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题型:简答题
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简答题

设函数

(Ⅰ)当曲线处的切线斜率;

(Ⅱ)求函数的单调区间与极值

(Ⅲ)已知方程有三个互不相同的实根0,,且.若对任意的恒成立,求m的取值范围

正确答案

1,

内减函数,在内增函数。

函数处取得极大值,且=

函数处取得极小值,且=

解:(Ⅰ)当

所以曲线处的切线斜率为1. 

(Ⅱ),令,得到

因为

x变化时,的变化情况如下表:

内减函数,在内增函数。

函数处取得极大值,且=

函数处取得极小值,且=

(Ⅲ)由题设,

所以方程=0由两个相异的实根,故,且,解得

因为

,而,不合题意

则对任意的

,所以函数的最小值为0,于是对任意的,恒成立的充要条件是

,解得  

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3+ax2+bx+3的单调递减区间为(-,1),单调递增区间为(-∞,-)和(1,+∞).

(1)求f(x)的解析式;

(2)若t∈R,试讨论关于x的方程f(x)=2x2+8x+t的实数根的个数.

正确答案

(1)f'(x)=3x2+2ax+b

由题设得f'(x)=0的根为x=-或x=1

由此求得a=b=-1

故f(x)=x3-x2-x+3

(2)g(x)=f(x)-(2x2+8x+t)=x3-3x2-9x+3-t

令g'(x)=3x2-6x-9=0,得x=-1或x=3

g(x)极大值=g(-1)=8-t,g(x)极小值=g(3)=-24-t

∴当8-t<0,即t>8时,原方程有一个实数根;

当8-t=0,即t=8时,原方程有两个实数根;

即-24<t<8时,原方程有三个实数根;

当-24-t=0,即t=-24时,原方程有两个实数根;

当-24-t>0,即t<-24时,原方程有一个实数根.

综上,当t=-24或t=8时,原方程有两个实数根;

当t<-24或t>8时,原方程有两个实数根;

当-24<t<8时,原方程有三个实数根.

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简答题

已知函数g(x)=ax3+2x2-2x,函数f(x)是函数g(x)的导函数.

(1)若a=1,求g(x)的单调减区间;

(2)若对任意x1,x2∈R且x1≠x2,都有f()<,求实数a的取值范围;

(3)在第(2)问求出的实数a的范围内,若存在一个与a有关的负数M,使得对任意x∈[M,0]时|f(x)|≤4恒成立,求M的最小值及相应的a值.

正确答案

(1)当a=1时,g(x)=x3+2x2-2x,g′(x)=x2+4x-2 …(1分)

由g′(x)<0解得-2-<x<-2+        …(2分)

∴当a=1时函数g(x)的单调减区间为 (-2-,2+);…(3分)

(2)易知f(x)=g′(x)=x2+4x-2

依题意知  f()-=a(2+4×-2-

=-(x1-x22<0 …(5分)

因为x1≠x2,所以a>0,即实数a的取值范围是(0,+∞);…(6分)

(3)易知f(x)=ax2+4x-2=a(x+2-2-,a>0.

显然f(0)=-2,由(2)知抛物线的对称轴x=-<0    …(7分)

①当-2-<-4即0<a<2时,M∈(-,0)且f(M)=-4

令ax2+4x-2=-4解得  x=        …(8分)

此时M取较大的根,即M==…(9分)

∵0<a<2,∴M==>-1     …(10分)

②当-2-≥-4即a≥2时,M<-且f(M)=4

令ax2+4x-2=4解得 x=            …(11分)

此时M取较小的根,即 M==…(12分)

∵a≥2,∴M==≥-3当且仅当a=2时取等号  …(13分)

由于-3<-1,所以当a=2时,M取得最小值-3  …(14分)

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简答题

已知函数f1(x)=x2,f2(x)=alnx(a∈R)•

(I)当a>0时,求函数.f(x)=f1(x)•f2(x)的极值;

(II)若存在x0∈[1,e],使得f1(x0)+f2(x0)≤(a+1)x0成立,求实数a的取值范围;

(III)求证:当x>0时,lnx+->0.

