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题型:简答题
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简答题

已知a∈R,函数f(x)=x2+ax-2-lnx.

(1)若函数f(x)在[1,+∞)上为增函数,求实数a的取值范围;

(2)若a=1,且对于区间[,1]上任意两个自变量x1,x2,都有|f(x1)-f(x2)|≤c,求实数c的取值范围.

(参考数据:ln3≈1.0986)

正确答案

(1)∵函数f(x)在[1,+∞)上为增函数,

∴f′(x)=2x+a-≥0在[1,+∞)上恒成立,

即a≥-2x在[1,+∞)上恒成立,

令g(x)=-2x,则函数g(x)在[1,+∞)上为减函数

∴当x=1时,函数g(x)取最大值-1

∴a≥-1,即实数a的取值范围为[-1,+∞)

(2)当a=1时,f(x)=x2+x-2-lnx.f′(x)=2x+1-=

当x∈[]时,f′(x)≤0,此时函数为减函数

当x∈[,1]时,f′(x)≥0,此时函数为增函数

故当x=时,f(x)取最小值ln2-

当x=1时,f(x)取最大值0

∴|f(x1)-f(x2)|≤-ln2

∴c≥-ln2

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简答题

设f(x)=-x3+x2+2ax

(1)若f(x)在(,+∞)上存在单调递增区间,求a的取值范围.

(2)当0<a<2时,f(x)在[1,4]的最小值为-,求f(x)在该区间上的最大值.

正确答案

(1)f′(x)=-x2+x+2a

f(x)在(,+∞)存在单调递增区间

∴f′(x)>0在(,+∞)有解

∵f′(x)=-x2+x+2a对称轴为x=

∴f′(x)=-x2+x+2a在(,+∞)递减

∴f′(x)<f′()=+2a>0

解得a>-

(2)当0<a<2时,△>0;

f′(x)=0得到两个根为(舍)

∈[1,4]

∴1<x<时,f′(x)>0;<x<4时,f′(x)<0

当x=1时,f(1)=2a+;当x=4时,f(4)=8a-<f(1)

当x=4时最小∴8a-=-解得a=1

所以当x==2时最大为

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简答题

已知a>0,函数f(x)=x3-3a2x-2a,x∈[0,1].

(1)求函数f(x)的单调区间;

(2)设函数g(x)=,是否存在实数a≥1,使得对于任意x1∈[0,1],总存在x0∈[0,1],满足f(x1)=g(x0)?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.

正确答案

(1)f′(x)=3(x2-a2)=3(x-a)(x+a),

由f′(x)=0,得x1=a,x2=-a,

∴a>0,∴x1>x2

当0<a<1,x∈[0,1]时,由f′(x)≥0,得a≤x≤1,所以f(x)在[a,1]上为增函数,

由f′(x)≤0,得0≤x≤a,所以f(x)在[0,a]上为减函数.

当a≥1,x∈[0,1]时,由f′(x)≤0恒成立,所以f(x)在[0,1]上为减函数.

综上所述,当0<a<1时,f(x)在[a,1]上为增函数,在[0,a]上为减函数.当a≥1时,f(x)在[0,1]上为减函数.

(2)设当x∈[0,1]时,f(x)的值域为A,g(x)的值域为B,若存在实数a≥1,则必有A⊆B,

当a≥1时,f(x)在[0,1]上为减函数,所以f(x)max=f(0)=-2a,f(x)min=f(1)=1-3a2-2a,即A=[1-3a2-2a,-2a],

又g′(x)=,令g′(x)>0得<x<,令g′(x)<0得x<,或x>

所以g(x)min=f()=-4,又g(0)=-,g(1)=-3,所以g(x)max=-3,从而B=[-4,-3],

由A⊆B得,,即,不等式无解,

所以不存在实数a≥1满足题意.

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简答题

已知函数f(x)= ,h(x)=

(Ⅰ)设函数F(x)=f(x)-h(x),求F(x)的单调区间与极值;

(Ⅱ)设a∈R,解关于x的方程㏒4[ ]=㏒2h(a-x)-㏒2h(4-x);

(Ⅲ)试比较f(100)h(100)- 的大小.

正确答案

(Ⅰ)由F(x)=f(x)-h(x)= x+ - (x≥0)知,

F'(x)= ,令F'(x)=0,得x=

当x∈(0, )时,F'(x)<0;当x∈( ,=∞)时,F'(x)>0.

故x∈(0, )时,F(x)是减函数;

故F(x)x∈( ,+∞)时,F(x)是增函数.

