
∴W=
(2)①當00;
當x∈(9,10)時,W′<0,
∴當x=9時,W取最大值,且Wmax=8.1×9-·93-10=38.6.
②當x>10時,W=98-≤98-2=38,
當且僅當=2.7x,即x=時,W=38,故當x=時,W取最大值38.
綜合①②知當x=9時,W取最大值38.6萬元,故當年產(chǎn)量為9千件時,該公司在這一品牌服裝的生產(chǎn)中所獲年利潤最大.
14.解 因為f(x)圖
7、象過點P(0,1),
所以c=1,即f(x)=ax4+bx2+1,
則f′(x)=4ax3+2bx,
所以k=f′(1)=4a+2b=1. ①
由f(x)在x=1的切線方程為x-y-2=0得切點為M(1,-1),將M(1,-1)代入f(x)=ax4+bx2+1,
得a+b+1=-1. ②
由①②解得a=,b=-,所以f(x)=x4-x2+1.
15.解 (1)由f(x)=x3+ax2+bx+c求導數(shù)得f′(x)=3x2+2ax+b.
過y=f(x
8、)上點P(1,f(1))的切線方程為y-f(1)=f′(1)(x-1),
即y-(a+b+c+1)=(3+2a+b)(x-1).
而過y=f(x)上點P(1,f(1))的切線方程為y=3x+1.
故
即
∵y=f(x)在x=-2時有極值,
故f′(-2)=0.
∴-4a+b=-12. ③
由①②③聯(lián)立解得a=2,b=-4,c=5,
∴f(x)=x3+2x2-4x+5.
(2)f′(x)=3x2+4x-4=(3x-2)(x+2),
令f′(x)=0,解得x=或x=-2.
列下表:
x
-3
(-3,-2)
-2
(-2,)
(,1)
1
f′(x)
9、
+,
0
-
0
+
f(x)
8
極大值
極小值
4
∴f(x)的極大值為f(-2)=13,極小值為f()=.
又∵f(-3)=8,f(1)=4,
∴f(x)在[-3,1]上的最大值為13.
(3)y=f(x)在[-2,1]上單調(diào)遞增.
又f′(x)=3x2+2ax+b.由(1)知2a+b=0.
∴f′(x)=3x2-bx+b.
依題意在[-2,1]上恒有f′(x)≥0,
即3x2-bx+b≥0在[-2,1]上恒成立,
當x=≥1時,即b≥6時,[f′(x)]min=f′(1)=3-b+b>0,∴b≥6時符合要求.
當x=≤-2時,即b≤-12時,
[f′(x)]min=f′(-2)=12+2b+b≥0,∴b不存在.
當-2<<1即-12