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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x2-5x+1,g(x)=ex

(1)求函数y=的极小值;

(2)设函数y=f′(x)+a•g(x)(a∈R),讨论函数在(-∞,4]上的零点的个数;

(3)若存在实数t∈[0,2],使得对任意x∈[1,m],不等式[xf(x)+t]•g(x)≤x恒成立,求正整数m的最大值.

正确答案

解:(1)令h(x)==(x∈R),则h′(x)==

令h′(x)=0,解得x=1,6.列出表格:

由表格可知:当x=1时,函数h(x)取得极小值,h(1)=

(2)令u(x)=f′(x)+a•g(x)=(2x-5)+aex,u′(x)=2+aex

①当a≥0时,u′(x)>0,函数u(x)在(-∞,4]上单调递增,

又x→-∞时,u(x)→-∞,u(4)=3+ae4>0,因此函数u(x)有且只有一个零点.

②当a<0时,令u′(x)=0,解得x0=

当a<-时,x0<4.x<x0,u′(x)>0,函数u(x)在(-∞,x0)上单调递增;x0<x<4时,u′(x)<0,函数u(x)在(-∞,x0)上单调递减.此时x0为函数u(x)的极大值点,u(x0)=2x0-7=-7.

当x0=时,u(x0)=0,此时函数在(-∞,4]上有且只有一个零点

当x0时,u(x0)<0,此时函数u(x)在(-∞,4]上无零点.

<x0<4时,u(x0)>0,此时函数在(-∞,x0)上有且只有一个零点,由于u(4)=3+ae4

③当a≤时,u(4)≤0时,此时函数在(x0,4]上有且只有一个零点;

<a<时,u(4)>0时,此时函数在(x0,4]上无零点.

当a=-时,x0=4.u′(x)>0,此时函数u(x)在(-∞,4)上单调递增,且u(0)=-5+a<0,u(4)=3+ae4>3-2=1>0,∴此时存在一个零点.

当-<a<0时,x0>4.u′(x)>0,此时函数u(x)在(-∞,4]上单调递增,且u(0)=-5+a<0,u(4)=3+ae4>3-2=1>0,∴此时存在一个零点.

(3)不等式[xf(x)+t]•g(x)≤x,化为[x(x2-5x+1)+t]•ex≤x.(*)

∵存在实数t∈[0,2],使得对任意x∈[1,m],不等式[xf(x)+t]•g(x)≤x恒成立,

∴(*)⇔存在实数t∈[0,2],使得对任意x∈[1,m],t≤-(x3-5x2+x).

∴(*)⇔使得对任意x∈[1,m],0≤-(x3-5x2+x),化为ex(x2-5x+1)-1≤0.

令v(x)=ex(x2-5x+1)-1,x∈[1,m].

v′(x)=ex(x2-3x-4)=ex(x-4)(x+1).

令v′(x)>0,解得x>4,此时函数v(x)单调递增;令v′(x)<0,解得1≤x<4,此时函数v(x)单调递减.

∴当x=4时,函数v(x)取得极小值,v(4)=-3e4-1<0,

又v(1)=-3e-1<0,v(5)=e5-1>0,

因此整数m的最大值为4.

解析

解:(1)令h(x)==(x∈R),则h′(x)==

令h′(x)=0,解得x=1,6.列出表格:

由表格可知:当x=1时,函数h(x)取得极小值,h(1)=

(2)令u(x)=f′(x)+a•g(x)=(2x-5)+aex,u′(x)=2+aex

①当a≥0时,u′(x)>0,函数u(x)在(-∞,4]上单调递增,

又x→-∞时,u(x)→-∞,u(4)=3+ae4>0,因此函数u(x)有且只有一个零点.

②当a<0时,令u′(x)=0,解得x0=

当a<-时,x0<4.x<x0,u′(x)>0,函数u(x)在(-∞,x0)上单调递增;x0<x<4时,u′(x)<0,函数u(x)在(-∞,x0)上单调递减.此时x0为函数u(x)的极大值点,u(x0)=2x0-7=-7.

当x0=时,u(x0)=0,此时函数在(-∞,4]上有且只有一个零点

当x0时,u(x0)<0,此时函数u(x)在(-∞,4]上无零点.

<x0<4时,u(x0)>0,此时函数在(-∞,x0)上有且只有一个零点,由于u(4)=3+ae4

③当a≤时,u(4)≤0时,此时函数在(x0,4]上有且只有一个零点;

<a<时,u(4)>0时,此时函数在(x0,4]上无零点.

