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题型:简答题
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简答题

已知函数g(x)=,f(x)=g(x)-ax.

(Ⅰ)求函数g(x)的单调区间;

(Ⅱ)若函数f(x)在(1,+∞)上是减函数,求实数a的最小值;

(Ⅲ)若∀x1∈[e,e2],∃x2∈[e,e2],使g(x1)≤f′(x2)+2a成立,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(I)(x>0且x≠1).

令g′(x)>0,解得,x>e,因此函数g(x)在区间(e,+∞)单调递增;

令g′(x)<0,解得0<x<e且x≠1,因此函数g(x)在区间(0,1),(1,e)单调递减.

(II)f(x)=g(x)-ax=(x>1).f′(x)=

∵函数f(x)在(1,+∞)上是减函数,∴f′(x)≤0恒成立,即≤0恒成立.

∵x>1,∴lnx>0,

=,当lnx=2,即x=e2时取等号.

∴实数a的最小值是

(III)∵∀x1∈[e,e2],∃x2∈[e,e2],使g(x1)≤f′(x2)+2a成立,

由(I)可知:g(x1)在[e,e2]上单调递增,∴g(x1max=g(e2)=

∵x∈[e,e2],∴1≤lnx≤2,∴

令h(x)=f′(x)+2a=-a+2a==+≤a+

+

∴实数a的取值范围是

解析

解:(I)(x>0且x≠1).

令g′(x)>0,解得,x>e,因此函数g(x)在区间(e,+∞)单调递增;

令g′(x)<0,解得0<x<e且x≠1,因此函数g(x)在区间(0,1),(1,e)单调递减.

(II)f(x)=g(x)-ax=(x>1).f′(x)=

∵函数f(x)在(1,+∞)上是减函数,∴f′(x)≤0恒成立,即≤0恒成立.

∵x>1,∴lnx>0,

=,当lnx=2,即x=e2时取等号.

∴实数a的最小值是

(III)∵∀x1∈[e,e2],∃x2∈[e,e2],使g(x1)≤f′(x2)+2a成立,

由(I)可知:g(x1)在[e,e2]上单调递增,∴g(x1max=g(e2)=

∵x∈[e,e2],∴1≤lnx≤2,∴

令h(x)=f′(x)+2a=-a+2a==+≤a+

+

∴实数a的取值范围是

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题型:简答题
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简答题

已知m∈R,函数f(x)=(x2+mx+m)•ex

(Ⅰ)当m<2时,求函数f(x)的极大值;

(Ⅱ)当m=0时,求证:f(x)≥x2+x3

正确答案

(Ⅰ)解:因为函数f(x)=(x2+mx+m)•ex

所以导数f‘(x)=(2x+m)•ex+(x2+mx+m)•ex=[x2+(2+m)x+2m]•ex

=(x+2)(x+m)•ex

因为m<2,所以-m>-2,令f'(x)>0得x>-m,或x<-2;f'(x)<0得-2<x<-m.

所以函数f(x)在x=-2处取得极大值,且为f(-2)=(4-2m+m)•e-2=(4-m)•e-2

故当m<2时,函数f(x)的极大值为(4-m)•e-2.------6分

(Ⅱ)证明:当m=0时,f(x)=x2ex

要证f(x)≥x2+x3⇔ex≥1+x,

令g(x)=ex-1-x,则导数g‘(x)=ex-1,

令g’(x)>0得x>0;g‘(x)<0得x<0;

所以g(x)在x=0处取得极小值且为0,此时g(x)也取得最小值0,

即g(x)≥0⇒ex≥1+x,从而f(x)≥x2+x3

故当m=0时,f(x)≥x2+x3恒成立.-------12分

解析

(Ⅰ)解:因为函数f(x)=(x2+mx+m)•ex

所以导数f‘(x)=(2x+m)•ex+(x2+mx+m)•ex=[x2+(2+m)x+2m]•ex

=(x+2)(x+m)•ex

因为m<2,所以-m>-2,令f'(x)>0得x>-m,或x<-2;f'(x)<0得-2<x<-m.

