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题型:填空题
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填空题

设a∈R,f(x)=x3-x2-x+a,曲线y=f(x)与x轴有且只有一个公共点,实数a的取值范围是______

正确答案

解析

解:求一阶导数可得f‘(x)=3x2-2x-1,

两个极值点分别在x=1、x=-

代入函数,得f(1)=a-1,f(-)=a+

当a-1>0时,f(1)>0,得出a>1,

当a+<0时,f(-)<0,得出a<-

则曲线y=f(x)与x轴有且只有一个公共点,实数a的取值范围为:

故答案为:

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题型:填空题
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填空题

设x=-2,x=4是函数f(x)=x3+ax2+bx的两个极值点,则a=______,b=______

正确答案

9

24

解析

解:∵f′(x)=3x2+2ax+b,

且x=-2,x=4是函数f(x)的两个极值点,

解得:a=9,b=24,

故答案为:9,24.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=lnx-ax-b(a,b∈R)

(Ⅰ)若函数f(x)在x=1处取得极值1,求a,b的值

(Ⅱ)讨论函数f(x)在区间(1,+∞)上的单调性

(Ⅲ)对于函数f(x)图象上任意两点A(x1,y1),B(x2,y2)(x1<x2),不等式f′(x0)<k恒成立,其中k为直线AB的斜率,x0=λx1+(1-λ)x2,0<λ<1,求λ的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)f(x)的导数为f′(x)=-a,

由题意可得f′(1)=0,且f(1)=1,

即为1-a=0,且-a-b=1,

解得a=1.b=-2,经检验符合题意.

故a=1,b=-2;

(Ⅱ)由(Ⅰ)可得f′(x)=-a,x>1,0<<1,

①若a≤0,f′(x)>0,f(x)在(1,+∞)递增;

②0<a<1,x∈(1,),f′(x)>0,x∈(,+∞),f′(x)<0;

③a≥1,f′(x)<0.f(x)在(1,+∞)递减.

综上可得,a≤0,f(x)在(1,+∞)递增;

0<a<1,f(x)在(1,)递增,在(,+∞)递减;

a≥1,f(x)在(1,+∞)递减.

(Ⅲ)f′(x0)=-a=-a,

直线AB的斜率为k===-a,

f′(x0)<k⇔

即x2-x1<ln[λx1+(1-λ)x2],

即为-1<ln[λ+(1-λ)],

令t=>1,t-1<lnt[λ+(1-λ)t],

即t-1-tlnt+λ(tlnt-lnt)<0恒成立,

令函数g(t)=t-1-tlnt+λ(tlnt-lnt),t>1,

①当0<λ时,g′(t)=-lnt+λ(lnt+1-)=

令φ(t)=-tlnt+λ(tlnt+t-1),t>1,

φ′(t)=-1-lnt+λ(2+lnt)=(λ-1)lnt+2λ-1,

当0<λ≤时,φ′(t)<0,φ(t)在(1,+∞)递减,则φ(t)<φ(1)=0,

故当t>1时,g′(t)<0,

则g(t)在(1,+∞)递减,g(t)<g(1)=0符合题意;

②当<λ<1时,φ′(t)=(λ-1)lnt+2λ-1>0,

解得1<t<

当t∈(1,),φ′(t)>0,φ(t)在(1,)递增,φ(t)>φ(1)=0;

当t∈(1,),g′(t)>0,g(t)在(1,)递增,g(t)>g(1)=0,

则有当t∈(1,),g(t)>0不合题意.

即有0<λ≤

解析

解:(Ⅰ)f(x)的导数为f′(x)=-a,

由题意可得f′(1)=0,且f(1)=1,

即为1-a=0,且-a-b=1,

解得a=1.b=-2,经检验符合题意.

故a=1,b=-2;

(Ⅱ)由(Ⅰ)可得f′(x)=-a,x>1,0<<1,

①若a≤0,f′(x)>0,f(x)在(1,+∞)递增;

②0<a<1,x∈(1,),f′(x)>0,x∈(,+∞),f′(x)<0;

③a≥1,f′(x)<0.f(x)在(1,+∞)递减.

综上可得,a≤0,f(x)在(1,+∞)递增;

0<a<1,f(x)在(1,)递增,在(,+∞)递减;

a≥1,f(x)在(1,+∞)递减.

(Ⅲ)f′(x0)=-a=-a,

直线AB的斜率为k===-a,

f′(x0)<k⇔

即x2-x1<ln[λx1+(1-λ)x2],

即为-1<ln[λ+(1-λ)],

令t=>1,t-1<lnt[λ+(1-λ)t],

即t-1-tlnt+λ(tlnt-lnt)<0恒成立,

令函数g(t)=t-1-tlnt+λ(tlnt-lnt),t>1,

①当0<λ时,g′(t)=-lnt+λ(lnt+1-)=

令φ(t)=-tlnt+λ(tlnt+t-1),t>1,

φ′(t)=-1-lnt+λ(2+lnt)=(λ-1)lnt+2λ-1,

当0<λ≤时,φ′(t)<0,φ(t)在(1,+∞)递减,则φ(t)<φ(1)=0,

故当t>1时,g′(t)<0,

则g(t)在(1,+∞)递减,g(t)<g(1)=0符合题意;

②当<λ<1时,φ′(t)=(λ-1)lnt+2λ-1>0,

解得1<t<

当t∈(1,),φ′(t)>0,φ(t)在(1,)递增,φ(t)>φ(1)=0;

当t∈(1,),g′(t)>0,g(t)在(1,)递增,g(t)>g(1)=0,

则有当t∈(1,),g(t)>0不合题意.

