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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3+bx2+cx在x=1处取得极小值-2.

(I)求f(x)的单调区间;

(II)若对任意的μ∈(0,+∞),函数f(x)的图象C1与函数y=f(x+μ)-v的图象C2至多有一个交点.求实数v的范围.

正确答案

(I)∵函数f(x)=x3+bx2+cx,

∴f′(x)=3x2+2bx+c,

∵函数f(x)=x3+bx2+cx在x=1处取得极小值-2,

解得b=0,c=-3.…3 分

∴f′(x)=3x2+2bx+c=3x2-3=3(x-1)(x+1),

∴当x<-1或x>1时,f′(x)>0;

当-1<x<1时,f′(x)<0,

∴(-∞,-1),(1,+∞)是单调递增区间,(-1,1)是单调递减区间.…6 分

(II)y=f(x+μ)-v

=(x-μ)3-3(x-μ)-v,

由方程组

得3μx2+3μ2x+μ3-3μ-v=0至多有一个实根,…8 分

∴△=9μ4-12μ(μ3-3μ-v)≤0,

∴-μ3+12μ+4v≤0,

∴v≤μ3-3μ当u>0时恒成立.…10 分

令g(μ)=μ3-3μ,(μ>0),

则g(μ )=μ2-3

=(μ-2)(μ+2),

由此知函数g(μ)在(0,2)上为减函数,在(2,+∞)上为增函数,

所以当μ=2时,函数g(μ)取最小值,即为-4,于是v≤-4.…13 分

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简答题

已知函数f(x)=xlnx,g(x)=x2-6x+1.

(Ⅰ)求函数y=+g(x)的单调递增区间;

(Ⅱ)求函数f(x)在区间[t,t+2](t>0)上的最小值;

(Ⅲ)试判断方程lnx=-(其中e=2.718…)是否有实数解?并说明理由.

正确答案

(Ⅰ)函数y=+g(x)=4lnx+x2-6x+1,(x>0),

∴y=+2x-6==

令y>0,解得0<x<1或x>2,

∴函数y=+g(x)的单调递增区间是(0,1)和(1,+∞).

(II)f(x)=lnx+1,令f(x)=0,解得x=

当0<x<时,f(x)<0,函数f(x)在(0,)上单调递减;当x>时,f(x)>0,函数f(x)在(0,)上单调递增.

①当0<t<时,x∈[t,)时,函数f(x)单调递减;x∈(,t+2],函数f(x)单调递增,

因此当x=时,f(x)取得极小值,也即最小值,且f()=ln=-

②当t≥时,f(x)在区间[t,t+2]内单调递增,因此x=t时,函数f(x)取得最小值,且f(t)=tlnt.

(Ⅲ)方程lnx=-(其中e=2.718…)⇔xlnx=-(x>0).

令u(x)=xlnx,v(x)=-.(x>0).

由(II)可知:u(x)在x=时取得极小值,也即最小值-

v(x)==,当0<x<1时,v(x)>0,函数v(x)单调递增;当1<x时,v(x)<0,函数v(x)单调递减.

因此当x=1时,v(x)取得极大值,也即最大值v(1)=-=-

而当x=1时,u(1)=0>-=v(1),故方程lnx=-(其中e=2.718…)无实数解.

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简答题

函数f(x)=xlnx-ax2-x(a∈R).

(I)若函数f(x)在x=1处取得极值,求a的值;

(II)若函数f(x)的图象在直线y=-x图象的下方,求a的取值范围;

(III)求证:20132012<20122013

正确答案

(I)f′(x)=lnx-2ax,(x>0).

∵函数f(x)在x=1处取得极值,∴f′(1)=0,即0-2a=0,解得a=0.

∴f′(x)=lnx,

当x∈(0,1)时,f′(x)<0,函数f(x)在(0,1)内单调递减;

当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,函数f(x)在(1,+∞)内单调递增.

∴函数f(x)在x=1时取得极小值.

