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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3+ax2+bx+1(a,b∈R,且b≥-2)当x∈[-]时,总有f′(x)≤0.

(1)求函数f(x)的解析式;

(2)设函数g(x)=-3f(x)+mx2-6x(m∈R),求证:当x∈[0,1]时,若|g′(x)|≤1恒成立,则|g(x)|≤3.5也恒成立.

正确答案

解:(1)由题意得,f′(x)=x2+ax+b,

当x∈[-]时,总有f′(x)≤0,

化简可得,4+2b≤0,又∵b≥-2,

∴b=-2,

解得,a=0;

因此f(x)=x3-2x+1.

(2)证明:g(x)=-3(x3-2x+1)+mx2-6x=-x3+mx2-3,

g′(x)=-3x2+2mx是关于x的二次函数,

当x∈[0,1]时,|g′(x)|≤1可化为

  或

解得,1≤m≤

因此,当x∈[0,1]时,|g′(x)|≤1的恒成立,则1≤m≤

由g′(x)=-3x2+2mx>0(0≤x≤1)可知,

当1≤m≤时,g(x)在[0,]为增函数,在[,1]上为减函数,

|g(0)|=3≤3.5,|g(1)|=|m-4|≤3,|g()|=||≤3.5,

即|g(x)|≤3.5;

≤m≤时,g(x)在[0,1]为增函数,

|g(0)|=3≤3.5,|g(1)|=|m-4|≤2.5,即|g(x)|≤3.5.

综上所述,当x∈[0,1]时,若|g′(x)|≤1恒成立,则|g(x)|≤3.5也恒成立.

解析

解:(1)由题意得,f′(x)=x2+ax+b,

当x∈[-]时,总有f′(x)≤0,

化简可得,4+2b≤0,又∵b≥-2,

∴b=-2,

解得,a=0;

因此f(x)=x3-2x+1.

(2)证明:g(x)=-3(x3-2x+1)+mx2-6x=-x3+mx2-3,

g′(x)=-3x2+2mx是关于x的二次函数,

当x∈[0,1]时,|g′(x)|≤1可化为

  或

解得,1≤m≤

因此,当x∈[0,1]时,|g′(x)|≤1的恒成立,则1≤m≤

由g′(x)=-3x2+2mx>0(0≤x≤1)可知,

当1≤m≤时,g(x)在[0,]为增函数,在[,1]上为减函数,

|g(0)|=3≤3.5,|g(1)|=|m-4|≤3,|g()|=||≤3.5,

即|g(x)|≤3.5;

≤m≤时,g(x)在[0,1]为增函数,

|g(0)|=3≤3.5,|g(1)|=|m-4|≤2.5,即|g(x)|≤3.5.

综上所述,当x∈[0,1]时,若|g′(x)|≤1恒成立,则|g(x)|≤3.5也恒成立.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ex(ax+b)-x2-4x,曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=4x+4.

(1)求a,b的值.

(2)讨论函数f(x)的单调区间,并求函数f(x)的极值.

正确答案

解:(1)f′(x)=ex(ax+a+b)-2x-4,

由已知得f(0)=4,f′(0)=4.

故b=4,a+b=8,

∴a=4,b=4.

(2)由(1)知,f(x)=4ex(x+1)-x2-4x,

令f′(x)=0,得x=-ln2或x=-2,

从而当x∈(-∞,-2)∪(-ln2,+∞)时,f′(x)>0;

当x∈(-2,-ln2)时,f′(x)<0;

故f(x)在(-∞,-2),(-ln2,+∞)上单调递增,在(-2,-ln2)上单调递减.

∴当x=-2时,函数f(x)取得极大值,极大值为f(-2)=4(1-e-2).

解析

解:(1)f′(x)=ex(ax+a+b)-2x-4,

由已知得f(0)=4,f′(0)=4.

故b=4,a+b=8,

∴a=4,b=4.

(2)由(1)知,f(x)=4ex(x+1)-x2-4x,

令f′(x)=0,得x=-ln2或x=-2,

从而当x∈(-∞,-2)∪(-ln2,+∞)时,f′(x)>0;

当x∈(-2,-ln2)时,f′(x)<0;

故f(x)在(-∞,-2),(-ln2,+∞)上单调递增,在(-2,-ln2)上单调递减.