当a=-时,x0=4.u′(x)>0,此时函数u(x)在(-∞,4)上单调递增,且u(0)=-5+a<0,u(4)=3+ae4>3-2=1>0,∴此时存在一个零点.

当-<a<0时,x0>4.u′(x)>0,此时函数u(x)在(-∞,4]上单调递增,且u(0)=-5+a<0,u(4)=3+ae4>3-2=1>0,∴此时存在一个零点.

(3)不等式[xf(x)+t]•g(x)≤x,化为[x(x2-5x+1)+t]•ex≤x.(*)

∵存在实数t∈[0,2],使得对任意x∈[1,m],不等式[xf(x)+t]•g(x)≤x恒成立,

∴(*)⇔存在实数t∈[0,2],使得对任意x∈[1,m],t≤-(x3-5x2+x).

∴(*)⇔使得对任意x∈[1,m],0≤-(x3-5x2+x),化为ex(x2-5x+1)-1≤0.

令v(x)=ex(x2-5x+1)-1,x∈[1,m].

v′(x)=ex(x2-3x-4)=ex(x-4)(x+1).

令v′(x)>0,解得x>4,此时函数v(x)单调递增;令v′(x)<0,解得1≤x<4,此时函数v(x)单调递减.

∴当x=4时,函数v(x)取得极小值,v(4)=-3e4-1<0,

又v(1)=-3e-1<0,v(5)=e5-1>0,

因此整数m的最大值为4.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=(2-a)lnx-1,g(x)=lnx+ax2+x(a∈R),令φ(x)=f(x)+g′(x).

(1)当a=0时,求φ(x)的极值;

(2)当a<-2时,求φ(x)的单调区间;

(3)当-3<a<-2时,若对∀λ1,λ2∈[1,3],使得|φ(λ1)-φ(λ2)|<(m+ln2)a-2ln3恒成立,求实数m的取值范围.

正确答案

解:(1)因为,所以,其定义域为(0,+∞).…(1分)

当a=0时,…(2分)

令ϕ‘(x)=0,解得,当时,ϕ'(x)<0;当时,ϕ′(x)>0.

所以ϕ(x)的单调减区间为,单调增区间为

时,ϕ(x)有极小值,无极大值…(4分)

(2)因为

所以,(x>0).

当a<-2时,,令ϕ'(x)<0,得,或;令ϕ'(x)>0,得

当a<-2时,ϕ(x)的单调增区间为;单调递减区间为…(8分)

(3)由(2)可知当-3<a<-2时,ϕ(x)在[1,3]上单调递减,

所以ϕ(x)max=ϕ(1)=2a+1,

因为对∀λ1,λ2∈[1,3],使得|ϕ(λ1)-ϕ(λ2)|<(m+ln2)a-2ln3恒成立,

所以…(10分)

整理得:

又因为-3<a<-2,a<0,

所以

因为-3<a<-2,

所以

故实数m的取值范围是.…(12分)

解析

解:(1)因为,所以,其定义域为(0,+∞).…(1分)

当a=0时,…(2分)

令ϕ‘(x)=0,解得,当时,ϕ'(x)<0;当时,ϕ′(x)>0.

所以ϕ(x)的单调减区间为,单调增区间为

时,ϕ(x)有极小值,无极大值…(4分)

(2)因为

所以,(x>0).

当a<-2时,,令ϕ'(x)<0,得,或;令ϕ'(x)>0,得

当a<-2时,ϕ(x)的单调增区间为;单调递减区间为…(8分)

(3)由(2)可知当-3<a<-2时,ϕ(x)在[1,3]上单调递减,

所以ϕ(x)max=ϕ(1)=2a+1,

因为对∀λ1,λ2∈[1,3],使得|ϕ(λ1)-ϕ(λ2)|<(m+ln2)a-2ln3恒成立,

所以…(10分)

整理得:

又因为-3<a<-2,a<0,

所以

因为-3<a<-2,

所以

故实数m的取值范围是.…(12分)

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题型:简答题
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简答题

设f(x)=ax2+2x+1-lnx,a∈R.

(1)当a=-时,f(x)是否存在极值点;若存在,求出该极值点,若不存在,说明理由;

(2)求f(x)有两个极值点的充要条件;

(3)若f(x)为单调函数,求a的取值范围.

