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题型:简答题
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简答题

定义在R上的函数f(x)=ax3+bx2+cx+d满足:函数f(x)的图象关于原点对称且过点(3,-6),函数f(x)在点x1、x2处取得极值,且|x1-x2|=4.

(Ⅰ)求函数f(x)的表达式;

(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间;

(Ⅲ)求函数f(x)过点P(1,-8)的切线方程.

正确答案

(I)由题意f(-x)=-f(x)对x∈R恒成立,解之得b=d=0

所以f(x)=ax3+cx,又f(3)=27a+3c=-6   ①

由f′(x)=3ax2+c=0,得x1=-,x2=

=2,c=-12a   ②

由①②得a=,c=-8

故f(x)=x3-8x                                    

(II)由(I)知,f′(x)=2x2-8,

当f′(x)>0时,解得x<-2或x>2;

当f′(x)<0时,解得-2<x<2.

所以函数f(x)的单调增区间为(-∞,-2),(2,+∞),单调减区间为(-2,2). 

(III)设切点Q(x0,y0),则点Q处的切线方程为:y-y0=(-8)(x-x0)  ③

注意到y0=-8x0及点P(1,-8)在此切线上,

有-8-+8x0=(-8)(1-x0),

整理得:2-3=0,即x0=0或x0=

代入方程③得8x+y=0或7x+2y+9=0为所求.

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简答题

设a为实数,函数f(x)=ex﹣2x+2a,x∈R.

(1)求f(x)的单调区间及极值;

(2)求证:当a>ln2﹣1且x>0时,ex>x2﹣2ax+1.

正确答案

(1)解:∵f(x)=ex﹣2x+2a,x∈R,

∴f'(x)=ex﹣2,x∈R.

令f'(x)=0,得x=ln2.

于是当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:

故f(x)的单调递减区间是(﹣∞,ln2),单调递增区间是(ln2,+∞),

f(x)在x=ln2处取得极小值,极小值为f(ln2)=eln2﹣2ln2+2a=2(1﹣ln2+a).

(2)证明:设g(x)=ex﹣x2+2ax﹣1,x∈R,

于是g′(x)=ex﹣2x+2a,x∈R.

由(1)知当a>ln2﹣1时, g′(x)最小值为g′(ln2)=2(1﹣ln2+a)>0.

于是对任意x∈R,都有g′(x)>0,所以g(x)在R内单调递增.

于是当a>ln2﹣1时,对任意x∈(0,+∞),都有g(x)>g(0).

而g(0)=0,从而对任意x∈(0,+∞),g(x)>0.

即ex﹣x2+2ax﹣1>0,

故ex>x2﹣2ax+1.

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简答题

已知函数

(Ⅰ)求曲线在点处的切线方程;

(Ⅱ)求函数的极值;

(Ⅲ)对恒成立,求实数的取值范围.

正确答案

(Ⅰ);(Ⅱ);(Ⅲ).

试题分析:(Ⅰ)本小题首先利用导数的公式和法则求得原函数的导函数,根据导数的几何意义可求得函数的切线方程为,化简可得

(Ⅱ)本小题首先求得函数的定义域,然后根据(Ⅰ)中求得的导函数去求导数的零点,通过列表分析其单调性,进而寻找极值点;

(Ⅲ)本小题针对恒成立问题,首先考虑对不等式分离参数,然后转化为求函数上的最小值的问题,通过求导、分析单调性,然后得出函数的最小值为,于是.

试题解析:(Ⅰ)函数的定义域为,                              1分

,                                           2分

,                               3分

曲线在点处的切线方程为

,                                   4分

(Ⅱ)令,得,                                  5分

列表:

                                                                 7分

函数的极小值为,                         8分

(Ⅲ)依题意对恒成立

等价于上恒成立

可得上恒成立,                 10分

                                        11分

,得

列表:

函数的最小值为,              13分

根据题意,.                               14分

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简答题

已知函数f(x)=x3+ax2-9x-1;

(Ⅰ)若x=-1是函数f(x)的一个极值点,求:(1)a的值;(2)函数f(x)在区间[-2,5]上的最大值与最小值.

(Ⅱ)是否存在实数a,使f(x)在R上单调递增;若存在,求出a的取值范围;若不存在,说明理由.

正确答案

(Ⅰ)(1)∵f(x)=x3+ax2-9x-1,

∴f′(x)=3x2+2ax-9,

∵x=-1是函数f(x)的一个极值点,

∴f′(-1)=3-2a-9=0,

解得a=-3.

