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已知函数
的图象过坐标原点O,且在点
处的切线的斜率是
.
(Ⅰ)求实数
的值;
(Ⅱ)求
在区间
上的最大值;
(Ⅲ)对任意给定的正实数
,曲线
上是否存在两点P、Q,使得
是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在
轴上?说明理由.
【解析】第一问当
时,
,则
。
依题意得:
,即
解得
第二问当
时,
,令
得
,结合导数和函数之间的关系得到单调性的判定,得到极值和最值
第三问假设曲线
上存在两点P、Q满足题设要求,则点P、Q只能在
轴两侧。
不妨设
,则
,显然![]()
∵
是以O为直角顶点的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在满足题设要求的两点P、Q;
若方程(*)无解,不存在满足题设要求的两点P、Q.
(Ⅰ)当
时,
,则
。
依题意得:
,即
解得![]()
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,![]()
①当
时,
,令
得![]()
当
变化时,
的变化情况如下表:
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
— |
0 |
+ |
0 |
— |
|
|
|
极小值 |
单调递增 |
极大值 |
|
又
,
,
。∴
在
上的最大值为2.
②当
时,
.当
时,
,
最大值为0;
当
时,
在
上单调递增。∴
在
最大值为
。
综上,当
时,即
时,
在区间
上的最大值为2;
当
时,即
时,
在区间
上的最大值为
。
(Ⅲ)假设曲线
上存在两点P、Q满足题设要求,则点P、Q只能在
轴两侧。
不妨设
,则
,显然![]()
∵
是以O为直角顶点的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在满足题设要求的两点P、Q;
若方程(*)无解,不存在满足题设要求的两点P、Q.
若
,则
代入(*)式得:![]()
即
,而此方程无解,因此
。此时
,
代入(*)式得:
即
(**)
令
,则![]()
∴
在
上单调递增, ∵
∴
,∴
的取值范围是
。
∴对于
,方程(**)总有解,即方程(*)总有解。
因此,对任意给定的正实数
,曲线
上存在两点P、Q,使得
是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在
轴上
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已知
.
(1)求
的单调区间;
(2)证明:当
时,
恒成立;
(3)任取两个不相等的正数
,且
,若存在
使
成立,证明:
.
【解析】(1)g(x)=lnx+
,
=![]()
(1’)
当k
0时,
>0,所以函数g(x)的增区间为(0,+
),无减区间;
当k>0时,
>0,得x>k;
<0,得0<x<k∴增区间(k,+
)减区间为(0,k)(3’)
(2)设h(x)=xlnx-2x+e(x
1)令
= lnx-1=0得x=e, 当x变化时,h(x),
的变化情况如表
|
x |
1 |
(1,e) |
e |
(e,+ |
|
|
|
- |
0 |
+ |
|
h(x) |
e-2 |
|
0 |
↗ |
所以h(x)
0, ∴f(x)
2x-e
(5’)
设G(x)=lnx-
(x
1)
=
=![]()
0,当且仅当x=1时,
=0所以G(x) 为减函数, 所以G(x)
G(1)=0, 所以lnx-![]()
0所以xlnx![]()
(x
1)成立,所以f(x) ![]()
,综上,当x
1时, 2x-e
f(x)![]()
恒成立.
(3) ∵
=lnx+1∴lnx0+1=
=
∴lnx0=
-1
∴lnx0 –lnx
=
-1–lnx
=
=
=
(10’) 设H(t)=lnt+1-t(0<t<1),
=
=
>0(0<t<1), 所以H(t) 在(0,1)上是增函数,并且H(t)在t=1处有意义, 所以H(t)
<H(1)=0∵
∴
=![]()
∴lnx0 –lnx
>0, ∴x0 >x![]()
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已知函数
的最小值为0,其中![]()
(Ⅰ)求
的值;
(Ⅱ)若对任意的
有
≤
成立,求实数
的最小值;
(Ⅲ)证明
(
).
【解析】(1)解:
的定义域为![]()
![]()
由
,得![]()
当x变化时,
,
的变化情况如下表:
|
x |
|
|
|
|
|
- |
0 |
+ |
|
|
|
极小值 |
|
因此,
在
处取得最小值,故由题意
,所以![]()
(2)解:当
时,取
,有
,故
时不合题意.当
时,令
,即![]()
![]()
令
,得![]()
①当
时,
,
在
上恒成立。因此
在
上单调递减.从而对于任意的
,总有
,即
在
上恒成立,故
符合题意.
②当
时,
,对于
,
,故
在
上单调递增.因此当取
时,
,即
不成立.
故
不合题意.
综上,k的最小值为
.
(3)证明:当n=1时,不等式左边=
=右边,所以不等式成立.
当
时,![]()
![]()
![]()
在(2)中取
,得
,
从而![]()
![]()
所以有![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
综上,
,![]()
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已知数列
的前
项和为
,且
(
N*),其中
.
(Ⅰ) 求
的通项公式;
(Ⅱ) 设
(
N*).
①证明:
;
② 求证:
.
【解析】本试题主要考查了数列的通项公式的求解和运用。运用
关系式,表示通项公式,然后得到第一问,第二问中利用放缩法得到
,②由于
,
所以
利用放缩法,从此得到结论。
解:(Ⅰ)当
时,由
得
. ……2分
若存在
由
得
,
从而有
,与
矛盾,所以
.
从而由
得
得
. ……6分
(Ⅱ)①证明:![]()
证法一:∵
∴![]()
∴
∴
.…………10分
证法二:
,下同证法一.
……10分
证法三:(利用对偶式)设
,
,
则
.又
,也即
,所以
,也即
,又因为
,所以
.即
………10分
证法四:(数学归纳法)①当
时,
,命题成立;
②假设
时,命题成立,即
,
则当
时,![]()
![]()
即![]()
即![]()
故当
时,命题成立.
综上可知,对一切非零自然数
,不等式②成立. ………………10分
②由于
,
所以
,
从而
.
也即![]()
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已知
,(其中
)
⑴求
及
;
⑵试比较
与
的大小,并说明理由.
【解析】第一问中取
,则
;
…………1分
对等式两边求导,得![]()
取
,则
得到结论
第二问中,要比较
与
的大小,即比较:
与
的大小,归纳猜想可得结论当
时,
;
当
时,
;
当
时,
;
猜想:当
时,
运用数学归纳法证明即可。
解:⑴取
,则
;
…………1分
对等式两边求导,得
,
取
,则
。 …………4分
⑵要比较
与
的大小,即比较:
与
的大小,
当
时,
;
当
时,
;
当
时,
;
…………6分
猜想:当
时,
,下面用数学归纳法证明:
由上述过程可知,
时结论成立,
假设当
时结论成立,即
,
当
时,![]()
而![]()
∴![]()
即
时结论也成立,
∴当
时,
成立。
…………11分
综上得,当
时,
;
当
时,
;
当
时,
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