正确答案

解:(1)f(x)=ax2+2x+1-lnx的导数为f′(x)=2ax+2-=

当a=-时,f′(x)=-=-

当x>0时,f′(x)≤0恒成立,即有f(x)在(0,+∞)递减,

则有f(x)不存在极值点;

(2)由于f′(x)=2ax+2-=(x>0),

令h(x)=2ax2+2x-1,

f(x)有两个极值点的充要条件即为h(x)=0有两个不相等的正根,

则有a≠0,判别式4+8a>0,且->0,->0,

解得-<a<0;

(3)由于f′(x)=2ax+2-=(x>0),

令h(x)=2ax2+2x-1,

当a=0时,h(x)=2x-1,当x>,f(x)递增,0<x<,f(x)递减,

不合题意;

当a>0,g(x)的对称轴x=-<0,g(x)在(0,+∞)递增,g(0)=-1<0,

即有g(x)在x>0上有正有负,f(x)有增有减,不合题意;

当a<0时,g(x)的对称轴x=->0,g(0)=-1<0,

由题意可得g(x)只需满足判别式4+8a≤0即可.

解得a≤-

综上可得a的取值范围为(-∞,-].

解析

解:(1)f(x)=ax2+2x+1-lnx的导数为f′(x)=2ax+2-=

当a=-时,f′(x)=-=-

当x>0时,f′(x)≤0恒成立,即有f(x)在(0,+∞)递减,

则有f(x)不存在极值点;

(2)由于f′(x)=2ax+2-=(x>0),

令h(x)=2ax2+2x-1,

f(x)有两个极值点的充要条件即为h(x)=0有两个不相等的正根,

则有a≠0,判别式4+8a>0,且->0,->0,

解得-<a<0;

(3)由于f′(x)=2ax+2-=(x>0),

令h(x)=2ax2+2x-1,

当a=0时,h(x)=2x-1,当x>,f(x)递增,0<x<,f(x)递减,

不合题意;

当a>0,g(x)的对称轴x=-<0,g(x)在(0,+∞)递增,g(0)=-1<0,

即有g(x)在x>0上有正有负,f(x)有增有减,不合题意;

当a<0时,g(x)的对称轴x=->0,g(0)=-1<0,

由题意可得g(x)只需满足判别式4+8a≤0即可.

解得a≤-

综上可得a的取值范围为(-∞,-].

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=-ax,若曲线y=f(x)在点(e,f(e))处的切线斜率为2.

(Ⅰ)求a的值;     

(Ⅱ)求f(x)在(1,+∞)上的单调区间与极值.

正确答案

解:(Ⅰ)

(Ⅱ)

则函数f(x)的单调递增区间为

令f′(x)<0,得1<x<

单调递减区间为

则f(x)在x=处取极小值,无极大值.

解析

解:(Ⅰ)

(Ⅱ)

则函数f(x)的单调递增区间为

令f′(x)<0,得1<x<

单调递减区间为

则f(x)在x=处取极小值,无极大值.

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简答题

已知函数f(x)=ax3-(a+2)x2+6x-3.

(1)当a>2时,求函数f(x)的极小值;

(2)当a<2时,试讨论方程f(x)=0根的个数.

正确答案

解:f′(x)=3ax2-3(a+2)x+6=3(ax-2)(x-1),

(1)当a>2时,0<<1

∴f极小值=f(1)=-

(2)当a=0时,显然f(x)=-3x2+6x-3只有一个零点;

当a≠0时,f′(x)=3a(x-)(x-1)

当a<0时,f(x)在(-∞,),(1,+∞)递减;在(,1)递增,f(1)>0,f()<0

则f(x)有三个零点.

当0<a<2时,f(x)在(-∞,1),(,+∞)递增;在(1,)递减,f(1)<0,f()<0

则f(x)只有一个零点.

综上所述:当0≤a<2时,f(x)只有一个零点;

当a<0时,f(x)有三个零点.

解析

解:f′(x)=3ax2-3(a+2)x+6=3(ax-2)(x-1),

(1)当a>2时,0<<1

∴f极小值=f(1)=-

(2)当a=0时,显然f(x)=-3x2+6x-3只有一个零点;

当a≠0时,f′(x)=3a(x-)(x-1)

当a<0时,f(x)在(-∞,),(1,+∞)递减;在(,1)递增,f(1)>0,f()<0

则f(x)有三个零点.

当0<a<2时,f(x)在(-∞,1),(,+∞)递增;在(1,)递减,f(1)<0,f()<0

则f(x)只有一个零点.

综上所述:当0≤a<2时,f(x)只有一个零点;

当a<0时,f(x)有三个零点.

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