求高考水平的导数难题,高考题全做遍了 20
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备战2010高考数学――压轴题跟踪演练系列二
1. (本小题满分12分)
已知常数a > 0, n为正整数,f n ( x ) = x n – ( x + a)n ( x > 0 )是关于x的函数.
(1) 判定函数f n ( x )的单调性,并证明你的结论.
(2) 对任意n ³ a , 证明f `n + 1 ( n + 1 ) < ( n + 1 )fn`(n)
解: (1) fn `( x ) = nx n – 1 – n ( x + a)n – 1 = n [x n – 1 – ( x + a)n – 1 ] ,
∵a > 0 , x > 0, ∴ fn `( x ) < 0 , ∴ f n ( x )在(0,+∞)单调递减. 4分
(2)由上知:当x > a>0时, fn ( x ) = xn – ( x + a)n是关于x的减函数,
∴ 当n ³ a时, 有:(n + 1 )n– ( n + 1 + a)n n n – ( n + a)n. 2分
又 ∴f `n + 1 (x ) = ( n + 1 ) [xn –( x+ a )n ] ,
∴f `n + 1 ( n + 1 ) = ( n + 1 ) [(n + 1 )n –( n + 1 + a )n ] < ( n + 1 )[ nn – ( n + a)n] = ( n + 1 )[ nn – ( n + a )( n + a)n – 1 ] 2分
( n + 1 )fn`(n) = ( n + 1 )n[n n – 1 – ( n + a)n – 1 ] = ( n + 1 )[n n – n( n + a)n – 1 ], 2分
∵( n + a ) > n ,
∴f `n + 1 ( n + 1 ) < ( n + 1 )fn`(n) . 2分
2. (本小题满分12分)
已知:y = f (x) 定义域为[–1,1],且满足:f (–1) = f (1) = 0 ,对任意u ,v[–1,1],都有|f (u) – f (v) | ≤ | u –v | .
(1) 判断函数p ( x ) = x2 – 1 是否满足题设条件?
(2) 判断函数g(x)= ,是否满足题设条件?
解: (1) 若u ,v [–1,1], |p(u) – p (v)| = | u2 – v2 |=| (u + v )(u – v) |,
取u = [–1,1],v = [–1,1],
则 |p (u) – p (v)| = | (u + v )(u – v) | = | u – v | > | u – v |,
所以p( x)不满足题设条件.
(2)分三种情况讨论:
10. 若u ,v [–1,0],则|g(u) – g (v)| = |(1+u) – (1 + v)|=|u – v |,满足题设条件;
20. 若u ,v [0,1], 则|g(u) – g(v)| = |(1 – u) – (1 – v)|= |v –u|,满足题设条件;
30. 若u[–1,0],v[0,1],则:
|g (u) –g(v)|=|(1 – u) – (1 + v)| = | –u – v| = |v + u | ≤| v – u| = | u –v|,满足题设条件;
40 若u[0,1],v[–1,0], 同理可证满足题设条件.
综合上述得g(x)满足条件.
3. (本小题满分14分)
已知点P ( t , y )在函数f ( x ) = (x –1)的图象上,且有t2 – c2at + 4c2 = 0 ( c 0 ).
(1) 求证:| ac | 4;
(2) 求证:在(–1,+∞)上f ( x )单调递增.
(3) (仅理科做)求证:f ( | a | ) + f ( | c | ) > 1.
证:(1) ∵ tR, t –1,
∴ ⊿ = (–c2a)2 – 16c2 = c4a2 – 16c2 0 ,
∵ c 0, ∴c2a2 16 , ∴| ac | 4.
(2) 由 f ( x ) = 1 – ,
法1. 设–1 < x1 < x2, 则f (x2) – f ( x1) = 1– –1 + = .
∵ –1 < x1 < x2, ∴ x1 – x2 < 0, x1 + 1 > 0, x2 + 1 > 0 ,
∴f (x2) – f ( x1) < 0 , 即f (x2) < f ( x1) , ∴x 0时,f ( x )单调递增.
法2. 由f ` ( x ) = > 0 得x –1,
∴x > –1时,f ( x )单调递增.
(3)(仅理科做)∵f ( x )在x > –1时单调递增,| c | > 0 ,
∴f (| c | ) f ( ) = =
f ( | a | ) + f ( | c | ) = + > + =1.
即f ( | a | ) + f ( | c | ) > 1.
4.(本小题满分15分)
设定义在R上的函数 (其中 ∈R,i=0,1,2,3,4),当
x= -1时,f (x)取得极大值 ,并且函数y=f (x+1)的图象关于点(-1,0)对称.
