方法2:本题也可先设切点为(x0,lnx0),曲线y?lnx过此切点的导数为y?x?x0?1?1,x0得x0?1,所以切点为(x0,lnx0)??1,0?,由此可知所求切线方程为y?0?1?(x?1), 即 y?x?1.
【例25】(01,1,2)设函数f(x)在定义域内可导,y?f(x)的图形如右图所示则导函数
y?f?(x)的图形为 ( )
【答案】(D)
【详解】从题设图形可见,在y轴的左侧,曲线y?f(x)是 严格单调增加的,因此当x?0时,一定有f'(x)?0,对应
y?f?(x)图形必在x轴的上方,由此可排除(A),(C);
又y?f(x)的图形在y轴右侧靠近y轴部分是单调增,所以在这一段内一定有f'(x)?0,对应y?f?(x)图形必在x轴的上方,可排除(B),故正确答案为(D).
【例26】(03,1,2)(1) 设函数f(x)在(??,??)内连续,其导函数的图形如图所示,则f(x)y
有( )
(A)一个极小值点和两个极大值点. (B)两个极小值点和一个极大值点. (C)两个极小值点和两个极大值点.(D)三个极小值点和一个极大值点. 【答案】(C)
【分析】函数的极值点可能是驻点(一阶导数为零) 或导数不存在的点,极值点是极大值点还是极小值
x
点可进一步由取极值的第一或第二充分条件判定. 【详解】根据导函数的图形可知,一阶导数为零的 点有3个(导函数与x轴交点的个数);x?0是导数 不存在的点.
对3个一阶导数为零的点左右两侧导数符号均 不一致,故必为极值点,其中第一个交点左右两侧 导数符号由正变为负,是极大值点;第二个交点和第三个交点左右两侧导数符号由负变为正,是极小值点,则三个驻点中有两个极小值点,一个极大值点;
对导数不存在的点:x?0.左侧一阶导数为正,右侧一阶导数为负,可见x?0为极大值点.
故f(x)共有两个极小值点和两个极大值点,应选(C). 【例27】(10,1)求函数f?x??详解:f(x)???x12x22?t?edt的单调区间与极值
?t2?x21(x?t)edt?x2?t2?x21edt??te?tdt
1?t2x22所以f?(x)?2x?x21edt?2xe?t23?x4?2xe3?x4?2x?e?tdt
1x22令f?(x)?0,则x?0,x??1;因为当x?1时,f?(x)?0,0?x?1时,f?(x)?0,
?1?x?0时,f?(x)?0,x??1时,f?(x)?0;
所以f(x)的单调递减区间为(??,?1)?[0,1);f(x)的单调递增区间为[?1,0)?[1,??)
0所以f(0)??1121(0?t)edt??e?t?(1?e?1)是极大值.
220?t21f(?1)?0为极小值.
【例28】(08,2)求函数f(x)?(x?5)x的拐点______________. 【答案】(?1,?6) 【详解】y?x5323?5x23?y??52310?135(x?2)x?x? 333x13101010(x?1) ?y???x?13?x?43?43999xx??1时,y???0;x?0时,y??不存在
在x??1左右近旁y??异号,在x?0左右近旁y???0,且y(?1)??6 故曲线的拐点为(?1,?6)
【例29】(11,1) 曲线y?(x?1)(x?2)(x?3)(x?4)的拐点是 ( )
234(A) (1,0) (B) (2,0) (C) (3,0) (D) (4,0) 【答案】( C)
??1,y1???0,y2?(x?2)2,y2??2(x?2),y2???2, 详解:解析:令y1?x?1,y1??3(x?3)2,y3???6(x?3), y3?(x?3)3,y3??4(x?4)3,y4???12(x?4)2, y4?(x?4)4,y4y???(x?3)P(x),其中P(3)?0,y??故选(C).
x?3?0,在x?3两侧,二阶导数符号变化,
f?1??f?2?f?1??f?2??1?2??0,f?法二:,所以f(x)在(1,2)上凹 ??0?222??f?2??f?3?f?2??f?3??2?3??0,f?,所以f(x)在(2,3)上凹 ?0??22?2?f?3??f?4?f?3??f?4??3?4??0,f?,所以f(x)在(3,4)上凸 ?0??222??【例30】(00,2) 设函数f(x)满足关系式f??(x)?[f?(x)]2?x,且f?(0)?0,则 ( )
(A)f(0)是f(x)的极大值. (B)f(0)是f(x)的极小值.