所以函数f(x)在x=-2处取得极大值,且为f(-2)=(4-2m+m)•e-2=(4-m)•e-2

故当m<2时,函数f(x)的极大值为(4-m)•e-2.------6分

(Ⅱ)证明:当m=0时,f(x)=x2ex

要证f(x)≥x2+x3⇔ex≥1+x,

令g(x)=ex-1-x,则导数g‘(x)=ex-1,

令g’(x)>0得x>0;g‘(x)<0得x<0;

所以g(x)在x=0处取得极小值且为0,此时g(x)也取得最小值0,

即g(x)≥0⇒ex≥1+x,从而f(x)≥x2+x3

故当m=0时,f(x)≥x2+x3恒成立.-------12分

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax2+lnx(a∈R).

(1)当a=时,求f(x)在区间[1,e]上的最大值和最小值;

(2)如果函数g(x),f1(x),f2(x),在公共定义域D上,满足f1(x)<g(x)<f2(x),那么就称g(x)为f1(x),f2(x)的“活动函数”.已知函数+2ax.若在区间(1,+∞)上,函数f(x)是f1(x),f2(x)的“活动函数”,求a的取值范围.

正确答案

解:(1)当 时,

对于x∈[1,e],有f‘(x)>0,∴f(x)在区间[1,e]上为增函数,

(2)在区间(1,+∞)上,函数f(x)是f1(x),f2(x)的“活动函数”,则f1(x)<f(x)<f2(x)

<0,对x∈(1,+∞)恒成立,

且h(x)=f1(x)-f(x)=<0对x∈(1,+∞)恒成立,

1)若 ,令p′(x)=0,得极值点x1=1,

当x2>x1=1,即 时,在(x2,+∞)上有p′(x)>0,

此时p(x)在区间(x2,+∞)上是增函数,并且在该区间上有p(x)∈(p(x2),+∞),不合题意;

当x2<x1=1,即a≥1时,同理可知,p(x)在区间(1,+∞)上,有p(x)∈(p(1),+∞),也不合题意;

2)若 ,则有2a-1≤0,此时在区间(1,+∞)上恒有p′(x)<0,

从而p(x)在区间(1,+∞)上是减函数;

要使p(x)<0在此区间上恒成立,只须满足

所以 ≤a≤

又因为h′(x)=-x+2a-=<0,h(x)在(1,+∞)上为减函数,

h(x)<h(1)=+2a≤0,所以a≤

综合可知a的范围是[].

解析

解:(1)当 时,

对于x∈[1,e],有f‘(x)>0,∴f(x)在区间[1,e]上为增函数,

(2)在区间(1,+∞)上,函数f(x)是f1(x),f2(x)的“活动函数”,则f1(x)<f(x)<f2(x)

<0,对x∈(1,+∞)恒成立,

且h(x)=f1(x)-f(x)=<0对x∈(1,+∞)恒成立,

1)若 ,令p′(x)=0,得极值点x1=1,

当x2>x1=1,即 时,在(x2,+∞)上有p′(x)>0,

此时p(x)在区间(x2,+∞)上是增函数,并且在该区间上有p(x)∈(p(x2),+∞),不合题意;

当x2<x1=1,即a≥1时,同理可知,p(x)在区间(1,+∞)上,有p(x)∈(p(1),+∞),也不合题意;

2)若 ,则有2a-1≤0,此时在区间(1,+∞)上恒有p′(x)<0,

从而p(x)在区间(1,+∞)上是减函数;

要使p(x)<0在此区间上恒成立,只须满足

所以 ≤a≤

又因为h′(x)=-x+2a-=<0,h(x)在(1,+∞)上为减函数,

h(x)<h(1)=+2a≤0,所以a≤

综合可知a的范围是[].

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=-xn+ax+b(a,b∈R,n∈N*),函数g(x)=sinx.

(Ⅰ)当a=b=n=3时,求函数f(x)的单调区间;

(Ⅱ)当a=b=1,n=2时,求函数h(x)=g(x)-f(x)的最小值;

(Ⅲ)当n=4时,已知|f(x)|≤对任意x∈[-1,1]恒成立,且关于x的方程f(x)=g(x)有且只有两个实数根x1,x2.试证明:x1+x2<0.