即有0<λ≤

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题型:简答题
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简答题

已知函数

(Ⅰ)若,求函数f(x)的极值;

(Ⅱ)若对任意的x∈(1,3),都有f(x)>0成立,求a的取值范围.

正确答案

解:(I),f‘(x)=0,得,或x2=2,

列表:

函数f(x)在处取得极大值

函数f(x)在x=2处取得极小值f(2)=ln2-1;(4分)

(II):,x∈(1,3)时,,(5分)

(i)当1+a≤2,即a≤1时,x∈(1,3)时,

f'(x)>0,函数f(x)在(1,3)是增函数∀x∈(1,3),f(x)>f(1)=0恒成立;(7分)

(ii)当,即时,x∈(1,3)时,

f'(x)<0,函数f(x)在(1,3)是减函数∀x∈(1,3),f(x)<f(1)=0恒成立,不合题意(9分)

(iii)当,即时,x∈(1,3)时,

f'(x)先取负,再取,最后取正,函数f(x)在(1,3)先递减,再递增,

而f(1)=0,∴∀x∈(1,3),f(x)>f(1)=0不能恒成立;(11分)

综上,a的取值范围是a≤1.(12分)

解析

解:(I),f‘(x)=0,得,或x2=2,

列表:

函数f(x)在处取得极大值

函数f(x)在x=2处取得极小值f(2)=ln2-1;(4分)

(II):,x∈(1,3)时,,(5分)

(i)当1+a≤2,即a≤1时,x∈(1,3)时,

f'(x)>0,函数f(x)在(1,3)是增函数∀x∈(1,3),f(x)>f(1)=0恒成立;(7分)

(ii)当,即时,x∈(1,3)时,

f'(x)<0,函数f(x)在(1,3)是减函数∀x∈(1,3),f(x)<f(1)=0恒成立,不合题意(9分)

(iii)当,即时,x∈(1,3)时,

f'(x)先取负,再取,最后取正,函数f(x)在(1,3)先递减,再递增,

而f(1)=0,∴∀x∈(1,3),f(x)>f(1)=0不能恒成立;(11分)

综上,a的取值范围是a≤1.(12分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax2+lnx,g(x)=-bx,设h(x)=f(x)-g(x)                     

(1)若f(x)在x=处取得极值,且f′(x)=g()-2x,求函数h(x)的单调区间.

(2)若a=0时函数h(x)有两个不同的零点x1,x2 ①求b的取值范围;②求证:>1.

正确答案

解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),

函数的导数为f′(x)=ax+

∵f(x)在x=处取得极值,

∴f′()=0,即a+=0,解得a=-2,

即f′(x)=-2x+

又f′(x)=g()-2x,

即-2x+=--2x,

则b=-1,即g(x)=x,

则h(x)=f(x)-g(x)=-x2+lnx-x,(x>0),

则h′(x)=-2x+-1==

由h′(x)>0得0<x<,此时函数单调递增,增区间为(0,),

由h′(x)<0得x>,此时函数单调递减,减区间为(,+∞).

(2)若a=0,则f(x)=ax2+lnx=lnx,

则h(x)=lnx+bx,其定义域为(0,+∞)

①由h(x)=0得,记,则

在(0,e)单调减,在(e,+∞)单调增,

∴当x=e时取得最小值

又φ(1)=0,所以x∈(0,1)时φ(x)>0,而x∈(1,+∞)时φ(x)<0

∴b的取值范围是(,0)

②由题意得lnx1+bx1=0,lnx2+bx2=0

∴lnx1x2+b(x1+x2)=0,lnx2-lnx1+b(x2-x1)=0

,不妨设x1<x2

要证,只需要证

即证,设

∴函数F(t)在(1,+∞)上单调增,而F(1)=0,

∴F(t)>0即

>1成立.

解析

解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),

函数的导数为f′(x)=ax+

∵f(x)在x=处取得极值,

∴f′()=0,即a+=0,解得a=-2,

即f′(x)=-2x+

又f′(x)=g()-2x,

即-2x+=--2x,

则b=-1,即g(x)=x,

则h(x)=f(x)-g(x)=-x2+lnx-x,(x>0),

则h′(x)=-2x+-1==

由h′(x)>0得0<x<,此时函数单调递增,增区间为(0,),

由h′(x)<0得x>,此时函数单调递减,减区间为(,+∞).

(2)若a=0,则f(x)=ax2+lnx=lnx,

则h(x)=lnx+bx,其定义域为(0,+∞)

①由h(x)=0得,记,则

在(0,e)单调减,在(e,+∞)单调增,

∴当x=e时取得最小值

又φ(1)=0,所以x∈(0,1)时φ(x)>0,而x∈(1,+∞)时φ(x)<0

∴b的取值范围是(,0)

②由题意得lnx1+bx1=0,lnx2+bx2=0

∴lnx1x2+b(x1+x2)=0,lnx2-lnx1+b(x2-x1)=0

,不妨设x1<x2

要证,只需要证

即证,设

∴函数F(t)在(1,+∞)上单调增,而F(1)=0,

∴F(t)>0即

>1成立.

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