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题型:简答题
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简答题

(本小题共13分)

已知函数()=In(1+)-+(≥0)。

(Ⅰ)当=2时,求曲线=()在点(1,(1))处的切线方程;

(Ⅱ)求()的单调区间。

正确答案

(I)(II)当时, 得单调递增区间是,单调递减区间是.

时, 得单调递增区间是,单调递减区间是.

  当得单调递增区间是.

时, 得单调递增区间是,单调递减区间是

:(I)当时,

由于

所以曲线在点处的切线方程为

即  

(II).

时,.

所以,在区间上,;在区间上,.

得单调递增区间是,单调递减区间是.

时,由,得

所以,在区间上,;在区间上,

得单调递增区间是,单调递减区间是.

  当时,

得单调递增区间是.

时,,得.

所以没在区间上,;在区间上,

,故得单调递增区间是,单调递减区间是

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分12分)

已知

(1)求的单调区间;

(2)若时,恒成立,求实数的取值范围;

(3)当时,证明:

正确答案

(1)①时,上单调递减;

时,,单调增区间为,单调减区间为

时,,单调增区间为,单调减区间为

(2)

(3)证明见解析。

(1)

…………………………1分

,即时,,所以上单调递减……………2分

,即时,

时,,单调增区间为,单调减区间为……………3分

时,,单调增区间为,单调减区间为………5分

综上:①时,上单调递减(只要写出以上三种情况即得5分)

时,,单调增区间为,单调减区间为

时,,单调增区间为,单调减区间为

(2)恒成立,等价于…………………………6分

上单调递减,上单调递减,

所以的最大值为,所以…………………………8分

(3)证法一:由(2)知当时,时,恒成立

所以时,有…………………………10分

所以相乘得…………………………12分

方法二:数学归纳法

①当时,显然成立…………………9分

②假设)成立,即

那么当时,

下面只需证

,所以设

由(2)知当时,时,恒成立,

恒成立,所以

综合①②命题成立…………………………………………………………12

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=lnx+ax2+bx(其中a,b为常数且a≠0)在x=1处取得极值.

(1)当f(x)在(0,)上递增,在()上递减时,求a,b的值

(2)若f(x)在(0,e](其中e为自然对数的底数)上的最大值为1,求a的值.

正确答案

(1)∵f(x)=lnx+ax2+bx,

∴f′(x)=+2ax+b,

∵函数f(x)=lnx+ax2+bx在x=1,x=处取得极值f'(1)=1+2a+b=0,f/()=2+a+b=0,

∴a=1,b=-3,

(2)因为f′(x)==

令f'(x)=0,x1=1,x2=

因为f(x)在x=1处取得极值,所以x2=≠x1=1,

<0时,f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,e]上单调递减,

所以f(x)在区间(0,e]上的最大值为f(1),令f(1)=1,

解得a=-2,

a>0,x2=>0,

<1时,f(x)在(0,)上单调递增,(,1)上单调递减,(1,e)上单调递增,

所以最大值1可能在x=或x=e处取得,

而f()=ln+a()2-(2a+1)=ln--1<0,

所以f(e)=lne+ae2-(2a+1)e=1,解得a=

当1≤<e时,f(x)在区间(0,1)上单调递增,(1,)上单调递减,(,e)上单调递增,

所以最大值1可能在x=1或x=e处取得,

而f(1)=ln1+a-(2a+1)<0,

所以f(e)=lne+ae2-(2a+1)e=1,解得a=,与1<x2=<e矛盾,

当x2=≥e时,f(x)在区间(0,1)上单调递增,在(1,e)单调递减,

所以最大值1可能在x=1处取得,而f(1)=ln1+a-(2a+1)<0,矛盾,

综上所述,a=或a=-2.

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题型:简答题
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简答题

已知关于x的函数f(x)=-+b+cx+bc,其导函数f′(x).

(1)如果函数f(x)在x=1处有极值-,试确定b、c的值;

(2)设当x∈(0,1)时,函数y=f(x)-c(x+b)的图象上任一点P处的切线斜率为k,若k≤1,求实数b的取值范围.

正确答案

(1)f′(x)=-x2+2bx+c

∵函数f(x)在x=1处有极值-

(3分)

解得(4分)

(i)当b=1,c=-1时,f′(x)=-(x-1)2≤0

所以f(x)在R上单调递减,不存在极值

(ii)当b=-1,c=3时,f′(x)=-(x+3)(x-1)

x∈(-3,1)时,f′(x)>0,f(x)单调递增

x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减

所以f(x)在x=1处存在极大值,符合题意.

综上所述,满足条件的值为b=-1,c=3(7分)

(2)当x∈(0,1)时,函数y=f(x)-c(x+b)=-x3+bx2

设图象上任意一点P(x0,y0),则k=y′|x=x0=-x02+2bx0,x0∈(0,1),

因为k≤1,

所以对任意x0∈(0,1),=-x02+2bx0≤1恒成立(9分)

所以对任意x0∈(0,1),不等式b≤恒成立

设g(x)=,则g′(x)=

当x∈(0,1)时,g′(x)<0

故g(x)在区间(0,1)上单调递减

所以对任意x0∈(0,1),g(x0)>g(1)=1(12分)

所以b≤1.(14分)

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分12分)

已知

(1)求的单调区间;

(2)若时,恒成立,求实数的取值范围;

(3)当时,证明:

正确答案

(1)①时,上单调递减;

时,,单调增区间为,单调减区间为

时,,单调增区间为,单调减区间为

(2)

(3)证明见解析。

(1)

