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题型: 单选题
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单选题

已知f(x)=x3-px2-qx和图象与x轴切于(1,0),则f(x)的极值情况是(  )

A极大值为,极小值为f(1)

B极大值为f(1),极小值为

C极大值为,没有极小值

D极小值为f(1),没有极大值

正确答案

A

解析

解:由函数f(x)=x3-px2-qx的图象与x轴切于点(1,0)得:

p+q=1,p2+4q=0.解出p=2,q=-1

则函数f(x)=x3-2x2+x

则f′(x)=3x2-4x+1令其=0得到:x=1或x=

当x≥1或x≤时,函数单调递增;当<x<1时,函数单调递减

∴极大值为,极小值为f(1).

故选:A.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=lnx.

(1)求函数g(x)=f(x)-x的最大值;

(2)若∀x>0,不等式f(x)≤ax≤x2+1恒成立,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(1)g(x)=f(x)-x=lnx-x(x>0),则g′(x)=-1=

当x∈(0,1)时,g′(x)>0,则g(x)在(0,1)上单调递增;

当x∈(1,+∞)时,g′(x)<0,则g(x)在(1,+∞)上单调递减,

所以,g(x)在x=1处取得最大值,且最大值为-1.     …(3分)

(2)由条件得在x>0上恒成立.

设h(x)=,则h′(x)=

当x∈(0,e)时,h′(x)>0;当x∈(e,+∞)时,h′(x)<0,

所以,h(x)≤

要使f(x)≤ax恒成立,必须a≥

另一方面,当x>0时,x+≥2,要使ax≤x2+1恒成立,

必须a≤2.

所以,满足条件的a的取值范围是[,2].            …(7分)

解析

解:(1)g(x)=f(x)-x=lnx-x(x>0),则g′(x)=-1=

当x∈(0,1)时,g′(x)>0,则g(x)在(0,1)上单调递增;

当x∈(1,+∞)时,g′(x)<0,则g(x)在(1,+∞)上单调递减,

所以,g(x)在x=1处取得最大值,且最大值为-1.     …(3分)

(2)由条件得在x>0上恒成立.

设h(x)=,则h′(x)=

当x∈(0,e)时,h′(x)>0;当x∈(e,+∞)时,h′(x)<0,

所以,h(x)≤

要使f(x)≤ax恒成立,必须a≥

另一方面,当x>0时,x+≥2,要使ax≤x2+1恒成立,

必须a≤2.

所以,满足条件的a的取值范围是[,2].            …(7分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=lnx-px+1(p∈R).

(1)p=1时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;

(2)求函数f(x)的极值;

(3)若对任意的x>0,恒有f(x)≤p2x2,求实数p的取值范围.

正确答案

解:(1)p=1,f‘(1)=1-1=0,f(1)=0-1+1=0,∴曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为:y=0(2分)

(2)

当p≤0时,f'(x)>0,f(x)在(0,+∞)上递增,函数f(x)无极值;   (4分)

当p>0时,上f'(x)>0,f(x)单调递增;上f'(x)<0,f(x)单调递减

∴f(x)的极大值为,f(x)无极小值     (6分)

(3)记g(x)=f(x)-p2x2=lnx-px+1-p2x2(x>0)

(7分)

当p=0时,g(x)=lnx+1,g(e)>0不符合条件      (8分)

当p>0时,px+1>0,上g'(x)>0,g(x)单调递增;上g'(x)<0,g(x)单调递减

∴g(x)的最大值为,∴(10分)

当p<0时,2px-1<0,上g'(x)>0,g(x)单调递增;上g'(x)<0,g(x)单调递减

∴g(x)的最大值为,∴p≤-e

故p的取值范围是(12分)

解析

解:(1)p=1,f‘(1)=1-1=0,f(1)=0-1+1=0,∴曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为:y=0(2分)

(2)

当p≤0时,f'(x)>0,f(x)在(0,+∞)上递增,函数f(x)无极值;   (4分)

当p>0时,上f'(x)>0,f(x)单调递增;上f'(x)<0,f(x)单调递减

∴f(x)的极大值为,f(x)无极小值     (6分)

(3)记g(x)=f(x)-p2x2=lnx-px+1-p2x2(x>0)

(7分)

当p=0时,g(x)=lnx+1,g(e)>0不符合条件      (8分)

当p>0时,px+1>0,上g'(x)>0,g(x)单调递增;上g'(x)<0,g(x)单调递减

∴g(x)的最大值为,∴(10分)

当p<0时,2px-1<0,上g'(x)>0,g(x)单调递增;上g'(x)<0,g(x)单调递减

∴g(x)的最大值为,∴p≤-e

故p的取值范围是(12分)

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题型:简答题
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简答题

设f(x)=alnx+bx-b,g(x)=,其中a,b∈R.

(Ⅰ)求g(x)的极大值;

(Ⅱ)设b=1,a>0,若|f(x2)-f(x1)|<||对任意的x1,x2∈[3,4](x1≠x2)恒成立,求a的最大值;

(Ⅲ)设a=-2,若对任意给定的x0∈(0,e],在区间(0,e]上总存在s,t(s≠t),使f(s)=f(t)=g(x0)成立,求b的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)g′(x)==

当x>1时,g′(x)<0,g(x)在(1,+∞)递增;当x<1时,g′(x)>0,g(x)在(-∞,1)递减.

则有g(x)的极大值为g(1)=1;

(Ⅱ)当b=1,a>0时,f(x)=alnx+x-1,x>0,

f′(x)=+1=>0在[3,4]恒成立,f(x)在[3,4]递增;

由h(x)==,h′(x)=>0在[3,4]恒成立,h(x)在[3,4]递增.

