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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=a(x-1)2+lnx,a∈R.

(Ⅰ)当a=-时,求函数y=f(x)的单调区间;

(Ⅱ)a=时,令h(x)=f(x)-3lnx+x-.求h(x)在[1,e]上的最大值和最小值;

(Ⅲ)若函数f(x)≤x-1对∀x∈[1,+∞)恒成立,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)当a=-时,f(x)=-(x-1)2+lnx,(x>0)…(1分)

f‘(x)=-x++=-,…(2分)

①当0<x<2时,f'(x)>0,f(x)在(0,2)单调递增;

②当x>2时,f'(x)<0,f(x)在(2,+∞)单调递减;

所以函数的单调递增区间是(0,2),单调递减区间是(2,+∞).…(4分)

(Ⅱ)当a=时,h(x)=f(x)-3lnx+x-=x2-2lnx,

∴h′(x)=x-

令h′(x)=0解得x=,…(5分)

当x∈[1,]时,h′(x)<0,当x∈[,e)时,h′(x)>0,

故x=是函数h(x)在[1,e]上唯一的极小值点,…(6分)

故h(x)min=h()=1-ln2,

又h(1)=,h(e)=e2-2

所以h(x)max=e2-2.…(8分)    

(Ⅲ)由题意得a(x-1)2+lnx≤x-1对x∈[1,+∞)恒成立,…(9分)

设g(x)=a(x-1)2+lnx-x+1,x∈[1,+∞),则g(x)max≤0,x∈[1,+∞),

,…(10分)

①当a≤0时,若x>1,则g′(x)<0,所以g(x)在[1,+∞)单调递减,

∴g(x)max=g(1)=0≤0成立,得a≤0;…(11分)

②当时,,g(x)在[1,+∞)单调递增,

所以存在x>1,使g(x)>g(1)=0,则不成立;…(12分)

③当时,x=>1,则f(x)在[1,]上单调递减,[,+∞)单调递增,

则存在∈[,+∞),有g()=a(-1)2+ln-+1=-lna+a-1>0,

所以不成立,…(13分)

综上得a≤0.…(14分)

解析

解:(Ⅰ)当a=-时,f(x)=-(x-1)2+lnx,(x>0)…(1分)

f‘(x)=-x++=-,…(2分)

①当0<x<2时,f'(x)>0,f(x)在(0,2)单调递增;

②当x>2时,f'(x)<0,f(x)在(2,+∞)单调递减;

所以函数的单调递增区间是(0,2),单调递减区间是(2,+∞).…(4分)

(Ⅱ)当a=时,h(x)=f(x)-3lnx+x-=x2-2lnx,

∴h′(x)=x-

令h′(x)=0解得x=,…(5分)

当x∈[1,]时,h′(x)<0,当x∈[,e)时,h′(x)>0,

故x=是函数h(x)在[1,e]上唯一的极小值点,…(6分)

故h(x)min=h()=1-ln2,

又h(1)=,h(e)=e2-2

所以h(x)max=e2-2.…(8分)    

(Ⅲ)由题意得a(x-1)2+lnx≤x-1对x∈[1,+∞)恒成立,…(9分)

设g(x)=a(x-1)2+lnx-x+1,x∈[1,+∞),则g(x)max≤0,x∈[1,+∞),

,…(10分)

①当a≤0时,若x>1,则g′(x)<0,所以g(x)在[1,+∞)单调递减,

∴g(x)max=g(1)=0≤0成立,得a≤0;…(11分)

②当时,,g(x)在[1,+∞)单调递增,

所以存在x>1,使g(x)>g(1)=0,则不成立;…(12分)

③当时,x=>1,则f(x)在[1,]上单调递减,[,+∞)单调递增,

则存在∈[,+∞),有g()=a(-1)2+ln-+1=-lna+a-1>0,

所以不成立,…(13分)

综上得a≤0.…(14分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=lnx-ax,a∈R.

(1)若x=1是函数f(x)的一个极值点,求a的值.

(2)求函数f(x)的单调区间;

(3)若不等式f(x)+a<0在x∈(1,+∞)上恒成立,求a的取值范围.

正确答案

解:(1)f′(x)=-a,

∵x=1是函数f(x)的一个极值点,

∴f′(1)=0,即1-a=0,解得a=1,

当0<x<1时,f′(x)=-1>0,当x>1时,f′(x)=-1<0,

∴x=1是函数f(x)的极大值点,

∴a=1.