…………………………1分

,即时,,所以上单调递减……………2分

,即时,

时,,单调增区间为,单调减区间为……………3分

时,,单调增区间为,单调减区间为………5分

综上:①时,上单调递减(只要写出以上三种情况即得5分)

时,,单调增区间为,单调减区间为

时,,单调增区间为,单调减区间为

(2)恒成立,等价于…………………………6分

上单调递减,上单调递减,

所以的最大值为,所以…………………………8分

(3)证法一:由(2)知当时,时,恒成立

所以时,有…………………………10分

所以相乘得…………………………12分

方法二:数学归纳法

①当时,显然成立…………………9分

②假设)成立,即

那么当时,

下面只需证

,所以设

由(2)知当时,时,恒成立,

恒成立,所以

综合①②命题成立…………………………………………………………12

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=2ax-x3,a>0,若f(x)在x∈(0,1]上是增函数,求a的取值范围.

正确答案

∵f(x)在x∈(0,1]上是增函数,

∴f′(x)=2a-3x2在(0,1]上恒为正,

∴2a>3x2恒成立,

即a>x2

∵x∈(0,1],

x2∈(0,],

∴a>

又当a=时也成立,

∴a≥

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=lnax-(a≠0).

(Ⅰ)讨论函数f(x)的单调区间;

(Ⅱ)当a=1时,是否存在过点(1,-1)的直线与函数y=f(x)的图象相切?若存在,有多少条?若不存在,说明理由.

正确答案

解析:(1)由题意f′(x)=.         …(1分)

当a>0时,函数f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)>0,则x∈(a,+∞),f'(x)<0,则x∈(0,a),

此时函数在(0,a)上是减函数,在(a,+∞)上是增函数,…(3分)

当a<0时,函数f(x)的定义域为(-∞,0),f'(x)>0,则x∈(a,0),f'(x)<0,则x∈(-∞,a),

此时函数在(-∞,a)上是减函数,在(a,0)上是增函数.…(5分)

(2)假设存在这样的切线,设其中一个切点T(x0,lnx0-),

∴切线方程:y+1=(x-1),将点T坐标代入得:

lnx0-+1=,即lnx0+--1=0,①

设g(x)=lnx+--1,则g′(x)=

令g'(x)=0,则x=1或x=2.…(8分)

所以g(x)在区间(0,1),(2,+∞)上是增函数,在区间(1,2)上是减函数,g(x)在x=1处取得极大值g(1)=1,在x=2处取得极小值g(2)=ln2+

所以g(x)>0在[1,+∞)上恒成立,即g(x)=0在[1,+∞)上无解.

因为g()=ln+12-16-1=-ln4-3<0,g(1)=1>0,g(x)在区间(0,1)上单调递增,

根据零点定理,g(x)在区间(0,1)上有且仅有一个实数根,即方程①有且仅有一解,故符合条件的切线有且仅有一条.…(12分)

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题型:简答题
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简答题

设关于x的方程x2-mx-1=0有两个实根α、β,且α<β.定义函数f(x)=    

(Ⅰ)求αf(α)+βf(β)的值;

(Ⅱ)判断f(x)在区间(α,β)上的单调性,并加以证明.

正确答案

(Ⅰ)∵关于x的方程x2-mx-1=0有两个实根α、β,∴

∴f(α)====

同理f(β)=

∴αf(α)+βf(β)=2.

(Ⅱ)f(x)在(α,β)上为增函数

∵f(x)=

∴f′(x)=

当x∈(α,β)时,x2-mx-1=(x-α)(x-β)<0,

从而f′(x)>0,

∴f(x)在(α,β)上为增函数.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x2+alnx( a为常数、a∈R),g(x)=f(x)-x3

(1)讨论函数f(x)的单调性;

(2)当a=1时,判断函数g(x)的零点的个数,并说明理由.

正确答案

(1)由f(x)=x2+alnx,得f′(x)=x+=,其中x>0.

当a≥0时,f′(x)>0对任意x∈(0,+∞)均成立,这是f(x)在区间(0,+∞)上单调递增;

当a<0时,由f′(x)>0⇒x>或x<-(舍)

由f′(x)<0⇒0<x<

∴f(x)在区间(,+∞)上单调递增,在区间(0,)上单调递减;

(2)a=1时,g(x)=f(x)-x3=x2+lnx-x3

g′(x)=x+-2x2=,其中x>0,

∴x∈(0,1)时,g′(x)>0,函数g(x)单调递增;x∈(1,+∞)时,g′(x)<0,函数g(x)单调递减.

∴[g(x)]min=g(1)=-<0,

∴函数g(x)零点的个数为0.

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简答题

已知函数f(x)=x3+ax2+bx+a2(a>0)在x=1处有极值10.

(1)求a、b的值;

(2)求f(x)的单调区间;

(3)求f(x)在[0,4]上的最大值与最小值.

正确答案

(1)由f′(1)=3+2a+b=0,f(1)=1+a+b+a2=10,

得a=4,或a=-3

∵a>0,∴a=4,

b=-11(经检验符合)

(2)f(x)=x3+4x2-11x+16,f'(x)=3x2+8x-11,

由f′(x)=0得x1=-,x2=1

所以令f′(x)>0得x<-或x> 1;令f′(x)<0得-<x<1

所以f(x)在(-∞,-),(1,+∞)上单调递增,(-,1)上单调递减.

(3)由(2)知:f(x)在(0,1)上单调递减,(1,4)上单调递增,

又因为f(0)=16,f(1)=10,f(4)=100,

所以f(x)的最大值为100,最小值为1020.

下一知识点 : 生活中的优化问题举例
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