∴当x=-2时,函数f(x)取得极大值,极大值为f(-2)=4(1-e-2).

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题型:简答题
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简答题

求下列函数的单调区间

(1)f(x)=x3+

(2)y=xex

正确答案

解:(1)f(x)的导数为f′(x)=3x2-=,(x≠0),

由f′(x)>0,可得x>1或x<-1,由f′(x)<0,可得-1<x<0或0<x<1.

则f(x)的增区间为(-∞,-1),(1,+∞),减区间为(-1,0),(0,1);

(2)y=xex的导数为y′=ex(x+1),

令y′>0,可得x>-1;令y′<0,可得x<-1.

则f(x)的增区间为(-1,+∞),减区间为(-∞,-1).

解析

解:(1)f(x)的导数为f′(x)=3x2-=,(x≠0),

由f′(x)>0,可得x>1或x<-1,由f′(x)<0,可得-1<x<0或0<x<1.

则f(x)的增区间为(-∞,-1),(1,+∞),减区间为(-1,0),(0,1);

(2)y=xex的导数为y′=ex(x+1),

令y′>0,可得x>-1;令y′<0,可得x<-1.

则f(x)的增区间为(-1,+∞),减区间为(-∞,-1).

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题型:填空题
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填空题

设函数f(x)=2lnx-x2.则函数f(x)的单调递增区间为______

正确答案

(1,+∞)

解析

解;∵函数f(x)=2lnx-x2

∴f′(x)=-2x,

令f(x)>0,解得:x>1,x<-1(舍),

∴函数f(x)的单调递增区间为:(1,+∞).

故答案为:(1,+∞).

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x2-alnx.

(I)求f(x)的单调区间;

(Ⅱ)如果a>0,讨论函数y=f(x)在区间(1,e)上零点的个数.

正确答案

解:(Ⅰ)函数f(x)=x2-alnx的导数f′(x)=2x-=(x>0),

若a≤0,则f′(x)>0,即有f(x)在(0,+∞)上递增;

若a>0,由f′(x)>0得到x>,由f′(x)<0得到0<x<

即有a>0时,f(x)的增区间为(,+∞),减区间为(0,);

(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)的极小值为f()=(1-ln),也为最小值.

(1-ln)>0,即0<a<2e,f(x)的最小值大于0,则y=f(x)在区间(1,e)上无零点;

(1-ln)=0,即a=2e,即有1<<e,而f(1)=1>0,f()=0,f(e)>0,

则f(x)在(1,e)上有一个零点;

(1-ln)<0,即a>2e,即有>1,若e>>1

而f(1)=1>0,f()<0,f(e)>0,则f(x)在(1,e)上有两个零点;

>1,且e,则f(x)在(1,e)上有无零点.

综上,综上所述:当0<a<2e或a≥2e2时,函数f(x)无零点;

a=2e时,函数f(x)有一个零点;

当2e<a<2e2时,函数f(x)有两个零点.

解析

解:(Ⅰ)函数f(x)=x2-alnx的导数f′(x)=2x-=(x>0),

若a≤0,则f′(x)>0,即有f(x)在(0,+∞)上递增;

若a>0,由f′(x)>0得到x>,由f′(x)<0得到0<x<

即有a>0时,f(x)的增区间为(,+∞),减区间为(0,);

(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)的极小值为f()=(1-ln),也为最小值.

(1-ln)>0,即0<a<2e,f(x)的最小值大于0,则y=f(x)在区间(1,e)上无零点;

(1-ln)=0,即a=2e,即有1<<e,而f(1)=1>0,f()=0,f(e)>0,

则f(x)在(1,e)上有一个零点;

(1-ln)<0,即a>2e,即有>1,若e>>1

而f(1)=1>0,f()<0,f(e)>0,则f(x)在(1,e)上有两个零点;

>1,且e,则f(x)在(1,e)上有无零点.

综上,综上所述:当0<a<2e或a≥2e2时,函数f(x)无零点;

a=2e时,函数f(x)有一个零点;

当2e<a<2e2时,函数f(x)有两个零点.

