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题型:简答题
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简答题

已知函数

(Ⅰ)若在(0,)单调递减,求a的最小值

(Ⅱ)若有两个极值点,求a的取值范围.

正确答案

(Ⅰ)a的最小值为1; (Ⅱ)(0,1).

试题分析:(Ⅰ)将“f(x)在(0,)单调递减”转化为“"x∈(0,+∞),a≥”,然后才有构造函数的思想求解函数的最大值即可;(Ⅱ)通过对参数a 与1的讨论,借助求导的方法研究函数的单调性,进而分析保证有两个极值点的条件,通过解不等式求解求a的取值范围.

试题解析:(Ⅰ)f¢(x)=lnx+1-ax.

f(x)单调递减当且仅当f¢(x)≤0,即"x∈(0,+∞),

a≥.                                                       ①

设g(x)=,则g¢(x)=-

当x∈(0,1)时,g¢(x)>0,g(x)单调递增;

当x∈(1,+∞)时,g¢(x)<0,g(x)单调递减.

所以g(x)≤g(1)=1,故a的最小值为1.                         5分

(Ⅱ)(1)由(Ⅰ)知,当a≥1时,f(x)没有极值点.

(2)当a≤0时,f¢(x)单调递增,f¢(x)至多有一个零点,f(x)不可能有两个极值点. 7分

(3)当0<a<1时,设h(x)=lnx+1-ax,则h¢(x)=-a.

当x∈(0,)时,h¢(x)>0,h(x)单调递增;

当x∈(,+∞)时,h¢(x)<0,h(x)单调递减.                     9分

因为f¢()=h()=ln>0,f¢()=h()=-<0,

所以f(x)在区间()有一极小值点x1.                         10分

由(Ⅰ)中的①式,有1≥,即lnx≤x-1,则ln-1,

故f¢()=h()=ln2+2ln+1-≤ln2+2(-1)+1-=ln2-1<0.

所以f(x)在区间()有一极大值点x2

综上所述,a的取值范围是(0,1).

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简答题

已知函数,其中.

(1)讨论的单调性;

(2) 若不等式恒成立,求实数取值范围;

(3)若方程存在两个异号实根,求证:

正确答案

(1)详见解析;(2);(3)证明详见解析.

试题分析:本题主要考查导数的运算、利用导数判断导数的单调性、利用导数求函数的单调性、利用导数求函数的最值等基础知识,考查学生的分析问题解决问题的能力、计算能力.第一问,先求函数的定义域,对求导,由于,所以讨论a的正负,利用的正负,判断函数的单调性;第二问,结合第一问的结论,当时举一反例证明不恒成立,当时,将恒成立转化为恒成立,令,利用导数求的最小值;第三问,要证,需证,令,利用函数的单调性,解出的大小.

(1)的定义域为.

其导数                   2分

①当时,,函数在上是增函数;

②当时,在区间上,;在区间(0,+∞)上,

所以,是增函数,在(0,+∞)是减函数.             4分

(2)当时, 则取适当的数能使,比如取

能使, 所以不合题意 6分

时,令,则

问题化为求恒成立时的取值范围.

由于 

在区间上,;在区间上,.     8分

的最小值为,所以只需

,,            10分

(3)由于存在两个异号根,不仿设,因为,所以                                11分

构造函数:()

所以函数在区间上为减函数. ,则,

于是,又,,由上为减函数可知.即                 14分

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简答题

已知函数,其中.

(1)是否存在实数,使得函数上单调递增?若存在,求出的值或取值范围;否则,请说明理由.

(2)若a<0,且函数y=f(x)的极小值为,求函数的极大值。

正确答案

(1)存在a=;(2).

试题分析:(1)利用导数求得函数单调递增满足的条件;(2)先求出函数的两个极值点,根据a<0确定极大值与极小值点,由函数的极小值求得,再求出极大值.

(1)∵

可得≥0.即在x∈R时恒成立.

∴Δ=(a+2)2-4(-2a2+4a)≤0,即(3a-2)2≤0,即a=,此时,f′(x)=(x+)2ex≥0,函数y=f(x)在R上单调递增.(2)由f′(x)=0可得ex[x2+(a+2)x-2a2+4a]=0,解之得x1=-2a,x2=a-2.

当a<0时,-2a>a-2,当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下:

 

由条件可知,f(-2a)=-e,即3a·e2a=-e,可得a=-.

此时,f(x)=(x2x-2)ex,极大值为f(a-2)=f(-)=.

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简答题

设函数(其中),,已知它们在处有相同的切线.