设x1<x2,原不等式等价为f(x2)-f(x1)<h(x2)-h(x1),

即f(x2)-h(x2)<f(x1)-h(x1),F(x)=f(x)-h(x),F(x)在[3,4]递减,

又F(x)=alnx+x-1-,F′(x)=+1-≤0在[3,4]恒成立,

故h(x)在[3,4]递增,a≤-x,

令G(x)=-x,3≤x≤4,

G′(x)=-1=ex-1-+1)-1

=ex-1[(-2+]-1>e2-1>0,G(x)在[3,4]递增,

即有a≤e2-3,即amax=e2-3;

(Ⅲ)g′(x)=e1-x-xe1-x=(1-x)e1-x

当x∈(0,1)时,g′(x)>0,函数g(x)单调递增;

当x∈(1,e]时,g′(x)<0,函数g(x)单调递减.

又因为g(0)=0,g(1)=1,g(e)=e2-e>0,

所以,函数g(x)在(0,e]上的值域为(0,1].

由题意,当f(x)取(0,1]的每一个值时,

在区间(0,e]上存在t1,t2(t1≠t2)与该值对应.

a=-2时,f(x)=b(x-1)-2lnx,f′(x)=b-=

当b=0时,f′(x)=-<0,f(x)单调递减,不合题意,

当b≠0时,x=时,f′(x)=0,

由题意,f(x)在区间(0,e]上不单调,所以,0<<e,

当x∈(0,]时,f‘(x)<0,当(,+∞)时,f'(x)>0

所以,当x∈(0,e]时,f(x)min=f()=2-a-2ln

由题意,只需满足以下三个条件:①f(x)min=f()=2-b-2ln<0,

②f(e)=b(e-1)-2≥1,③∃x0∈(0,)使f(x0)>1.

∵f( )≤f(1)=0,所以①成立.由②f(x)=b(x-1)-2lnx→+∞,所以③满足,

所以当b满足即b≥时,符合题意,

故b的取值范围为[,+∞).

解析

解:(Ⅰ)g′(x)==

当x>1时,g′(x)<0,g(x)在(1,+∞)递增;当x<1时,g′(x)>0,g(x)在(-∞,1)递减.

则有g(x)的极大值为g(1)=1;

(Ⅱ)当b=1,a>0时,f(x)=alnx+x-1,x>0,

f′(x)=+1=>0在[3,4]恒成立,f(x)在[3,4]递增;

由h(x)==,h′(x)=>0在[3,4]恒成立,h(x)在[3,4]递增.

设x1<x2,原不等式等价为f(x2)-f(x1)<h(x2)-h(x1),

即f(x2)-h(x2)<f(x1)-h(x1),F(x)=f(x)-h(x),F(x)在[3,4]递减,

又F(x)=alnx+x-1-,F′(x)=+1-≤0在[3,4]恒成立,

故h(x)在[3,4]递增,a≤-x,

令G(x)=-x,3≤x≤4,

G′(x)=-1=ex-1-+1)-1

=ex-1[(-2+]-1>e2-1>0,G(x)在[3,4]递增,

即有a≤e2-3,即amax=e2-3;

(Ⅲ)g′(x)=e1-x-xe1-x=(1-x)e1-x

当x∈(0,1)时,g′(x)>0,函数g(x)单调递增;

当x∈(1,e]时,g′(x)<0,函数g(x)单调递减.

又因为g(0)=0,g(1)=1,g(e)=e2-e>0,

所以,函数g(x)在(0,e]上的值域为(0,1].

由题意,当f(x)取(0,1]的每一个值时,

在区间(0,e]上存在t1,t2(t1≠t2)与该值对应.

a=-2时,f(x)=b(x-1)-2lnx,f′(x)=b-=

当b=0时,f′(x)=-<0,f(x)单调递减,不合题意,

当b≠0时,x=时,f′(x)=0,

由题意,f(x)在区间(0,e]上不单调,所以,0<<e,

当x∈(0,]时,f‘(x)<0,当(,+∞)时,f'(x)>0

所以,当x∈(0,e]时,f(x)min=f()=2-a-2ln

由题意,只需满足以下三个条件:①f(x)min=f()=2-b-2ln<0,

②f(e)=b(e-1)-2≥1,③∃x0∈(0,)使f(x0)>1.

∵f( )≤f(1)=0,所以①成立.由②f(x)=b(x-1)-2lnx→+∞,所以③满足,

所以当b满足即b≥时,符合题意,

故b的取值范围为[,+∞).

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题型:填空题
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填空题

对于函数f(x)=x3+ax2-x+1,有下列说法:

①该函数必有两个极值点;

②该函数的极大值必大于1;

③该函数的极小值必小于1;

④该函数必有三个不同的零点

其中正确结论的序号为______.(写出所有正确结论序号)

正确答案

①②③

解析

解:①函数的导数为f‘(x)=3x2+2ax-1.对应的判别式△=4a2+12>0,

说明导数方程f'(x)=0有两个不同的根,即函数必有两个极值点.所以①正确.

②因为方程f'(x)=0的两根之和为,所以两个根一个为x1<0,一个为x2>0,且在x1处取得极大值,x2处取得极小值.

在又f(0)=1,所以该函数的极大值必大于1,函数的极小值必小于1,即②③正确.

④因为极小值不确定,所以当极小值小于0时,函数有三个不同的零点,当极小值等于0时,函数有两个不同的零点,当极小值大于0时,函数只有一个零点,所以④不正确.

所以正确的是①②③.

故答案为:①②③.

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