(2)∵a=-3,∴f′(x)=3x2-6x-9,f(x)=x3-3x2-9x-1,

由f′(x)=3x2-6x-9=0,得x=-1,或x=3.

∵x∈[-2,5],-1∈[-2,5],3∈[-2,5],

f(-2)=-8-12+18-1=-3;

f(-1)=-1-3+9-1=4;

f(3)=27-27-27-1=-28;

f(5)=125-75-45-1=4.

∴函数f(x)在区间[-2,5]上的最大值为4,最小值为-28.

(Ⅱ)假设存在实数a,使f(x)在R上单调递增,

则f′(x)=3x2+2ax-9>0的解集为R,

∴△=4a2+108<0

∵△=4a2+108≥108,

∴△<0不成立.

所以,不存在实数a,使f(x)在R上单调递增.

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简答题

设函数f(x)=x2+aIn(1+x)有两个极值点x1、x2,且x1<x2

(I)求a的取值范围,并讨论f(x)的单调性;

(II)证明:f(x2)>

正确答案

(I)f′(x)=2x+=(x>-1)

令g(x)=2x2+2x+a,其对称轴为x=-

由题意知x1、x2是方程g(x)=0的两个均大于-1的不相等的实根,

其充要条件为,得0<a<

(1)当x∈(-1,x1)时,f'(x)>0,∴f(x)在(-1,x1)内为增函数;

(2)当x∈(x1,x2)时,f'(x)<0,∴f(x)在(x1,x2)内为减函数;

(3)当x∈(x2,+∞)时,f'(x)>0,∴f(x)在(x2,+∞)内为增函数;

(II)由(I)g(0)=a>0,∴-<x2<0,a=-(2x22+2x2

∴f(x2)=x22+aln(1+x2)=x22-(2x22+2x2)ln(1+x2

设h(x)=x2-(2x2+2x)ln(1+x)(x>-),

则h'(x)=2x-2(2x+1)ln(1+x)-2x=-2(2x+1)ln(1+x)

(1)当x∈(-,0)时,h'(x)>0,∴h(x)在[-,0)单调递增;

(2)当x∈(0,+∞)时,h'(x)<0,h(x)在(0,+∞)单调递减.∴当x∈(-,0)时,h(x)>h(-)=

故f(x2)=h(x2)>

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简答题

设a为实常数,函数f(x)=-x3+ax2-4.

(1)若函数y=f(x)的图象在点P(1,f(1))处的切线的倾斜角为,求函数f(x)的单调区间;

(2)若存在x0∈(0,+∞),使f(x0)>0,求a的取值范围.

正确答案

(1)f′(x)=-3x2+2ax.根据题意f′(1)=tan=1,

∴-3+2a=1,即a=2.∴f′(x)=-3x2+4x=-3x(x-).

当f′(x)>0,得x(x-)<0,即0<x<;当f′(x)<0,得x(x-)>0,即x<0或x>

∴f′(x)的单调递增区间是(0,),单调递减区间是(-∞,0)∪(,+∞);

(2)f′(x)=-3x(x-).

①若a≤0,当x>0时,f′(x)<0,从而f(x)在(0,+∞)上是减函数,

又f(0)=-4,则当x>0时,f(x)<-4.

∴当a≤0时,不存在x0>0,使f(x0)>0;

②当a>0,则当0<x<时,f′(x)>0,当x>时,f′(x)<0.

从而f(x)在(0,)上单调递增,在(,+∞)上单调递减.

∴当x∈(0,+∞)时,f(x)max=f()=-+-4=-4.

据题意,-4>0,即a3>27,∴a>3.

故a的取值范围是(3,+∞).

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简答题

定义在R上的函数f(x)=ax3+bx2+cx+d满足:函数f(x)的图象关于原点对称且过点(3,-6),函数f(x)在点x1、x2处取得极值,且|x1-x2|=4.

(Ⅰ)求函数f(x)的表达式;

(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间;

(Ⅲ)求函数f(x)过点P(1,-8)的切线方程.

正确答案

(I)由题意f(-x)=-f(x)对x∈R恒成立,解之得b=d=0

所以f(x)=ax3+cx,又f(3)=27a+3c=-6   ①

由f′(x)=3ax2+c=0,得x1=-,x2=

=2,c=-12a   ②

由①②得a=,c=-8

故f(x)=x3-8x                                    

(II)由(I)知,f′(x)=2x2-8,

当f′(x)>0时,解得x<-2或x>2;

当f′(x)<0时,解得-2<x<2.

