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题型:简答题
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简答题

(1)研究函数f(x)=lnx-x的单调区间与极值.

(2)试探究f(x)=lnx-ax(a∈R)单调性.

正确答案

(1)f′(x)=-1=

令f′(x)<0得x>1

令f′(x)>0得0<x<1

所以函数f(x)=lnx-x的单调减区间是(1,+∞),单调递增区间是(0,1).

∴f(x)在x=1处取得极大值-1,无极大值.

(2)f′(x)=-a…(2分)

(Ⅰ)∵x>0,所以当a≤0时,f′(x)=-a>0,f(x)在(0,+∞)是增函数…(4分)

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.

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题型:简答题
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简答题

已知二次函数g(x)的图象经过坐标原点,且满足g(x+1)=g(x)+2x+1,设函数f(x)=mg(x)-ln(x+1),其中m为非零常数.

(Ⅰ)求函数g(x)的解析式;

(Ⅱ)若f(x)为单调减函数,求m的范围;

(Ⅲ)当m>0,x∈[0,1]时,求f(x)的最大值。

正确答案

解:(Ⅰ)设g(x)=ax2+bx+c,g(x)的图象经过坐标原点,所以,c=0,

∵g(x+1)=g(x)+2x+1,

∴a(x+1)2+b(x+1)=ax2+bx+2x+1,

即:ax2+(2a+b)x+a+b=ax2+(b+2)x+l,

∴a=1,b=0,g(x)=x2

(Ⅱ)函数f(x)=mx2-ln(x+1)的定义域为(-1,+∞),

令ψ(x)=2mx2+2mx-1,

由已知f′(x)≤0在(-1,+∞)上恒成立,

即ψ(x)=2mx2+2mx-l≤0在(-1,+∞)上恒成立,

①当m>0时,不符合条件;

 ②当m<0,ψ(x)的图象如下,

只需

∴m≥-2,

综上:-2≤m<0。

(Ⅲ)由已知

①ψ(1)=4m-1≤0时,即0<m≤时,f(x)′≤0在[0,1]上恒成立,

f(x)在[0,1]上递减,f(x)max=f(0)=0;

②当m>时,

,设

则f(x)在

f(0)=0,f(1)=m-ln2,

<m<ln2时,f(x)max=f(0)=0;

当m≥ln2时,f(x)max=f(1)=m-ln2;

综上:0<m<ln2时,f(x)max=f(0)=0;m≥ln2时,f(x)max=f(1)=m-ln2.

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简答题

已知函数f(x)=-x3-bx2-5cx在(-∞,0]上单调递减,在[0,6]上单调递增.

(1)求实数c的值;

(2)求b的取值范围.

正确答案

(1)f′(x)=-3x2-2bx-5c

∵函数f(x)=-x3-bx2-5cx在(-∞,0]上单调递减,在[0,6]上单调递增,∴函数在x=0处有极小值,

∴f′(0)=-5c=0,c=0

(2)∵f′(x)=-3x2-2bx≥0在[0,6]上恒成立,即2b≤-3x在[0,6]上恒成立,∴b≤-9

∴b的取值范围为b≤-9

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简答题

已知二次函数y=kx2-kx-2的图象与x轴没有交点,求k的取值范围.

正确答案

∵y=kx2-kx-2的图象与x轴无交点,

∴当图象在x轴上方时,,∴,解为空集.

当图象在x轴下方时,,∴,∴-8<k<0.

∴k的取值范围是{k|-8<k<0}.

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简答题

设函数f(x)=alnx,g(x)=x2

(1)记h(x)=f(x)-g(x),若a=4,求h(x)的单调递增区间;

(2)记g'(x)为g(x)的导函数,若不等式f(x)+2g'(x)≤(a+3)x-g(x)在x∈[1,e]上有解,求实数a的取值范围;

(3)若a=1,对任意的x1>x2>0,不等式m[g(x1)-g(x2)]>x1f(x1)-x2f(x2)恒成立.求m(m∈Z,m≤1)的值.

