设函数在处取得极值确定a的值并求此时曲线 极值点在点的切线方程若减函数

已知函数f(x)=ax-2lnx,a∈R.(Ⅰ)当a=3时,求函数f(x)在(1,f(1))的切线方程.(Ⅱ)求函数f(x)的极值.(Ⅲ)对于曲线上的不同两点P1(x_答案网
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&已知函数f(x)=ax-2lnx,a∈R.(Ⅰ)当a=3时,求函数f(x)在(1,f(1))的切线方程.(Ⅱ)求函数f(x)的极值.(Ⅲ)对于曲线上的不同两点P1(x时间:&&分类:&&&【来自ip:&11.182.14.195&的&热心网友&咨询】
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已知函数f(x)=ax-2lnx,a∈R.(Ⅰ)当a=3时,求函数f(x)在(1,f(1))的切线方程.(Ⅱ)求函数f(x)的极值.(Ⅲ)对于曲线上的不同两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),如果存在曲线上的点Q(x0,y0),且x1<x0<x2,使得曲线在点Q处的切线l∥P1P2,则称l为弦P1P2的伴随切线.当a=2时,已知两点A(1,f(1)),B(e,f(e)),试求弦AB的伴随切线l的方程.
&(此问题共154人浏览过)我要回答:
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&网友答案:
解:(I)当a=3时,f(x)=3x-2lnx,则f(1)=3,∴f'(1)=1∴切线方程为y-3=x-1即x-y+2=0…(4分)(Ⅱ).当a≤0时,f'(x)<0,函数f(x)在(0,+∞)内是减函数,∴函数f(x)没有极值.????????…(6分)当a>0时,令f'(x)=0,得.当x变化时,f'(x)与f(x)变化情况如下表:?xf'(x)-0+f(x)单调递减极小值单调递增∴当时,f(x)取得极小值.综上,当a≤0时,f(x)没有极值;当a>0时,f(x)的极小值为,没有极小值.…(9分)(Ⅲ)当a=2时,设切点Q(x0,y0),则切线l的斜率为.弦AB的斜率为.?…(10分)由已知得,l∥AB,则=,解得x0=e-1,…(12分)所以,弦AB的伴随切线l的方程为:.…(14分)解析分析:(I)欲求出切线方程,只须求出其斜率即可,故先利用导数求出在x=1处的导函数值,再结合导数的几何意义即可求出切线的斜率.从而问题解决.(II)首先对函数求导,使得导函数等于0,解出x的值,分两种情况讨论:当a≤0时,当a>0时,列表做出函数的极值点,求出极值.(III)设出切点坐标,根据坐标表示出切线的斜率,然后把切点的横坐标代入到曲线的导函数中得到切线的斜率,根据伴随切线的含义写出弦AB的伴随切线l的方程即可;点评:本题考查利用导数研究曲线上某点切线方程、函数极值的求法,本题解题的关键是对函数求导,求出导函数等于0时对应的变量的取值,再进行讨论,本题是一个中档题目,这个知识点一般出现在综合题目中.
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>>>已知函数f(x)=a+lnxx(a∈R).(Ⅰ)若a=4,求曲线f(x)在点(e,f(e))处..
已知函数f(x)=a+lnxx(a∈R).(Ⅰ)若a=4,求曲线f(x)在点(e,f(e))处的切线方程;(Ⅱ)求f(x)的极值;(Ⅲ)若函数f(x)的图象与函数g(x)=1的图象在区间(0,e2]上有公共点,求实数a的取值范围.
