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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=2x2+3(a2+a)lnx-8ax

(Ⅰ)若x=3是f(x)的一个极值点求a的值;

(Ⅱ)若函数f(x)在其导函数f(x)′的单调区间上也是单调的,求a的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)f′(x)=4x+-8a=

=

∵x=3是f(x)的一个极值,

∴f′(3)=4(3-a)2-a2+3a=0,

解得,a=4或a=3;

而当a=3时,f′(x)≥0,故不成立,

当a=4时,满足条件,

故a=4.

(II)f′(x)=4x+-8a=

设g(x)=4x2-8ax+3(a2+a),△=16(a2-3a),

设g(x)=0的两根为x1,x2,(x1<x2),

(1)当△≤0,即0≤a≤3时,

∴f(x)不单调,不满足题意;

(2)当△>0,即a<0或a>3时,

①若x1<0<x2,则(a2+a)<0,即-1<a<0,

此时,f(x)在(0,x2)上单调递减,

在(x2,+∞)上单调递增,

而f′(x)在(0,+∞)上单调递增,

故不满足题意,

②若x1<x2≤0,则

解得a≤-1,

此时,f(x)在(0,+∞)上单调递增,满足题意;

③若0<x1<x2,则

则a>0,

此时,f(x)在(0,x1)上单调递增,在(x1,x2)上单调递减,在(x2,+∞)上单调递增,不满足题意;

综上所述,a的取值范围为(-∞,-1].

解析

解:(Ⅰ)f′(x)=4x+-8a=

=

∵x=3是f(x)的一个极值,

∴f′(3)=4(3-a)2-a2+3a=0,

解得,a=4或a=3;

而当a=3时,f′(x)≥0,故不成立,

当a=4时,满足条件,

故a=4.

(II)f′(x)=4x+-8a=

设g(x)=4x2-8ax+3(a2+a),△=16(a2-3a),

设g(x)=0的两根为x1,x2,(x1<x2),

(1)当△≤0,即0≤a≤3时,

∴f(x)不单调,不满足题意;

(2)当△>0,即a<0或a>3时,

①若x1<0<x2,则(a2+a)<0,即-1<a<0,

此时,f(x)在(0,x2)上单调递减,

在(x2,+∞)上单调递增,

而f′(x)在(0,+∞)上单调递增,

故不满足题意,

②若x1<x2≤0,则

解得a≤-1,

此时,f(x)在(0,+∞)上单调递增,满足题意;

③若0<x1<x2,则

则a>0,

此时,f(x)在(0,x1)上单调递增,在(x1,x2)上单调递减,在(x2,+∞)上单调递增,不满足题意;

综上所述,a的取值范围为(-∞,-1].

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=e-2x

(1)若函数y=f(x)在x=2时有极值,求a的值;

(2)若对任意x∈(0,1)时,f(x)>1恒成立,求a的取值范围.

正确答案

解:(1)∵f(x)=e-2x

∴f′(x)=e-2x

∵函数y=f(x)在x=2时有极值,

∴f′(2)=0,

∴5a+3=0,

∴a=-

(2)由对任意x∈(0,1)时,f(x)>1恒成立,

可知a>

下面证明x∈(0,1)时,<1恒成立,

只需证明:(1-x)e2x<1+x,

只需证明x∈(0,1)时,g(x)=(x-1)e2x+(x+1)>0.

∵g′(x)=e2x(2x-1)+1>g′(0)=0,

∴g(x)在(0,1)上单调递增,

∴g(x)>g(0)=0恒成立,

∴x∈(0,1)时,<1恒成立,

=(m(x)=(1-x)e2x)=m′(x)|x=1=1,

的最小上界为1,

∴a≥1.

解析

解:(1)∵f(x)=e-2x

∴f′(x)=e-2x

∵函数y=f(x)在x=2时有极值,

∴f′(2)=0,

∴5a+3=0,

∴a=-

(2)由对任意x∈(0,1)时,f(x)>1恒成立,

可知a>

下面证明x∈(0,1)时,<1恒成立,

只需证明:(1-x)e2x<1+x,

只需证明x∈(0,1)时,g(x)=(x-1)e2x+(x+1)>0.

