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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=2x3-3ax2,g(x)=3x2-6x,又函数f(x)在(0,1)单调递减,而在(1,+∞)单调递增.

(1)求a的值;

(2)求M的最小值,使对∀x1、x2∈[-2,2],有|f(x1)-g(x2)|≤M成立;

(3)是否存在正实数m,使得h(x)=f(x)+mg(x)在(-2,2)上既有最大值又有最小值?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由.

正确答案

(本小题满分16分)

(1)f′(x)=6x2-6ax,

由题意知x=1是函数f(x)的一个极值点,即f′(1)=0,∴6-6a=0,即a=1,

此时f(x)=2x3-3x2,f′(x)=6x2-6x=6x(x-1)满足条件,∴a=1.…(4分)

(2)由f′(x)=6x(x-1)=0得,x=0或x=1,

得f(0)=0,f(1)=-1,f(2)=4,f(-2)=-28,

∴当x1∈[-2,2]时,-28≤f(x1)≤4;…(6分)

又g(x)=3x2-6x=3(x-1)2-3,

∴当x2∈[-2,2]时,-3≤g(x2)≤24;…(8分)

因此,-52≤f(x1)-g(x2)≤7,∴|f(x1)-g(x2)|≤52;

∴满足条件的M的最小值为52.…(10分)

(3)h(x)=f(x)+mg(x)=2x3+3(m-1)x2-6mx

则h′(x)=6x2+6(m-1)x-6m=6(x-1)(x+m)=0得x1=1,x2=-m;…(12分)

要使得存在正实数m,使得h(x)=f(x)+mg(x)在(-2,2)上既有最大值又有最小值,则必须-m>-2,即0<m<2,且满足,…(14分)

,即∴m≥1

∴1≤m<2,∴m的取值范围为1≤m<2.…(16分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax3+bx+1的图象经过点(1,-1),且在x=1处f(x)取得极值,

求(1)函数f(x)解析式;    

(2)f(x)的单调递增区间.

正确答案

(1)由函数f(x)=ax3+bx+1的图象经过点(1,-1),得a+b=-2…(1分)

f'(x)=3ax2+b …(3分)

又 f'(1)=3a+b=0…(5分)

解方程 ,得 

故 f(x)=x3-3x+1  …(7分)

(2)由(1)知f'(x)=3x2-3,由f'(x)>0 …(9分)

解得x>1或x<-1…(11分)

所以f(x)的单调递增区间为(-∞,-1),(1,+∞),…(12分)

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简答题

已知函数f(x)=lnx-ax+-1(a∈R)

(I)当a=-1时,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;

(II)当a≤时,讨论f(x)的单调性.

正确答案

(I)当a=-1时,f(x)=lnx+x+-1

∴f′(x)=+1-

∴f′(2)=1

∵f(2)=2+ln2

∴曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为y-2-ln2=x-2,即y=x+ln2;

(II)f′(x)=-a-=

当0<a≤时,令f′(x)>0,可得x<1或x>;令f′(x)<0,可得1<x<

当a=0时,令f′(x)>0,可得x<1;令f′(x)<0,可得x>1;

当a<0时,令f′(x)>0,可得<x<1;令f′(x)<0,可得x<或x>1,

综上,当0<a≤时,函数的单调增区间为(-∞,1),(,+∞);单调减区间为(1,);

当a=0时,函数的单调增区间为(-∞,1);单调减区间为(1,+∞);

当a<0时,单调增区间为(,1);单调减区间为(-∞,),(1,+∞)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3-(a+2)x2+bx+1.

(1)当b=2a时,求函数f(x)的极值?

(2)已知b>0,且函数f(x)在区间(0,2]上单调递增,试用b表示出a的取值范围.

正确答案

(1)当b=2a时,f(x)=x3-(a+2)x2+2ax+1,

所以f'(x)=x2-(a+2)x+2a=(x-2)(x-a).令f'(x)=0,得x=2,或x=a.

①若a<2,则当x∈(-∞,a)时,f'(x)>0;当x∈(a,2)时,f'(x)<0;当x∈(2,+∞)时,f'(x)>0.