题型:解答题难度:中档来源:不详
(Ⅰ)∵a=4,∴f(x)=lnx+4x且f(e)=5e.(1分)又∵f′(x)=(lnx+4)′x-(lnx+4)x′x2=-3-lnxx2,∴f′(e)=-3-lnee2=-4e2.(3分)∴f(x)在点(e,f(e))处的切线方程为:y-5e=-4e2(x-e),即4x+e2y-9e=0.(4分)(Ⅱ)f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=1-(lnx+a)x2,(5分)令f'(x)=0得x=e1-a.当x∈(0,e1-a)时,f'(x)>0,f(x)是增函数;当x∈(e1-a,+∞)时,f'(x)<0,f(x)是减函数;(7分)∴f(x)在x=e1-a处取得极大值,即f(x)极大值=f(e1-a)=ea-1.(8分)(Ⅲ)(i)当e1-a<e2,即a>-1时,由(Ⅱ)知f(x)在(0,e1-a)上是增函数,在(e1-a,e2]上是减函数,∴当x=e1-a时,f(x)取得最大值,即f(x)max=ea-1.又当x=e-a时,f(x)=0,当x∈(0,e-a]时,f(x)<0,当x∈(e-a,e2]时,f(x)∈(0,ea-1],所以,f(x)的图象与g(x)=1的图象在(0,e2]上有公共点,等价于ea-1≥1,解得a≥1,又因为a>-1,所以a≥1.(11分)(ii)当e1-a≥e2,即a≤-1时,f(x)在(0,e2]上是增函数,∴f(x)在(0,e2]上的最大值为f(e2)=2+ae2,∴原问题等价于2+ae2≥1,解得a≥e2-2,又∵a≤-1∴无解综上,a的取值范围是a≥1.(14分)
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据魔方格专家权威分析,试题“已知函数f(x)=a+lnxx(a∈R).(Ⅰ)若a=4,求曲线f(x)在点(e,f(e))处..”主要考查你对&&函数的极值与导数的关系,函数的最值与导数的关系&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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因为篇幅有限,只列出部分考点,详细请访问。
函数的极值与导数的关系函数的最值与导数的关系
极值的定义:
(1)极大值: 一般地,设函数f(x)在点x0附近有定义,如果对x0附近的所有的点,都有f(x)<f(x0),就说f(x0)是函数f(x)的一个极大值,记作y极大值=f(x0),x0是极大值点; (2)极小值:一般地,设函数f(x)在x0附近有定义,如果对x0附近的所有的点,都有f(x)>f(x0),就说f(x0)是函数f(x)的一个极小值,记作y极小值=f(x0),x0是极小值点。
极值的性质:
(1)极值是一个局部概念,由定义知道,极值只是某个点的函数值与它附近点的函数值比较是最大或最小,并不意味着它在函数的整个的定义域内最大或最小; (2)函数的极值不是唯一的,即一个函数在某区间上或定义域内极大值或极小值可以不止一个; (3)极大值与极小值之间无确定的大小关系,即一个函数的极大值未必大于极小值; (4)函数的极值点一定出现在区间的内部,区间的端点不能成为极值点,而使函数取得最大值、最小值的点可能在区间的内部,也可能在区间的端点。 判别f(x0)是极大、极小值的方法:
若x0满足,且在x0的两侧f(x)的导数异号,则x0是f(x)的极值点, 是极值,并且如果在x0两侧满足“左正右负”,则x0是f(x)的极大值点,f(x0)是极大值;如果在x0两侧满足“左负右正”,则x0是f(x)的极小值点,f(x0)是极小值。
求函数f(x)的极值的步骤:
(1)确定函数的定义区间,求导数f′(x); (2)求方程f′(x)=0的根; (3)用函数的导数为0的点,顺次将函数的定义区间分成若干小开区间,并列成表格,检查f′(x)在方程根左右的值的符号,如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么f(x)在这个根处取得极小值;如果左右不改变符号即都为正或都为负,则f(x)在这个根处无极值。
对函数极值概念的理解:
极值是一个新的概念,它是研究函数在某一很小区域时给出的一个概念,在理解极值概念时要注意以下几点:①按定义,极值点x0是区间[a,b]内部的点,不会是端点a,b(因为在端点不可导).如图②极值是一个局部性概念,只要在一个小领域内成立即可.要注意极值必须在区间内的连续点取得.一个函数在定义域内可以有许多个极小值和极大值,在某一点的极小值也可能大于另一个点的极大值,也就是说极大值与极小值没有必然的大小关系,即极大值不一定比极小值大,极小值不一定比极大值小,如图.&&③若fx)在(a,b)内有极值,那么f(x)在(a,b)内绝不是单调函数,即在区间上单调的函数没有极值.④若函数f(x)在[a,b]上有极值且连续,则它的极值点的分布是有规律的,相邻两个极大值点之间必有一个极小值点,同样相邻两个极小值点之间必有一个极大值点,一般地,当函数f(x)在[a,b]上连续且有有限个极值点时,函数f(x)在[a,b]内的极大值点、极小值点是交替出现的,⑤可导函数的极值点必须是导数为0的点,但导数为0的点不一定是极值点,不可导的点也可能是极值点,也可能不是极值点,&&&函数的最大值和最小值:
在闭区间[a,b]上连续的函数f(x)在[a,b]上必有最大值与最小值,分别对应该区间上的函数值的最大值和最小值。
&利用导数求函数的最值步骤:
(1)求f(x)在(a,b)内的极值; (2)将f(x)的各极值与f(a)、f(b)比较得出函数f(x)在[a,b]上的最值。
&用导数的方法求最值特别提醒:
①求函数的最大值和最小值需先确定函数的极大值和极小值,因此,函数极大值和极小值的判别是关键,极值与最值的关系:极大(小)值不一定是最大(小)值,最大(小)值也不一定是极大(小)值;②如果仅仅是求最值,还可将上面的办法化简,因为函数fx在[a,b]内的全部极值,只能在f(x)的导数为零的点或导数不存在的点取得(下称这两种点为可疑点),所以只需要将这些可疑点求出来,然后算出f(x)在可疑点处的函数值,与区间端点处的函数值进行比较,就能求得最大值和最小值;③当f(x)为连续函数且在[a,b]上单调时,其最大值、最小值在端点处取得。&生活中的优化问题:
生活中经常遇到求利润最大、用料最省、效率最高等问题,这些问题通常称为优化问题,解决优化问题的方法很多,如:判别式法,均值不等式法,线性规划及利用二次函数的性质等,不少优化问题可以化为求函数最值问题.导数方法是解这类问题的有效工具.
