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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3-2ax2+3x(x∈R).

(1)若a=1,点P为曲线y=f(x)上的一个动点,求以点P为切点的切线斜率取最小值时的切线方程;

(2)若函数y=f(x)在(0,+∞)上为单调增函数,试求满足条件的最大整数a.

正确答案

(1)设切线的斜率为k,则k=f′(x)=2x2-4x+3=2(x-1)2+1,当x=1时,kmin=1.

把a=1代入到f(x)中得:f(x)=x3-2x2+3x,所以f(1)=-2+3=,即切点坐标为(1,

∴所求切线的方程为y-=x-1,即3x-3y+2=0.

(2)f′(x)=2x2-4ax+3,因为y=f(x)为单调递增函数,则对任意的x∈(0,+∞),恒有f′(x)>0,

f′(x)=2x2-4ax+3>0,

∴a<=+,而+,当且仅当x=时,等号成立.

所以a<,则所求满足条件的最大整数a值为1.

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简答题

已知函数f(x)=+ax+lnx,g(x)=+3lnx,(a∈R).

(I)当a=2时,求函数f(x)的单调区间;

(II)若函数F(x)=f(x)-g(x)在区间[1,+∞)上单调递增,求实数a的取值范围;

( III)证明:2n+1+≥n(n+1)ln2+3对任意的n∈N*成立.

正确答案

(I)a=2,可得f(x)=+2x+lnx,

可得f′(x)=+2+=,(x>0)

若f′(x)>0,可得x>,f(x)为增函数;

若f′(x)<0,可得0<x<,f(x)为减函数;

函数f(x)的单调增区间:(,+∞];

函数f(x)的单调减区间:(0,);

(II)函数F(x)=f(x)-g(x)=+ax+lnx--3lnx

=+ax-2lnx-

F′(x)=+a-+=≥0,

在区间[1,+∞)上大于等于0,

等价于-1+ax2-2x+a+1≥0,

可得a≥,求y=的最大值即可,

因为y在[1,+∞)上为减函数,所以y≤=1,

∴a≥1;

( III)令f(x)=2x+1+-x(x+1)ln2-ln2+3,(x≥1)

可得f′(x)=2x+1ln2--2xln2-ln2

=ln2(2x+1--2x-1),

令g(x)=2x+1--2x-1,

∴g′(x)=2x+1ln2+-2,x≥1,

可得g′(x)>g′(1)=4ln2+-2>0,

g(x)为增函数,g(x)>g(1)=4--2-1=

∴f(x)为增函数,

∴f(x)>f(1)=4+-2ln2+3=-2ln2>0,

∴2n+1+≥n(n+1)ln2+3,即证;

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简答题

已知函数f(x)=-x3+ax2+bx+c图象上的点P(1,-2)处的切线方程为y=-3x+1.

(1)若函数f(x)在x=-2时有极值,求f(x)的表达式

(2)若函数f(x)在区间[-2,0]上单调递增,求实数b的取值范围.

正确答案

f′(x)=-3x2+2ax+b,(2分)

因为函数f(x)在x=1处的切线斜率为-3,

所以f′(1)=-3+2a+b=-3,即2a+b=0,(3分)

又f(1)=-1+a+b+c=-2得a+b+c=-1.(4分)

(1)函数f(x)在x=-2时有极值,所以f'(-2)=-12-4a+b=0,(5分)

解得a=-2,b=4,c=-3,(7分)

所以f(x)=-x3-2x2+4x-3.(8分)

(2)因为函数f(x)在区间[-2,0]上单调递增,所以导函数f′(x)=-3x2-bx+b

在区间[-2,0]上的值恒大于或等于零,(10分)

得b≥4,所以实数b的取值范围为[4,+∞)(14分)

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简答题

已知函数f(x)=(x-1)2+lnx-ax+a

(1)当a=2时,求证:对任意的x1,x2∈(0,+∞),且x1<x2,有>-1;

(2)若x∈(1,3)时,f(x)>0恒成立,求a的取值范围.