正确答案

(1)当a=4时,可得f(x)=4lnx,此时h(x)=4lnx-x2

由h(x)=-x>0得-2<x<2,结合x>0,可得0<x<2.

所以h(x)的单调递增区间为(0,2).…(4分)

(2)不等式f(x)+2g′(x)≤(a+3)x-g(x),即为alnx+2x≤(a+3)x-x2

化简得:a(x-lnx)≥x2-x,

由x∈[1,e]知x-lnx>0,因而a≥,设y=

由y==

∵当x∈(1,e)时x-1>0,x+1-lnx>0,∴y′>0在x∈[1,e]时成立.

由不等式有解,可得知a≥ymin=-,即实数a的取值范围是[-,+∞)…(10分)

(3)当a=1,f(x)=lnx.

由m[g(x1)-g(x2)]>x1f(x1)-x2f(x2)恒成立,得mg(x1)-x1f(x1)>mg(x2)-x2f(x2)恒成立,

设t(x)=x2-xlnx(x>0).

由题意知x1>x2>0,故当x∈(0,+∞)时函数t(x)单调递增,

∴t′(x)=mx-lnx-1≥0恒成立,即m≥恒成立,

因此,记y=,得y(x)=

∵函数在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,

∴函数h(x)在x=1时取得极大值,并且这个极大值就是函数h(x)的最大值.

由此可得h(x)max=h(1)=1,故m≥1,结合已知条件m∈Z,m≤1,可得m=1.…(16分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax3+bx2+cx.

(Ⅰ)若函数f(x)有三个零点x1,x2,x3,且x1+x2+x3=,x2x3=6,f(-1)=,求函数f(x)的单调区间;

(Ⅱ)若f′(1)=-a,3a>2c>2b,求证:导函数f'(x)在区间(0,2)内至少有一个零点;

(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,若导函数f'(x)的两个零点之间的距离不小于,求的取值范围.

正确答案

(I)因为f(x)=x(ax2+bx+c),又x1+x2+x3=,x2x3=6,则x1=0,x2+x3=,x2x3=6.

因为x2,x3是方程ax2+bx+c=0的两根,则-==6.即b=-3a,c=2a.

又f(1)=,即a+b+c=,所以,a-a+2a=,即a=1,从而b=-3,c=2.

所以,f(x)=x3-x2+2x.  因为f'(x)=x2-3x+2,由x2-3x+2<0,得1<x<2.

故f(x)的单调递减区间是(1,2),单调递增区间是(-∞,1),(2+∞).

(Ⅱ)因为f'(x)=ax2+bx+c,f′(1)=-a,所以a+b+c=-a,即3a+2b+2c=0.

因为3a>2c>2b,所以3a>0,2b<0,即a>0,b<0.

于是f′(1)=-<0,f'(0)=c,f'(2)=4a+2b+c=4a-(3a+2c)+c=a-c.

(1)当c>0时,因为f′(0)=c>0,f′(1)=-<0,则f'(x)在区间(0,1)内至少有一个零点.

(2)当c≤0时,因为f′(1)=-<0,f′(2)=a-c>0,则f'(x)在区间(1,2)内至少有一零点.

故导函数f'(x)在区间(0,2)内至少有一个零点.

(Ⅲ)设m,n是导函数f'(x)=ax2+bx+c的两个零点,则m+n=-,mn==--

所以|m-n|===

由已知,,则(+2)2+2≥3,即(+2)2≥1.

所以+2≥1或+2≤-1,即≥-1或≤-3.

又2c=-3a-2b,3a>2c>2b,所以,3a>-3a-2b>2b,即 -3a<b<-a.

因为a>0,所以-3<<-

综上分析,的取值范围是[-1,-).

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax2+2x,g(x)=lnx.

(1)如果函数y=f(x)在[1,+∞)上是单调减函数,求a的取值范围;

(2)是否存在实数a>0,使得方程=f(x)-(2a+1)在区间(,e)内有且只有两个不相等的实数根?若存在,请求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.