用导数解决生活中的优化问题应当注意的问题:
(1)在求实际问题的最大(小)值时,一定要考虑实际问题的意义,不符合实际意义的值应舍去;(2)在实际问题中,有时会遇到函数在区间内只有一个点使f'(x)=0的情形.如果函数在这点有极大(小)值,那么不与端点比较,也可以知道这就是最大(小)值;(3)在解决实际优化问题时,不仅要注意将问题中涉及的变量关系用函数关系表示,还应确定出函数关系式中自变量的定义区间.
利用导数解决生活中的优化问题:
&(1)运用导数解决实际问题,关键是要建立恰当的数学模型(函数关系、方程或不等式),运用导数的知识与方法去解决,主要是转化为求最值问题,最后反馈到实际问题之中.&(2)利用导数求f(x)在闭区间[a,b]上的最大值和最小值的步骤,&&①求函数y =f(x)在(a,b)上的极值;& ②将函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值f(a)、f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.&&(3)定义在开区间(a,b)上的可导函数,如果只有一个极值点,该极值点必为最值点.
发现相似题
与“已知函数f(x)=a+lnxx(a∈R).(Ⅰ)若a=4,求曲线f(x)在点(e,f(e))处..”考查相似的试题有:
263954305110413869406401620792567977已知函数f(x)=
-ax.(1)若f(x)在x=0处取得极值,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;(2)若关于x的不等式f(x)≥
+ax+1在x≥
时恒成立,试求实数a的取值范围.
的取值范围是
试题分析:(Ⅰ)由题可知,函数的导函数在
处函数值为零,故可求得
的值,故而得到函数的解析式,然后利用导数求出(1,f(1))的斜率,利用点斜式写出切线方程;(II)由(Ⅰ)已知了函数解析式,将给出的不等式分离参数,构造函数求出参数的范围.试题解析:(Ⅰ)
处取得极值,
,&&&&&&&2分则
处的切线方程为:
.&&&&&&&5分(II)由
,&&&&&&7分令
.&&&&&8分令
上单调递增,&&&&&&10分∴
上单调递增,则
的取值范围是
. &&&&12分
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3秒自动关闭窗口(2014o武昌区模拟)已知函数f(x)=x2-(a2-a)lnx-x(a≤).(1)若函数f(x)在2处取得极值,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;(2)讨论函数f(x)的单调性;(3)设g(x)=a2lnx2-x,若f(x)>g(x)对?x>1恒成立,求a的取值范围.
(1)由f′(x)=x--1,f′(2)=0,得a=-1或a=2(舍去).经检验当a=-1时,函数f(x)在2处取得极值.a=-1时,f(x)=2-2lnx-x,f′(x)=x--1,f(1)=,f′(1)=-2,∴所求的切线方程为y+=-2(x-1),整理得4x+2y-3=0.(2)f′(x)=x-2-ax-1=2-x-(a2-a)x=(x-a)(x+a-1)x,令f′(x)=0,得x=a,或x=1-a.a≤时,a≤1-a,且1-a>0.①当a=时,a=1-a=>0,f′(x)>0.∴f(x)在(0,+∞)上递增;②当a≤0时,f(x)在(0,1-a)是单调递减;在(1-a,+∞)上单调递增;③当0<a<时,f(x)在(0,a)(1-a,+∞)上单调递增,在(a,1-a)上单调递减.(3)由题意,2-(a2-a)lnx-x>a2lnx2-x,即2-(a2-a)lnx>2a2olnx,即2-a<x22lnx对任意?x>1恒成立,令h(x)=22lnx,则h′(x)=2x.令h′(x)=0,得x=,当x∈(1,
为您推荐:
(1)首先通过f(x)在2处取得极值求出a,然后对f(x)求导,得到x=1处的导数,从而得到切线斜率;(2)令f′(x)=0,讨论a的范围;(3)整理f(x)>g(x),分离a与x,构造h(x)=22lnx,通过求导求h(x)的最小值,只要3a2-a<h(x)min即可.
本题考点:
利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值;利用导数研究曲线上某点切线方程.
考点点评:
本题考查了导数的运用,利用导数求切线方程,求函数的单调区间以及恒成立问题.
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