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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=lnx+(a≠0),试探究函数f(x)的极值情况.

正确答案

解:f(x)的定义域是(0,+∞),

f′(x)=-=

a≤0时,f′(x)>0在(0,+∞)恒成立,

故f(x)在(0,+∞)递增;

函数f(x)无极值,

a>0时,令f′(x)>0,解得:x>a,

令f′(x)<0,解得;0<x<a,

∴f(x)在(0,a)递减,在(a,+∞)递增,

函数f(x)有极小值,

f(x)极小值=f(a)=1+lna.

解析

解:f(x)的定义域是(0,+∞),

f′(x)=-=

a≤0时,f′(x)>0在(0,+∞)恒成立,

故f(x)在(0,+∞)递增;

函数f(x)无极值,

a>0时,令f′(x)>0,解得:x>a,

令f′(x)<0,解得;0<x<a,

∴f(x)在(0,a)递减,在(a,+∞)递增,

函数f(x)有极小值,

f(x)极小值=f(a)=1+lna.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=lnx+

(1)求曲线y=f(x)在(2,f(2))处的切线方程;

(2)若g(x)=f(x)-+ax2-2x有两个不同的极值点.其极小值为M,试比较2M与-3的大小,并说明理由;

(3)设q>p>2,求证:当x∈(p,q)时,

正确答案

解:(1)∵f(x)=lnx+

,∴

∴所求的切线方程为

即x-4y+4ln2=0;

(2)∵g(x)=ax2-2x+lnx,∴

又∵g(x)有两个不同的极值点,

∴p(x)=2ax2-2x+1=0在(0,+∞)有两个不同的根x1,x2(x1<x2),

则△>0且x1+x2>0,x1x2>0,解得

∴g(x)在(0,x1)上递增,(x1,x2)上递减,(x2,+∞)上递增,

∴g(x)的极小值

又∵

∴M(x2)在(1,+∞)递减,

,故2M<-3;

(3)先证明:当x∈(p,q)时,

即证:

只需证:

事实上,设

易得

∴u(x)在(p,q)内递增,

∴u(x)>u(p)=0,即原式成立; 

同理可证当x∈(p,q)时,

综上,当x∈(p,q)时,

解析

解:(1)∵f(x)=lnx+

,∴

∴所求的切线方程为

即x-4y+4ln2=0;

(2)∵g(x)=ax2-2x+lnx,∴

又∵g(x)有两个不同的极值点,

∴p(x)=2ax2-2x+1=0在(0,+∞)有两个不同的根x1,x2(x1<x2),

则△>0且x1+x2>0,x1x2>0,解得

∴g(x)在(0,x1)上递增,(x1,x2)上递减,(x2,+∞)上递增,

∴g(x)的极小值

又∵

∴M(x2)在(1,+∞)递减,

,故2M<-3;

(3)先证明:当x∈(p,q)时,

即证:

只需证:

事实上,设

易得

∴u(x)在(p,q)内递增,

∴u(x)>u(p)=0,即原式成立; 

同理可证当x∈(p,q)时,

综上,当x∈(p,q)时,

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题型: 单选题
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单选题

若函数f(x)=x3-3x+m有三个不同的零点,则实数m的取值范围是(  )

A(1,+∞)

B(-∞,-1)

C[-2,2]

D(-2,2)

正确答案

D

解析

解:由函数f(x)=x3-3x+m有三个不同的零点,

则函数f(x)有两个极值点,极小值小于0,极大值大于0.

由f′(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1)=0,解得x1=1,x2=-1,

所以函数f(x)的两个极值点为 x1=1,x2=-1.

由于x∈(-∞,-1)时,f′(x)>0; x∈(-1,1)时,f′(x)<0; x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,

∴函数的极小值f(1)=m-2和极大值f(-1)=m+2.

因为函数f(x)=x3-3x+m有三个不同的零点,

所以 ,解之得-2<m<2.

故选D.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3+px2+qx的图象与x轴切于非原点的一点,且f(x)的一个极值为-4

(1)求p、q的值,并求出f(x)的单调区间;

(2)若关于x的方程f(x)=t有3个不同的实根,求t的取值范围;

(3)令g(x)=f′(ex)+x-(t+12)ex,是否存在实数M,使得t≤M时g(x)是单调递增函数.若存在,求出M的最大值,若不存在,说明理由.

