1、第十九章导数及其应用19.1函数的极限基础练习1判断下列函数的极限是否存在,并说明理由:(1)(2)(3)解:(1)(3)(理由说明略)2根据函数极限的定义,求下列函数的极限:(1)(2)解:(1)(2)3求下列函数的极限:(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)解:(2)不存在(3)(4)(5)(6)(7)(8)能力提高4设正数满足,求解:5把展开成关于的多项式,其各项系数和为,求解:令,得到各项系数和:则6若,求的值解:,则,得出,7设为多项式,且,求的表达式解:,则的表达式为8已知函数,试确定常数,使存在解:,则9设函数,当取什么值时,存在?解:,当时,存在19.2 两个重要极限
2、1求下列函数的极限:(1)(2)(3)(4)解:(1)(2)(3)(4)2证明证明:,3证明证明:令,则,当时,19.3 函数的连续性1试判断下列函数在给定点处是连续?并说明理由(1),在处(2),在处;(3),点解:(1)左、右极限都存在,但不相等,在处不连续(2)左极限都存在,右极限不存在,在处不连续(3),所以函数在处不连续2求下列函数的极限:(1)(2)(3)(4)解:(1)(2)(3),则(4),则3求函数在处的极限:(1)(2)(3),(4)(5)(6)解:(1),则极限为(2)极限为(3)极限为(4)极限为(5)极限为(6)不存在,则极限不存在4求下列函数的极限:(1)(2)(3
3、)(4)(5)(6)解:(1)(2)(3)(4)(5),则(6)能力提高5求的值解:,6研究函数的连续性解:当时,;当时,;当时,则,由于,则不存在;又,则不存在则在处不连续,在定义域内的其余点都连续,即在区间、(-1,1)和(1,)上分别连续7讨论上黎曼函数的连续性证明:设为无理数,任给(不妨设),满足正数显然只有有限个(但至少有一个,如),从而使的有理数只有有限个(至少有一个,如),设为,取,(显然)则对任何,当为有理数时有,当为无理数时于是,对任何,总有,这就证明了在无理点处连续现设为(0,1)内任一有理数,取,对任何正数(无论多少小),在内总可取无理数,使得,所以在任何有理点处都不连续
4、19.4 导数的概念与运算1求下列函数的导数:(1)(2)(3)(4)解:(1)(2)(3)(4)2求下列函数的导数:(1)(2)(3)(4)解:(1),(2)(3),(4)3求下列函数的导数:(1)(2)(3)(4)解:(1)(2)(3)(4)能力提高4如图19-5,函数的图像是折线段,其中的坐标分别为(0,4),(2,0),(6,4),则_;函数在处的导数_解:,5若,求解:6求下列函数的导数:(1)(2)(3)(4)(5)(6)解:(1)(2)(3)(4)(5)(6)7已知函数是可导的周期函数,试救证其导函数也为周期函数证明:8若可导函数是奇函数,求证:其导函数是偶函数证明:函数是奇函数
5、,所以,所以导函数是偶函数,显然得证19.5 导数的应用基础练习1(1)曲线在点(1,-1)处的切线方程为_(2)过曲线上点且与过点的切线夹角最大的直线的方程为_(3)曲线在点处切线的斜率为_(4)函数的曲线上点处的切线与直线的夹角为,则点的坐标为_(5)曲线与在交点处的切线夹角是_解:(1),则切线方程为(2),则夹角最大为,所以过曲线上点且与过点的切线夹角最大的直线的斜率为,则直线方程为:(3)(4)设切线的斜率为,因为,所以点的坐标为或(5),则夹角是2(1)设函数的图像与轴交点为点,且曲线在点处的切线方程为若函数在处取得极值0,试确定函数的解析式(2)若函数在区间内恒有,则求函数的上的
