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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=

(Ⅰ)求f(x)的单调区间;

(Ⅱ)证明:对任意的x≥0,都有f(x)≤x.

正确答案

(1)由已知得,f′(x)=(2分)

令f'(x)>0,得2cosx+1>0,即cosx>-

解得x∈(-+2kπ,+2kπ)(4分)

令f'(x)<0,得2cosx+1<0,即cosx<-

解得x∈(+2kπ,+2kπ)(6分)

故单增区间为(-+2kπ,+2kπ),

单减区间为(+2kπ,+2kπ).(k∈Z)

(2)令F(x)=f(x)-x,

则F(x)=-xF′(x)=-=,(8分)

故对于∀x≥0,都有F'(x)≤0因而F(x)在[0,+∞)上递减,(10分)

对于∀x≥0,都有F(x)≤F(0)=0

因此对于∀x≥0,都有f(x)≤x(12分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax2-2xsin2α和函数g(x)=lnx,记F(x)=f(x)+g(x).

(1)当α=时,若f(x)在[1,2]上的最大值是f(2),求实数a的取值范围;

(2)当a=1时,判断F(x)在其定义域内是否有极值,并予以证明;

(3)对任意的α∈[π),若F(x)在其定义域内既有极大值又有极小值,试求实数a的取值范围.

正确答案

(1)α=时,f(x)=ax2-x.

①当a=0时,f(x)=-x,不合题意;[1,2]⊆[,+∞)

②当a<0时,f(x)=ax2-x在(-∞,]上递增,在[,+∞)上递减,而,故不合题意;

③当a>0时,f(x)=ax2-x在(-∞,]上递减,在[,+∞)上递增,

f(x)在[1,2]上的最大值是max{f(1),f(2)}=f(2),所以f(1)≤f(2),即a-≤2a-3,所以a≥1.

综上所述,实数a的取值范围是[1,+∞).

(2)a=1时,F(x)=x2-2xsin2α+lnx定义域为(0,+∞),F/(x)=x+-2sin2α≥2-2sin2α=2cos2α≥0.

①当cosα≠0时,F′(x)>0,F(x)在(0,+∞)上单调递增,从而F(x)在其定义域内没有极值;

②当cosα=0时,F/(x)=x+-2=,令F′(x)=0有x=1,但是x∈(0,1)时,F′(x)>0,F(x)单调递增,x∈(1,+∞)时,F′(x)>0,F(x)也单调递增,所以F(x)在其定义域内也没有极值.

综上,F(x)在其定义域内没有极值.

(3)据题意可知,令F/(x)=ax+-2sin2α=0,即方程ax2-2xsin2α+1=0在(0,+∞)上恒有两个不相等的实数根.即恒成立,因为α∈[π),sinα∈[,1],所以0<a<

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ln-ax2+x(a>0).

(1)若f(x)是单调函数,求a的取值范围;

(2)若f(x)有两个极值点x1,x2,证明:f(x1)+f(x2)>3-2ln2.

正确答案

(Ⅰ)f(x)=-lnx-ax2+x,

f′(x)=--2ax+1=-.…(2分)

令△=1-8a.

当a≥时,△≤0,f′(x)≤0,f(x)在(0,+∞)单调递减.…(4分)

当0<a<时,△>0,方程2ax2-x+1=0有两个不相等的正根x1,x2

不妨设x1<x2

则当x∈(0,x1)∪(x2,+∞)时,f′(x)<0,

当x∈(x1,x2)时,f′(x)>0,

这时f(x)不是单调函数.

综上,a的取值范围是[,+∞).…(6分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当且仅当a∈(0,)时,f(x)有极小值点x1和极大值点x2

且x1+x2=,x1x2=

f(x1)+f(x2)=-lnx1-ax12+x1-lnx2-ax22+x2

=-(lnx1+lnx2)-(x1-1)-(x2-1)+(x1+x2

=-ln(x1x2)+(x1+x2)+1=ln(2a)++1.…(9分)

令g(a)=ln(2a)++1,a∈(0,],

则当a∈(0,)时,g′(a)=-=<0,g(a)在(0,)单调递减,

所以g(a)>g()=3-2ln2,即f(x1)+f(x2)>3-2ln2.…(12分)

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简答题

已知f(x)=ax3+cx+d(a≠0)是R上的奇函数,当x=1时f(x)取得极值-2.

(Ⅰ)求f(x)的解析式;

(Ⅱ)求f(x)在(-4,5)上的单调区间.