(1)求函数的解析式;

(2)求函数上的最小值;

(3)判断函数零点个数.

正确答案

(1).

(2)

(3)函数只有一个零点.

试题分析:(1) 应用导数的几何意义,确定切点处的导函数值,得切线斜率,建立的方程组.

(2) 应用导数研究函数的最值,基本步骤明确,本题中由于的不确定性,应该对其取值的不同情况加以讨论.

时,单调递减,单调递增,

得到.

时,单调递增,得到

 .

(3)由题意

求导得

,确定的单调区间:上单调递增,在上单调递减

根据

得到函数只有一个零点.           13分,即得所求.

试题解析:(1)                       1分

由题意,两函数在处有相同的切线.

.                         3分

(2) ,由,由

单调递增,在单调递减.               4分

时,单调递减,单调递增,

.                                      5分

时,单调递增,

                  6分

(3)由题意

求导得,         8分

,由 

所以上单调递增,在上单调递减    10分

           11分

                       12分

故函数只有一个零点.                      13分

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简答题

设函数

(Ⅰ)若在x=处的切线与直线4x+y=0平行,求a的值;

(Ⅱ)讨论函数的单调区间;

(Ⅲ)若函数的图象与x轴交于A,B两点,线段AB中点的横坐标为,证明

正确答案

(I)a=-6;(Ⅱ)①当a≥0时,函数f(x)的单调递增区间为(0,+∞);②当a<0时,函数f(x)的单调递增区间为(0,),单调递减区间为(,+∞);(Ⅲ)详见解析.

试题分析:(I)f(x)的图象在x=处的切线与直线4x+y=0平行,则,求导、代入此式即可得a的值;(Ⅱ)求导得,由x>0,知>0,故只需考虑的符号.当a≥0时,对任意x>0,>0恒成立,函数f(x)的单调递增区间为(0,+∞).当a<0时,令=0,解得,由此可得函数f(x)的单调递增区间为(0,),单调递减区间为(,+∞);(Ⅲ)因为函数的图象与x轴交于A、B两点,由(Ⅱ)知必有 .不妨设A(,0),B(,0),且

因为函数f(x)在(,+∞)上单调递减,于是要证<0成立,只需证:.这个不等式怎么证?这是一个很常见的问题,都是将a换掉,只留,然后将这个不等式变形为含的不等式,然后令,再利用导数证明.

试题解析:(I)由题知f(x)=2ax2+(a+4)x+lnx的定义域为(0,+∞),

又∵f(x)的图象在x=处的切线与直线4x+y=0平行,

解得a=-6.                          4分

(Ⅱ)

由x>0,知>0.

①当a≥0时,对任意x>0,>0,

∴此时函数f(x)的单调递增区间为(0,+∞).

②当a<0时,令=0,解得

时,>0,当时,<0,

此时,函数f(x)的单调递增区间为(0,),单调递减区间为(,+∞).      9分

(Ⅲ)不妨设A(,0),B(,0),且,由(Ⅱ)知

于是要证<0成立,只需证:

,  ①

, ②

①-②得

故只需证

即证明

即证明,变形为

,令

显然当t>0时,≥0,当且仅当t=1时,=0,

∴g(t)在(0,+∞)上是增函数.

又∵g(1)=0,

∴当t∈(0,1)时,g(t)<0总成立,命题得证.          14分

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简答题

已知函数

(1)若函数存在极值点,求实数b的取值范围;

(2)求函数的单调区间;

(3)当时,令(),()为曲线y=上的两动点,O为坐标原点,能否使得是以O为直角顶点的直角三角形,且斜边中点在y轴上?请说明理由

正确答案

(1);(2)当时,,函数的单调递增区间为

时,,函数的单调递减区间为,单调递增区间为.

(3)对任意给定的正实数,曲线上总存在两点,满足条件.

试题分析:(1)求,要函数由极值,也就是有实数解,由于是关于的二次函数,则由便求得的取值范围;(2)求,需要对实数进行分类讨论,,在这两种情况下分别求出函数的单调区间,注意分类讨论问题,应弄清对哪个字母分类讨论,分类应不重不漏;(3)是探索性问题,要说明存在是以O为直角顶点的直角三角形,

且斜边中点在y轴上,需要证明该方程有解,要对进行分类讨论分别说明.

试题解析:(1),若存在极值点,

有两个不相等实数根.

所以,解得 .

(2)

时,,函数的单调递增区间为

时,,函数的单调递减区间为,单调递增区间为.

时,

假设使得是以O为直角顶点的直角三角形,且斜边中点在y轴上.

