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题型:填空题
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填空题

设函数f(x)=sin,若存在f(x)的极值点x0满足x02+[f(x0)]2<m2,则m的取值范围是______

正确答案

(-∞-2)∪(2,+∞)

解析

解:由题意可得,f(x0)=±,且 =kπ+,k∈z,即 x0=m.

再由x02+[f(x0)]2<m2,可得当m2最小时,|x0|最小,而|x0|最小为|m|,

∴m2 m2+3,

∴m2>4. 

解得 m>2,或m<-2,

故m的取值范围是(-∞-2)∪(2,+∞)

故答案为:(-∞-2)∪(2,+∞)

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=x+,其中a为常数.

(1)y=f(x)的图象是否经过一个定点,若是,写出该定点坐标.

(2)当a=-1时,判断函数是否存在极值?若存在,证明你的结论并求出所有极值;若不存在,说明理由.

正确答案

解:(1)令lnx=0,得x=1,且f(1)=1,所以y=f(x)的图象恒过定点(1,1);

(2)当a=-1时,,x>0,

=

经观察得f′(x)=0有根x=1,

令g(x)=x2+lnx-1,

当x>0时,g′(x)>0,

即y=g(x)在(0,+∞)上是单调递增函数.

所以f′(x)=0有唯一根x=1.

当x∈(0,1)时,,f(x)在(0,1)上是减函数;

当x∈(1,+∞)时,,f(x)在(1,+∞)上是增函数.

∴x=1是f(x)的唯一极小值点.极小值是

解析

解:(1)令lnx=0,得x=1,且f(1)=1,所以y=f(x)的图象恒过定点(1,1);

(2)当a=-1时,,x>0,

=

经观察得f′(x)=0有根x=1,

令g(x)=x2+lnx-1,

当x>0时,g′(x)>0,

即y=g(x)在(0,+∞)上是单调递增函数.

所以f′(x)=0有唯一根x=1.

当x∈(0,1)时,,f(x)在(0,1)上是减函数;

当x∈(1,+∞)时,,f(x)在(1,+∞)上是增函数.

∴x=1是f(x)的唯一极小值点.极小值是

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax-21nx,a∈R

(Ⅰ)a=1时,求函数f(x)的极值;

(Ⅱ)求f(x)单调区间

(Ⅲ)设,若在[1,e]上至少存在一个x0,使得f(x0)>g(x0)成立,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(I).令f‘(x)=0,得x=2

当x变化时,f'(x)与f(x)变化情况如下表:

∴当x=2时,f(x)取得极小值f(2)=2-2ln2.

(Ⅱ)a≤0时,f(x)在(0,+∞)上为减函数;a>0时,f(x)在(0,)上是减函数,

在()上是增函数.

(Ⅲ)本命题等价于f(x)-g(x)>0在[1,e]上有解,设F(x)=f(x)-g(x)=

F'(x)=

所以F(x)为增函数,F(x)max=F(e).

依题意需F(e)>0,解得.所以a的取值范围是

解析

解:(I).令f‘(x)=0,得x=2

当x变化时,f'(x)与f(x)变化情况如下表:

∴当x=2时,f(x)取得极小值f(2)=2-2ln2.

(Ⅱ)a≤0时,f(x)在(0,+∞)上为减函数;a>0时,f(x)在(0,)上是减函数,

在()上是增函数.

(Ⅲ)本命题等价于f(x)-g(x)>0在[1,e]上有解,设F(x)=f(x)-g(x)=

F'(x)=

所以F(x)为增函数,F(x)max=F(e).

依题意需F(e)>0,解得.所以a的取值范围是

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax3+bx2-3x(a,b∈R),且f(x)在x=1和x=3处取得极值.

(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;

(Ⅱ)设函数g(x)=f(x)+t,是否存在实数t,使得曲线y=g(x)与x轴有两个交点,若存在,求t的值;若不存在,请说明理由.

