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题型:简答题
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简答题

已知x=2是函数f(x)=aln(1+x)+0.5x2-4x的一个极值点.

(1)求a的值;

(2)求函数f(x)的单调区间;

(3)若直线y=b与函数f(x)的图象有3个不同的交点,求b的取值范围.

正确答案

解:(1)∵f′(x)=+x-4,

∴f′(2)=+2-4=0,

∴a=6.

(2)由(1)知,f(x)=6ln(1+x)+0.5x2-4x,x∈(-1,+∞),

∴f′(x)=+x-4=

当x∈(-1,1)∪(2,+∞)时,f′(x)>0;

当x∈(1,2)时,f′(x)<0,

∴f (x)的单调增区间是(-1,1),(2,+∞);单调减区间是(1,2).

(3)由(2)知,f(x)在(-1,1)内单调增加,在(1,2)内单调减少,在(2,+∞)上单调增加,

当x=1或x=2时,f′(x)=0,

∵f(16)>162-10×16>16ln2-9=f(1),f(e-2-1)<-32+11=-21<f(3),

∴f(x)的极大值为f(1)=6ln2-3.5,极小值为f(2)=6ln3-6.

又x→-1时,f(x)→-∞,

f(8)=6ln9+0.5×82-4×8=12ln3>6ln2-3.5.

∴在f(x)的三个单调区间(-1,1),(1,2),(2,+∞),

若直线y=b与y=f(x)的图象各有一个交点,当且仅当f(2)<b<f(1),

∴b的取值范围为(6ln3-6,6ln2-3.5).

解析

解:(1)∵f′(x)=+x-4,

∴f′(2)=+2-4=0,

∴a=6.

(2)由(1)知,f(x)=6ln(1+x)+0.5x2-4x,x∈(-1,+∞),

∴f′(x)=+x-4=

当x∈(-1,1)∪(2,+∞)时,f′(x)>0;

当x∈(1,2)时,f′(x)<0,

∴f (x)的单调增区间是(-1,1),(2,+∞);单调减区间是(1,2).

(3)由(2)知,f(x)在(-1,1)内单调增加,在(1,2)内单调减少,在(2,+∞)上单调增加,

当x=1或x=2时,f′(x)=0,

∵f(16)>162-10×16>16ln2-9=f(1),f(e-2-1)<-32+11=-21<f(3),

∴f(x)的极大值为f(1)=6ln2-3.5,极小值为f(2)=6ln3-6.

又x→-1时,f(x)→-∞,

f(8)=6ln9+0.5×82-4×8=12ln3>6ln2-3.5.

∴在f(x)的三个单调区间(-1,1),(1,2),(2,+∞),

若直线y=b与y=f(x)的图象各有一个交点,当且仅当f(2)<b<f(1),

∴b的取值范围为(6ln3-6,6ln2-3.5).

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题型:简答题
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简答题

已知f(x)=ax2-2lnx,x∈(0,e](其中e是自然对数的底)

(1)若f(x)在x=1处取得极值,求a的值;

(2)若f(x)存在极值,求a的取值范围.

正确答案

解:(1)∵f(x)=ax2-2lnx,x∈(0,e],

∴f′(x)=2ax-=

当x=1时,f(x)取到极值,

∴f′(1)=0,解得a=1;

当a=1时,f′(x)在(0,1)上小于0,

∴f(x)是减函数,

f′(x)在(1,e]上大于0,

∴f(x)是增函数,

∴f(1)是函数的极小值,此时a的值为1;

(2)∵f′(x)=2ax-=,x∈(0,e],

当a≤0时,f′(x)<0恒成立,

∴f(x)在(0,e]上是减函数,∴(0,e]是单调减区间;

当a>0时,令f′(x)=0,则=0,∴ax2-1=0,解得x=

①若a>,则f′(x)在(0,)上小于0,f(x)是减函数,∴(0,)是f(x)的单调减区间;

f′(x)在(,e]上大于0,f(x)是增函数,∴(,e]是f(x)的单调增区间;

②若a≤,则f′(x)在(0,e]上小于0,f(x)是减函数,∴(0,e]是f(x)的单调减区间;

综上,当a≤时,(0,e]是f(x)的单调减区间;

当a>时,(0,)是f(x)的单调减区间,(,e]是f(x)的单调增区间.

故当a≤时,f(x)无极值;当a>时,f(x)有极值.