(1) 求f (x)的表达式;
(2) 试在函数f (x)的图象上求两点,使这两点为切点的切线互相垂直,且切点的横坐标都在区间 上;
(3) 若 ,求证:
解:(1) …………………………5分
(2) 或 …………10分
(3)用导数求最值,可证得 ……15分
5.(本小题满分13分)
设M是椭圆 上的一点,P、Q、T分别为M关于y轴、原点、x轴的对称点,N为椭圆C上异于M的另一点,且MN⊥MQ,QN与PT的交点为E,当M沿椭圆C运动时,求动点E的轨迹方程.
解:设点的坐标
则 ……1分
………………………………………………………3分
由(1)-(2)可得 ………………………………6分
又MN⊥MQ, 所以
直线QN的方程为 ,又直线PT的方程为 ……10分
从而得 所以
代入(1)可得 此即为所求的轨迹方程.………………13分
6.(本小题满分12分)
过抛物线 上不同两点A、B分别作抛物线的切线相交于P点,
(1)求点P的轨迹方程;
(2)已知点F(0,1),是否存在实数 使得 ?若存在,求出 的值,若不存在,请说明理由.
解法(一):(1)设
由 得:
………………………………3分
直线PA的方程是: 即 ①
同理,直线PB的方程是: ②
由①②得:
∴点P的轨迹方程是 ……………………………………6分
(2)由(1)得:
…………………………10分
所以
故存在 =1使得 …………………………………………12分
解法(二):(1)∵直线PA、PB与抛物线相切,且
∴直线PA、PB的斜率均存在且不为0,且
设PA的直线方程是
由 得:
即 …………………………3分
即直线PA的方程是:
同理可得直线PB的方程是:
由 得:
故点P的轨迹方程是 ……………………………………6分
(2)由(1)得:
………………………………10分
故存在 =1使得 …………………………………………12分
7.(本小题满分14分)
设函数 在 上是增函数.
(1) 求正实数 的取值范围;
(2) 设 ,求证:
解:(1) 对 恒成立,
对 恒成立
又 为所求.…………………………4分
(2)取 , ,
一方面,由(1)知 在 上是增函数,
即 ……………………………………8分
另一方面,设函数
∴ 在 上是增函数且在 处连续,又
∴当 时,
∴ 即
综上所述, ………………………………………………14分
8.(本小题满分12分)
如图,直角坐标系 中,一直角三角形 , , 、 在 轴上且关于原点 对称, 在边 上, , 的周长为12.若一双曲线 以 、 为焦点,且经过 、 两点.
(1) 求双曲线 的方程;
(2) 若一过点 ( 为非零常数)的直线 与双曲线 相交于不同于双曲线顶点的两点 、 ,且 ,问在 轴上是否存在定点 ,使 ?若存在,求出所有这样定点 的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1) 设双曲线 的方程为 ,
则 .
由 ,得 ,即 .
∴ (3分)
解之得 ,∴ .
∴双曲线 的方程为 . (5分)
(2) 设在 轴上存在定点 ,使 .
设直线 的方程为 , .
由 ,得 .
即 ① (6分)
∵ ,
,
∴ .
即 . ② (8分)
把①代入②,得
③ (9分)
把 代入 并整理得
其中 且 ,即 且 .
. (10分)
代入③,得
,
化简得 .
当 时,上式恒成立.
因此,在 轴上存在定点 ,使 . (12分)
9.(本小题满分14分)
已知数列 各项均不为0,其前 项和为 ,且对任意 都有 ( 为大于1的常数),记 .
(1) 求 ;
(2) 试比较 与 的大小( );
(3) 求证: ,( ).
解:(1) ∵ , ①
∴ . ②
②-①,得
,
即 . (3分)
在①中令 ,可得 .
∴ 是首项为 ,公比为 的等比数列, . (4分)
(2) 由(1)可得 .
.
∴ , (5分)
.
而 ,且 ,
∴ , .
∴ ,( ). (8分)
(3) 由(2)知 , ,( ).
∴当 时, .
∴
, (10分)
(当且仅当 时取等号).
另一方面,当 , 时,
.
∵ ,∴ .
∴ ,(当且仅当 时取等号).(13分)
∴ .(当且仅当 时取等号).
综上所述, ,( ).(14分)
1. (本小题满分12分)
已知常数a > 0, n为正整数,f n ( x ) = x n – ( x + a)n ( x > 0 )是关于x的函数.
