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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3-ax+b在x=2处取得极值为-8.

(1)求a,b的值; 

(2)当x∈[-3,3]时,求函数f(x)的值域.

正确答案

解:(1)f′(x)=3x2-a,

根据题意得:f′(2)=12-a=0①,f(2)=8-2a+b=-8②.

联立①②解得a=12,b=8.

所以a=12,b=8.

(2)由(1)知:f(x)=x3-12x+8,f′(x)=3x2-12=3(x+2)(x-2),

令f′(x)=0得x=±2,

当x<-2或x>2时,f′(x)>0,当-2<x<2时,f′(x)<0,

所以当x=-2时f(x)取得极大值,f(-2)=24,当x=2时f(x)取得极小值,f(2)=-8.

又f(-3)=17,f(3)=-1,

所以当x∈[-3,3]时,fmax(x)=24,fmin(x)=-8.

所以所求函数值域为:[-8,24].

解析

解:(1)f′(x)=3x2-a,

根据题意得:f′(2)=12-a=0①,f(2)=8-2a+b=-8②.

联立①②解得a=12,b=8.

所以a=12,b=8.

(2)由(1)知:f(x)=x3-12x+8,f′(x)=3x2-12=3(x+2)(x-2),

令f′(x)=0得x=±2,

当x<-2或x>2时,f′(x)>0,当-2<x<2时,f′(x)<0,

所以当x=-2时f(x)取得极大值,f(-2)=24,当x=2时f(x)取得极小值,f(2)=-8.

又f(-3)=17,f(3)=-1,

所以当x∈[-3,3]时,fmax(x)=24,fmin(x)=-8.

所以所求函数值域为:[-8,24].

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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,

(Ⅰ)求b的取值范围;

(Ⅱ)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的某种排列xi1,xi2,xi3,xi4(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,假设x1,x2是g(x)=0的两个实根,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

①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

②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,假设x1,x2是g(x)=0的两个实根,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

①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

②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

已知函数的极小值大于零,其中x∈R,θ∈[0,π].

(I)求θ的取值范围;

(II)若在θ的取值范围内的任意θ,函数f(x)在区间(2a-1,a)内都是增函数,求实数a的取值范围;

(III)设,若f[f(x0)]=x0,求证:f(x0)=x0

正确答案

解:(I)f‘(x)=12x2-6xsinθ令f'(x)=0得

函数f(x)存在极值,sinθ≠0,(1分)

由θ∈[0,π]及(I),只需考虑sinθ>0的情况.

当x变化时,f'(x)的符号及f(x)的变化情况如下表:

因此,函数f(x)在处取得极小值,且=(3分)

要使>0,必有可得

所以θ的取值范围是(5分)

(II)由(I)知,函数f(x)在区间(-∞,0)与内都是增函数.

由题设,函数f(x)在(2a-1,a)内是增函数,则a须满足不等式组

,或

∴要使不等式关于参数θ恒成立,必有

解得a≤0或,所以a的取值范围是.(8分)

(III)用反证法证明:

假设f(x0)≠x0,则f(x0)<x0,或f(x0)>x0

,或

时,

∵函数f(x)在区间内是增函数,

∴f[f(x0)]<f(x0),即x0<f(x0)矛盾;

时,

∵函数f(x)在区间内是增函数,

∴f[f(x0)]>f(x0),即x0>f(x0)也矛盾;

故假设不成立,即f(x0)=x0成立.(12分)

解析

解:(I)f‘(x)=12x2-6xsinθ令f'(x)=0得

函数f(x)存在极值,sinθ≠0,(1分)

由θ∈[0,π]及(I),只需考虑sinθ>0的情况.

当x变化时,f'(x)的符号及f(x)的变化情况如下表:

因此,函数f(x)在处取得极小值,且=(3分)

要使>0,必有可得

所以θ的取值范围是(5分)

(II)由(I)知,函数f(x)在区间(-∞,0)与内都是增函数.

由题设,函数f(x)在(2a-1,a)内是增函数,则a须满足不等式组

,或

∴要使不等式关于参数θ恒成立,必有

解得a≤0或,所以a的取值范围是.(8分)

(III)用反证法证明:

假设f(x0)≠x0,则f(x0)<x0,或f(x0)>x0

,或

时,

∵函数f(x)在区间内是增函数,

∴f[f(x0)]<f(x0),即x0<f(x0)矛盾;

时,

∵函数f(x)在区间内是增函数,

∴f[f(x0)]>f(x0),即x0>f(x0)也矛盾;

故假设不成立,即f(x0)=x0成立.(12分)

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题型:填空题
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填空题

设函数f(x)=x3-4x+a,0<a<2.若f(x)的三个零点为x1,x2,x3,且x1<x2<x3,有以下论断:

①x1>-1,

②x2<0,

③x2>0,

④x3>2.

