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题型:简答题
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简答题

已知函数 f(x)=ax-lnx,g(x)=eax+2x,其中 a∈R.

(Ⅰ)当 a=2 时,求函数 f(x) 的极值;

(Ⅱ)若存在区间 D⊆(0,+∞),使得 f(x)与g(x)在区间D上具有相同的单调性,求a的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)当a=2时,f′(x)=2-

故当x∈(0,)时,f(x)单调递减;当x∈(,+∞)时,f(x)单调递增;

所以,f(x)在x=处取得极小值f()=1+ln2,无极大值;   …(5分)

(Ⅱ)f′(x)=a-,g′(x)=aeax+2,

当a>0时,g′(x)>0,即g(x)在R上单调递增,而f(x)在(,+∞)上单调递增,

故必存在D⊆(0,+∞),使得f(x)与g(x)在D上单调递增;

当a=0时,f′(x)=-<0,故f(x)在(0,+∞)上单调递减,而g(x)在(0,+∞)上单调递增,

故不存在满足条件的区间D;

当a<0时,f′(x)=a-<0,即f(x)在(0,+∞)上单调递减,而g(x)在(-∞,)上单调递减,(,+∞)上单调递增,若存在存在D⊆(0,+∞),使得f(x)与g(x)在D上上单调性相同,

则有>0,解得a<-2;

综上,a>0或a<-2.…(12分)

解析

解:(Ⅰ)当a=2时,f′(x)=2-

故当x∈(0,)时,f(x)单调递减;当x∈(,+∞)时,f(x)单调递增;

所以,f(x)在x=处取得极小值f()=1+ln2,无极大值;   …(5分)

(Ⅱ)f′(x)=a-,g′(x)=aeax+2,

当a>0时,g′(x)>0,即g(x)在R上单调递增,而f(x)在(,+∞)上单调递增,

故必存在D⊆(0,+∞),使得f(x)与g(x)在D上单调递增;

当a=0时,f′(x)=-<0,故f(x)在(0,+∞)上单调递减,而g(x)在(0,+∞)上单调递增,

故不存在满足条件的区间D;

当a<0时,f′(x)=a-<0,即f(x)在(0,+∞)上单调递减,而g(x)在(-∞,)上单调递减,(,+∞)上单调递增,若存在存在D⊆(0,+∞),使得f(x)与g(x)在D上上单调性相同,

则有>0,解得a<-2;

综上,a>0或a<-2.…(12分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数,g(x)=clnx+b,且是函数f(x)的极值点.

(1)求实数a的值;

(2)若方程f(x)-m=0有两个不相等的实数根,求实数m的取值范围;

(3)若直线l是函数f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线,且直线l与函数g(x)的图象相切于点P(x0,y0),x0∈[e-1,e],求实数b的取值范围的集合.

正确答案

解:(1)x>0时,f(x)=(x2-2ax)ex

∴f‘(x)=(2x-2a)ex+(x2-2ax)ex=[x2+2(1-a)x-2a]ex

由已知,

得a=1,所以x>0时,f(x)=(x2-2x)ex

∴f'(x)=(2x-2)ex+(x2-2x)ex=(x2-2)ex.(3分)

令f'(x)=0得 舍去).

当x>0时,

时,f(x)单调递减,

f(x)单调递增,

∴x>0时,

要使函数ϕ(x)=f(x)-m有两个零点,即方程f(x)-m=0有两不相等的实数根,

也即函数y=f(x)的图象与直线y=m有两个不同的交点.

①当b>0时,m=0或

②当b=0时,

③当b<0时,.(6分)

(3)假设存在,x>0时,f(x)=(x2-2x)ex,f'(x)=(x2-2)ex,∴f(2)=0,f'(2)=2e2

函数f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线l的方程为:y=2e2(x-2),

因直线l与函数g(x)的图象相切于点P(x0,y0),x0∈[e-1,e],∴y0=clnx0+b.

所以切线l的斜率为

所以切线l的方程为:即l的方程为:

得b=2e2(x0-x0lnx0-2)其中x0∈[e-1,e](10分)

记h(x0)=2e2(x0-x0lnx0-2)其中x0∈[e-1,e],h'(x0)=-2e2lnx0

令h'(x0)=0,得x0=1.

又h(e)=-4e2,h(e-1)=4e-4e2>-4e2.∵x0∈[e-1,e],∴h(x0)∈[-4e2,-2e2],

所以实数b的取值范围为:b|-4e2≤b≤-2e2.(14分)

解析

解:(1)x>0时,f(x)=(x2-2ax)ex

∴f‘(x)=(2x-2a)ex+(x2-2ax)ex=[x2+2(1-a)x-2a]ex

由已知,

得a=1,所以x>0时,f(x)=(x2-2x)ex

∴f'(x)=(2x-2)ex+(x2-2x)ex=(x2-2)ex.(3分)

令f'(x)=0得 舍去).

当x>0时,

时,f(x)单调递减,

f(x)单调递增,

∴x>0时,

要使函数ϕ(x)=f(x)-m有两个零点,即方程f(x)-m=0有两不相等的实数根,

也即函数y=f(x)的图象与直线y=m有两个不同的交点.

①当b>0时,m=0或

②当b=0时,

③当b<0时,.(6分)

(3)假设存在,x>0时,f(x)=(x2-2x)ex,f'(x)=(x2-2)ex,∴f(2)=0,f'(2)=2e2

函数f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线l的方程为:y=2e2(x-2),

因直线l与函数g(x)的图象相切于点P(x0,y0),x0∈[e-1,e],∴y0=clnx0+b.