(说明:e为自然对数的底数,e=2.71828…)

正确答案

(I)f(x)=f1(x)•f2(x)=x2alnx,

∴f′(x)=axlnx+ax=ax(2lnx+1),(x>0,a>0),

由f′(x)>0,得x>e 12,由f′(x)<0,得0<x<e 12

∴函数f(x)在(0,e 12)上是增函数,在(e 12,+∞)上是减函数,

∴f(x)的极小值为f(e 12)=-,无极大值.

(II)根据题意存在x0∈[1,e],使得f1(x0)+f2(x0)≤(a+1)x0成立,

设g(x)=x2+alnx-(a+1)x,则g(x)min≤0即可,

又g′(x)=x+-(a+1)=

①当a≤1时,由x∈[1,e],g′(x)>0,得g(x)在[1,e]上是增函数,

∴g(x)min=g(1)=-(a+1)≤0,得-≤a≤1.

②当1<a<e时,由x∈[1,a],g′(x)<0,得g(x)在[1,a]上是减函数,

由x∈[a,e],g′(x)>0,得g(x)在[1,a]上是增函数,

∴g(x)min=g(a)=-a2+alna-a=-a2-a(1-lna)≤0恒成立,得1<a<e.

③当a≥e时,由x∈[1,e],g′(x)<0,得g(x)在[1,e]上是减函数,

∴g(x)min=g(e)=)=-e2+a-ae-e≤0,得a≥,又<e,∴a≥e.

综上,实数a的取值范围a≥

(III)问题等价于x2lnx>-

由(I)知,f(x)=x2lnx的最小值为-

设h(x)=-,h′(x)=-得,函数h(x)在(0,2)上增,在(2,+∞)减,

∴h(x)max=h(2)=-

因--(-)==>0,

∴f(x)min>h(x)max

∴x2lnx>-,∴lnx-(-)>0,

∴lnx+->0.

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简答题

求函数y=x+的单调区间.

正确答案

首先确定定义域:{x|x≠0},∴在(-∞,0)和(0,+∞)两个区间上分别讨论.任取x1、x2∈(0,+∞)且x1<x2,则f(x2)-f(x1)=x2+-x1-=(x2-x1)+=(x2-x1)(1-),

要确定此式的正负只要确定1-的正负即可.

(1)当x1、x2∈(0,1)时,1-<0,∴f(x2)-f(x1)<0,为减函数,

(2)当x1、x2∈(1,+∞)时,1->0,∴f(x2)-f(x1)>0,为增函数.

同理可求(3)当x1、x2∈(-1,0)时,为减函数;(4)当x1、x2∈(-∞,-1)时,为增函数.

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简答题

已知函数f(x)=x2-alnx(a∈R).

(1)若f(x)在x=2时取得极值,求a的值;

(2)求f(x)的单调区间;

(3)求证:当x>1时,x2+lnx<x3

正确答案

(1)∵f(x)=x2-alnx(a∈R).

∴f′(x)=x -

又∵f(x)在x=2时取得极值,

∴f′(2)=2 -=0,解得a=4

(2)∵f′(x)=x -,(x>0)

当a<0时,又由x>0,易得f′(x)>0,f(x)为增函数,

故当a<0时,(0,+∞)为函数的单调递增区间;

当a=0,f(x)=x2,当x∈[0,+∞)时,f′(x)≥0,f(x)为增函数,

故当a=0时,[0,+∞)为函数的单调递增区间;

当a>0时,当x∈(0,)时,f′(x)<0,f(x)为减函数,

当x∈(,+∞)时,f′(x)>0,f(x)为增函数,

故当a<0时,(0,)为函数的单调递减区间,(,+∞)为函数的单调递增区间;

(3)令g(x)=x3-x2-lnx,

则g′(x)=2x2-x-==

∵当x>1时,g′(x)>0

故在(1,+∞)上,g(x)=x3-x2-lnx为增函数

即当x>1时,g(x)>g(1)=>0

故当x>1时,x2+lnx<x3

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1处有极值10,求实数a,b的值;并判断f(1)=10是极大值还是极小值.