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题型:填空题
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填空题

设f(x)、g(x)分别是定义域在R上的奇函数和偶函数,当x<0时,f′(x)g(x)-f(x)g′(x)>0且f(-3)=0,g(x)≠0,则不等式<0的解集是______

正确答案

(-∞,-1)∪(2,5)

解析

解:∵当x<0时,f‘(x)g(x)-f(x)g'(x)>0

∴当x<0时,>0,

∴函数F(x)=在(-∞,0)上为增函数

∵f(x)、g(x)分别是定义域在R上的奇函数和偶函数

∴F(-x)===-=-F(x)

∴函数F(x)=在R上为奇函数

∴函数F(x)=在(-∞,0),(0.+∞)上为增函数,且F(-3)=0,F(0)=0,F(3)=0

∵不等式<0⇔<0⇔F(x-2)<0⇔x-2<-3或0<x-2<3⇔x<-1或2<x<5

故答案为(-∞,-1)∪(2,5)

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题型: 单选题
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单选题

已知函数f(x)=x2-cosx,则f(0.6),f(0),f(-0.5)的大小关系是(  )

Af(0)<f(-0.5)<f(0.6)

Bf(0)<f(0.6)<f(-0.5)

Cf(0.6)<f(-0.5)<f(0)

Df(-0.5)<f(0)<f(0.6)

正确答案

A

解析

解:∵f(-x)=(-x)2-cos(-x)=x2-cosx=f(x),

∴f(x)是偶函数;

∴f(-0.5)=f(0.5);

又∵f′(x)=2x+sinx,

当x∈(0,1)时,f′(x)>0,

∴f(x)在(0,1)上是增函数,

∴f(0)<f(0.5)<f(0.6);

即f(0)<f(-0.5)<f(0.6).

故选:A.

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题型:填空题
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填空题

f(x)=xex的单调递增区间是______

正确答案

(-1,+∞)

解析

解:f′(x)=ex+xex=(1+x)ex

令f′(x)>0,解得x>-1,

∴f(x)=xex的单调递增区间是(-1,+∞).

故答案是(-1,+∞).

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题型: 单选题
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单选题

方程x3=3x-1的三根x1,x2,x3,其中x1<x2<x3,则x2所在的区间为(  )

A(-2,-1)

B(0,1)

C(1,

D,2)

正确答案

B

解析

解:设f(x)=x3-3x+1,则 f′(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1),

在 (-∞,-1)和(1,+∞)上 f′(x)>0,在(-1,1)上 f′(x)<0,

∴在(-∞,-1)和(1,+∞)上f(x)单调递增,在(-1,1)上f(x)单调递减,

又f(-1)=1,f(1)=-3,f(0)=1,

∴若f(x)=0,则x1<-1<0<x2<1<x3

∴x2所在的区间为(0,1),

故选B.

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=2x3-3(a-1)x2+1,其中a≥1.

(Ⅰ)求f(x)的单调区间;

(Ⅱ)讨论f(x)的极值.

正确答案

解:由已知得f′(x)=6x[x-(a-1)],

令f′(x)=0,解得x1=0,x2=a-1.

(Ⅰ)当a=1时,f′(x)=6x2,f(x)在(-∞,+∞)上单调递增

当a>1时,f′(x)=6x[x-(a-1)],f′(x),f(x)随x的变化情况如下表:

从上表可知,函数f(x)在(-∞,0)上单调递增;在(0,a-1)上单调递减;在(a-1,+∞)上单调递增.

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,

当a=1时,函数f(x)没有极值.

当a>1时,函数f(x)在x=0处取得极大值1,在x=a-1处取得极小值1-(a-1)3

解析

解:由已知得f′(x)=6x[x-(a-1)],

令f′(x)=0,解得x1=0,x2=a-1.

(Ⅰ)当a=1时,f′(x)=6x2,f(x)在(-∞,+∞)上单调递增

当a>1时,f′(x)=6x[x-(a-1)],f′(x),f(x)随x的变化情况如下表:

从上表可知,函数f(x)在(-∞,0)上单调递增;在(0,a-1)上单调递减;在(a-1,+∞)上单调递增.

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,

当a=1时,函数f(x)没有极值.

当a>1时,函数f(x)在x=0处取得极大值1,在x=a-1处取得极小值1-(a-1)3

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