正确答案

(Ⅰ)由奇函数的定义,应有f(-x)=-f(x),x∈R

即-ax3-cx+d=-ax3-cx-d∴d=0

因此,f(x)=ax3+cx  f'(x)=3ax2+c

由条件f(1)=-2为f(x)的极值,必有f'(1)=0,故

解得a=1,c=-3因此,f(x)=x3-3x,

(II)f'(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1)

当x∈(-4,-1)时,f'(x)>0,故f(x)在单调区间(-4,-1)上是增函数

当x∈(-1,1)时,f'(x)<0,故f(x)在单调区间(-1,1)上是减函数

当x∈(1,5)时,f'(x)>0,故f(x)在单调区间(1,5)上是增函数

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简答题

已知曲线C1:y=+e(e为自然对数的底数),曲线C2:y=2elnx和直线l:y=2x.

(1)求证:直线l与曲线C1,C2都相切,且切于同一点;

(2)设直线x=t(t>0)与曲线C1,C2及直线l分别相交于M,N,P,记f(t)=|PM|-|NP|,求f(t)在[e-3,e3]上的最大值;

(3)设直线x=em(m=0,1,2,3┅┅)与曲线C1和C2的交点分别为Am和Bm,问是否存在正整数n,使得A0B0=AnBn?若存在,求出n;若不存在,请说明理由. (本小题参考数据e≈2.7).

正确答案

(1)证明:y=+ey′=由y′==2得x=e(2分)

在C1上点(e,2e)处的切线为y-2e=2(x-e),即y=2x(3分)

又在C2上点(e,2e)处切线可计算得y-2e=2(x-e),即y=2x

∴直线l与C1、C2都相切,且切于同一点(e,2e)(4分)

(2)f(t)=+e-2t-(2t-2elnt)=+2elnt-4t+ef′(t)=+2e-4==≥0(6分)

∴f(t)在[e-3,e3]上递增

∴当t=e3时f(t)max=+2elne3-4e3+e=e5-4e3+7e(8分)

(3)AnBn=+e-2elnen=+e-2ne

设上式为g(n),假设n取正实数,则g′(n)=•lne2-2e=

当n∈(0,1)时,g′(n)<0,∴g(n)递减;

当n∈(1,+∞),g′(n)>0,∴g(n)递增.(12分)

g(0)=A0B0=e+g(1)=2e-2e=0g(2)=e3+e-4e=e3-3e≈2.72e-3e>2e>e+

∴不存在正整数n,使得g(m)=g(0)

即AnBn=A0B0.(14分)

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简答题

已知函数f(x)=-x3x2g(x)=aln xa∈R.

(1)若对任意x∈[1,e],都有g(x)≥-x2+(a+2)x恒成立,求a的取值范围;

(2)设F(x)=P是曲线yF(x)上异于原点O的任意一点,在曲线yF(x)上总存在另一点Q,使得△POQ中的∠POQ为钝角,且PQ的中点在y轴上,求a的取值范围.

正确答案

(1)(-∞,-1](2)(-∞,0]

(1)由g(x)≥-x2+(a+2)x,得(x-ln x)ax2-2x..

由于x∈[1,e],ln x≤1≤x,且等号不能同时取得,所以ln xxx-ln x>0.

从而a恒成立,amin.(4分)

t(x)=x∈[1,e].求导,得t′(x)=.(6分)

x∈[1,e],x-1≥0,ln x≤1,x+2-2ln x>0,从而t′(x)≥0,t(x)在[1,e]上为增函数.

所以t(x)mint(1)=-1,所以a的取值范围是(-∞,-1].(8分)

(2)F(x)=

P(tF(t))为曲线yF(x)上的任意一点.

假设曲线yF(x)上存在一点Q(-tF(-t)),使∠POQ为钝角,

<0.(10分)

①若t≤-1,P(t,-t3t2),Q(-taln(-t)),=-t2aln(-t)·(-t3t2).

由于<0恒成立,a(1-t)ln(-t)<1.

t=-1时,a(1-t)ln(-t)<1恒成立.

t<-1时,a恒成立.由于>0,所以a≤0.(12分)

②若-1<t<1,且t≠0,P(t,-t3t2),Q(-tt3t2),则=-t2+(-t3t2)·(t3t2)<0,

t4t2+1>0对-1<t<1,且t≠0恒成立.(14分)

③当t≥1时,同①可得a≤0.

综上所述,a的取值范围是(-∞,0].(16分)

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简答题

已知函数f(x)=px--2lnx.