(C)点(0,f(0))是曲线y?f(x)的拐点.
(D)f(0)不是f(x)的极值,点(0,f(0))也不是曲线y?f(x)的拐点. 【答案】C
【定理应用】判断极值的第二充分条件:设函数f(x)在x0出具有二阶导数且f?(x0)?0,
f??(x0)?0,那么:(1) 当f??(x0)?0时,函数f(x)在x0处取得极大值;
(2)当f??(x0)?0时,函数f(x)在x0处取得极小值;
【详解】令等式f??(x)?[f?(x)]?x中x?0,得f??(0)?0??f?(0)??0,无法利用判断极
22值的第二充分条件,故无法判断是否为极值或拐点.
再求导数(因为下式右边存在,所以左边也存在):
f???(x)?(x??f?(x)?)??1?2f?(x)f??(x)
2以x?0代入,有f???(0)?1,所以
f???(0)?limx?0f??(x)?f??(0)f??(x)?lim?1. x?0x?0x从而知,存在x?0去心邻域,在此去心邻域内,f??(x)与x同号,于是推知在此去心邻域内当x?0时曲线y?f(x)是凸的,在此去心临域内x?0时曲线y?f(x)是凹的, 点
(0,f(0))是曲线y?f(x)的拐点,选(C).
【例31】(01,3)设函数y?f(x)的导数x?a处连续,又limx?af'(x)??1,则( ) x?a(A)x?a是f(x)的极小值点. (B)x?a是f(x)的极大值点. (C)?a,f(a)?是曲线y?f(x)的拐点.
(D)x?a不是f(x)的极值点,?a,f(a)?也不是曲线y?f(x)的拐点. 【答案】[B]
【详解】方法1:由limf?(x)??1,知
x?ax?af?(x)f?(x)limf?(x)?lim??x?a??lim?lim?x?a???1?0?0 x?ax?ax?ax?ax?ax?a又函数f(x)的导数在x?a处连续,根据函数在某点连续的定义,左极限等于右极限等于函数在这一点的值,所以f?(a)?0,于是有
f??(a)?limx?af?(x)?f?(a)f?(x)?lim??1, x?ax?ax?a即f?(a)?0,f??(a)??1?0,根据判定极值的第二充分条件:设函数f(x)在x0处具有二阶导数且f?(x0)?0,f??(x0)?0,当f??(x0)?0时,函数f(x)在x0处取得极大值. 知x?a是f(x)的极大值点,因此,正确选项为(B). 方法2:由limx?af?(x)??1,及极限保号性定理:如果limf?x??A,且A?0(或A?0),
x?x0x?a那么存在常数??0,使得当0?x?x0??时,有f?x??0(或f?x??0),知存在
f?(x)?0.于是推知,在此去心邻域内当x?a时x?a的去心邻域,在此去心邻域内
x?af?(x)?0;当x?a时f?(x)?0.又由条件知f(x)在x?a处连续,由判定极值的第一
充分条件:设函数f(x)在x0处连续,且在x0的某去心?领域内可导,若x??x0??,?x0?时,f?(x)?0,而x??x0,?x0???时,f?(x)?0,则f(x)在x0处取得极大值,知f(a)为f(x)的极大值. 因此,选 (B).
【例32】(10,3)若曲线y?x3?ax2?bx?1有拐点(?1,0),则b? ?????????????????. 答案:b?3 详解:
y?x3?ax2?bx?1y??3x2?2ax?b y???6x?2a令y???0,得x??a??1,所以a?3 3又曲线过点??1,0?,代入曲线方程,得b?3 【例33】求曲线y?xarctanx的渐近线。
【详解】:显然曲线y?xarctanx无水平渐近线和垂直渐近线.
x???limf(x)??limarctanx??a x???x2??????b?lim?f(x)?ax??lim?xarctanx?x??limx?arctanx??
x???x???2?x????2??arctanx??limx????1x12??lim1?x2??1?b
x???1?2x ∴y?ax?b?同理 y?
?2x?1是x???时的斜渐近线.
?2x?1是x???时的斜渐近线.
1?ln(1?ex)渐近线的条数为( ) x1?1??ln(1?ex)??lim?limln(1?ex)??,
x?0x??x?0xx?0【例34】求曲线y?【详解】因为limy?lim?x?0所以x?0是一条铅直渐近线; 因为limy?lim?x???x???1?1??ln(1?ex)??lim?limln(1?ex)?0?0?0, ?x?x?0xx?0