∵g′(x)=e2x(2x-1)+1>g′(0)=0,

∴g(x)在(0,1)上单调递增,

∴g(x)>g(0)=0恒成立,

∴x∈(0,1)时,<1恒成立,

=(m(x)=(1-x)e2x)=m′(x)|x=1=1,

的最小上界为1,

∴a≥1.

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题型: 单选题
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单选题

若函数f(x)=x3-3bx+b在(0,1)内有极小值,则(  )

Ab>0

Bb<1

C0<b<1

Db<

正确答案

C

解析

解:由题意得b>0,

又f′(x)=3x2-3b,

令f′(x)=0,则x=±

由于x=处附近导数左负右正,则为极小值点,

又函数f(x)=x3-3bx+b在区间(0,1)内有极小值,

∴0<<1,

∴b∈(0,1),

故选C.

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题型: 单选题
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单选题

函数的极值点的个数为(  )

A0

B1

C2

D3

正确答案

B

解析

解:∵f′(x)=x3-x2=x2(x-1)>0,

则f(x)在(1,+∞)上是增函数,

f(x)在(-∞,1)上是减函数.

故选B.

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题型:简答题
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简答题

设函数

(Ⅰ)求函数f(x)的极大值;

(Ⅱ)记f(x)的导函数为g(x),若x∈[1-a,1+a]时,恒有-a≤g(x)≤a成立,试确定实数a的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)f′(x)=-x2+4ax-3a2,且0<a<1,(1分)

当f′(x)>0时,得a<x<3a;

当f′(x)<0时,得x<a或x>3a;

∴f(x)的单调递增区间为(a,3a);

f(x)的单调递减区间为(-∞,a)和(3a,+∞).(5分)

故当x=3a时,f(x)有极大值,其极大值为f(3a)=1.(6分)

(Ⅱ)g(x)=f′(x)=-x2+4ax-3a2=-(x-2a)2+a2,(7分)

g(x)=x2+4ax-3a2=-(x-3a)(x-a)

①当时,1-a>2a,∴g(x)在区间[1-a,1+a]内单调递减

,且[g(x)]min=g(1+a)=2a-1

∵恒有-a≤g(x)≤a成立

,此时,a∈∅…(10分)

②当2a>1-a,且2a<a+1时,即,[g(x)]max=g(2a)=a2

∵-a≤g(x)≤a,∴,即

.(12分)

ⅲ)当2a≥1+a时,得a≥1与已知0<a<1矛盾.(13分)

综上所述,实数a的取值范围为.(14分)

解析

解:(Ⅰ)f′(x)=-x2+4ax-3a2,且0<a<1,(1分)

当f′(x)>0时,得a<x<3a;

当f′(x)<0时,得x<a或x>3a;

∴f(x)的单调递增区间为(a,3a);

f(x)的单调递减区间为(-∞,a)和(3a,+∞).(5分)

故当x=3a时,f(x)有极大值,其极大值为f(3a)=1.(6分)

(Ⅱ)g(x)=f′(x)=-x2+4ax-3a2=-(x-2a)2+a2,(7分)

g(x)=x2+4ax-3a2=-(x-3a)(x-a)

①当时,1-a>2a,∴g(x)在区间[1-a,1+a]内单调递减

,且[g(x)]min=g(1+a)=2a-1

∵恒有-a≤g(x)≤a成立

,此时,a∈∅…(10分)

②当2a>1-a,且2a<a+1时,即,[g(x)]max=g(2a)=a2

∵-a≤g(x)≤a,∴,即

.(12分)

ⅲ)当2a≥1+a时,得a≥1与已知0<a<1矛盾.(13分)

综上所述,实数a的取值范围为.(14分)

下一知识点 : 函数的最值与导数的关系
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