正确答案

解;(Ⅰ)当a=b=n=3时,f(x)=-x3+3x+3,f′(x)=-3x2+3,

令f′(x)>0,解得:-1<x<1,

令f′(x)<0,解得:x>1或x<-1,

∴f(x)在(-1,1)递增,在(-∞,-1),(1,+∞)递减,

(Ⅱ)a=b=1且n=2时,h(x)=sinx+x2-x-1,

则h′(x)=cosx+2x-1,

令k(x)=h′(x),则k′(x)=-sinx+2,

∵k′(x)>0,∴k(x)在R上递增,

又k(0)=0,

∴x>0时,k(x)=h′(x)>h′(0)=0,h(x)在(0,+∞)递增,

x<0时,k(x)=h′(x)<h′(0)=0,h(x)在(-∞,0)递减,

∴h(x)=g(x)-f(x)的最小值h(x)min=h(0)=-1;

(Ⅲ)∵∀x∈[-1,1],有|f(x)|≤

∴|f(0)|≤,|f(1)|≤,|f(-1)|≤

由②+③得≤b≤,④,再由①④得b=,∴a=0,

∴f(x)=-x4+,经过检验符合题意,

设F(x)=f(x)-g(x)=-x4+-sinx,

∵F(-2)=-16+-sin(-2)<0,

F(-1)=sin1->sin-=0,

F(0)=-sin0>0,

F(1)=--sin1<0,

∵x的方程f(x)=g(x)有且只有两个实数根x1,x2

∴-2<x1<-1,0<x2<1,

故x1+x2<0.

解析

解;(Ⅰ)当a=b=n=3时,f(x)=-x3+3x+3,f′(x)=-3x2+3,

令f′(x)>0,解得:-1<x<1,

令f′(x)<0,解得:x>1或x<-1,

∴f(x)在(-1,1)递增,在(-∞,-1),(1,+∞)递减,

(Ⅱ)a=b=1且n=2时,h(x)=sinx+x2-x-1,

则h′(x)=cosx+2x-1,

令k(x)=h′(x),则k′(x)=-sinx+2,

∵k′(x)>0,∴k(x)在R上递增,

又k(0)=0,

∴x>0时,k(x)=h′(x)>h′(0)=0,h(x)在(0,+∞)递增,

x<0时,k(x)=h′(x)<h′(0)=0,h(x)在(-∞,0)递减,

∴h(x)=g(x)-f(x)的最小值h(x)min=h(0)=-1;

(Ⅲ)∵∀x∈[-1,1],有|f(x)|≤

∴|f(0)|≤,|f(1)|≤,|f(-1)|≤

由②+③得≤b≤,④,再由①④得b=,∴a=0,

∴f(x)=-x4+,经过检验符合题意,

设F(x)=f(x)-g(x)=-x4+-sinx,

∵F(-2)=-16+-sin(-2)<0,

F(-1)=sin1->sin-=0,

F(0)=-sin0>0,

F(1)=--sin1<0,

∵x的方程f(x)=g(x)有且只有两个实数根x1,x2

∴-2<x1<-1,0<x2<1,

故x1+x2<0.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3+3x2-9x+11

(1)求函数f(x)的单调区间;

(2)求函数f(x)在区间[-4,3]上的最值.

正确答案

解:(1)因为f(x)=x3+3x2-9x+11,

所以f′(x)=3x2+6x-9,

令f′(x)=0得x=-3和1

当x变化时,f′(x)与f(x)的变化如下:

由上表可知,f(x)在(-∞,-3)和(1,+∞)上单调递增,在(-3,1)上单调递减;

(2)因为f(-4)=31,f(-3)=38,f(1)=6,f(3)=38,

所以最大值为38,最小值为6.

解析

解:(1)因为f(x)=x3+3x2-9x+11,

所以f′(x)=3x2+6x-9,

令f′(x)=0得x=-3和1

当x变化时,f′(x)与f(x)的变化如下:

由上表可知,f(x)在(-∞,-3)和(1,+∞)上单调递增,在(-3,1)上单调递减;

(2)因为f(-4)=31,f(-3)=38,f(1)=6,f(3)=38,

所以最大值为38,最小值为6.

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