解: ,要使f(x)在R上為單調函數,需使f'(x)>0或f'(x)<0在R上恒成立。
(1)當f'(x)>0時,即 在R上恒成立,
而當x→∞時, ,所以這樣的a不存在。
(2)當f'(x)<0時,即 在R上恒成立,而 ,所以只需a≥1即可。
∴ 當a≥1時,f(x)為減函數。
由上討論可知,當a>1時f(x)為單調函數。
2.公園要建造壹個圓形的噴水池,在水池中央垂直於水面安裝壹個柱子OA,O恰在圓形水面中心,OA=1.25米.安置在柱子頂端A處的噴頭向外噴水,水流在各個方向上沿形狀相同的拋物線路經落下,且在過OA的任壹平面上拋物線路徑如圖所示,為使水流形狀較為漂亮,設計成水流在到OA距離1米處達到距水面最大高度2.25米.如果不計其它因素,那麽水池的半徑至少要多少米,才能使噴出的水流不致落到池外?
分析 根據圖形的對稱性,設出並求出壹邊的拋物線的方程,便可求出水池的半徑.
以OA所在直線為y軸,過O點作oy軸的垂直線ox軸,建立直角坐標系如圖
依題意A(0,1.25),設右側拋物線頂點為則B(1,2.25),拋物線與x軸正向交點為C,OC即圓型水池的半徑.
設拋物線ABC的方程為
(x-1)2=-2p(y-2.25)
將A(0,1.25)代入求得p=
∴拋物線方程為(x-1)2=-(y-2.25)
令y=0,(x-1)2=1.52,x=2.5(米)
即水池的半徑至少要2.5米,才能使噴出的水流不致落到池外.
3.設計壹幅宣傳畫,要求畫面的面積為4840cm2,畫面的寬與高的比為λ(λ<1)
,畫面上下各留8cm空白,左右各留5cm空白,怎樣確定畫面的高與寬的尺寸,能使宣傳畫所用的紙張面積
最小?如果要求 ,那麽λ為何值時,能使宣傳畫所用的紙張最小?
解:設畫面的高為xcm, 寬為λxcm,則 。
所以紙張的面積為S=(x+16)(λx+10)=λx2+(16λ+10)x+160。
將 代入上式得: 。
,令y'=0得 ,它是唯壹的極值點。
∴ 當 時,S取得最小值,即當高為88cm,寬為 時,能使宣傳畫所用的紙張最小。
當 時,y'>0,所以 ,在 時為增函數。
∴ 當 時,能使宣傳畫所用的紙張面積最小。
4.甲,乙兩地相距S千米,汽車從甲地勻速行駛到乙地,速度不得超過c千米/小
時,已知:汽車每小時的運輸成本(以元為單位)由可變部分和固定部分組成,可變部分與速度v(千米/小
時)的平方成正比,比例系數為b,固定部分為a。
(I)把全程運輸成本y(元)表示為速度v(千米/小時)的函數,並指出這個函數的定義域;
(II)為了使全程運輸成本最小,汽車應以多大的速度行駛?
解:(I)(略解) 。
(II) ,令y'=0,得 。
當 時, 是該函數唯壹的極值點。
∴ 當 時,y取得最小值,即全程的運輸成本最小。
當 時,而v∈(0,c],所以 ,此時y'<0,
∴ 在v∈(0,c]為減函數,∴ 當v=c時全程運輸成本最低。
綜上所述,當 時, 全程的運輸成本最小;當 時,v=c全程運輸成本最低。