(1)若p=2,求曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;

(2)若函数f(x)在其定义域内为增函数,求正实数p的取值范围.

正确答案

(1)当p=2时,函数f(x)=2x--2lnx,

f(1)=2-2-2ln1=0.f′(x)=2+-

曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为f'(1)=2+2-2=2.

从而曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y-0=2(x-1),即y=2x-2.

(2)f′(x)=p+-=

令h(x)=px2-2x+p,要使f(x)在定义域(0,+∞)内是增函数,

只需h(x)≥0在(0,+∞)内恒成立.

由题意p>0,h(x)=px2-2x+p的图象为开口向上的抛物线,对称轴方程为x=∈(0,+∞),

∴h(x)min=p-,只需p-≥0,

即p≥1时,h(x)≥0,f'(x)≥0

∴f(x)在(0,+∞)内为增函数,正实数p的取值范围是[1,+∞).

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简答题

已知f(x)=xlnx,g(x)=-x2+ax-3.

(1)求函数f(x)在[t,t+2](t>0)上的最小值;

(2)对一切x∈(0,+∞),2f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围;

(3)证明对一切x∈(0,+∞),都有lnx>成立.

正确答案

(1)f(x)min(2)a≤4(3)见解析

(1)解:f′(x)=lnx+1,当x∈时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x∈时,f′(x)>0,f(x)单调递增.

①当0时,t无解;②当0时,f(x)min=f=-

③当≤t时,f(x)在[t,t+2]上单调递增,f(x)min=f(t)=tlnt,

所以f(x)min.

(2)解:由题意,要使2xlnx≥-x2+ax-3在x∈(0,+∞)恒成立,即要使a≤2lnx+x+恒成立.

设h(x)=2lnx+x+(x>0),则h′(x)=+1-.

当x∈(0,1)时,h′(x)<0,h(x)单调递减;

当x∈(1,+∞)时,h′(x)>0,h(x)单调递增.

所以x=1时,h(x)取得极小值,也就是最小值,

即[h(x)]min=h(1)=4,所以a≤4.

(3)证明:问题等价于证明xlnx>,x∈(0,+∞).

由(1)知,f(x)=xlnx在(0,+∞)上最小值是-

当且仅当x=时取得.设m(x)=,x∈(0,+∞),则m′(x)=

易得[m(x)]max=m(1)=-

当且仅当x=1时取得,

从而对一切x∈(0,+∞),都有lnx>成立

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简答题

已知函数

(I)求函数的单调区间;

(Ⅱ)若,试解答下列两小题.

(i)若不等式对任意的恒成立,求实数的取值范围;

(ii)若是两个不相等的正数,且以,求证:

正确答案

(I)①当时,递增区间是;②当时,递增区间是,递减区间为;(Ⅱ)(i)实数的取值范围为;(ii)详见试题解析.

试题分析:(I)首先求函数的定义域,再求的导数,令下面分讨论求函数的单调区间;(Ⅱ)(i)先由已知条件,将问题转化为求函数的导数:,由此讨论可得上为减函数,从而求得实数的取值范围;(ii)先根据已知条件把化简为,只要证,构造函数利用导数可得上单调递减,在上单调递增,最终证得

试题解析:(I)解:函数的定义域为

①当时,上恒成立,∴递增区间是

②当时,由可得,∴递增区间是,递减区间为.                                    (6分)

(Ⅱ)(i)解:设

上恒成立,∴上为减函数,∴实数的取值范围为.                              (10分)

(ii)证明:

.设,则

,得上单调递减,在上单调递增

.               (15分)

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简答题

已知函数().

(1)当时,求函数的单调区间;

(2)当时,取得极值.

① 若,求函数上的最小值;

② 求证:对任意,都有.

正确答案

(1)单调增区间为,单调减区间为 ;(2)①②详见解析.

试题分析:(1)求导解, 解

(2)①当时,取得极值, 所以解得,对求导,判断在,递增,在递减,分类讨论,求出最小值;②通过求导,求出,将恒成立问题转化为最值问题,对任意,都有.

试题解析:(1)  

时,                  

, 解  

所以单调增区间为,单调减区间为  

(2)①当时,取得极值, 所以 

解得(经检验符合题意)  

  

所以函数,递增,在递减  

时,单调递减, 

  

时      

单调递减,在单调递增,  

时,单调递增,  

综上,上的最小值

  

②令 得(舍)  

因为 所以  

所以,对任意,都有.

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