所以函数f(x)的单调增区间为(-∞,-2),(2,+∞),单调减区间为(-2,2). 

(III)设切点Q(x0,y0),则点Q处的切线方程为:y-y0=(-8)(x-x0)  ③

注意到y0=-8x0及点P(1,-8)在此切线上,

有-8-+8x0=(-8)(1-x0),

整理得:2-3=0,即x0=0或x0=

代入方程③得8x+y=0或7x+2y+9=0为所求.

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简答题

(本小题满分12分)

已知函数.

(1)当时,求的极值;

(2)若在区间上单调递增,求b的取值范围.

正确答案

(1)取极小值,在取极大值4.(2)

试题分析:(1)求函数极值,首先明确其定义域:,然后求导数:当时,再在定义域下求导函数的零点:根据导数符号变化规律,确定极值:当时,单调递减,当时,单调递增,当时,单调递减,故取极小值,在取极大值4.(2)已知函数单调性,求参数取值范围,一般转化为对应导数恒非负,再利用变量分离求最值. 由题意得恒成立,即恒成立,即,即

试题解析:(1)当时,

时,单调递减,当时,单调递增,当时,单调递减,故取极小值,在取极大值4.

(2)因为当时,

依题意当时,有,从而

所以b的取值范围为

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简答题

已知函数,其中是常数且.

(1)当时,在区间上单调递增,求的取值范围;

(2)当时,讨论的单调性;

(3)设是正整数,证明:.

正确答案

(1) ;(2)当时, 的减区间为,增区间为;当时, 的减区间为,增区间为;(3)详见解析.

试题分析:(1)利用导数法,然后才有分离参数的思路进行求解; (2)明确函数的解析式,利用求导法和分类讨论进行求解;(3)用代替中的得到,再证明不等式成立.

试题解析:(1)∵,则,∴

∵当时,是增函数,∴时恒成立.     (2分)

时恒成立. ∵当时,是减函数,

∴当时,,∴.         (4分)

(2)∵,∴

,                 (5分)

∴当时,由,故的减区间为,增区间为.

时,由,故的减区间为,增区间为.                                   (9分)

(3)由(1)知,当时,时增函数,

,即,∴

,∴,∴

,            (12分)

.        (14分)

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简答题

已知函数f(x)=,g(x)=bx2+3x.

(Ⅰ)若曲线h(x)=f(x)-g(x)在点(1,0)处的切线斜率为0,求a,b的值;

(Ⅱ)当a∈[3,+∞),且ab=8时,求函数φ(x)=的单调区间,并求函数在区间[-2,-1]上的最小值.

正确答案

(Ⅰ)函数h(x)定义域为{x|x≠-a},

则h′(x)=f′(x)-g′(x)=--2bx-3,

∵h(x)在点(1,0)处的切线斜率为0,

,即,解得

(Ⅱ)φ(x)=(x+a)(bx2+3x)(x≠-a),

∵ab=8,所以b=,∴φ(x)=(x+a)(x2+3x)(x≠-a),

∴φ′(x)=(24x2+22ax+3a2)=(4x+3a)(6x+a),

令φ'(x)=0,得x=-a,或x=-a,

∵因为a∈[3,+∞),∴所以-a<-a,

∴故当x<-a,或x>-a时,φ'(x)>0,当-a<x<-a时,φ'(x)<0,

∴函数φ(x)的单调递增区间为(-∞,-a),(-a,-a),(-a,+∞),单调递减区间为(-a,-a),

∵a∈[3,+∞),∴-≤-,-≤-

①当-≤-2,即a≥12时,∵φ(x)在[-2,-1]单调递增,

∴φ(x)在该区间的最小值为φ(-2)=-+44-6a;

②当-2<-<-1,即6<a<12时,

∵φ(x)在[-2,-)上单调递减,在(-,-1]上单调递增,

∴φ(x)在该区间的最小值为φ(-)=-a2

③当-≥-1时,即3≤a≤6时,∵φ(x)在[-2,-1]单调递减,

∴φ(x)在该区间的最小值为φ(-1)=-+11-3a,

综上所述,当3≤a≤6时,最小值为-+11-3a;当6<a<12时,最小值为-a2;当a≥12时,最小值为-+44-6a.

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