所以f(x)在(-∞,a)上单调递增,在(a,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增.此时当x=a时,f(x)有极大值f(a)=-a3+a2+1;当x=2时,f(x)有极小值f(2)=2a-

②若a=2,则f'(x)=(x-2)2≥0,所以f(x)在(-∞,+∞)上单调递增,此时f(x)无极值.

③若a>2,则当x∈(-∞,2)时,f'(x)>0;当x∈(2,a)时,f'(x)<0;当x∈(a,+∞)时,f'(x)>0.

所以f(x)在(-∞,2)上单调递增,在(2,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增.此时当x=2时,f(x)有极大值f(2)=2a-;当x=a时,f(x)有极小值f(a)=-a3+a2+1.

(2)因为函数f(x)在区间(0,2]上单调递增,所以f'(x)=x2-(a+2)x+b≥0对x∈(0,2]恒成立,

即a≤x+-2对x∈(0,2]恒成立,所以a≤(x+-2)min,x∈(0,2].

设g(x)=x+-2,x∈(0,2],则g′(x)=1-=(b>0),

①若0<<2,即0<b<4,则当x∈(0,)时,g'(x)<0;当x∈(,2]时,f'(x)>0.

所以g(x)在(0,)上单调递减,在(,2]上单调递增.

所以当x=时,g(x)有最小值g()=2-2,所以当0<b<4时,a≤2-2.

②若≥2,即b≥4,则当x∈(0,2]时,g'(x)≤0,所以g(x)在(0,2]上单调递减,

所以当x=2时,g(x)有最小值g(2)=,所以当b≥4时,a≤

综上所述,当0<b<4时,a≤2-2;当b≥4时,a≤

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=(x+),(x≠0,x∈R)在(1,+∞)上为增函数,函数g(x)=lnx-ax,(x>0,x∈R)在(1,+∞)上为减函数.

(1)求实数a的值;

(2)求证:对于任意的x1∈[1,m](m>1),总存在x2∈[1,m],使得g(x2)+f(x1)=0.

正确答案

(1)f(x)=(1-)≥0在(1,+∞)上恒成立,

则a≤x2在(1,+∞)上恒成立,

∴a≤1.…(3分)

又g(x)=-a≤0在(1,+∞)上恒成立,

则a≥在(1,+∞)上恒成立.

∴a≥1.…(5分)

从而为a=1…(7分)

(2)依题意可知,证明对于任意的x1∈[1,m](m>1),

总存在x2∈[1,m],使得g(x2)+f(x1)=0.

只须证:函数y=-f(x)的值域是函数y=g(x)值域的子集.

设y=-f(x)的值域为M,y=g(x)的值域为N;

由(1)可知y=-f(x)=-(x+ )在[1,m]上为减函数,

g(x)=lnx-x在[1,m]上为减函数

∴M=[-(m+),-1],N=[lnm-m,-1]…(10分)

设ϕ(x)=x--2lnx,(x>1)

则∵x>1,

∴ϕ′(x)=1+-=>0,

∴y=ϕ(x)在(1,+∞)上为增函数

∵m>1,

∴ϕ(m)>ϕ(1)=0

∴2lnm<m-

∴-(m+)>lnm-m…(14分)

∴M⊆N,即对于任意的x1[1,m](m>1)

总存在x2∈[1,m],使得g(x2)+f(x1)=0…(15分)

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题型:简答题
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简答题

(理)已知函数f(x)=x-ax2-ln(1+x),其中a∈R.

(Ⅰ)若x=2是f(x)的极值点,求a的值;

(Ⅱ)求f(x)的单调区间;

(Ⅲ)若f(x)在[0,+∞)上的最大值是0,求a的取值范围.

正确答案

(理)(本小题满分12分)

(Ⅰ)f′(x)=,  x∈(-1,+∞).

依题意,令f'(2)=0,解得 a=

经检验,a=时,符合题意.…(4分)

(Ⅱ)①当a=0时,f′(x)=

故f(x)的单调增区间是(0,+∞);单调减区间是(-1,0).

②当a>0时,令f'(x)=0,得x1=0,或x2=-1.

当0<a<1时,f(x)与f'(x)的情况如下:

所以,f(x)的单调增区间是(0,-1);单调减区间是(-1,0)和(-1,+∞).

