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题型:简答题
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简答题

求函数f(x)=2x3-6x2+1(x∈[-2,3])的单调区间及最值.

正确答案

函数的定义域为x∈[-2,3],f′(x)=6x2-12x=6x(x-2)…(2分)

令f′(x)=0 得点x1=0,x2=2…(4分)

点x1=0,x2=2把定义域分成三个小区间,下表讨论

…(6分)

所以,函数f(x)在区间[-2,0],[2,3]单调递增,在区间[0,2]上单调递减.…(8分)

因为,f(0)=1,f(-2)=-39,f(2)=-7,f(3)=1…(10分)

当x=3或x=0时,取最大值为1,当x=-2时,取最小值为-39…(12分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3-ax2+3x.

(1)若f(x)在x∈[1,+∞)上是增函数,求实数a的取值范围;

(2)若x=3是f(x)的极值点,求f(x)在x∈[1,a]上的最小值和最大值.

正确答案

(1)f'(x)=3x2-2ax+3,要f(x)在x∈[1,+∞)上是增函数,

则有3x2-2ax+3≥0在x∈[1,+∞)内恒成立,

即a≤+在x∈[1,+∞)内恒成立,

+≥3(当且仅当x=1时,取等号),所以a≤3

(2)由题意知f'(x)=3x2-2ax+3=0的一个根为x=3,可得a=5,

所以f'(x)=3x2-10x+3=0的根为x=3或 x=(舍去),

又f(1)=-1,f(3)=-9,f(5)=15,

∴f(x)在x∈[1,5]上的最小值是f(3)=-9,最大值是f(5)=15.

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简答题

设f(x)是定义在区间(1,+∞)上的函数,其导函数为f′(x).如果存在实数a和函数h(x),其中h(x)对任意的x∈(1,+∞)都有h(x)>0,使得f′(x)=h(x)(x2-ax+1),则称函数f(x)具有性质P(a),设函数f(x)=lnx+(x>1),其中b为实数.

(1)求证:函数f(x)具有性质P(b);

(2)求函数f(x)的单调区间.

正确答案

(1)f′(x)=-=(x2-bx+1)

∵x>1时,h(x)=>0恒成立,

∴函数f(x)具有性质P(b);

(2)当b≤2时,对于x>1,φ(x)=x2-bx+1≥x2-2x+1=(x-1)2>0

所以f′(x)>0,故此时f(x)在区间(1,+∞)上递增;

当b>2时,φ(x)图象开口向上,对称轴x=>1,

方程φ(x)=0的两根为:,而>1,=∈(0,1)

当x∈(1,)时,φ(x)<0,f′(x)<0,

故此时f(x)在区间(1,)上递减;

同理得:f(x)在区间[,+∞)上递增.

综上所述,当b≤2时,f(x)在区间(1,+∞)上递增;

当b>2时,f(x)在(1,)上递减;f(x)在[,+∞)上递增.

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简答题

已知函数f(x)=(ax2+x)ex在[-1,1]上是单调增函数,其中e是自然对数的底数,求a的取值范围.

正确答案

由f(x)=(ax2+x)ex,得

f′(x)=(2ax+1)ex+(ax2+x)ex=[ax2+(2a+1)x+1]ex

①当a=0时,f′(x)=(x+1)ex,f′(x)≥0在[-1,1]上恒成立,

当且仅当x=-1时取等号,故a=0符合要求;

②当a≠0时,令g(x)=ax2+(2a+1)x+1,

因为△=(2a+1)2-4a=4a2+1>0,

所以g(x)有两个不相等的实数根x1,x2,不妨设x1>x2

因此f(x)有极大值又有极小值.

若a>0,因为g(-1)g(0)=-a<0,

所以f(x)在(-1,1)内有极值点,

故f(x)在[-1,1]上不单调.

若a<0,可知x1>0>x2,因为g(x)的图象开口向下,要使f(x)在[-1,1]上单调,

因为g(0)=1>0,必须满足,即,所以-≤a<0.

综上可知,a的取值范围是[-,0].

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=

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2

x2+(

3

4

a2+a)lnx-2ax,a∈R.

(Ⅰ)当a=-时,求函数f(x)的极值点;

(Ⅱ)若函数f(x)在导函数f′(x)的单调区间上也是单调的,求a的取值范围;

(Ⅲ) 当0<a<时,设g(x)=f(x)-(

3

4

a2+a+1)lnx-(a+)x2+(2a+1)x,且x1,x2是函数g(x)的极值点,证明:g(x1)+g(x2)>3-2ln2.

正确答案

(Ⅰ)f(x)=x2-lnx+x  (x>0),f′(x)=x-+1=0,

∴x1=,x2=(不在定义域内,舍)

∴(0,]单调减,[,+∞)单调增,

∴f(x)在x=时取极小值,且是唯一极值.

(Ⅱ)f′(x)=(x>0)

令g(x)=x2-2ax+a2+a,△=4a2-3a2-2a=a2-2a,

设g(x)=0的两根x1,x2(x1<x2

10 当△≤0时,即0≤a≤2,f′(x)≥0,

∴f(x)单调递增,满足题意;

20 当△>0时  即a<0或a>2时,

(1)若x1<0<x2,则 a2+a<0,

即-<a<0时,f(x)在(0,x2)上减,(x2,+∞)上增,

f′(x)=x+-2a,f''(x)=1-≥0,

∴f′(x) 在(0,+∞)单调增,不合题意

(2)若x1<x2<0 则

即a≤-时f(x)在(0,+∞)上单调增,满足题意.