(1) 判定函数f n ( x )的单调性,并证明你的结论.
(2) 对任意n ³ a , 证明f `n + 1 ( n + 1 ) < ( n + 1 )fn`(n)
解: (1) fn `( x ) = nx n – 1 – n ( x + a)n – 1 = n [x n – 1 – ( x + a)n – 1 ] ,
∵a > 0 , x > 0, ∴ fn `( x ) < 0 , ∴ f n ( x )在(0,+∞)单调递减. 4分
(2)由上知:当x > a>0时, fn ( x ) = xn – ( x + a)n是关于x的减函数,
∴ 当n ³ a时, 有:(n + 1 )n– ( n + 1 + a)n n n – ( n + a)n. 2分
又 ∴f `n + 1 (x ) = ( n + 1 ) [xn –( x+ a )n ] ,
∴f `n + 1 ( n + 1 ) = ( n + 1 ) [(n + 1 )n –( n + 1 + a )n ] < ( n + 1 )[ nn – ( n + a)n] = ( n + 1 )[ nn – ( n + a )( n + a)n – 1 ] 2分
( n + 1 )fn`(n) = ( n + 1 )n[n n – 1 – ( n + a)n – 1 ] = ( n + 1 )[n n – n( n + a)n – 1 ], 2分
∵( n + a ) > n ,
∴f `n + 1 ( n + 1 ) < ( n + 1 )fn`(n) . 2分
2. (本小题满分12分)
已知:y = f (x) 定义域为[–1,1],且满足:f (–1) = f (1) = 0 ,对任意u ,v[–1,1],都有|f (u) – f (v) | ≤ | u –v | .
(1) 判断函数p ( x ) = x2 – 1 是否满足题设条件?
(2) 判断函数g(x)= ,是否满足题设条件?
解: (1) 若u ,v [–1,1], |p(u) – p (v)| = | u2 – v2 |=| (u + v )(u – v) |,
取u = [–1,1],v = [–1,1],
则 |p (u) – p (v)| = | (u + v )(u – v) | = | u – v | > | u – v |,
所以p( x)不满足题设条件.
(2)分三种情况讨论:
10. 若u ,v [–1,0],则|g(u) – g (v)| = |(1+u) – (1 + v)|=|u – v |,满足题设条件;
20. 若u ,v [0,1], 则|g(u) – g(v)| = |(1 – u) – (1 – v)|= |v –u|,满足题设条件;
30. 若u[–1,0],v[0,1],则:
|g (u) –g(v)|=|(1 – u) – (1 + v)| = | –u – v| = |v + u | ≤| v – u| = | u –v|,满足题设条件;
40 若u[0,1],v[–1,0], 同理可证满足题设条件.
综合上述得g(x)满足条件.
3. (本小题满分14分)
已知点P ( t , y )在函数f ( x ) = (x –1)的图象上,且有t2 – c2at + 4c2 = 0 ( c 0 ).
(1) 求证:| ac | 4;
(2) 求证:在(–1,+∞)上f ( x )单调递增.
(3) (仅理科做)求证:f ( | a | ) + f ( | c | ) > 1.
证:(1) ∵ tR, t –1,
∴ ⊿ = (–c2a)2 – 16c2 = c4a2 – 16c2 0 ,
∵ c 0, ∴c2a2 16 , ∴| ac | 4.
(2) 由 f ( x ) = 1 – ,
法1. 设–1 < x1 < x2, 则f (x2) – f ( x1) = 1– –1 + = .
∵ –1 < x1 < x2, ∴ x1 – x2 < 0, x1 + 1 > 0, x2 + 1 > 0 ,
∴f (x2) – f ( x1) < 0 , 即f (x2) < f ( x1) , ∴x 0时,f ( x )单调递增.
法2. 由f ` ( x ) = > 0 得x –1,
∴x > –1时,f ( x )单调递增.
(3)(仅理科做)∵f ( x )在x > –1时单调递增,| c | > 0 ,
∴f (| c | ) f ( ) = =
f ( | a | ) + f ( | c | ) = + > + =1.
即f ( | a | ) + f ( | c | ) > 1.
4.(本小题满分15分)
设定义在R上的函数 (其中 ∈R,i=0,1,2,3,4),当
x= -1时,f (x)取得极大值 ,并且函数y=f (x+1)的图象关于点(-1,0)对称.