当a=1时,f(x)的单调减区间是(-1,+∞).

当a>1时,-1<x2<0,f(x)与f'(x)的情况如下:

所以,f(x)的单调增区间是(-1,0);单调减区间是(-1,-1)和(0,+∞).

③当a<0时,f(x)的单调增区间是(0,+∞);单调减区间是(-1,0).

综上,当a≤0时,f(x)的增区间是(0,+∞),减区间是(-1,0);

当0<a<1时,f(x)的增区间是(0,-1),减区间是(-1,0)和(-1,+∞);

当a=1时,f(x)的减区间是(-1,+∞);

当a>1时,f(x)的增区间是(-1,0);减区间是(-1,-1)和(0,+∞).

…(10分)

(Ⅲ)由(Ⅱ)知 a≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增,由f(0)=0,知不合题意.

当0<a<1时,f(x)在(0,+∞)的最大值是f(-1),

由f(-1)>f(0)=0,知不合题意.

当a≥1时,f(x)在(0,+∞)单调递减,

可得f(x)在[0,+∞)上的最大值是f(0)=0,符合题意.

所以,f(x)在[0,+∞)上的最大值是0时,a的取值范围是[1,+∞).…(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+bx+c在x=-与x=1时都取得极值

(1)求a,b的值及f(x)的单调区间

(2)若对x∈[-1,2],f(x)<c2恒成立,求c的取值范围.

正确答案

(1)求导数,得f′(x)=3x2+2ax+b

∵在x=-与x=1时,函数取得极值

∴f(x)=x3-x2-x+c,其导数为f′(x)=3x2-2x-1

当x<-或x>1时,f′(x)>0,函数为增函数;

而当-<x<1时,f′(x)<0,函数为减函数

∴函数f(x)的增区间为(-∞,-)和(1,+∞);减区间为(-,1)

(2)∵对x∈[-1,2],f(x)<c2恒成立,

∴f(x)在区间[-1,2]上的最大值小于右边c2根据(1)的单调性,可得f(x)的最大值是f(-)、f(2)中的较大值

∵f(-)=+c<f(2)=2+c

∴f(x)的最大值是2+c

因此2+c<c2恒成立,解之得c<-1或c>2

∴c的取值范围为:(-∞,-1)∪(2,+∞).

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=-x3+12x,(1)求函数的单调区间;(2)当x∈[-3,1]时,求函数的最大值与最小值.

正确答案

(1)∵f'(x)=-3x2+12=-3(x-2)(x+2),

由f'(x)>0,得x∈(-2,2),∴x∈(-2,2)时,函数为增函数;

同理x∈(-∞,-2)或x∈(2,+∞)时,函数为减函数.

综上所述,函数的增区间为(-2,2);减区间为(-∞,-2)和(2,+∞)…(4分)

(2)由(1)结合x∈[-3,1],得下表:

比较端点函数及极值点的函数值,得

x=-2时,f(x)min=f(x)极小值=f(-2)=-16,

x=1时,f(x)max=f(1)=11

综上所述,函数的最大值为11,最小值为-16…(8分)

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题型:填空题
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填空题

已知a≥0,若函数f(x)=在[-1,1]上为增函数,则a的取值集合为_______.

正确答案

由题意f′(x)==

∵a≥0,若函数f(x)=在[-1,1]上为增函数,

∴2x-2a2x-2ax2+2a>0在[-1,1]上恒成立

由于y=2x-2a2x-2ax2+2a是开口向下的二次函数

故有y(1)>0,y(-1)>0

即a2=2,故a=1

a的取值集合为{1}

故答案为{1}

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题型:简答题
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简答题

求f(x)=x3-15x2-33x+6的单调区间.

正确答案

f'(x)=3x2-30x-33=3(x+1)(x-11)

令f'(x)=3x2-30x-33=3(x+1)(x-11)>0

解得:x>11或x<-1

令f'(x)=3x2-30x-33=3(x+1)(x-11)<0

解得:-1<x<11

故求f(x)=x3-15x2-33x+6的单调增区间为(-∞,-1),(11,+∞);

单调减区间为(-1,11).

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