(2)f′(x)=-a,

∵x>0,∴当a≤0时,f′(x)=-a>0,f(x)在(0,+∞)是增函数;

当a>0时,f(x)在(0,)上f′(x)=-a>0,f(x)在(,+∞)上f′(x)=-a<0,

故f(x)在(0,)上是增函数,f(x)在(,+∞)上是减函数.

(3)f(x)+a<0即lnx-ax+a<0,

令g(x)=lnx-ax+a,

由(1)知,当a≤0时,g(x)在(1,+∞)上单调递增,g(x)>g(1)=0,不符合题意;

当a>0时,g(x)在(0,)上单调递增,在(,+∞)上单调递减,

①若0<≤1,即a≥1,则g(x)在(1,+∞)单调递减,

g(x)<g(1)=0,符合题意;

②若>1,即0<a<1,g(x)在(1,)上递增,

此时有g(x)>g(1)=0,不符合题意;

综上所述,a的取值范围是a≥1.

解析

解:(1)f′(x)=-a,

∵x=1是函数f(x)的一个极值点,

∴f′(1)=0,即1-a=0,解得a=1,

当0<x<1时,f′(x)=-1>0,当x>1时,f′(x)=-1<0,

∴x=1是函数f(x)的极大值点,

∴a=1.

(2)f′(x)=-a,

∵x>0,∴当a≤0时,f′(x)=-a>0,f(x)在(0,+∞)是增函数;

当a>0时,f(x)在(0,)上f′(x)=-a>0,f(x)在(,+∞)上f′(x)=-a<0,

故f(x)在(0,)上是增函数,f(x)在(,+∞)上是减函数.

(3)f(x)+a<0即lnx-ax+a<0,

令g(x)=lnx-ax+a,

由(1)知,当a≤0时,g(x)在(1,+∞)上单调递增,g(x)>g(1)=0,不符合题意;

当a>0时,g(x)在(0,)上单调递增,在(,+∞)上单调递减,

①若0<≤1,即a≥1,则g(x)在(1,+∞)单调递减,

g(x)<g(1)=0,符合题意;

②若>1,即0<a<1,g(x)在(1,)上递增,

此时有g(x)>g(1)=0,不符合题意;

综上所述,a的取值范围是a≥1.

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题型: 单选题
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单选题

设函数f(x)=x3+sinx,若时,f(mcosθ)+f(1-m)>0恒成立,则实数m的取值范围是(  )

A(0,1]

B(-∞,1)

C(-∞,1]

D

正确答案

B

解析

解:由函数f(x)=x3+sinx,可知f(x)为奇函数,f′(x)=3x2+cosx,

又当-1≤x≤1时,cosx>0,x2>0,

∴f′(x)=3x2+cosx>0,

当x<-1或x>1时,x2>1,

∴f′(x)=3x2+cosx>0,

综上所述,对任意x∈R,f′(x)=3x2+cosx>0

∴f(x)=)=x3+sinx是增函数;

∵f(mcosθ)+f(1-m)>0恒成立,即f(mcosθ)>f(m-1)恒成立,

∴mcosθ>m-1,令g(m)=(cosθ-1)m+1,

当0≤θ≤,mcosθ>m-1恒成立,等价于g(m)=(cosθ-1)m+1>0恒成立.

∵0≤θ≤

∴cosθ∈[0,1],

∴cosθ-1≤0,

∴当θ=0时,(cos0-1)m+1>0恒成立,①

当θ=时,(cos-1)m+1>0恒成立,②

由①②得:m<1.

故选B.

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题型: 单选题
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单选题

集合M由满足:对任意x1,x2∈[-1,1]时,都有|f(x1)-f(x2)|≤4|x1-x2|的函数f(x)组成.对于两个函数f(x)=x2-2x+2,g(x)=ex,以下关系成立的是(  )

Af(x)∈M,g(x)∈M

Bf(x)∈M,g(x)∉M

Cf(x)∉M,g(x)∈M

Df(x)∉M,g(x)∉M

正确答案

A

解析

解:|f(x1)-f(x2)|≤4|x1-x2|

可化为||≤4;

即对任意x1,x2∈[-1,1]时,都有|f(x1)-f(x2)|≤4|x1-x2|可化为

对任意x[-1,1]时,都有|f′(x)|≤4;

f′(x)=2x-2;当x[-1,1]时,|f′(x)|≤4恒成立;

g′(x)=ex,当x[-1,1]时,|g′(x)|≤4恒成立;

故f(x)∈M,g(x)∈M;

故选:A.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ex-ax-2x-1(x∈R).