正确答案

(1)①当a=0时,f(x)=2x在[1,+∞)上是单调增函数,不符合题意;

②当a>0时,y=f(x)的对称轴方程为x=-,y=f(x)在[1,+∞)上是单调增函数,不符合题意;

③当a<0时,函数y=f(x)在[1,+∞)上是单调减函数,则-≤1,解得a≤-2,

综上,a的取值范围是a≤-2;

(2)把方程=f′(x)-(2a+1)整理为=ax+2-(2a+1),即方程ax2+(1-2a)x-lnx=0,

设H(x)=ax2+(1-2a)x-lnx(x>0),则原问题等价于函数H(x)在区间(,e)内有且只有两个零点.

H′(x)=2ax+(1-2a)-==,令H′(x)=0,因为a>0,解得x=1或x=-(舍),

当x∈(0,1)时,H′(x)<0,H(x)是减函数;当x∈(1,+∞)时,H′(x)>0,H(x)是增函数.

H(x)在(,e)内有且只有两个不相等的零点,只需,即

所以,解得1<a<

所以a的取值范围是(1,).

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题型:简答题
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简答题

已知二次函数f(x)=ax2+bx+c和“伪二次函数”g(x)=ax2+bx+clnx(a、b、c∈R,abc≠0),

(I)证明:只要a<0,无论b取何值,函数g(x)在定义域内不可能总为增函数;

(Ⅱ)在二次函数f(x)=ax2+bx+c图象上任意取不同两点A(x1,y1),B(x2,y2),线段AB中点的横坐标为x0,记直线AB的斜率为k,(i)求证:k=f′(x0);(ii)对于“伪二次函数”g(x)=ax2+bx+clnx,是否有(i)同样的性质?证明你的结论.

正确答案

(I)函数的定义域为(0,+∞),要使函数g(x)在定义域内总为增函数,

则g′(x)=2ax+b+=>0恒成立,①--------(1分)

当x>0时恒成立,则2ax2+bx+c>0 ②

因为a<0,由二次函数的性质,②不可能恒成立.

则函数g(x)不可能总为增函数.--------(4分)

(II)(i)k===a(x2+x1)+b=2ax0+b,--------(6分)

由f'(x)=2ax+b,所以f'(x0)=2ax0+b,…..(7分)  

则k=f′(x0).--------(7分)

(ii)不妨设x2>x1,对于“伪二次函数”:g(x)=ax2+bx+clnx,

k===2ax0+b+,③--------(9分)

由(ⅰ)中①知g′(x0)=2ax0+b+

如果有(ⅰ)的性质,则g'(x0)=k,④,

比较③④两式得=,c≠0,

即:==--------(12分)

不妨令t=,t>1,则=,即lnt=⑤,

设s(t)=lnt-,则s′(t)=-=>0,

∴s(t)在(1,+∞)上递增,∴s(t)>s(1)=0.

∴⑤式不可能成立,④式不可能成立,即g'(x0)≠k.--------(14分)

∴“伪二次函数”g(x)=ax2+bx+clnx,不具有(ⅰ)的性质.--------(15分)

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题型:填空题
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填空题

已知函数f(x)=x3+ax2+(a+6)x+1有极大值和极小值,则a的取值范围是______.

正确答案

函数f(x)=x3+ax2+(a+6)x+1,所以函数f′(x)=3x2+2ax+(a+6),

因为函数有极大值和极小值,所以导函数有两个不相等的实数根,即△>0,

(2a)2-4×3×(a+6)>0,解得:a∈(-∞,-3)∪(6,+∞).

故答案为:(-∞,-3)∪(6,+∞).

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=x3-x2+6x-a.           

(1)求函数f(x)的单调区间.

 (2)对于任意实数x,f′(x)≥m恒成立,求m的最大值.

正确答案

(1)f′(x)=3(x-1)(x-2),

令f′(x)>0,∴x∈(-∞,1)∪(2,+∞)

故函数f(x)的单调增区间为(-∞,1)和(2,+∞);

令f′(x)<0,得x∈(1,2),故函数f(x)的单调减区间为(1,2).

(2)由题意可知m≤f′(x)min

又因为f′(x)=3(x-)2-≥-,∴m≤-

故m的最大值为-

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