正确答案

解:(1)设切点(a,0)(a≠0),f(x)=x(x2+px+q)

由题意得:方程x2+px+q=0有两个相等实根a

故可得f(x)=x(x-a)2=x3-2ax2+a2x(2分)f‘(x)=3x2-4ax+a2=(x-a)(3x-a)

∵f'(a)=0≠-4,∴(3分)

于是,∴a=-3

∴f(x)=x3+6x2+9x∴p=6,q=9(4分)f'(x)=(x+3)(3x+3)

∴f(x)的单调递增区间是:(-∞,-3),(-1,+∞)

单调递减区间是:(-3,-1)(6分)

(2)由(1)知f(x)在x=-3处取得极大值f(-3)=0,在x=-1处取得极小值f(-1)=-4

作f(x)的大致形状及走向如图所示:易知当t∈(-4,0)时,f(x)=t有3个不同的实根.(9分)

(3)g(x)=f'(ex)+x-(t+12)ex=3e2x+12ex+9+x-(t+12)ex=3e2x-tex+x+9g'(x)=6e2x-tex+1(11分)

若g(x)在R上递增,即g'(x)≥0,当x∈R恒成立(12分)

(当x∈R时恒成立)(13分)

由于,当且仅当,即时取到

(14分)

∴M最大值为(15分)

解析

解:(1)设切点(a,0)(a≠0),f(x)=x(x2+px+q)

由题意得:方程x2+px+q=0有两个相等实根a

故可得f(x)=x(x-a)2=x3-2ax2+a2x(2分)f‘(x)=3x2-4ax+a2=(x-a)(3x-a)

∵f'(a)=0≠-4,∴(3分)

于是,∴a=-3

∴f(x)=x3+6x2+9x∴p=6,q=9(4分)f'(x)=(x+3)(3x+3)

∴f(x)的单调递增区间是:(-∞,-3),(-1,+∞)

单调递减区间是:(-3,-1)(6分)

(2)由(1)知f(x)在x=-3处取得极大值f(-3)=0,在x=-1处取得极小值f(-1)=-4

作f(x)的大致形状及走向如图所示:易知当t∈(-4,0)时,f(x)=t有3个不同的实根.(9分)

(3)g(x)=f'(ex)+x-(t+12)ex=3e2x+12ex+9+x-(t+12)ex=3e2x-tex+x+9g'(x)=6e2x-tex+1(11分)

若g(x)在R上递增,即g'(x)≥0,当x∈R恒成立(12分)

(当x∈R时恒成立)(13分)

由于,当且仅当,即时取到

(14分)

∴M最大值为(15分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ex-ax(a为常数)的图象与y轴交于点A,曲线y=f(x)在点A处的切线斜率为-1.

(Ⅰ)求a的值及函数f(x)的极值;

(Ⅱ)证明:当x>0时,ex>x2

正确答案

(Ⅰ)解:由f(x)=ex-ax得f′(x)=ex-a.

又f′(0)=1-a=-1,∴a=2,

∴f(x)=ex-2x,f′(x)=ex-2.

由f′(x)=0得x=ln2,

当x<ln2时,f′(x)<0,f(x)单调递减;

当x>ln2时,f′(x)>0,f(x)单调递增;

∴当x=ln2时,f(x)有极小值为f(ln2)=eln2-2ln2=2-ln4.

f(x)无极大值.

(Ⅱ)证明:令g(x)=ex-x2,则g′(x)=ex-2x,

由(Ⅰ)得,g′(x)=f(x)≥f(ln2)=eln2-2ln2=2-ln4>0,即g′(x)>0,

∴当x>0时,g(x)>g(0)>0,即x2<ex

解析

(Ⅰ)解:由f(x)=ex-ax得f′(x)=ex-a.

又f′(0)=1-a=-1,∴a=2,

∴f(x)=ex-2x,f′(x)=ex-2.

由f′(x)=0得x=ln2,

当x<ln2时,f′(x)<0,f(x)单调递减;

当x>ln2时,f′(x)>0,f(x)单调递增;

∴当x=ln2时,f(x)有极小值为f(ln2)=eln2-2ln2=2-ln4.

f(x)无极大值.

(Ⅱ)证明:令g(x)=ex-x2,则g′(x)=ex-2x,

由(Ⅰ)得,g′(x)=f(x)≥f(ln2)=eln2-2ln2=2-ln4>0,即g′(x)>0,

∴当x>0时,g(x)>g(0)>0,即x2<ex

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