其中正确的序号是______.(将你认为正确的论断的所有序号都填上)

正确答案

解析

解:∵函数f (x)=x3-4x+a,0<a<2,

∴f′(x)=3x2-4.

令f′(x)=0,可得 x=

当x<-或x>时,f′(x)>0;

当-<x<时,f′(x)<0;

故函数在(-∞,-)、(,+∞)上是增函数,在(-)上是减函数,

故f(-)是极大值,f()是极小值,

再由f(x)的三个零点为x1,x2,x3,且x1<x2<x3

可得 x1<-<x2<x3

根据f(0)=f(2)=a>0,且f()=a-<0,

可得0<x2<x3<2,

即x1<-<-1,故①不正确;0<x2,故②不正确,③正确;

<x3<2,故④不正确.

故答案为:③.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3-ax2+(a2-1)x+b(a,b∈R)

(Ⅰ)若x=1为f(x)的极值点,求a的值;

(Ⅱ)若y=f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线方程为x+y-3=0,

(i)求f(x)在区间[-2,4]上的最大值;

(ii)求函数G(x)=[f′(x)+(m+2)x+m]e-x(m∈R)的单调区间.

正确答案

解:(1)f‘(x)=x2-2ax+a2-1.

∵x=1是极值点∴f'(1)=0,即a2-2a=0∴a=0或2.

(2)∵(1,f(1))在x+y-3=0上.∴f(1)=2

∵(1,2)在y=f(x)上∴

又f'(1)=k=-1,∴1-2a+a2-1=-1

(i)由f'(x)=0可知x=0和x=2是f(x)的极值点.

∴f(x)在区间[-2,4]上的最大值为8.

(ii)G(x)=(x2+mx+m)e-x,得到G'(x)=(2x+m)e-x-e-x(x2+mx+m)=e-x[-x2+(2-m)x]

令G'(x)=0,得x=0,x=2-m

当m=2时,G'(x)≤0,此时G(x)在(-∞,+∞)单调递减

当m>2时:

当时G(x)在(-∞,2,-m),(0,+∞)单调递减,在(2-m,0)单调递增.

当m<2时:

此时G(x)在(-∞,0),(2-m+∞)单调递减,在(0,2-m)单调递增,

综上所述:当m=2时,G(x)在(-∞,+∞)单调递减;

m>2时,G(x)在(-∞,2-m),(0,+∞)单调递减,在(2-m,0)单调递增;

m<2时,G(x)在(-∞,0),(2-m,+∞)单调递减,在(0,2-m)单调递增.

解析

解:(1)f‘(x)=x2-2ax+a2-1.

∵x=1是极值点∴f'(1)=0,即a2-2a=0∴a=0或2.

(2)∵(1,f(1))在x+y-3=0上.∴f(1)=2

∵(1,2)在y=f(x)上∴

又f'(1)=k=-1,∴1-2a+a2-1=-1

(i)由f'(x)=0可知x=0和x=2是f(x)的极值点.

∴f(x)在区间[-2,4]上的最大值为8.

(ii)G(x)=(x2+mx+m)e-x,得到G'(x)=(2x+m)e-x-e-x(x2+mx+m)=e-x[-x2+(2-m)x]

令G'(x)=0,得x=0,x=2-m

当m=2时,G'(x)≤0,此时G(x)在(-∞,+∞)单调递减

当m>2时:

当时G(x)在(-∞,2,-m),(0,+∞)单调递减,在(2-m,0)单调递增.

当m<2时:

此时G(x)在(-∞,0),(2-m+∞)单调递减,在(0,2-m)单调递增,

综上所述:当m=2时,G(x)在(-∞,+∞)单调递减;

m>2时,G(x)在(-∞,2-m),(0,+∞)单调递减,在(2-m,0)单调递增;

m<2时,G(x)在(-∞,0),(2-m,+∞)单调递减,在(0,2-m)单调递增.

下一知识点 : 函数的最值与导数的关系
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