正确答案

(1)令g(x)=f(x)+x(x>0),

因为g(x)=f(x)+1=≥0,

所以g(x)在(0,+∞)上递增,(3分)

所以g(x2)>g(x1),

>-1.(5分)

(2)∵x∈(1,3)时,f(x)>0恒成立,

当a≤1时,

f(x)=x+-a-1>2-a-1≥0

∴f(x)在(1,3)上递增,

所以f(x)>f(1)=0满足条件.(8分)

当a>1时,

令f(x)<0⇒0<=x1<x<x2=

∵f′(1)=1-a<0,

∴x1<1<x2

令b=min{x2,3},则f(x)在(1,b)上递减,

所以f(x)<f(1)=0,不合题意.(11分)

综上a的取值范围为{a|a≤1}.(12分)

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简答题

已知函数f(x)=x2-ax+ln(ax+)(a>0).

(1)当a=2时,求函数f(x)的单调区间;

(2)若对任意的a∈(1,2),当x0∈[1,2]时,都有f(x0)>m(1-a2),求实数m的取值范围.

正确答案

(1)当a=2时,f(x)=x2-2x+ln(x+),定义域为(-,+∞).

f′(x)=2x-2+=2x-2+=

由f′(x)>0,得-<x<0,或x>;由f′(x)<0,得0<x<

所以函数f(x)的单调递增区间为(-,0),(,+∞),单调递减区间为(0,).

(2)y=f(x)的定义域为(-,+∞).

f′(x)=2x-a+=2x-a+==

当1<a<2时,-1==<0,即<1,

所以当1<x<2时,f′(x)>0,f(x)在[1,2]上单调递增,

所以f(x)在[1,2]上的最小值为f(1)=1-a+ln(a+).

依题意,对任意的a∈(1,2),当x0∈[1,2]时,都有f(x0)>m(1-a2),

即可转化为对任意的a∈(1,2),1-a+ln(a+)-m(1-a2)>0恒成立.

设g(a)=1-a+ln(a+)-m(1-a2)(1<a<2).

则g′(a)=-1++2ma==

①当m≤0时,2ma-(1-2m)<0,且>0,所以g′(a)<0,

所以g(a)在(1,2)上单调递减,且g(1)=0,则g(a)<0,与g(a)>0矛盾.

②当m>0时,g′(a)=(a-),

≥2,则g′(a)<0,g(a)在(1,2)上单调递减,且g(1)=0,g(a)<0,与g(a)>0矛盾;

若1<<2,则g(a)在(1,)上单调递减,在(,2)上单调递增,且g(1)=0,g(a)<g(1)=0,与g(a)>0矛盾;

≤1,则g(a)在(1,2)上单调递增,且g(1)=0,

则恒有g(a)>g(1)=0,所以,解得m≥,所以m的取值范围为[,+∞).

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简答题

已知函数f(x)=lnx-

(1)当a>0时,判断f(x)在定义域上的单调性;

(2)若f(x)在[1,e]上的最小值为,求a的值.

正确答案

(1)函数的定义域为(0,+∞),且f′(x)=

∵a>0,∴f′(x)>0

∴f(x)在定义域上单调递增;

(2)由(1)知,f′(x)=

①若a≥-1,则x+a≥0,即f′(x)≥0在[1,e]上恒成立,此时f(x)在[1,e]上为增函数

∵f(x)在[1,e]上的最小值为

∴f(x)min=f(1)=-a=

∴a=-(舍去)

②若a≤-e,则x+a≤0,即f′(x)≤0在[1,e]上恒成立,此时f(x)在[1,e]上为减函数,

∴f(x)min=f(e)=1-=,∴a=-(舍去).

③若-e<a<-1,令f′(x)=0,得x=-a.