解析

解:(1)∵f(x)=ax2-2lnx,x∈(0,e],

∴f′(x)=2ax-=

当x=1时,f(x)取到极值,

∴f′(1)=0,解得a=1;

当a=1时,f′(x)在(0,1)上小于0,

∴f(x)是减函数,

f′(x)在(1,e]上大于0,

∴f(x)是增函数,

∴f(1)是函数的极小值,此时a的值为1;

(2)∵f′(x)=2ax-=,x∈(0,e],

当a≤0时,f′(x)<0恒成立,

∴f(x)在(0,e]上是减函数,∴(0,e]是单调减区间;

当a>0时,令f′(x)=0,则=0,∴ax2-1=0,解得x=

①若a>,则f′(x)在(0,)上小于0,f(x)是减函数,∴(0,)是f(x)的单调减区间;

f′(x)在(,e]上大于0,f(x)是增函数,∴(,e]是f(x)的单调增区间;

②若a≤,则f′(x)在(0,e]上小于0,f(x)是减函数,∴(0,e]是f(x)的单调减区间;

综上,当a≤时,(0,e]是f(x)的单调减区间;

当a>时,(0,)是f(x)的单调减区间,(,e]是f(x)的单调增区间.

故当a≤时,f(x)无极值;当a>时,f(x)有极值.

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题型:简答题
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简答题

已知f(x)=x3+ax2+bx+c在x=1,x=-时,都取得极值.

(1)求a、b的值;

(2)若对x∈[-1,2],有f(x)<恒成立,求c的取值范围.

正确答案

解(1)由已知得f′(x)=3x2+2ax+b,因为x=1,是极值点,

所以,即,解得

(2)由(1)得

所以.令f′(x)=0得

结合可导函数在闭区间上最值的求法可知,函数的最值必在区间内导数为0或端点处取得.

因为f(-1)=,f()=,f(1)=c-,f(2)=c+2.

可见最大值为f(2)=c+2.由题意得c+2.即

解得

故c的范围是

解析

解(1)由已知得f′(x)=3x2+2ax+b,因为x=1,是极值点,

所以,即,解得

(2)由(1)得

所以.令f′(x)=0得

结合可导函数在闭区间上最值的求法可知,函数的最值必在区间内导数为0或端点处取得.

因为f(-1)=,f()=,f(1)=c-,f(2)=c+2.

可见最大值为f(2)=c+2.由题意得c+2.即

解得

故c的范围是

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题型:填空题
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填空题

已知数列{an}满足,且在n≥4,n∈N*时递增,则满足条件的最大整数a的值是______

正确答案

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解析

解:在直角坐标系中作出函数的图象,

如图所示.

由于

故n=a是函数的一个极值点,

且函数在[a,+∞)是单调增函数,

由函数图象可知,

数列{an}满足,且在n≥4,n∈N*时递增,

等价于:a5>a4,且a≤5,

即(5-a)2(5+1)>(4-a)2(4+1),且a≤5

解得a>10+或a<10-,且a≤5,

则满足条件的a的取值范围是:a<10-

由于10-≈4.5.

从而满足条件的最大整数a的值是:a=4.

故答案为:4.

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题型:简答题
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简答题

已知函数,其中e为自然对数的底数.

(Ⅰ)当a=2时,求曲线在(1,l:x=1)处的切线与坐标轴围成的面积;

(Ⅱ)若函数存在一个极大值点和一个极小值点,且极大值与极小值的积为e5,求a的值.

正确答案

解:(Ⅰ)求导函数可得:,…(2分)

当a=2时,

所以曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为y=ex-2e,…(4分)

所以切线与x轴,y轴的交点坐标分别为(2,0),(0,-2e),…(5分)

所以所求面积为.…(6分)

(Ⅱ)因为函数f(x)存在一个极大值点和一个极小值点,

所以方程x2-ax+a=0在(0,+∞)内存在两个不等实根,…(7分)

,所以a>4.…(9分)

设x1,x2为函数f(x)的极大值点和极小值点,则x1+x2=a,x1x2=a,…(10分)

因为,所以,…(11分)

所以ea=e5,解得a=5,

此时f(x)有两个极值点,所以a=5.…(12分)

解析

解:(Ⅰ)求导函数可得:,…(2分)

当a=2时,

所以曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为y=ex-2e,…(4分)

所以切线与x轴,y轴的交点坐标分别为(2,0),(0,-2e),…(5分)

所以所求面积为.…(6分)

(Ⅱ)因为函数f(x)存在一个极大值点和一个极小值点,

所以方程x2-ax+a=0在(0,+∞)内存在两个不等实根,…(7分)

,所以a>4.…(9分)

设x1,x2为函数f(x)的极大值点和极小值点,则x1+x2=a,x1x2=a,…(10分)

因为,所以,…(11分)

所以ea=e5,解得a=5,

此时f(x)有两个极值点,所以a=5.…(12分)

下一知识点 : 函数的最值与导数的关系
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