(II)由题意可得:xlnx-ax2-x<-x,

∴xlnx-ax2<0,

∵x>0,∴a>

设h(x)=,则h′(x)=

令h′(x)>0,解得0<x<e,∴h(x)在区间(0,e)上单调递增;

令h′(x)<0,解得e<x,∴h(x)在区间(e,+∞)上单调递减.

∴h(x)在x=e时取得极小值,即最小值,h(e)=

∴a>

(III)由(II)可知:h(x)在(e,+∞)上单调递减,

∴h(x)>h(x+1),

,化为lnxx+1>ln(x+1)x

∴xx+1>(x+1)x

令x=2012,可得2012201′3>20132012

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简答题

设函数f(x)=lnx-ax,a∈R.

(1)当x=1时,函数f(x)取得极值,求a的值;

(2)当a>0时,求函数f(x)在区间[1,2]的最大值.

正确答案

解 (1)f(x)的定义域为(0,+∞),所以f′(x)=-a=.    

因为当x=1时,函数f(x)取得极值,

所以f′(1)=1-a=0,解得a=1.

经检验,a=1符合题意.

(2)f′(x)=-a=,x>0.

令f′(x)=0得x=.因为x∈(0,)时,f′(x)>0,x∈(,+∞)时,f′(x)<0,

所以f(x)在(0,)上递增,在(,+∞)上递减,

①当0<≤1,即a≥1时,f(x)在(1,2)上递减,所以x=1时,f(x)取最大值f(1)=-a;

②当1<<2,即<a<1时,f(x)在(1,)上递增,在( ,2)上递减,

所以x=时,f(x)取最大值f()=-lna-1;

③当≥2,即0<a≤时,f(x)在(1,2)上递增,所以x=2时,f(x)取最大值f(2)=ln2-2a;

综上,①当0<a≤时,f(x)最大值为ln2-2a;②当<a<1时,f(x)最大值为-lna-1.

③当a≥1时,f(x)最大值为-a.

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简答题

已知函数f(x)=x3-3x2-9x+1.求函数f(x)的单调区间和极值.

正确答案

f'(x)=3x2-6x-9…2分

令 f'(x)=0,解得x1=-1,x2=3.                                …4分

列表讨论f(x)、f'(x)的变化情况:

…7分

所以,f(x)的单调递增区间为(-∞,-1)、(3,+∞);f(x)的单调递减区间为(-1,3);                                   …8分

当x=-1时,f(x)的极大值是f(-1)=6;

当x=3时,f(x)的极小值是f(3)=-26.                         …9分.

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简答题

已知:函数f(x)=x3-3ax+b(a≠0).

(1)若曲线y=f(x)在点(2,f(x))处与直线y=8相切,求a,b的值;

(2)若a=9,b=1,求函数f(x)的单调区间与极值点.

正确答案

(1)f'(x)=3x2-3a,

∵曲线y=f(x)在点(2,f(x))处与直线y=8相切,

(2)∵f(x)=x3-27x+1,∴f'(x)=3x2-27,令f'(x)=0,则x=±3,即:

则函数f(x)=x3-27x+1的单调增区间是:(-∞,-3),(3,+∞)

单调减区间是:(-3,3)

x=-3是极大值点,极大值为f(-3)=55;

x=3是极小值点,极小值为f(3)=-53.

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简答题

设函数f(x)=x-a(x+1)ln(x+1),(x>-1,a≥0)

(Ⅰ)求f(x)的单调区间;

(Ⅱ)当a=1时,若方程f(x)=t在[-,1]上有两个实数解,求实数t的取值范围;

(Ⅲ)证明:当m>n>0时,(1+m)n<(1+n)m

正确答案

(Ⅰ)f′(x)=1-aln(x+1)-a

①a=0时,f′(x)>0∴f(x)在(-1,+∞)上是增函数    …(1分)

②当a>0时,f(x)在(-1,e1-aa-1]上递增,在[e1-aa-1,+∞)单调递减.…(4分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,f(x)在[-,0]上单调递增,在[0,1]上单调递减