F(x)在x= 处有极小值且F( )=

(Ⅱ)原方程可化为log4(x-1)+log2 h(4-x)=log2h(a-x),

log2(x-1)+log2=log2

①当1<a≤4时,原方程有一解x=3-

②当4<a<5时,原方程有两解x=3±

③当a=5时,原方程有一解x=3;

④当a≤1或a>5时,原方程无解.

 (Ⅲ)设数列 {an}的前n项和为sn,且sn=f(n)g(n)-

从而有a1=s1=1.

当2<k≤100时,ak=sk-sk-1= - ,ak- = [(4k-3) -(4k-1) ]= = >0.

即对任意的2<k≤100,都有ak

又因为a1=s1=1,

所以a1+a2+a3+…+a100+ + +…+ =h(1)+h(2)+…+h(100)

故f(100)h(100)-

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简答题

设a∈R,函数f(x)=ax3-3x2

(1)若x=2是函数y=f(x)的极值点,求实数a的值;

(2)若函数g(x)=exf(x)在[0,2]上是单调减函数,求实数a的取值范围.

正确答案

(Ⅰ)f'(x)=3ax2-6x=3x(ax-2).

因为x=2是函数y=f(x)的极值点,所以f'(2)=0,即6(2a-2)=0,

所以a=1.经检验,当a=1时,x=2是函数y=f(x)的极值点.

即a=1.(6分)

(Ⅱ)由题设,g′(x)=ex(ax3-3x2+3ax2-6x),又ex>0,

所以,∀x∈(0,2],ax3-3x2+3ax2-6x≤0,

这等价于,不等式a≤=对x∈(0,2]恒成立.

令h(x)=(x∈(0,2]),

则h(x)=-=-<0,

所以h(x)在区间(0,2]上是减函数,

所以h(x)的最小值为h(2)=

所以a≤.即实数a的取值范围为(-∞,].(13分)

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简答题

已知.

(1)求函数的最大值;

(2)设,且,证明:.

正确答案

(1)0;(2)证明过程详见解析.

试题分析:本题主要考查导数的运算、利用导数研究函数的单调性、最值等基础知识,同时考查分析问题解决问题的综合解题能力和计算能力.第一问,对求导,由于单调递增,单调递减,判断出函数的单调性,求出函数的最大值;第二问,根据第一问的结论将定义域分成2部分,当时,函数为单调递减,所以,所以一定小于1,当时,只需证明即可,构造新函数,对求导,判断的单调性,求出的最小值为0,所以,所以,即.

试题解析:(Ⅰ)

时,单调递增;

时,单调递减.

所以的最大值为.       5分

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当时,.     7分

时,等价于设

,则

时,,则

从而当时,单调递减.

时,,即

综上,总有.        12分

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简答题

设a为实数,函数f(x)=ex-2x+2a,x∈R.

(Ⅰ)求f(x)的单调区间与极值;

(Ⅱ)求证:当a>ln2-1且x>0时,ex>x2-2ax+1.

正确答案

(Ⅰ)f(x)的单调递减区间是(-∞,ln2),单调递增区间是(ln2,+∞),极小值为f(ln2)=eln2-2ln2+2a=2(1-ln2+a);(Ⅱ)求证:当a>ln2-1且x>0时,ex>x2-2ax+1.

试题分析:(Ⅰ)要求函数的单调区间和极值,需要求导,f(x)求导之后的结果f ′(x)=ex-2,令f ′(x)=0,得x=ln2,列出x,f ′(x),f(x)的变化情况表,根据表格写出函数的单增区间,单减区间,以及极小值为f(ln2)=eln2-2ln2+2a=2(1-ln2+a),没有极大值;(Ⅱ)要证明不等式,最常用的方法是构造函数g(x)=ex-x2+2ax-1,求导得g′(x)=ex-2x+2a,由题意,a>ln2-1及(Ⅰ)知,则g′(x)的最小值为g′(ln2)=2(1-ln2+a)>0,因而对任意x∈R,都有g′(x)>0,所以g(x)在R内单调递增,那么当x∈(0,+∞),必有g(x)>g(0),而g(0)=0,所以ex>x2-2ax+1.

试题解析:(Ⅰ)由f(x)=ex-2x+2a,x∈R知f ′(x)=ex-2,x∈R.

令f ′(x)=0,得x=ln2.

于是当x变化时,f ′(x),f(x)的变化情况如下表:

故f(x)的单调递减区间是(-∞,ln2),单调递增区间是(ln2,+∞),f(x)在x=ln2处取得极小值,极小值为f(ln2)=eln2-2ln2+2a=2(1-ln2+a).

(Ⅱ)设g(x)=ex-x2+2ax-1,x∈R.

于是g′(x)=ex-2x+2a,x∈R.

