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题型: 单选题
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单选题

函数f(x)=x3-3x2-9x+3,若函数g(x)=f(x)-m,在x∈[-2,5]上有3个零点,则m的取值范围为(  )

A[1,8]

B(-24,1]

C[1,8)

D(-24,8)

正确答案

C

解析

解:f′(x)=3x2-6x-9=3(x2-2x-3)=3(x-3)(x+1),令f′(x)=0,解得x=-2或3.

其单调性如表格:

可知:当x=3时,函数f(x)取得极小值,f(3)=33-3×32-9×3+3=-24,

又f-2)=(-2)3-3×(-2)2-9×(-2)+3=1,可知最小值为f(3),即-24.

当x=-1时,函数f(x)取得极大值,f(-1)=(-1)3-3×(-1)2-9×(-1)+3=8,

又f(5)=53-3×52-9×5+3=8,可知函数f(x)的最大值为f(5)或f(-1),即为8.

画出图象y=f(x)与y=m.

由图象可知:当m∈(1,8)时,函数y=f(x)与y=m的图象由三个交点.因此当m∈(1,8)时,函数g(x)=f(x)-m在x∈[-2,5]上有3个零点.

故选C.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=2x3-3ax2+(a2+2)x-a(a∈R).

(I)若当x=1时,函数f(x)取得极值,求a的值;

(II)若函数f(x)仅有一个零点,求a的取值范围.

正确答案

解:f′(x)=6x2-6ax+(a2+2),

(I)f′(1)=6-6a+(a2+2),令f′(x)=0,解得a=2或a=4,

当a=2时,f′(x)=6x2-12x+6=6(x-1)2,显然f(x)在x=1处不取得极值;

当a=4时,f′(x)=6x2-24x+18=6(x-1)(x-3),

显然f(x)在x=1处取得极大值.

故a的值为4.

(II)f(x)=2x3-3ax2+(a2+2)x-a

=(2x3-2ax2+2x)-(ax2-a2x+a)

=(x2-ax+1)(2x-a)

得f(x)的一个零点是,又函数f(x)仅有一个零点,

∴△=(-a)2-4×1×1<0,解得-2<a<2,

故a的取值范围(-2,2).

解析

解:f′(x)=6x2-6ax+(a2+2),

(I)f′(1)=6-6a+(a2+2),令f′(x)=0,解得a=2或a=4,

当a=2时,f′(x)=6x2-12x+6=6(x-1)2,显然f(x)在x=1处不取得极值;

当a=4时,f′(x)=6x2-24x+18=6(x-1)(x-3),

显然f(x)在x=1处取得极大值.

故a的值为4.

(II)f(x)=2x3-3ax2+(a2+2)x-a

=(2x3-2ax2+2x)-(ax2-a2x+a)

=(x2-ax+1)(2x-a)

得f(x)的一个零点是,又函数f(x)仅有一个零点,

∴△=(-a)2-4×1×1<0,解得-2<a<2,

故a的取值范围(-2,2).

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题型:简答题
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简答题

已知a是给定的实常数.设函数f(x)=(x-a)2(x+b)ex,b∈R,x=a是f(x)的一个极大值点.

(1)求b的取值范围.

(2)设x1,x2,x3是f(x)的3个极值点,问是否存在实数b,可找到x4∈R,使得x1,x2,x3,x4的某种排x(其中{i1,i2,i3,i4}={1,2,3,4})依次成等差数列?若存在,求所有的b及相应的x4;若不存在,说明理由.

正确答案

解:(1)f′(x)=ex(x-a)[x2+(3-a+b)x+2b-ab-a],

令g(x)=x2+(3-a+b)x+2b-ab-a,

则△=(3-a+b)2-4(2b-ab-a)=(a+b-1)2+8>0,

于是可设x1,x2是g(x)=0的两实根,且x1<x2

①当x1=a或x2=a时,则x=a不是f(x)的极值点,此时不合题意.

②当x1≠a且x2≠a时,由于x=a是f(x)的极大值点,故x1<a<x2.即g(a)<0,

即a2+(3-a+b)a+2b-ab-a<0.所以b<-a.所以b的取值范围是(-∞,-a);

(2)由(1)可知,假设存在b及x4满足题意,则

③当x2-a=a-x1时,则x4=2x2-a或x4=2x1-a,于是2a=x1+x2=a-b-3,即b=-a-3.

