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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=x-ln(x+2),证明函数f(x)在区间[e-2-2,e4-2]内至少有两个零点.

正确答案

解:由于函数f(x)=x-ln(x+2),则f′(x)=1-=(x>-2),

由f′(x)>0,得x>0;

由f′(x)<0,得-2<x<0;

所以f(x)在[-2,0]在上单调递减,在[0,+∞)上单调递增,

则f(x)最小值=f(0)=-ln2<0

f(e-2-2)=e-2-2-lne-2=e-2>0

f(e4-2)=e4-2-lne4=e4-6>0

故函数f(x)在区间[e-2-2,e4-2]内至少有两个零点.

解析

解:由于函数f(x)=x-ln(x+2),则f′(x)=1-=(x>-2),

由f′(x)>0,得x>0;

由f′(x)<0,得-2<x<0;

所以f(x)在[-2,0]在上单调递减,在[0,+∞)上单调递增,

则f(x)最小值=f(0)=-ln2<0

f(e-2-2)=e-2-2-lne-2=e-2>0

f(e4-2)=e4-2-lne4=e4-6>0

故函数f(x)在区间[e-2-2,e4-2]内至少有两个零点.

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=2(a+1),g(x)=lnx+bx(a,b∈R),直线y=x+1是函数y=f(x)图象的一条切线.

(Ⅰ)求a的值;

(Ⅱ)若函数y=f(x)-g(x)在其定义域有两个极值点.

①试求b的取值范围;

②证明:若函数y=f(x)-g(x)在其定义域内的两个极值点为x1,x2+

正确答案

(Ⅰ)解:由题意,f′(x)=

设直线y=x+1与函数y=f(x)图象的切点为(x0,y0),

,∴a=0,x0=1,y0=2;

(Ⅱ)解:①记h(x)=f(x)-g(x),则h(x)=2-lnx-bx(x>0),

∴h′(x)=

由题意,令h′(x)==0可得bx-+1=0,方程有两个正数根

设t=,则,∴0<b<

∴0<b<时,函数y=f(x)-g(x)在其定义域有两个极值点;

②证明:设bx-+1=0的两个根为x1,x2.则x1x2=,x1+x2=-

∵g(x1)+g(x2)=lnx1+bx1+lnx2+bx2=ln(x1x2)+b(x1+x2

∴g(x1)+g(x2)=-2lnb+b(-)=-2lnb+-2

∵f(x1)+f(x2)=2+2=

=-blnb-b

记k(b)=-blnb-b(0<b<),则k′(b)=-lnb-2=0,可得b=

(0,)时,k′(b)>0,函数单调递增,()时,k′(b)<0,函数单调递减,

∴b=时,k(b)取得最大值+

+

解析

(Ⅰ)解:由题意,f′(x)=

设直线y=x+1与函数y=f(x)图象的切点为(x0,y0),

,∴a=0,x0=1,y0=2;

(Ⅱ)解:①记h(x)=f(x)-g(x),则h(x)=2-lnx-bx(x>0),

∴h′(x)=

由题意,令h′(x)==0可得bx-+1=0,方程有两个正数根

设t=,则,∴0<b<

∴0<b<时,函数y=f(x)-g(x)在其定义域有两个极值点;

②证明:设bx-+1=0的两个根为x1,x2.则x1x2=,x1+x2=-

∵g(x1)+g(x2)=lnx1+bx1+lnx2+bx2=ln(x1x2)+b(x1+x2

∴g(x1)+g(x2)=-2lnb+b(-)=-2lnb+-2

∵f(x1)+f(x2)=2+2=

=-blnb-b

记k(b)=-blnb-b(0<b<),则k′(b)=-lnb-2=0,可得b=

(0,)时,k′(b)>0,函数单调递增,()时,k′(b)<0,函数单调递减,

∴b=时,k(b)取得最大值+

+

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题型:简答题
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简答题

(理科)已知函数的图象在点(-2,f(-2))处的切线方程为16x+y+20=0

(1)求实数a、b的值

(2)曲线y=f(x)上存在两点M、N,使得△MON是以坐标原点O为直角顶点的直角三角形,且斜边MN的中点在y轴上,求实数c的取值范围

(3)当c=e时,讨论关于x的方程f(x)=kx(k∈R)的实根个数.

正确答案

解:(1)当x<1时,f‘(x)=-3x2+2ax+b.

∵函数图象在点(-2,f(-2))处的切线方程为16x+y+20=0.

∴切点坐标为(-2,12),则有

解得a=1,b=0…(3分)

(2)由(1)得,根据条件M,N的横坐标互为相反数,不妨设M(-t,t3+t2),N(t,f(t)),(t>0).

①若t<1,则f(t)=-t3+t2,由∠MON是直角得,,即-t2+(t3+t2)(-t3+t2)=0,t4-t2+1=0.(无解)

②若t≥1,则f(t)=clnt.

由于MN的中点在y轴上,且,点N不能在x轴上,即t≠1.

,-t2+(t3+t2)•clnt=0,分离参数得到

∵函数(t>1)的值域是(0,+∞)

∴c的取值范围是(0,+∞)…(7分)

(3)方程f(x)=kx,即,可知0一定是方程的根,

所以仅就x≠0时进行研究,方程等价于

…(8分)

下面研究函数k(x)的性态,进而画出其大致图象.