(1) 求f (x)的表达式;
(2) 试在函数f (x)的图象上求两点,使这两点为切点的切线互相垂直,且切点的横坐标都在区间 上;
(3) 若 ,求证:
解:(1) …………………………5分
(2) 或 …………10分
(3)用导数求最值,可证得 ……15分
5.(本小题满分13分)
设M是椭圆 上的一点,P、Q、T分别为M关于y轴、原点、x轴的对称点,N为椭圆C上异于M的另一点,且MN⊥MQ,QN与PT的交点为E,当M沿椭圆C运动时,求动点E的轨迹方程.
解:设点的坐标
则 ……1分
………………………………………………………3分
由(1)-(2)可得 ………………………………6分
又MN⊥MQ, 所以
直线QN的方程为 ,又直线PT的方程为 ……10分
从而得 所以
代入(1)可得 此即为所求的轨迹方程.………………13分
6.(本小题满分12分)
过抛物线 上不同两点A、B分别作抛物线的切线相交于P点,
(1)求点P的轨迹方程;
(2)已知点F(0,1),是否存在实数 使得 ?若存在,求出 的值,若不存在,请说明理由.
解法(一):(1)设
由 得:
………………………………3分
直线PA的方程是: 即 ①
同理,直线PB的方程是: ②
由①②得:
∴点P的轨迹方程是 ……………………………………6分
(2)由(1)得:
…………………………10分
所以
故存在 =1使得 …………………………………………12分
解法(二):(1)∵直线PA、PB与抛物线相切,且
∴直线PA、PB的斜率均存在且不为0,且
设PA的直线方程是
由 得:
即 …………………………3分
即直线PA的方程是:
同理可得直线PB的方程是:
由 得:
故点P的轨迹方程是 ……………………………………6分
(2)由(1)得:
………………………………10分
故存在 =1使得 …………………………………………12分
7.(本小题满分14分)
设函数 在 上是增函数.
(1) 求正实数 的取值范围;
(2) 设 ,求证:
解:(1) 对 恒成立,
对 恒成立
又 为所求.…………………………4分
(2)取 , ,
一方面,由(1)知 在 上是增函数,
即 ……………………………………8分
另一方面,设函数
∴ 在 上是增函数且在 处连续,又
∴当 时,
∴ 即
综上所述, ………………………………………………14分
8.(本小题满分12分)
如图,直角坐标系 中,一直角三角形 , , 、 在 轴上且关于原点 对称, 在边 上, , 的周长为12.若一双曲线 以 、 为焦点,且经过 、 两点.
(1) 求双曲线 的方程;
(2) 若一过点 ( 为非零常数)的直线 与双曲线 相交于不同于双曲线顶点的两点 、 ,且 ,问在 轴上是否存在定点 ,使 ?若存在,求出所有这样定点 的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1) 设双曲线 的方程为 ,
则 .
由 ,得 ,即 .
∴ (3分)
解之得 ,∴ .
∴双曲线 的方程为 . (5分)
(2) 设在 轴上存在定点 ,使 .
设直线 的方程为 , .
由 ,得 .
即 ① (6分)
∵ ,
,
∴ .
即 . ② (8分)
把①代入②,得
③ (9分)
把 代入 并整理得
其中 且 ,即 且 .
. (10分)
代入③,得
,
化简得 .
当 时,上式恒成立.
因此,在 轴上存在定点 ,使 . (12分)
9.(本小题满分14分)
已知数列 各项均不为0,其前 项和为 ,且对任意 都有 ( 为大于1的常数),记 .
(1) 求 ;
(2) 试比较 与 的大小( );
(3) 求证: ,( ).
解:(1) ∵ , ①
∴ . ②
②-①,得
,
即 . (3分)
在①中令 ,可得 .
∴ 是首项为 ,公比为 的等比数列, . (4分)
(2) 由(1)可得 .
.
∴ , (5分)
.
而 ,且 ,
∴ , .
∴ ,( ). (8分)
(3) 由(2)知 , ,( ).
∴当 时, .
∴
, (10分)
(当且仅当 时取等号).
另一方面,当 , 时,
.
∵ ,∴ .
∴ ,(当且仅当 时取等号).(13分)
∴ .(当且仅当 时取等号).
综上所述, ,( ).(14分)
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说明导数这一类型你已经拿下了啊,还纠结它干什么,你现在要做的是你还没拿下的区域和你最容易错的细节。别再导数上面再花时间了,没用的。你花再多的时间,也不会变成2倍分值
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二楼说的有点道理,但不完全对,长时间不做也会退步,每天应该适当做一下热身热身就差不多了。高考题做遍了可以做模拟题啊,全国各地那么多模拟题谁做得完啊?
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找一些大学微积分的导数题,深入浅出吧
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