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题型:填空题
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填空题

若f(x)=ax3-3x在R上是单调函数,则a的取值范围为______.

正确答案

由f(x)=ax3-3x在R上是单调函数,说明导数总是大于等于零或者小于等于零,

f′(x)=3ax2-3,

显然a=0导函数总是负;

当a>0时,抛物线开口向上,导数只有可能总是大于等于零的,于是36a≤0,a≤0,但这和a>0矛盾;

所以考虑a<0的情况,

此时开口向下,导数只有可能总是小于或等于零的,于是仍有36a≤0,a≤0,所以a<0;

综上,若f(x)=ax3-3x在R上是单调函数,则a的取值范围为a≤0.

故答案为a≤0.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=.

(1)确定yf(x)在(0,+∞)上的单调性;

(2)若a>0,函数h(x)=xf(x)-xax2在(0,2)上有极值,求实数a的取值范围.

正确答案

(1)在(0,e]上单调递增,在[e,+∞)上单调递减.(2)a>-(3)(0,+∞)

(1)对已知函数f(x)求导得,f′(x)=.

由1-ln x=0,得x=e.

∴当x∈(0,e)时,f′(x)>0;当x∈(e,+∞)时,f′(x)<0,

∴函数f(x)在(0,e]上单调递增,在[e,+∞)上单调递减.

(2)由h(x)=xf(x)-xax2

可得h(x)=ln xxax2

h′(x)=-1-2ax.

h(x)=xf(x)-xax2在(0,2)上有极值的充要条件是φ(x)=-2ax2x+1在(0,2)上有零点,

φ(0)·φ(2)<0,解得a>-.

综上所述,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)=(x2-3x+3)•ex

(1)求f(x)的单调区间;

(2)当t>-2时,判断f(-2)和f(t)的大小,并说明理由;

(3)求证:当1<t<4时,关于x的方程:=(t-1)2在区间[-2,t]上总有两个不同的解.

正确答案

(1)∵f(x)=(x2-3x+3)•ex

∴f′(x)=(2x-3)ex+(x2-3x+3)ex=(x2-x)ex

令f′(x)>0,即(x2-x)ex>0,解得x<0或x>1,

令f′(x)<0,即(x2-x)ex<0,解得0<x<1,

∴函数f(x)的单调递增区间为(-∞,0),(1,+∞),单调递减区间为(0,1);

(2)∵t>-2,

①当t∈(-2,0]时,

∵f(x)在(-∞,0]单调递增,∴f(t)>f(-2),

②当t∈(0,+∞)时,∵f(x)在[0,1]单调递减,在[1,+∞)单调递增,

∴f(t)所能取得的最小值为f(1)与f(-2)的最小值,

∵f(1)=e,f(-2)=13e-2,f(1)>f(-2),

∴当t∈(0,+∞)时,f(t)>f(-2)

综上可知:当t>-2时,f(t)>f(-2);

(3)=(t-1)2即x2-x=(t-1)2

考虑函数g(x)=x2-x-(t-1)2

g(-2)=6-(t-1)2=-(t+2)(t-4)>0,g(1)=-(t-1)2<0,

g(t)=t2-t-(t-1)2=(t2+t-2)=(t+2)(t-1)>0,

∴g(x)在区间[-2,1)、(1,t)分别存在零点,

又由二次函数的单调性可知:g(x)最多存在两个零点,

∴关于x的方程:=(t-1)2在区间[-2,t]上总有两个不同的解.

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=sinx+cosx•sinφ-2sinx•sin2(|φ|<)在x=处取得极大值.

(Ⅰ)求φ的值;

(Ⅱ)在△ABC中,a,b,c分别是A,B,C的对边且a=1,b=,f(A)=,求A.

正确答案

(Ⅰ)f(x)=sinx+cosx•sinφ-sinx•(1-cosφ)=cosx•sinφ+sinx•cosφ=sin(x+φ)

由f()=1,可得sin(φ+)=1

∵|φ|<,∴φ=

(Ⅱ)由f(A)=,可得sin(A+)=

∵a=1<b=

∴0<A<

<A+

∴A+=

∴A=

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x-alnx+在x=1处取得极值,且a>3

(1)求a与b满足的关系式;

(2)求函数f(x)的单调区间;

(3)设函数g(x)=a2x2+3,若存在m1,m2∈[,2],使得|f(m1)-g(m2)|<9成立,求a的取值范围.

正确答案

(1)∵f(x)=x-alnx+

∴f′(x)=1--

∵f(x)=x-alnx+在x=1处取得极值,

∴f′(1)=0,

∴1-a-b=0,即b=1-a.

(2)函数f(x)的定义域为(0,+∞),

由(1)可得f′(x)=1--==

令f′(x)=0,则x1=1,x2=a-1.

∵a>3,x2>x1,当x∈(0,1)∪(a-1,+∞)时,f(x)>0;

当x∈(1,a-1)时,f(x)<0.

∴f(x)的单调递增区间为(0,1),(a-1,+∞);单调递减区间为(1,a-1).

(3)当a>3时,f(x)在[,1)上为增函数,在(1,2]为减函数,

所以f(x)的最大值为f(1)=2-a<0.

因为函数g(x)在[,2]上是单调递增函数,

所以g(x)的最小值为g()=a2+3>0.

所以g(x)>f(x)在[,2]上恒成立.

要使存在m1,m2∈[,2],使得|f(m1)-g(m2)|<9成立,只需要g()-f(1)<9,

a2+3-(2-a)<9,

所以-8<a<4. 