正确答案

∵函数f(x)=x3+ax2+bx+a2

∴f'(x)=3x2+2ax+b,

又∵函数f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1处有极值10,

解得:

当a=4,b=-11时,f′(x)=3(x+)(x-1),f(x)在(-∞,-)↑,在(-,1)↓,在(1,+∞)↑

∴f(x)在x=1处取得极小值f(1)=10;

当a=-3,b=3时,f'(x)=3(x-1)2≥0,f(x)在R上单增,无极值.

∴a=4,b=-11;且f(1)=10是极小值.

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简答题

已知函数f(x)=ax+lnx

(1)试讨论f(x)的极值

(2)设g(x)=x2-2x+2,若对∀x1∈(0,+∞),∃x2∈[0,1],使得f(x1)<g(x2),求实数a的取值范围.

正确答案

(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=a+=

当a≥0时f'(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)上为增函数,此时函数不存在极值.

当a<0时,由f'(x)>0,解得0<x<-,此时函数递增.由f'(x)<0,解得x>-此时函数递减.此时函数在x=-处取得极小值.无极大值.

综上所述:当a≥0时,函数不存在极值.

当a<0时,函数在x=-处取得极小值.无极大值.

(2)对∀x1∈(0,+∞),∃x2∈[0,1],使得f(x1)<g(x2),恒成立

由(1)知当a≥0时,f(x1)在(0,+∞)上为增函数,f(x1)无最大值;

当a<0时,f(x1)max⁡=f(-)=-1+ln⁡(-)=-1-ln⁡(-a)

又g(x2)=x22-2x2+2在x2∈[0,1]上单调递减,所以g(x2max⁡=g(0)=2.

所以,解得a<-e-3

所以,实数a的取值范围是(-∞,-e-3).

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简答题

已知函数f(x)=x4+x3-x2+cx有三个极值点.

(1)求c的取值范围;

(2)若存在c=5,使函数f(x)在区间[a,a+2]上单调递减,求a的取值范围.

正确答案

(1)∵函数f(x)=x4+x3-x2+cx有三个极值点,

∴f'(x)=x3+3x2-9x+c=0有三个不等的实根,

设g(x)=x3+3x2-9x+c,则g'(x)=3x2+6x-9=3(x+3)(x-1)…(3分)

列表如下:

解得-27<c<5…(8分)

(2)当c=5时,由f'(x)=x3+3x2-9x+5=0,即f'(x)=(x-1)2(x+5)=0可知f(x)在(-∞,-5]上单调递减,

所以a+2≤-5,即a≤-7…(12分)

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简答题

已知函数f(x)=plnx+(p-1)x2+1.

(1)讨论函数f(x)的单调性;

(2)当P=1时,f(x)≤kx恒成立,求实数k的取值范围;

(3)证明:1n(n+1)<1+++…+(n∈N+).

正确答案

(1)f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=+2(p-1)x=

当p>1时,f′(x)>0,故f(x)在(0,+∞)上单调递增;

当p≤0时,f′(x)<0,故f(x)在(0,+∞)上单调递减;

当0<p<1时,令f′(x)=0,解得x=

则当x∈(0,)时,f′(x)>0;x∈(,+∞)时,f′(x)<0,

故f(x)在(0,)上单调递增,在(,+∞)上单调递减;

(2)∵x>0,

∴当p=1时,f(x)≤kx恒成立⇔1+lnx≤kx⇔k≥

令h(x)=,则k≥h(x)max

∵h′(x)==0,得x=1,

且当x∈(0,1),h′(x)>0;当x∈(1,+∞),h′(x)<0;

所以h(x)在0,1)上递增,在(1,+∞)上递减,

所以h(x)max=h(1)=1,

故k≥1.

(3)由(2)知,当k=1时,有f(x)≤x,当x>1时,f(x)<x,即lnx<x-1,

∴令x=,则ln,即ln(n+1)-lnn<

∴ln2-ln1<1,ln3-ln2<,…,ln(n+1)-lnn<

相加得1n(n+1)<1+++…+

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