对于x<1且x≠0部分,函数k(x)=-x2+x的图象是开口向下的抛物线的一部分,当时取得最大值,其值域是

对于x≥1部分,函数,令,得x=e,

所以函数k(x)在(1,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减,所以k(x)在x=e时取得最大值1,其值域是[0,1],k(1)=0,并且当x无限增大时,其图象在x轴上方向右无限接近x轴但永远也达不到x轴…(10分)

因此可画出函数k(x)的图象的示意图如下:

可得:

①当k>1时,方程f(x)=kx只有唯一实根0;

②当k=1或者k≤0时,方程f(x)=kx有两个实根;

③当时,方程f(x)=kx有三个实根;

④当时,方程f(x)=kx有四个实根;

⑤当时,方程f(x)=kx有五个实根;…(12分)

解析

解:(1)当x<1时,f‘(x)=-3x2+2ax+b.

∵函数图象在点(-2,f(-2))处的切线方程为16x+y+20=0.

∴切点坐标为(-2,12),则有

解得a=1,b=0…(3分)

(2)由(1)得,根据条件M,N的横坐标互为相反数,不妨设M(-t,t3+t2),N(t,f(t)),(t>0).

①若t<1,则f(t)=-t3+t2,由∠MON是直角得,,即-t2+(t3+t2)(-t3+t2)=0,t4-t2+1=0.(无解)

②若t≥1,则f(t)=clnt.

由于MN的中点在y轴上,且,点N不能在x轴上,即t≠1.

,-t2+(t3+t2)•clnt=0,分离参数得到

∵函数(t>1)的值域是(0,+∞)

∴c的取值范围是(0,+∞)…(7分)

(3)方程f(x)=kx,即,可知0一定是方程的根,

所以仅就x≠0时进行研究,方程等价于

…(8分)

下面研究函数k(x)的性态,进而画出其大致图象.

对于x<1且x≠0部分,函数k(x)=-x2+x的图象是开口向下的抛物线的一部分,当时取得最大值,其值域是

对于x≥1部分,函数,令,得x=e,

所以函数k(x)在(1,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减,所以k(x)在x=e时取得最大值1,其值域是[0,1],k(1)=0,并且当x无限增大时,其图象在x轴上方向右无限接近x轴但永远也达不到x轴…(10分)

因此可画出函数k(x)的图象的示意图如下:

可得:

①当k>1时,方程f(x)=kx只有唯一实根0;

②当k=1或者k≤0时,方程f(x)=kx有两个实根;

③当时,方程f(x)=kx有三个实根;

④当时,方程f(x)=kx有四个实根;

⑤当时,方程f(x)=kx有五个实根;…(12分)

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题型: 单选题
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单选题

f(x)=ex-2x-a在R上有两个零点,则实数a的取值范围是(  )

A[-2ln2,+∞)

B[2-2ln2,+∞)

C(-∞,-2ln2]

D(-∞,2-2ln2]

正确答案

B

解析

解:令f′(x)=ex-2=0,则x=ln2,

∴x>ln2,f′(x)=ex-2>0;

x<ln2,f′(x)=ex-2<0;

∴函数f(x)在(ln2,+∞)上是增函数,在(-∞,ln2)上是减函数.

∵函数f(x)=ex-2x-a在R上有两个零点,

所以f(ln2)=2-2ln2-a<0,

故a>2-2ln2.

故选:B.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=(x2+ax-2a2+3a)ex(x∈R),其中a∈R.

(1)当a=0时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率;

(2)当a≠时,求函数y=f(x)的单调区间与极值.

正确答案

解:(1)当a=0时,f(x)=x2ex,f′(x)=(x2+2x)ex,故f′(1)=3e.

所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为3e.

(2)f′(x)=[x2+(a+2)x-2a2+4a]ex=(x+2a)•[x-(a-2)]ex

令f′(x)=0,解得x=-2a,或x=a-2,

由a≠知,-2a≠a-2.

以下分两种情况讨论:

①若a>,则-2a<a-2,当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:

所以f(x)在(-∞,-2a),(a-2,+∞)上是增函数,在(-2a,a-2)上是减函数.

函数f(x)在x=-2a处取得极大值为f(-2a),且f(-2a)=3ae-2a

函数f(x)在x=a-2处取得极小值为f(a-2),且f(a-2)=(4-3a)ea-2

②若a<,则-2a>a-2,当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:

所以f(x)在(-∞,a-2),(-2a,+∞)上是增函数,在(a-2,-2a)上是减函数.

函数f(x)在x=a-2处取得极大值f(a-2),且f(a-2)=(4-3a)ea-2

函数f(x)在x=-2a处取得极小值f(-2a),且f(-2a)=3ae-2a

解析

解:(1)当a=0时,f(x)=x2ex,f′(x)=(x2+2x)ex,故f′(1)=3e.

所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为3e.

(2)f′(x)=[x2+(a+2)x-2a2+4a]ex=(x+2a)•[x-(a-2)]ex

令f′(x)=0,解得x=-2a,或x=a-2,

由a≠知,-2a≠a-2.

以下分两种情况讨论:

①若a>,则-2a<a-2,当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:

所以f(x)在(-∞,-2a),(a-2,+∞)上是增函数,在(-2a,a-2)上是减函数.

函数f(x)在x=-2a处取得极大值为f(-2a),且f(-2a)=3ae-2a

函数f(x)在x=a-2处取得极小值为f(a-2),且f(a-2)=(4-3a)ea-2

②若a<,则-2a>a-2,当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:

所以f(x)在(-∞,a-2),(-2a,+∞)上是增函数,在(a-2,-2a)上是减函数.

函数f(x)在x=a-2处取得极大值f(a-2),且f(a-2)=(4-3a)ea-2

函数f(x)在x=-2a处取得极小值f(-2a),且f(-2a)=3ae-2a

下一知识点 : 函数的最值与导数的关系
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