又因为a>3,所以a的取值范围是(3,4).

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=lnx,g(x)=-x2+ax.

(1)函数h(x)=f(x)-g(x)在其定义域内是增函数,求a的取值范围;

(2)在(1)的结论下,设ϕ(x)=e2x+aex,x∈[0,ln2],求函数ϕ(x)的最小值.

正确答案

(1)依题意:h(x)=lnx+x2-ax

∵h(x)在(0,+∞)上是增函数,

∴h′(x)=+2x-a≥0对x∈(0,+∞)恒成立,

∴a≤+2x,

∵x>0,则 +2x≥2

∴b的取值范围是(-∞,2].

(2)设t=ex,则函数化为y=t2+at,t∈[1,2]

∵y=(t+)2-

当-≤1,即-2≤a≤2时,函数y在[1,2]上为增函数,

∴当t=1时,ymin=a+1;

当1<-<2,即-4<a<-2时,t=-,ymin=-

当-≥2,即a≤-4时,函数y在[1,2]上为减函数,

∴当t=2时,ymin=2a+4.

综上所述:ϕ(x)=

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题型:简答题
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简答题

设函数

(1)求证:函数上单调递增;

(2)设,若直线轴,求两点间的最短距离.

正确答案

(1)详见解析;(2)3.

试题分析:(1) 本小题首先利用求导的公式与法则求得函数的导数,通过分析其值的正负可得函数的单调性,函数上单调递增;

(2) 本小题主要利用导数分析函数的单调性上单调递增,然后求得目标函数的最值即可。

试题解析:(1)时,

所以函数上单调递增;              6分

(2)因为,所以      8分

所以两点间的距离等于,  9分

,则

,则

所以,         12分

所以上单调递增,所以   14分

所以,即两点间的最短距离等于3.     15分

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题型:简答题
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简答题

设f(x)=lnx,g(x)=f(x)+f′(x)

(1)求g(x)的单调区间及极小值.

(2)讨论g(x)与g()的大小关系.

正确答案

(1)∵f(x)=lnx(x>0),∴f′(x)=

∴g(x)=f(x)+f′(x)=lnx+(x>0),

∴g′(x)=-=

当0<x<1时,g′(x)<0,g(x)是减函数,

x>1时,g′(x)>0,g(x)是增函数;

∴g(x)有极小值是g(1)=1,单调减区间是(0,1),单调增区间是(1,+∞);

(2)∵g(x)=lnx+(x>0),

∴g()=ln+x=-lnx+x(x>0),

∴g(x)-g()=2lnx+-x(x>0);

令h(x)=2lnx+-x(x>0),

则h′(x)=--1==≤0,

∴h(x)是(0,+∞)上的减函数;

又∵h(1)=0,

∴当0<x<1时,h(x)>0,g(x)>g();

当x=1时,h(x)=0,g(x)=g();

x>1时,h(x)<0,g(x)<g().

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=lnx++ax,其中x>0,常数a∈R

(1)若函数f(x)在[1,+∞),上是单调函数,求a的取值范围

(2)若函数f(x)在[1,+∞)有最大值(其中e为无理数,约为2.71828),求a的值

正确答案

(1)∵f(x)=lnx++axf/(x)=-+a

若f/(x)=-+a≥0对x∈[1,+∞)恒成立,则a≥-对x∈[1,+∞)恒成立,∴a≥0

若f/(x)=-+a≤0对x∈[1,+∞)恒成立,则a≤-对x∈[1,+∞)恒成立,∴a≤-

∴当函数f(x)在[1,+∞)上是单调函数时,

∴所求a的取值范围为:a≥0或a≤-

(2)当a≥0时,函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,所以f(x)在[1,+∞)无最大值.

当a≤-时,函数f(x)在[1,+∞)上单调递减,所以由f(1)=,得a=-1<-

当-<a<0时,由f/(x)=-+a>0得ax2+x-1>0,则α<x<β

(其中α=>1,β=>->2)

∴函数f(x)在[1,α]上单调递减,在[α,β]上单调递增,在[β,+∞]上单调递减,

由f(1)=,得a=-1<-,不符要求.

由f(β)=,得lnβ++aβ=

又∵aβ2+β-1=0,∴aβ=-1代入得lnβ+-1=

设函数h(x)=lnx+-1-(x>2),则h/(x)=-=>0

所以函数h(x)在(2,+∞)上单调递增,而h(e)=0

∴β=e,所以a==∴当a=-1或a=时,

函数f(x)在[1,+∞)有最大值

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题型:简答题
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简答题

已知α∈R且α<0,设函数f(x)=ax2+x-3alnx.

(I)求函数f(x)的单调区间;

(Ⅱ)当a=-1时,证明:f(x)≤2x-2.

正确答案

(I)由f(x)=ax2+x-3alnx,得f(x)=2ax+1-=(x>0).

 令f′(x)=0解得x1=,x2=(舍).

列表如下:

故f(x)的单调递增区间为(0,)、递减区间为(,+∞)

(II)证明:f(x)的定义域为(0,+∞),a=-1时,f(x)=x-x2+3lnx

设g(x)=f(x)-(2x-2)=2-x-x2+3lnx.

则g(x)=-1-2x+=-

当0<x<1时,g′(x)>0,当x>1时,g′(x)<0.

所以,g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.

而g(1)=0,故当x>0时,g(x)≤0.

即f(x)≤2x-2.

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