- 函数的概念及其构成要素
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设函数f(x)=ax3+bx+c(a≠0)为奇函数,其图像在点(1,f(1))处的切线与直线x-6y-7=0垂直,导函数f′(x)的最小值为-12.
(1)求a,b,c的值;
(2)求函数f(x)的单调递增区间,并求函数f(x)在[-1,3]上的最大值和最小值。
正确答案
见解析。
解析
(1)∵f(x)为奇函数,
∴f(-x)=-f(x),即-ax3-bx+c=-ax3-bx-c.
∴c=0,∵f′(x)=3ax2+b的最小值为-12,∴b=-12.
又直线x-6y-7=0的斜率为,
因此,f′(1)=3a+b=-6.
∴a=2,b=-12,c=0.
(2)单调递增区间是,
f(x)在[-1,3]上的最大值是18,最小值是
知识点
已知函数,其中a∈R.
(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在原点处的切线方程;
(2)求f(x)的单调区间。
正确答案
见解析。
解析
(1)当a=1时,,f′(x)=
由f′(0)=2,得曲线y=f(x)在原点处的切线方程是2x-y=0.
(2)f′(x)=.
①当a=0时,f′(x)=.
所以f(x)在(0,+∞)单调递增,在(-∞,0)单调递减,
当a≠0,f′(x)=.
③ 当a>0时,令f′(x)=0,得x1=-a,,f(x)与f′(x)的情况如下:
故f(x)的单调减区间是(-∞,-a),(,+∞);单调增区间是(-a,
)。
④ 当a<0时,f(x)与f′(x)的情况如下:
所以f(x)的单调增区间是(-∞, ),(-a,+∞);单调减区间是(
,-a),
综上,a>0时,f(x)在(-∞,-a),( ,+∞)单调递减;在(-a,
)单调递增。
a=0时,f(x)在(0,+∞)单调递增;在(-∞,0)单调递减。
a<0时,f(x)在(-∞,),(-a,+∞)单调递增;在(
,-a)单调递减。
知识点
已知函数f(x)=-x2+2lnx.
(1)求函数f(x)的最大值;
(2)若函数f(x)与有相同极值点,
①求实数a的值;
②若对于,不等式
≤1恒成立,求实数k的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)f′(x)=-2x+=-2
(x>0),
由得0<x<1;由
得x>1.
∴f(x)在(0,1)上为增函数,在(1,+∞)上为减函数。
∴函数f(x)的最大值为f(1)=-1.
(2)∵g(x)=x+,∴g′(x)=1-
。
①由(1)知,x=1是函数f(x)的极值点。
又∵函数f(x)与g(x)=x+ 有相同极值点,
∴x=1是函数g(x)的极值点。
∴g′(1)=1-a=0,解得a=1.
经检验,当a=1时,函数g(x)取到极小值,符合题意,
②∵f()=-
-2,f(1)=-1,f(3)=-9+2ln3,
∵-9+2ln3<--2<-1,即f(3)<f(
)<f(1),
∴∀x1∈, f(x1)min=f(3)=-9+2ln3,f(x1)max=f(1)=-1.
由①知g(x)=x+,∴g′(x)=1-
。
故g(x)在时,g′(x)<0;当x∈(1,3]时,g′(x)>0.
故g(x)在上为减函数,在(1,3]上为增函数。
∵g()=e+
,g(1)=2,g(3)=3+
=
,
而2<e+<
,∴g(1)<g(
)<g(3)。
∴∀x2∈,g(x2)min=g(1)=2,g(x2)max=g(3)=
.
当k-1>0,即k>1时,
对于∀x1,x2∈,不等式
≤1恒成立
⇔k-1≥[f(x1)-g(x2)]max⇔k≥[f(x1)-g(x2)]max+1.
∵f(x1)-g(x2)≤f(1)-g(1)=-1-2=-3,
∴k≥-3+1=-2,又∵k>1,∴k>1.
当k-1<0,即k<1时,
对于,不等式
≤1恒成立
⇔k-1≤[f(x1)-g(x2)]min⇔k≤[f(x1)-g(x2)]min+1.
∵f(x1)-g(x2)≥f(3)-g(3)=-9+2ln3-=-
+2ln3,
∴k≤-+2ln3.
又∵k<1,∴k≤-+2ln3.
综上,所求的实数k的取值范围为。
知识点
已知函数f(x)=-x2+2ex+m-1,。
(1)若g(x)=m有实根,求m的取值范围;
(2)确定m的取值范围,使得g(x)-f(x)=0有两个相异实根。
正确答案
见解析。
解析
(1)方法一
等号成立的条件是x=e.
故g(x)的值域是[2e,+∞)。
因而只需m≥2e,则g(x)=m就有实根。
方法二 作出的图像如图。
可知若使g(x)=m有实根,则只需m≥2e.
方法三 解方程由g(x)=m,得x2-mx+e2=0.
此方程有大于零的根,故
等价于,故m≥2e.
(2)若g(x)-f(x)=0有两个相异的实根,即g(x)=f(x)中函数g(x)与f(x)的图像有两个不同的交点。
作出的图像。
∵f(x)=-x2+2ex+m-1=-(x-e)2+m-1+e2,
其对称轴为x=e,开口向下,最大值为m-1+e2.
故当m-1+e2>2e,即m>-e2+2e+1时,
g(x)与f(x)有两个交点,
即g(x)-f(x)=0有两个相异实根。
∴m的取值范围是(-e2+2e+1,+∞)。
知识点
已知,f(x)是二次函数,当x∈[-1,2]时,f(x)的最小值为1,且f(x)+g(x)为奇函数,求函数f(x)的表达式。
正确答案
解析
解析:设 f(x)=ax2+bx+c(a≠0),
则f(x)+g(x)=(a-1)x2+bx+c-3,
又 f(x)+g(x)为奇函数,
∴a=1,c=3.
∴ f(x)=x2+bx+3,对称轴x=-.
当-≥2,即b≤-4时, f(x)在[-1,2]上为减函数,
∴ f(x)的最小值为f(2)=4+2b+3=1.
∴b=-3.∴此时无解,
当-1<-<2,即-4<b<2时,
f(x)min=f=3-=1,
∴b=±2.
∴b=-2,此时 f(x)=x2-2x+3,
当-≤-1,即b≥2时, f(x)在[-1,2]上为增函数,
∴ f(x)的最小值为f(-1)=4-b=1.
∴b=3.∴ f(x)=x2+3x+3.
综上所述, f(x)=x2-2x+3,
或 f(x)=x2+3x+3.
知识点
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