(1)当a=0时,求f(x)的单调区间;

(2)求证:对任意实数a<0,有f(x)>

正确答案

解:(1)当a=0时,f(x)=ex-2x-1(x∈R),

∵f′(x)=ex-2,且f′(x)的零点为x=ln2,

∴当x∈(-∞,ln2)时,f′(x)<0;当x∈(ln2,+∞)时,f′(x)>0

即(-∞,ln2)是f(x)的单调减区间,(ln2,+∞)是f(x)的单调增区间.

(2)由f(x)=ex-ax2-2x-1(x∈R)得,f′(x)=ex-2ax-2,

记g(x)=ex-2ax-2(x∈R),

∵a<0,∴g′(x)=ex-2a>0,即f′(x)=g(x)是R上的单调递增函数,

又f′(0)=-1<0,f′(1)=e-2a-2>0,

故R上存在唯一的x0∈(0,1),使得f′(x0)=0,且当x<x0时,f′(x)<0;当x>x0时,

f′(x)>0,即f(x)在(-∞,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,

则f(x)min=f(x0)=ex0-ax0-1,

再由f′(x0)=0得ex0=2ax0+2,将其代入前式可得,

f(x)min=

又令h(x0)==-a

由于-a>0,对称轴,而x0∈(0,1),

∴h(x0)>h(1)=a-1,

>0,

∴h(x0)>

故对任意实数a<0,都在f(x)>

解析

解:(1)当a=0时,f(x)=ex-2x-1(x∈R),

∵f′(x)=ex-2,且f′(x)的零点为x=ln2,

∴当x∈(-∞,ln2)时,f′(x)<0;当x∈(ln2,+∞)时,f′(x)>0

即(-∞,ln2)是f(x)的单调减区间,(ln2,+∞)是f(x)的单调增区间.

(2)由f(x)=ex-ax2-2x-1(x∈R)得,f′(x)=ex-2ax-2,

记g(x)=ex-2ax-2(x∈R),

∵a<0,∴g′(x)=ex-2a>0,即f′(x)=g(x)是R上的单调递增函数,

又f′(0)=-1<0,f′(1)=e-2a-2>0,

故R上存在唯一的x0∈(0,1),使得f′(x0)=0,且当x<x0时,f′(x)<0;当x>x0时,

f′(x)>0,即f(x)在(-∞,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,

则f(x)min=f(x0)=ex0-ax0-1,

再由f′(x0)=0得ex0=2ax0+2,将其代入前式可得,

f(x)min=

又令h(x0)==-a

由于-a>0,对称轴,而x0∈(0,1),

∴h(x0)>h(1)=a-1,

>0,

∴h(x0)>

故对任意实数a<0,都在f(x)>

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题型: 单选题
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单选题

已知函数f(x)=x2(x-a)在区间(0,)内是减函数,则实数a的取值范围是(  )

A(0,+∞)

B[0,+∞)

C[1,+∞)

D(1,+∞)

正确答案

C

解析

解:∵f(x)=x3-ax2

∴f′(x)=3x2-2ax,

∵函数f(x)在区间(0,)内是减函数

∴f′(x)≤0在(0,)上恒成立

即a≥在(0,)上恒成立.

×=1,

∴a≥1,

故实数a的取值范围为[1,+∞),

故选:C.

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题型:简答题
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简答题

(2015春•九江期末)(重点中学做)已知函数f(x)=,g(x)=-2x3-3x2+2.

(1)讨论函数f(x)的单调性;

(2)证明:对任意x1∈(0,1)∪(1,+∞),总存在x2∈(-∞,0),使得f(x1)>g(x2)成立.

正确答案

解:(1),令h(x)=,则:

∴h(x)在(0,+∞)上单调递增;

∴x∈(0,1)时,h(x)<h(1)=0,f′(x)<0,∴f(x)在(0,1)上单调递减;

x∈(1,+∞)时,h(x)>h(1)=0,f′(x)>0,∴f(x)在(1,+∞)上单调递增;

即f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增;

(2)证明:g′(x)=-6x2-6x=-6x(x+1);

∴x∈(-∞,-1)时,g′(x)<0,x∈(-1,0)时,g′(x)>0;

∴g(-1)=1是g(x)的最小值;

∴问题等价于对任意的x∈(0,1)∪(1,+∞),f(x)>1恒成立;

即证恒成立;

也就是证恒成立;

>0;

∴r(x)在(0,+∞)上单调递增,r(1)=0;

∴x∈(0,1)时,r(x)<0,则

x∈(1,+∞)时,r(x)>0,则

综上可得:对任意的x1∈(0,1)∪(1,+∞),总存在x2∈(0,+∞),使得f(x1)>g(x2).