.

不妨设.故,则.

该方程有解,

时,,代入方程

,而此方程无实数解;

时,

时,,代入方程,即

,则上恒成立.

上单调递增,从而,则值域为.

∴当时,方程有解,即方程有解.

综上所述,对任意给定的正实数,曲线上总存在两点,使得是以O为直角顶点的直角三角形,且斜边中点在y轴上.

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简答题

已知函数:

(1)讨论函数的单调性;

(2)若对于任意的,若函数在 区间上有最值,求实数的取值范围.

正确答案

(1)当时,的单调增区间为,减区间为;当时,的单调增区间为,无减区间;(2)

试题分析:(1)这是一道含参函数的单调性问题,先求出定义域,求导,根据进行讨论,当时,的单调增区间为,减区间为;当时,的单调增区间为,无减区间;(2)有(1)知,代入,得

这是一个二次函数,在区间上有最值,在区间上总不是单调函数,又

由题意知:对任意恒成立,

因为

,对任意恒成立,

   ∴.

试题解析:(1)由已知得的定义域为,且

时,的单调增区间为,减区间为

时,的单调增区间为,无减区间;

(2)

在区间上有最值,

在区间上总不是单调函数,

由题意知:对任意恒成立,

因为  

对任意恒成立

  ∵   ∴

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简答题

已知,其中

(Ⅰ)若上的减函数,求应满足的关系;

(Ⅱ)解不等式

正确答案

(Ⅰ);(Ⅱ)所求不等式的解集为 

试题分析:(Ⅰ)若上的减函数,由于其中,由于含有对数函数,可考虑它的导函数在小于等于零恒成立,因此对求导,得,令恒成立,只要即可,从而得的关系;(Ⅱ)解不等式,而,这样不等式两边的形式是,故对中取,得,由(Ⅰ)知上是减函数,不等式,也就是,利用单调性得,这样就可以解不等式.

试题解析:(Ⅰ)                         2分

      上的减函数

恒成立,    即            4分

(Ⅱ)在(Ⅰ)中取,即,由(Ⅰ)知上是减函数,

   即          8分

,解得,   或

故所求不等式的解集为                  12分

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简答题

已知函数

(Ⅰ)当时,求函数的单调区间;

(Ⅱ)若,对定义域内任意x,均有恒成立,求实数a的取值范围?

(Ⅲ)证明:对任意的正整数恒成立。

正确答案

(Ⅰ);(Ⅱ);(Ⅲ)详见解析.

试题分析:(Ⅰ)当时,求函数的单调区间,首先确定定义域,可通过单调性的定义,或求导确定单调区间,由于,含有对数函数,可通过求导来确定单调区间,对函数求导得,由此令,解出就能求出函数的单调区间;(Ⅱ)若,对定义域内任意,均有恒成立,求实数的取值范围,而,对定义域内任意,均有恒成立,属于恒成立问题,解这一类题,常常采用含有参数的放到不等式的一边,不含参数(即含)的放到不等式的另一边,转化为函数的最值问题,但此题用此法比较麻烦,可考虑求其最小值,让最小值大于等于零即可,因此对函数求导,利用导数确定最小值,从而求出的取值范围;(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当时,,当且仅当时,等号成立,这个不等式等价于,即,由此对任意的正整数,不等式恒成立.

试题解析:(Ⅰ)定义域为(0,+∞),,所以(4分)

(Ⅱ),当时,上递减,在上递增,,当时, 不可能成立,综上;(9分)

(Ⅲ)令相加得到

得证。(14分)

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简答题

设f(x)=ax3+bx+c(a≠0)为奇函数,其图象在点(1,f(1))处的切线与直线x-6y-7=0垂直,导函数f′(x)的最小值为-12.

(1)求函数f(x)的解析式;

(2)求函数f(x)的单调增区间,并求函数f(x)在[-1,3]上的最大值和最小值.

正确答案

(1);(2)

试题分析:(1)根据为奇函数可得。由导数的几何意义可得的最小值可求,从而可得的解析式。(2)先求导,在令导数大于0得增区间,令导数小于零得减区间,从而求得在上的极值。再求两端点处函数值,比较极值与端点处函数值最小的为最小值,最大的为最大值。

试题解析:

解:(1)∵为奇函数,∴                   1分

,∴.                     2分

的最小值为,∴.         4分

由题设知,∴

                                                 6分

(2)                      7分

变化时,的变化情况表如下:

∴函数的单调递增区间为         8分

,极小值,极大值

时, ;当时,.          10分

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