所以切线l的斜率为

所以切线l的方程为:即l的方程为:

得b=2e2(x0-x0lnx0-2)其中x0∈[e-1,e](10分)

记h(x0)=2e2(x0-x0lnx0-2)其中x0∈[e-1,e],h'(x0)=-2e2lnx0

令h'(x0)=0,得x0=1.

又h(e)=-4e2,h(e-1)=4e-4e2>-4e2.∵x0∈[e-1,e],∴h(x0)∈[-4e2,-2e2],

所以实数b的取值范围为:b|-4e2≤b≤-2e2.(14分)

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题型: 单选题
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单选题

设a∈R,若函数y=eax+3x,x∈R有大于零的极值点,则(  )

A

B

Ca<-3

Da>-3

正确答案

C

解析

解:设f(x)=eax+3x,则f′(x)=3+aeax

∵函数在x∈R上有大于零的极值点,

∴f′(x)=3+aeax=0有正根,

①当a≥0时,f′(x)=3+aeax>0,

∴f′(x)=3+aeax=0无实数根,

∴函数y=eax+3x,x∈R无极值点;

②当a<0时,由f′(x)=3+aeax=0,解得x=ln(-),

当x>ln(-)时,f′(x)>0,当x<ln(-)时,f′(x)<0,

∴x=ln(-)为函数的极值点,

ln(-)>0,解得a<-3,

∴实数a的取值范围是a<-3.

故选:C.

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题型:简答题
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简答题

设x=a和x=b是函数f(x)=lnx+x2-(m+2)x的两个极值点,其中a<b,m∈R.

(1)求f(a)+f(b)的取值范围;

(2)若m≥+-2(e为自然对数的底数),求f(b)-f(a)的最大值.

正确答案

解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)==

依题意,方程x2-(m+2)x+1=0有两个不等的正根a、b(其中a<b),

,∴m>0,

又a+b=m+2,ab=1,

∴f(a)+f(b)=lnab+-(m+2)(a+b)

=-(m+2)(a+b)=-

∵m>0,∴-(m+2)2-1<-3,

故f(a)+f(b)的取值范围是(-∞,-3);

(2)当m≥+-2时,(m+2)2≥e++2,

设t=(t>1),则(m+2)2=(a+b)2==t+≥e++2,

∴t+≥e+⇒(t-e)(1-)≥0,∴t≥e,

∴f(b)-f(a)=ln+(b2-a2)-(m+2)(b-a)

=ln+(b2-a2)-(b+a)(b-a)=ln-(b2-a2

=ln-)=ln--)=lnt-(t-),

构造函数g(t)=lnt-(t-),其中t≥e,

由g′(t)=-(1+)=-<0

∴g(t)在[e,+∞)上单调递减,g(t)≤g(e)=1-+

故f(b)-f(a)的最大值为1-+

解析

解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)==

依题意,方程x2-(m+2)x+1=0有两个不等的正根a、b(其中a<b),

,∴m>0,

又a+b=m+2,ab=1,

∴f(a)+f(b)=lnab+-(m+2)(a+b)

=-(m+2)(a+b)=-

∵m>0,∴-(m+2)2-1<-3,

故f(a)+f(b)的取值范围是(-∞,-3);

(2)当m≥+-2时,(m+2)2≥e++2,

设t=(t>1),则(m+2)2=(a+b)2==t+≥e++2,

∴t+≥e+⇒(t-e)(1-)≥0,∴t≥e,

∴f(b)-f(a)=ln+(b2-a2)-(m+2)(b-a)

=ln+(b2-a2)-(b+a)(b-a)=ln-(b2-a2

=ln-)=ln--)=lnt-(t-),

构造函数g(t)=lnt-(t-),其中t≥e,

由g′(t)=-(1+)=-<0

∴g(t)在[e,+∞)上单调递减,g(t)≤g(e)=1-+

故f(b)-f(a)的最大值为1-+

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=lnx+x2+ax

(1)若x=时,f(x)取得极值,求a的值;

(2)若f(x)在其定义域内为增函数,求a的取值范围.

正确答案

解:

(1)因为 时,f(x)取得极值,所以

即2+1+a=0,故a=-3.

(2)f(x)的定义域为(0,+∞).

方程2x2+ax+1=0的判别式△=a2-8,

①当△≤0,即 时,2x2+ax+1≥0,f‘(x)≥0在(0,+∞)内恒成立,此时f(x)为增函数.

②当△>0,即 时,

要使f(x)在定义域(0,+∞)内为增函数,

只需在(0,+∞)内有2x2+ax+1≥0即可,

设h(x)=2x2+ax+1,

得a>0,所以

由①②可知,若f(x)在其定义域内为增函数,a的取值范围是

解析

解:

(1)因为 时,f(x)取得极值,所以

即2+1+a=0,故a=-3.

(2)f(x)的定义域为(0,+∞).

方程2x2+ax+1=0的判别式△=a2-8,

①当△≤0,即 时,2x2+ax+1≥0,f‘(x)≥0在(0,+∞)内恒成立,此时f(x)为增函数.

②当△>0,即 时,

要使f(x)在定义域(0,+∞)内为增函数,

只需在(0,+∞)内有2x2+ax+1≥0即可,

设h(x)=2x2+ax+1,

得a>0,所以

由①②可知,若f(x)在其定义域内为增函数,a的取值范围是

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