(3)若0<x1<x2

即a>2时,∴f(x)在(0,x1)单调增,(x1,x2)单调减,(x2,+∞)单调增,

不合题意.综上得a≤-或0≤a≤2.

(Ⅲ) g(x)=-lnx-ax2+x,g′(x)=--2ax+1=-

令g′(x)=0,即2ax2-x+1=0,

当0<a<时,△=1-8a>0,

所以,方程2ax2-x+1=0的两个不相等的正根x1,x2,设x1<x2

则当x∈(0,x1)∪(x2,+∞)时,g′(x)<0,

当x∈(x1,x2)时,g′(x)>0,

所以g(x)有极小值点x1和极大值点x2,且x1+x2=,x1x2=

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

=-ln(x1x2)+(x1+x2)+1

=ln(2a)+…+1.

令h(a)=ln(2a)++1,a∈(0,],

则当a∈(0,)时,h′(a)=-=<0,h(a)在(0,)单调递减,

所以h(a)>h()=3-2ln2,

即g(x1)+g(x2)>3-2ln2.

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简答题

已知a为实数,f(x)=(x2-4)(x-a),f′(x)为f(x)的导函数.

(Ⅰ)若f′(-1)=0,求f(x)在[-2,2]上的最大值和最小值;

(Ⅱ)若f(x)在(-∞,-2]和[2,+∞)上均单调递增,求a的取值范围.

正确答案

(I)∵f(x)=(x2-4)(x-a),

∴f′(x)=2x(x-a)+(x2-4)

又∵f′(-1)=-2×(-1-a)+(1-4)=0,

∴a=

∴f(x)=(x2-4)(x-),

∴f′(x)=2x(x-)+(x2-4)=3x2-x-4

令f′(x)=0,

解得x=-1,x=

当x∈[-2,-1]时,f′(x)≤0恒成立,f(x)为减函数

当x∈[-1,4/3]时,f′(x)≥0恒成立,f(x)为增函数,

当x∈[4/3,2]时,f′(x)≤0恒成立,f(x)为减函数

又∵f(-2)=0,f(-1)=,f()=-,f(2)=0

可以得到最大值为,最小值为-

(II)∵f(x)=(x2-4)(x-a),

∴f′(x)=3x2-2ax-4,

依题意:f′(x)=3x2-2ax-4≥0对(-∞,-2]恒成立,即

2ax≤3x2-4

∴a≥x-

又∵y=x-在(-∞,-2]上为增函数,故x=-2时,x-取最大值-2,

所以a≥-2

f′(x)=3x2-2ax-4≥0对[2,+∞)恒成立,即

2ax≤3x2-4

∴a≤x-

又∵y=x-在[2,+∞)上为增函数,故x=2时,x-取最小值2,

所以a≤2

故a的取值范围为[-2,2].

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简答题

设f(x)=a-lnx(a>0):

(1)若f(x)在[1,+∞)上递增,求a的取值范围;  

(2)求f(x)在[1,4]上的最小值.

正确答案

(1)求导函数,可得f′(x)=

∵f(x)在[1,+∞)上递增,

∴在[1,+∞)上,f′(x)=≥0恒成立

∴在[1,+∞)上,a≥

∴a≥2

∴a的取值范围为[2,+∞); 

(2)由f′(x)=,x∈[1,4]

①当a≥2时,在x∈[1,4]上,f'(x)≥0,∴fmin(x)=f(1)=a(8分)

②当0≤a≤1时,在x∈[1,4]上,f'(x)≤0,∴fmin(x)=f(4)=2a-2ln2(10分)

③当1<a<2时,在x∈[1,]上f'(x)≤0,在x∈[,4]上f'(x)≥0

此时fmin(x)=f()=2-2ln2+2lna

综上所述:fmin(x)=(13分)

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简答题

已知f(x)=ax3+bx2+cx,若函数在区间(-∞,-),(1,+∞)上是增函数,在区间[-,1]上是减函数,又f′(0)=-5,求f(x)的解析式.

正确答案

f′(x)=3ax2+2bx+c,

由已知可得f′(-)=f(1)=0,f′(0)=-5,

即3a(-

5

3

)2+2b(-)+c =0;

3a12+2b1+c=0;

3a(-5)2+2b(-5)+c=-5.

解得a=-,b=,c=0.

∴f(x)=-x3+x2

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简答题

已知函数f(x)=ax2+blnx(x>0)在x=1处有极值

(Ⅰ)求a,b的值;

(Ⅱ)求出函数y=f(x)的单调区间.

正确答案

(Ⅰ)因为函数f(x)=ax2+blnx,

所以f(x)=2ax+.…(2分)

又函数f(x)在x=1处有极值

所以…(4分)

可得a=,b=-1. …(5分)

经检验,此时f'(x)在x=1的左右符号相异,所以a=,b=-1.…(6分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)可知f(x)=x2-lnx,其定义域是(0,+∞),

且f(x)=x-=.…(8分)

当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:

所以函数y=f(x)的单调减区间是(0,1),单调增区间是(1,+∞).…(13分)

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简答题

已知二次函数f(x)满足:①在x=1时有极值;②图象过点(0,-3),且在该点处的切线与直线2x+y=0平行.

(1)求f(x)的解析式;

(2)求函数g(x)=f(x2)的单调递增区间.

正确答案

(1)设f(x)=ax2+bx+c,则f¢(x)=2ax+b.

由题设可得:解得

所以f(x)=x2-2x-3.

(2)g(x)=f(x2)=x4-2x2-3,g′(x)=4x3-4x=4x(x-1)(x+1).列表:

由表可得:函数g(x)的单调递增区间为(-1,0),(1,+∞).

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