又f(0)=0,f(1)=1-ln4,f(-)=-+ln2

∴f(1)-f(-)<0

∴当t∈[-,+ln2,0)时,方程f(x)=t有两解   …(8分)

(Ⅲ)要证:(1+m)n<(1+n)m只需证nln(1+m)<mln(1+n),

只需证:

设g(x)=,(x>0),则g/(x)==…(10分)

由(Ⅰ)知x-(1+x)ln(1+x),在(0,+∞)单调递减    …(12分)

∴x-(1+x)ln(1+x)<0,即g(x)是减函数,而m>n

∴g(m)<g(n),故原不等式成立.          …(14分)

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简答题

设函数f(x)=x-a(x+1)ln(x+1),(x>-1,a≥0)

(Ⅰ)求f(x)的单调区间;

(Ⅱ)当a=1时,若方程f(x)=t在[-,1]上有两个实数解,求实数t的取值范围;

(Ⅲ)证明:当m>n>0时,(1+m)n<(1+n)m

正确答案

(Ⅰ)f′(x)=1-aln(x+1)-a

①a=0时,f′(x)>0∴f(x)在(-1,+∞)上是增函数    …(1分)

②当a>0时,f(x)在(-1,e1-aa-1]上递增,在[e1-aa-1,+∞)单调递减.…(4分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,f(x)在[-,0]上单调递增,在[0,1]上单调递减

又f(0)=0,f(1)=1-ln4,f(-)=-+ln2

∴f(1)-f(-)<0

∴当t∈[-,+ln2,0)时,方程f(x)=t有两解   …(8分)

(Ⅲ)要证:(1+m)n<(1+n)m只需证nln(1+m)<mln(1+n),

只需证:

设g(x)=,(x>0),则g/(x)==…(10分)

由(Ⅰ)知x-(1+x)ln(1+x),在(0,+∞)单调递减    …(12分)

∴x-(1+x)ln(1+x)<0,即g(x)是减函数,而m>n

∴g(m)<g(n),故原不等式成立.          …(14分)

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简答题

已知f(x)=x(x2-3ax-)(a∈R).

(I)若过函数f(x)图象上一点P(1,t)的切线与直线x-2y+b=0垂直,求t的值;

(II)若函数f(x)在(-1,1)内是减函数,求a的取值范围.

正确答案

(1)∵f(x)=x3-2ax2-3x,∴f'(x)=2x2-4ax-3.

则过P(1,t)的切线斜率为k=f′(1)=-1-4a.(2分)

又∵它与直线x-2y+b=0垂直,∴-1-4a=-2,即a=,.(4分)

∴f(x)=x3-x2-3x又∵P(1,t)在f(x)的图象上,∴t=-(6分)

(2)∵函数f(x)在(-1,1)内是减函数

∴f'(x)=2x2-4ax-3≤0对于一切x∈(-1,1)恒成立.(8分)

∵二次函数f'(x)的图象开口向上,

(10分)

∴-≤a≤(12分)

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简答题

已知函数f(x)=ax2-3x+4+2lnx(a>0).

(Ⅰ) 当a=时,求函数f(x)在[,3]上的最大值;

(Ⅱ) 若f(x)在其定义域上是增函数,求实数a的取值范围.

正确答案

(Ⅰ)当a=时,f(x)=x2-3x+4+2lnx,

f′(x)=

即f(x)在区间[,1)和(2,3]上单调递增;在区间[1,2]上单调递减.

∴f(1)=,f(3)=2ln3-

所以函数f(x)在[,3]上的最大值为f(3)=2ln3-

(Ⅱ)f′(x)=2ax-3+=

因为f(x)在其定义域上是单调递增函数,

所以当x∈(0,+∞)时f'(x)≥0恒成立,

得2ax2-3x+2≥0恒成立,

因为a>0,x=>0,

所以△=9-16a≤0,

所以实数a的取值范围为[,+∞).

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