由(Ⅰ)知,当a>ln2-1时,g′(x)的最小值为g′(ln2)=2(1-ln2+a)>0.

于是对任意x∈R,都有g′(x)>0,

∴g(x)在R内单调递增.

于是当a>ln2-1时,对任意x∈(0,+∞),都有g(x)>g(0).

而g(0)=0,从而对任意x∈(0,+∞),g(x)>0.

即ex-x2+2ax-1>0,故ex>x2-2ax+1.

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简答题

已知函数

(Ⅰ)若,求函数的极值;

(Ⅱ)若函数上单调递减,求实数的取值范围;

(Ⅲ)在函数的图象上是否存在不同的两点,使线段的中点的横坐标与直线的斜率之间满足?若存在,求出;若不存在,请说明理由.

正确答案

(Ⅰ)取得极大值,无极小值;(Ⅱ)的取值范围为;(Ⅲ)不存在符合题意的两点.

试题分析:(Ⅰ)若,求函数的极值,首先写出,把代入后求导函数,求出导函数在定义域内的零点,然后判断导函数在不同区间段内的符号,从而得到原函数的单调性,最后得到函数的极值情况; (Ⅱ)根据函数上单调递增,则其导函数在内大于0恒成立,分离变量后可求不等式一侧所对应的函数的值域,从而求出的取值范围; (Ⅲ)利用反证法思想,假设两点存在,由线段AB的中点的横坐标与直线AB的斜率之间满足,利用两点求斜率得到,把也用两点的横坐标表示,整理后得到∴,令,引入函数,通过求函数的导函数判断函数单调性得到,即,从而得出矛盾,说明假设错误.

试题解析:(Ⅰ)的定义域为                  1分

,                       2分

单调递增;

单调递减,                         3分

时,取得极大值,无极小值。            4分

(Ⅱ)

若函数上单调递增,

恒成立                5分

,只需               6分

时,,则,            7分

的取值范围为                       8分

(Ⅲ)假设存在,不妨设

                          9分

                                  10分

,整理得        11分

,12分,

上单调递增,                                  13分

,即,故

不存在符合题意的两点。                                  14分

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简答题

在平面直角坐标系中,长度为3的线段AB的端点A、B分别在轴上滑动,点M在线段AB上,且,

(1)若点M的轨迹为曲线C,求其方程;

(2)过点的直线与曲线C交于不同两点E、F,N是曲线上不同于E、F的动点,求面积的最大值.

正确答案

(1)C的方程是;(2).

试题分析:(1)设,则.用定比分点坐标公式可得之间的关系式,将此关系式代入即得只含的方程,此即M的轨迹方程.(2)首先考虑直线的斜率不存在的情况,即,此时.当直线的斜率存在时,设,联立,再用韦达定理即得(含k的代数式).由题知过N的直线,且与椭圆切于N点时,最大,故设

联立与椭圆方程得,此时.的距离即为点N到EF的距离,所以,化简,平方后利用导数可得其最大值.

(1)由题知,设

代入

所以曲线C的方程是        4分

(2)当直线的斜率不存在时,即,此时     5分

当直线的斜率存在时,设

联立,有.

      7分

由题知过N的直线,且与椭圆切于N点时,最大,故设

联立与椭圆方程得,此时

的距离,所以

化简       10分

,有

,所以函数上单调递减,当时,函数取得最大值,即

综上所述                  .13分.

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简答题

已知函数,().

(1)设,令,试判断函数上的单调性并证明你的结论;

(2)若的定义域和值域都是,求的最大值;

(3)若不等式恒成立,求实数的取值范围;

正确答案

(1)详见解析;(2);(3).

试题分析:(1)本小题有两个思考方向,其一可用单调性的定义给与证明,通过取值、作差、变形、判号、结论可完成证明;其二可用导数给与证明,通过求导数,判断导数的正负可完成证明;(2)本小题首先判断函数上单调递增,这样根据函数的定义域和值域都是可得,于是把问题转化为一元二次方程求解,通过根与系数的关系可得的表达式,然后求最值;(3)本小题通过不等式变现可得,即得到不等式恒成立,然后转化为函数的最值得不等式组,求得参数的取值范围.

试题解析:(1)证明:

方法一:任取

时,上单调递增;

时,上单调递减     5分

方法二:,则

时,上单调递增;

时,上单调递减           5分

(2)由(1)知函数上单调递增;因为所以上单调递增,

的定义域、值域都是,则,

是方程的两个不等的正根,

等价于方程有两个不等的正根,

等价于 ,则,

 

时,最大值是         10分

(3),则不等式恒成立,

即不等式,对恒成立,

,易证递增,

同理递减.

.                   15分

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