解析

解:(1),令h(x)=,则:

∴h(x)在(0,+∞)上单调递增;

∴x∈(0,1)时,h(x)<h(1)=0,f′(x)<0,∴f(x)在(0,1)上单调递减;

x∈(1,+∞)时,h(x)>h(1)=0,f′(x)>0,∴f(x)在(1,+∞)上单调递增;

即f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增;

(2)证明:g′(x)=-6x2-6x=-6x(x+1);

∴x∈(-∞,-1)时,g′(x)<0,x∈(-1,0)时,g′(x)>0;

∴g(-1)=1是g(x)的最小值;

∴问题等价于对任意的x∈(0,1)∪(1,+∞),f(x)>1恒成立;

即证恒成立;

也就是证恒成立;

>0;

∴r(x)在(0,+∞)上单调递增,r(1)=0;

∴x∈(0,1)时,r(x)<0,则

x∈(1,+∞)时,r(x)>0,则

综上可得:对任意的x1∈(0,1)∪(1,+∞),总存在x2∈(0,+∞),使得f(x1)>g(x2).

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题型: 单选题
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单选题

函数f(x)的图象如图所示,则不等式(x+3)•f′(x)<0的解集为(  )

A(l,+∞)

B(-∞,-3)

C(-∞,-1)∪(1,+∞)

D(-∞,-3)∪(-1,1)

正确答案

D

解析

解:当x+3<0,即x<-3时,

f(x)单调递增,

故f′(x)>0;

故(x+3)•f′(x)<0成立;

当x+3>0,即x>-3时,

f(x)在(-3,-1)上单调递增,在(-1,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增;

故当x∈(-1,1)时,f′(x)<0;

故不等式(x+3)•f′(x)<0的解集为(-∞,-3)∪(-1,1);

故选D.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=(2-a)(x-1)-2lnx(a∈R).

(1)当a=1时,求f(x)的单调区间;

(2)若函数f(x)>0在(0,)内恒成立,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(1)a=1时:f(x)=x-1-2lnx,

∴f′(x)=1-

令f′(x)>0,解得:x>2,

令f′(x)<0,解得:0<x<2,

∴f(x)在(0,2)单调递减,在(2,+∞)单调递增;

(2)若函数f(x)>0在(0,)内恒成立,

即对x∈(0,),a>2-恒成立,

令l(x)=2-,则l′(x)=

令m(x)=2lnx+-2,x∈(0,),

则m′(x)=<0,

∴m(x)在(0,)递减,

∴m(x)>m()=2-2ln2>0,

∴l′(x)>0,

∴l(x)在(0,)递增,

∴要使a>2-恒成立,

只需a∈[2-4ln2,+∞).

a≥2-4ln2;

解析

解:(1)a=1时:f(x)=x-1-2lnx,

∴f′(x)=1-

令f′(x)>0,解得:x>2,

令f′(x)<0,解得:0<x<2,

∴f(x)在(0,2)单调递减,在(2,+∞)单调递增;

(2)若函数f(x)>0在(0,)内恒成立,

即对x∈(0,),a>2-恒成立,

令l(x)=2-,则l′(x)=

令m(x)=2lnx+-2,x∈(0,),

则m′(x)=<0,

∴m(x)在(0,)递减,

∴m(x)>m()=2-2ln2>0,

∴l′(x)>0,

∴l(x)在(0,)递增,

∴要使a>2-恒成立,

只需a∈[2-4ln2,+∞).

a≥2-4ln2;

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题型: 单选题
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单选题

设函数y=f(x)(x∈R)的导函数为f′(x),且f(x)=f(-x),f′(x)<f(x),则下列不等式成立的是(  )

Af(0)<e-1f(1)<e2f(2)

Be-1f(1)<f(0)<e2f(2)

Ce2f(2)<e-1f(1)<f(0)

De2f(2)<f(0)<e-1f(1)

正确答案

B

解析

解:构造辅助函数,令g(x)=e-x•f(x),

则g′(x)=(e-x)′•f(x)+e-x•f′(x)

=-e-x•f(x)+e-x•f′(x)

=e-x(f′(x)-f(x)).

∵f′(x)<f(x),

∴g′(x)=e-x(f′(x)-f(x))<0,

∴函数令g(x)=e-x•f(x)为实数集上的减函数.

则g(-2)>g(0)>g(1).

∵g(0)=e0f(0)=f(0),

g(1)=e-1f(1),

g(-2)=e2f(-2),

又f(-x)=f(x),

∴g(-2)=e2f(2),

∴e-1f(1)<f(0)<e2f(2).

故选:B.

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