6、最小值(3)求曲线的极值点解:(1)令,则,则,解得:,则函数的解析式为(2)函数在区间内恒有,所以在区间单调递减,因此函数在上的最小值为(3),因此在时有极小值3求下列函数的单调区间:(1)(2)(3)(4)解:(1),单调递增区间为和,单调递减区间为(2),单调递增区间为(-1,1),单调递减区间为(3),单调递增区间为,单调递减区间为(4),单调递增区间为,单调递减区间为4求下列函数的极值或最值:(1)(2),(3)(4)解:(1),单调递增区间为和,单调递减区间为(-1,3),当时取到极大值,当时取到极小值(2),单调递增区间为和,单调递减区间为,当时取到极大值,当时取到极小值当时取到
7、最小值,当时取到最大值;(3),单调递增区间为,单调递减区间为,当时取到极小值(4),单调递增区间为,单调递减区间为,当时取到极小值5当时,证明下列不等式成立:(1)(2)证明:(1)令,所以在区间上单调递增,则,则,显然得证(2)令,,,则在区间上单调递减,所以,则在区间上单调递增,所以,则在区间上单调递增,所以,则在区间上单调递增,所以,即得证6设(为自然对数的底,为常数且,),则何时取得极小值?解:,当时,时,取得极小值;当时,时,取得极小值7求抛物线上与点距离最近的点解:任取抛物线上一点,则,则在单调递减,单调递增,则抛物线上与点距离最近的点是(2,2)能力提高8已知函数在处取得极值(
8、1)讨论和是函数的极大值还是极小值(2)过点作曲线的切线,求此切线方程解:(1)函数在处取得极值的解为,则,则是极大值,是极小值(2)设切点为,则切线方程为过点,则,则切点为,则切线方程为9设函数在处取得极值,且曲线在点处的切线垂直于直线(1)求的值(2)若函数,讨论的单调性解:(1)因,故;又在处取得极限值,故,从而由曲线在处的切线与直线相互垂直可知:该切线斜率为2,即,有,从而(2)由(1)知,令,有当,即当时,在上恒成立,故函数在上为增函数当,即当时,时,在上为增函数,即当时,方程有两个不相等实根,当是,故在上为增函数,当时,故在上为减函数,10已知函数,且(1)试用含的代数式表示(2)
9、求的单调区间(3)令,设函数在处取得极值,记点,证明:线段与曲线存在异于的公共点解:(1)依题意,得,由得(2)由(1)得,故,令,则或当时,当变化时,与的变化情况如下表:+-+单调递增单调递减单调递增由此得,函数的单调增区间为和,单调减区间为由时,此时,恒成立,且仅在处,故函数的单调区间为当时,同理可得函数的单调增区间为和,单调减区间为综上:当时,函数的单调增区间为和,单调减区间为;当时,函数的单调增区间为;当时,函数的单调增区间为和,单调减区间为(3)当时,得,由,得,由(2)得的单调增区间为和,单调减区间为(-1,3),所以函数在,处取得极值故,所以直线的方程为由,得令,易得,而的图像在
10、(0,2)内是一条连续不断的曲线,故在(0,2)内存在零点,这表明线段与曲线有异于,的公共点11设定义在上的函数,当时,取得极大值,并且函数的图像关于轴对称(1)求的表达式(2)试在函数的图像上求两点,使以这两点为切点的切线互相垂直,且切点的横坐标都在区间-1,1上(3)求证:解:(1)由于为偶函数,则,则,则对一切恒成立,则,则,又当时,取得极大值,则,解得,则,(2)设所求两点的横坐标为,则,又由于,则,则,中有一个为,一个为-1,则或,则所求的两点为(0,0)与或(0,0)与(3)证明:易知,当时,;当时,则在为减函数,在上为增函数,又,而在上为奇函数,则在上最大值为,最小值为,即,则,则12已知函数,(1)若,试求函数的值域(2)若,求证:(3)若,猜想与的大小关系(不必写出比较过程)解:(1)当时,则为增函数又在区间上连续,所以,求得,即的值域为(2)设即,由于,则,由,得,则当时,为减函数,当时,为增函数由于在区间上连续,则为的最小值对有,因而(3)在题设条件下,当为偶数时,当为奇数时,