1、解答题:函数与导数1.已知函数.(1)当时,求函数的单调区间.(2)是否存在实数,使得函数在上单调递增?若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由.2.函数.(1)当时,求的图象在处的切线方程(为自然对数的底数);(2)当时,直线是图象的一条切线,求的值.3.已知函数,其中.(1)当时,求曲线在点处的切线方程;(2)若函数有唯一零点,求的值.4.已知函数.(1)求函数的极值点;(2)当时,函数恰有三个不同的零点,求实数的取值范围.5.设函数.(1)求的单调区间;(2)当时,不等式恒成立(其中为的导函数),求整数的最大值.6.已知函数,曲线在点处的切线方程为.(1)求的值;(2)证明函数存在唯
2、一的极大值点,且.7.已知函数.(1)若,求函数的最大值;(2)设,若对任意,不等式恒成立,求实数的取值范围.8.已知函数.(1)讨论的单调性;(2)是否存在,使得在区间的最小值为且最大值为1?若存在,求出的所有值;若不存在,说明理由.答案以及解析1.答案:(1)当时,所以.令,得或,令,得,所以的单调递增区间为和,单调递减区间为.(2)因为函数,所以.要使函数在上单调递增,则时,即,即.令,则,所以当时,在上单调递减,当时,在上单调递增,所以是的极小值点,也是最小值点.又,所以在上的最大值为.所以的取值范围为.2.答案:(1)当时,所以,且,则.所以的图象在处的切线方程为,即.(2)设切点为
3、,则,因为,所以,令,则或,解得或.若,则,解得,满足.若,由可得,令,则,所以函数在上单调递增.又,所以为方程在上的唯一解,故,解得.综上可知,.3.答案:(1)当时,.又,曲线在点处的切线方程为,即.(2)原问题等价于关于的方程有唯一的解时,求的值.令,则.令,则在上单调递减.又当时,即在上单调递增;当时, 即在上单调递减.的极大值为.当时,;当时,.又当关于的方程有唯一的解时,即当函数有唯一零点时,的值为1.4.答案:(1)因为,所以,所以,当时,所以函数无极值点.当时,令,解得.由解得;由解得.故函数有极大值点,无极小值点.综上,当时,函数无极值点;当时,函数有极大值点,无极小值点.(
4、2)当时,所以.设,则,当即时,所以在上单调递减,所以不可能有三个不同的零点.当即时,有两个零点,为,所以.又的图象开口向下,所以当时,所以,所以在上单调递减;当时,所以,所以在上单调递增;当时,所以,所以在上单调递减.因为,所以,所以.,令,则当时,.所以在上单调递增,所以当时,即.由零点存在性定理知,在区间上有唯一的零点.因为,所以,所以,所以在区间上有唯一的零点.故当时,存在三个不同的零点.故实数的取值范围是.5.答案:(1)函数的定义域是,当时,;当时,.函数的单调递减区间为,无单调递增区间.(2).令,则,所以.令,则当时,在上单调递增,且,故在上存在唯一零点,设此零点为,则,即.当
5、时,当时,于是,又为整数,的最大值为2.6.答案:(1)函数的定义域为,.故曲线在点处的切线方程为,即.因为曲线在点处的切线方程为,所以.(2)解法一 由(1)知,.令,则,易知在上单调递减.由于,则存在,使得.当时,;当时,.故在上单调递增,在上单调递减.由于,故存在,使得,当时,则;当时,则.故函数在上单调递增,在上单调递减.故函数存在唯一的极大值点.由于,即,所以,则.令,则.故函数在上单调递增.由于,则.即.解法二 由(1)知,.当时,.当时,令,则,则在上单调递减.又.故存在,使得,当时,则;当时,则.故函数在上单调递增,在上单调递减.故函数存在唯一的极大值点.由于,即,所以,则.令
6、,则.故函数在上单调递增.由于,则.即.7.答案:(1)由题意得,令,得.因为,所以在上,单调递增;在上,单调递减.所以函数有最大值,最大值为.(2)因为,所以,即.由于时,函数为减函数,所以对任意,不等式恒成立,即,即对任意恒成立.解法一 令,则.因为,所以,且.当时,所以,即时,单调递减.所以要使,只需,解得,所以.当时,令,得或(舍去).当时,当时,单调递减;当时,单调递增.所以当时,解得,所以.当时,所以在上,则在上单调递增,所以在上,.综上,的取值范围是.解法二 当时,显然.当时,等价于,令,则.当时,所以在上单调递增,所以,所以.综上,的取值范围是.8.答案:(1).令,得或.若,则当时,;当时,.故在单调递增,在单调递减;若在单调递增;若,则当时,;当时,.故在单调递增,在单调递减.(2)满足题设条件的存在.当时,由(1)知,在单调递增,所以在区间的最小值为,最大值为.此时满足题设条件当且仅当,即.当时,由(1)知,在单调递减,所以在区间的最大值为,最小值为.此时满足题设条件当且仅当,即.当时,由(1)知,在的最小值为,最大值为或.若,则,与矛盾.若,则或或,与矛盾.综上,当且仅当或时,在的最小值为,最大值为1.