此时x4=2x2-a=a-b-3+-a=a+2

或x4=2x1-a=a-b-3--a=a-2

④当x2-a≠a-x1时,则x2-a=2(a-x1)或a-x1=2(x2-a),

(ⅰ)若x2-a=2(a-x4),则x4=,于是3a=2x1+x2=

=-3(a+b+3),于是a+b-1=

此时x4===-b-3=a+

(ⅱ)若a-x1=2(x2-a),则x4=

于是3a=2x2+x1=

=3(a+b+3),于是a+b-1=

此时x2===-b-3=a+

综上所述,存在b满足题意.当b=-a-3时,x4=a±2

当b=-a-时,x4=a+

当b=-a-时,x4=a+

解析

解:(1)f′(x)=ex(x-a)[x2+(3-a+b)x+2b-ab-a],

令g(x)=x2+(3-a+b)x+2b-ab-a,

则△=(3-a+b)2-4(2b-ab-a)=(a+b-1)2+8>0,

于是可设x1,x2是g(x)=0的两实根,且x1<x2

①当x1=a或x2=a时,则x=a不是f(x)的极值点,此时不合题意.

②当x1≠a且x2≠a时,由于x=a是f(x)的极大值点,故x1<a<x2.即g(a)<0,

即a2+(3-a+b)a+2b-ab-a<0.所以b<-a.所以b的取值范围是(-∞,-a);

(2)由(1)可知,假设存在b及x4满足题意,则

③当x2-a=a-x1时,则x4=2x2-a或x4=2x1-a,于是2a=x1+x2=a-b-3,即b=-a-3.

此时x4=2x2-a=a-b-3+-a=a+2

或x4=2x1-a=a-b-3--a=a-2

④当x2-a≠a-x1时,则x2-a=2(a-x1)或a-x1=2(x2-a),

(ⅰ)若x2-a=2(a-x4),则x4=,于是3a=2x1+x2=

=-3(a+b+3),于是a+b-1=

此时x4===-b-3=a+

(ⅱ)若a-x1=2(x2-a),则x4=

于是3a=2x2+x1=

=3(a+b+3),于是a+b-1=

此时x2===-b-3=a+

综上所述,存在b满足题意.当b=-a-3时,x4=a±2

当b=-a-时,x4=a+

当b=-a-时,x4=a+

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax3+bx2在x=-1时取得极值,曲线y=f(x)在x=1处的切线的斜率为12;函数g(x)=f(x)+mx,x∈[1,+∞),函数g(x)的导函数g‘(x)的最小值为0.

(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;

(Ⅱ)求实数m的值;

(Ⅲ) 求证:g(x)≥-7.

正确答案

解:(Ⅰ)∵f(x)=ax3+bx2

∴f‘(x)=3ax2+2bx.

由题意有

解得

∴函数f(x)的解析式为f(x)=2x3+3x2

(Ⅱ)g(x)=f(x)+mx=2x3+3x2+mx,x∈[1,+∞),

在[1,+∞)单调递增

∴[g'(x)]min=g'(1)=12+m=0,

∴m=-12.

(Ⅲ)g(x)=2x3+3x2-12x,x∈[1,+∞),

由(Ⅱ)知,当x=1时,g'(x)=0,

当x>1时,g'(x)>0,∴g(x)在[1,+∞)上是增函数.

∴g(x)≥g(1)=2+3-12=-7.

解析

解:(Ⅰ)∵f(x)=ax3+bx2

∴f‘(x)=3ax2+2bx.

由题意有

解得

∴函数f(x)的解析式为f(x)=2x3+3x2

(Ⅱ)g(x)=f(x)+mx=2x3+3x2+mx,x∈[1,+∞),

在[1,+∞)单调递增

∴[g'(x)]min=g'(1)=12+m=0,

∴m=-12.

(Ⅲ)g(x)=2x3+3x2-12x,x∈[1,+∞),

由(Ⅱ)知,当x=1时,g'(x)=0,

当x>1时,g'(x)>0,∴g(x)在[1,+∞)上是增函数.

∴g(x)≥g(1)=2+3-12=-7.

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题型:简答题
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简答题

已知f(x)=x3+ax2+3x-9在x=-3处取得极值.

(1)求a值;

(2)求函数f(x)的单调递增区间.

正确答案

解:(1)f(x)=x3+ax2+3x-9的导数为:

f′(x)=3x2+2ax+3,由题设得,f‘(-3)=0,

即27-6a+3=0,解得a=5.

即有f′(x)=3x2+10x+3,

检验:由于判别式为100-36>0,故成立,

故a=5;

(2)由(1)知f′(x)=3x2+10x+3,

解不等式3x2+10x+3>0

∴函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-3),(-,+∞).

解析

解:(1)f(x)=x3+ax2+3x-9的导数为:

f′(x)=3x2+2ax+3,由题设得,f‘(-3)=0,

即27-6a+3=0,解得a=5.

即有f′(x)=3x2+10x+3,

检验:由于判别式为100-36>0,故成立,

故a=5;

(2)由(1)知f′(x)=3x2+10x+3,

解不等式3x2+10x+3>0

∴函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-3),(-,+∞).

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