正确答案

解:(Ⅰ)f′(x)=3ax2+2bx-3,

因为f(x)在x=1和x=3处取得极值,

所以x=1和x=3是f′(x)=0的两个根,…(2分)

,∴…(5分)

(Ⅱ)g′(x)=-x2+4x-3,令g′(x)=0,∴x=3或x=1.…(7分)

当x变化时,g′(x),g(x)变化情况如下表:

由上表可知:g(x)极大值=g(3)=t;…(9分)

=,∴由此可知x取足够大的正数时,有g(x)<0;x取足够小的负数时,有g(x)>0,…(10分)

因此,为使曲线y=g(x)与x轴有两个交点,结合g(x)的单调性,

必有:g(x)极大值=g(3)=t=0,或,∴t=0或

所以存在t且t=0,或…(12分)

解析

解:(Ⅰ)f′(x)=3ax2+2bx-3,

因为f(x)在x=1和x=3处取得极值,

所以x=1和x=3是f′(x)=0的两个根,…(2分)

,∴…(5分)

(Ⅱ)g′(x)=-x2+4x-3,令g′(x)=0,∴x=3或x=1.…(7分)

当x变化时,g′(x),g(x)变化情况如下表:

由上表可知:g(x)极大值=g(3)=t;…(9分)

=,∴由此可知x取足够大的正数时,有g(x)<0;x取足够小的负数时,有g(x)>0,…(10分)

因此,为使曲线y=g(x)与x轴有两个交点,结合g(x)的单调性,

必有:g(x)极大值=g(3)=t=0,或,∴t=0或

所以存在t且t=0,或…(12分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3+ax2+bx+5,在函数f(x)图象上一点P(1,f(1))处切线的斜率为3.

(1)若函数y=f(x)在x=-2时有极值,求f(x)的解析式;

(2)若函数y=f(x)在区间[-2,1]上单调递增,求b的取值范围.

正确答案

解:由f(x)=x3+ax2+bx+5,求导数得f‘(x)=3x2+2ax+b,

由在函数f(x)图象上一点P(1,f(1))处切线的斜率为3,知f'(1)=3,即3+2a+b=3,

化简得2a+b=0  ①.

(1)因为y=f(x)在x=-2(3)时有极值,所以,f'(-2)=0,即12-4a+b=0 ②.

由①②联立解得a=2,b=-4,∴f(x)=x3+2x2-4x+5.

(2)f'(x)=3x2+2ax+b,由①知2a+b=0,∴f'(x)=3x2-bx+b.y=f(x)在区间[-2,1]上单调递增,

依题意f'(x)在[-2,1]上恒有f'(x)≥0,即  3x2-bx+b≥0在[-2,1]上恒成立,

下面讨论函数y=f'(x)的对称轴:

 时,f'(x)min =f'(1)=3-b+b>0,∴b≥6.

 时,f'(x)min =f'(-2)=12+2b+b≥0,无实数解.

 时,,∴0≤b<6.

综合上述讨论可知,b的取值范围是b|b≥0.

解析

解:由f(x)=x3+ax2+bx+5,求导数得f‘(x)=3x2+2ax+b,

由在函数f(x)图象上一点P(1,f(1))处切线的斜率为3,知f'(1)=3,即3+2a+b=3,

化简得2a+b=0  ①.

(1)因为y=f(x)在x=-2(3)时有极值,所以,f'(-2)=0,即12-4a+b=0 ②.

由①②联立解得a=2,b=-4,∴f(x)=x3+2x2-4x+5.

(2)f'(x)=3x2+2ax+b,由①知2a+b=0,∴f'(x)=3x2-bx+b.y=f(x)在区间[-2,1]上单调递增,

依题意f'(x)在[-2,1]上恒有f'(x)≥0,即  3x2-bx+b≥0在[-2,1]上恒成立,

下面讨论函数y=f'(x)的对称轴:

 时,f'(x)min =f'(1)=3-b+b>0,∴b≥6.

 时,f'(x)min =f'(-2)=12+2b+b≥0,无实数解.

 时,,∴0≤b<6.

综合上述讨论可知,b的取值范围是b|b≥0.

下一知识点 : 函数的最值与导数的关系
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