当1<x<-a时,f′(x)<0,∴f(x)在(1,-a)上为减函数;

当-a<x<e时,f′(x)>0,∴f(x)在(-a,e)上为增函数,

∴f(x)min=f(-a)=ln(-a)+1=,∴a=-

综上可知:a=-

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简答题

已知函数f(x)=ln(x+2)-x2+bx+c.在点x=1处的切线与直线3x+7y+2=0垂直,且f(-1)=0,求函数f(x)在区间[0,3]上的最小值.

正确答案

与直线3x+7y+2=0垂直的直线的斜率为

令f(1)=,得b=4,

∵f(-1)=ln(2-1)-1-4+c=0,

∴c=5,f′(x)=-2x+4,

由f′(x)=0,得x=

当x∈[0,]时,f′(x)≥0,f(x)单调递增;

当x∈(,3]时,f′(x)≤0,f(x)单调递减.

∵f(0)=ln2+5,f(3)=ln5+8,

所以f(x)在[0,3]最小值为ln2+5.

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简答题

已知函数f(x)=(x2-3x+3)•ex,设t>-2

(1)试确定t的取值范围,使得函数f(x)在[-2,t]上为单调函数;

(2)求函数f(x)在[-2,t]上的最小值.

正确答案

(1)因为f′(x)=(2x-3)ex+(x2-3x+3)ex

由f′(x)>0,可得x>1或x<0;由f′(x)<0,可得0<x<1,

∴函数f(x)在(-∞,0),(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减,

要使函数f(x)在[-2,t]上为单调函数,则-2<t≤0,

(2)当-2<t≤0时,f(x)在[-2,t]上单调递增,∴f(x)min=f(-2)=13e-2

当0<t≤1时,f(x)在(-2,0)上单调递增,在(0,t)上单调递减

∵f(t)≥f(1)>f(-2),∴f(x)min=f(-2)=13e-2

当t>1时,f(x)在(-2,0),(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减,

同理f(t)≥f(1)>f(-2),∴f(x)min=f(-2)=13e-2

综上:当f(x)在[-2,t]上的最小值为13e-2

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简答题

已知函数f(x)=ax2+lnx(x>0).

(I)讨论函数f(x)的单调性;

(II)当a=0时,斜率为k的直线与曲线y=f(x)交于A(x1,y1),B(x2,y2)(x1<x2)两点,求证:x1<<x2.

正确答案

(I)f′(x)=(x>0)

(1)a≥0时,f'(x)>0恒成立,故f(x)在(0,+∞)上单调递增

(2)当a<0时,由f′(x)>0⇒x<,由f′(x)<0⇒x>

考虑到x>0,得f(x)在(0,)上单调递增,在(,+∞)上单调递减.

(II)a=0时,f(x)=lnx,k=,不等式x1<<x2⇔x1<<x2  ⇔1-<ln-1,令=t(t>1),即证1-<lnt<t-1(8分)

由于t>1,令g(t)=lnt+⇒g′(t)=-=>0,所以g(t)>g(1)=1,

即不等式lnt>1-成立,令h(t)=lnt-t⇒h′(t)=-1<0⇒h(t)<h(1)=-1

即lnt<t-1,所以,不等式1-<lnt<t-1成立,即得原不等式成立(14分)

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简答题

已知函数f(x)=2ax-,x∈(0,1].

(1)若f(x)在x∈(0,1]上是增函数,求a的取值范围;

(2)求f(x)在区间(0,1]上的最大值.

正确答案

(1)由已知可得f′(x)=2a+

∵f(x)在(0,1)上是增函数,

∴f′(x)>0,即a>-,x∈(0,1].∴a>-1.

当a=-1时,f′(x)=-2+对x∈(0,1)也有f′(x)>0,

满足f(x)在(0,1]上为增函数,∴a≥-1.

(2)由(1)知,当a≥-1时,f(x)在(0,1]上为增函数,

∴[f(x)]max=f(1)=2a-1.

当a<-1时,令f′(x)=0得x=

∵0<<1,∴0<x<时,

f′(x)>0;<x≤1时,f′(x)<0.∴f(x)在(0,)上是增函数,

在(,1]减函数.

∴[f(x)]max=f()=-3

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