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2013年普通高等学校招生全国统一考试(四川卷):文数第21题

  2016-10-30 08:48:27  

(2013四川卷计算题)

(本小题满分14分)

已知函数,其中是实数。设,为该函数图象上的两点,且。

(1)指出函数的单调区间;

(2)若函数的图象在点处的切线互相垂直,且,证明:;

(3)若函数的图象在点处的切线重合,求的取值范围。

【出处】
2013年普通高等学校招生全国统一考试(四川卷):文数第21题
【答案】

(1)函数的单调减区间为,单调增区间为,。

(2)由导数的几何意义可知,点处的切线斜率为,点处的切线斜率为,

故当点处的切线与点处的切线垂直时,有。

当时,对函数求导,得。

因为,所以,

所以,,。

因此。

(当且仅当,即且时等号成立)

所以,函数的图象在点处的切线互相垂直时,有。

(3)当或时,,故。

当时,函数的图象在点处的切线方程为,即。

当时,函数的图象在点处的切线方程为.,即。

两切线重合的充要条件是

由及知,.

由得,。

令,则,且。

设 ,则,所以 为减函数。

则,所以。

而当且趋近于时,无限增大,所以的取值范围是。

故当函数的图象在点处的切线重合时,的取值范围是。

【解析】

本题主要考查函数的单调性、函数的切线的计算和导数在研究函数中的应用。

(1)对函数求导,即可得到其单调区间。

(2)分别求出在两点的切线斜率,然后两斜率积为,在运用基本不等式即可得证。

(3)对的取值分三种情况讨论。计算每种情况下的取值范围。

【考点】
对数函数导数在研究函数中的应用


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