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题型:填空题
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填空题

若函数y=+ax在R上没有极值点,则实数a的取值范围为______

正确答案

a≥1

解析

解:求导函数可得,f′(x)=x2+2x+a,

由题意,三次函数为单调函数,则△≤0,

即4-4a≤0,

即a≥1.

故答案为:a≥1.

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题型:简答题
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简答题

(理) 已知函数f(x)=x-ln(x+a)在x=1处取得极值.

(1)求实数a的值;

(2)若关于x的方程f(x)+2x=x2+b在上恰有两个不相等的实数根,求实数b的取值范围.

正确答案

解:(1)f′(x)=1-

∵函数f(x)=x-ln(x+a)在x=1处取得极值

∴f′(1)=0,∴a=0

(2)由(1)知f(x)=x-lnx,∴f(x)+2x=x2+b    

∴x-lnx+2x=x2+b,∴x2-3x+lnx+b=0

设g(x)=x2-3x+lnx+b(x>0),则g′(x)=

当x变化时,g′(x),g(x)的变化情况如下表

∴当x=1时,g(x)最小值=g(1)=b-2,g()=b--ln2,g(2)=b-2+ln2

∵方程f(x)+2x=x2+b在[,2]上恰有两个不相等的实数根

,∴,∴+ln2≤b<2

解析

解:(1)f′(x)=1-

∵函数f(x)=x-ln(x+a)在x=1处取得极值

∴f′(1)=0,∴a=0

(2)由(1)知f(x)=x-lnx,∴f(x)+2x=x2+b    

∴x-lnx+2x=x2+b,∴x2-3x+lnx+b=0

设g(x)=x2-3x+lnx+b(x>0),则g′(x)=

当x变化时,g′(x),g(x)的变化情况如下表

∴当x=1时,g(x)最小值=g(1)=b-2,g()=b--ln2,g(2)=b-2+ln2

∵方程f(x)+2x=x2+b在[,2]上恰有两个不相等的实数根

,∴,∴+ln2≤b<2

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax3-3x.

(Ⅰ)若a=4,求函数f(x)的极值;

(Ⅱ)若在区间[1,2]上,f(x)≥4恒成立,求正实数a的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)当a=4时,f(x)=4x3-3x,f′(x)=12x2-3,

令f′(x)>0,得x>或x<-,令f′(x)<0,解得:-<x<

∴函数f(x)在(-∞,-),(,+∞)递增,在(-)递减;

∴函数f(x)的极大值是f(-)=1,极小值是f()=-1;

(Ⅱ)∵f′(x)=3ax2-3,令f′(x)=3a(x+)(x-)=0,

解得:x=±

当2≤时,即0<a≤时,f(x)在区间[1,2]单调递减,

∴f(x)最小值=f(2)=8a-6≥4,解得:a≥,不合题意,舍;

当1<<2时,即<a<1时,f(x)在区间[1,]递减,在[,2]递增,

∴f(x)最小值=f()=-2≥4,无解,舍;

≤1时,即a≥1时,f(x)在区间[1,2]单调递增,

∴f(x)最小值=f(1)=a-3≥4,解得:a≥7,符合题意,

综上,正实数a的范围是:a≥7.

解析

解:(Ⅰ)当a=4时,f(x)=4x3-3x,f′(x)=12x2-3,

令f′(x)>0,得x>或x<-,令f′(x)<0,解得:-<x<

∴函数f(x)在(-∞,-),(,+∞)递增,在(-)递减;

∴函数f(x)的极大值是f(-)=1,极小值是f()=-1;

(Ⅱ)∵f′(x)=3ax2-3,令f′(x)=3a(x+)(x-)=0,

解得:x=±

当2≤时,即0<a≤时,f(x)在区间[1,2]单调递减,

∴f(x)最小值=f(2)=8a-6≥4,解得:a≥,不合题意,舍;

当1<<2时,即<a<1时,f(x)在区间[1,]递减,在[,2]递增,

∴f(x)最小值=f()=-2≥4,无解,舍;

≤1时,即a≥1时,f(x)在区间[1,2]单调递增,

∴f(x)最小值=f(1)=a-3≥4,解得:a≥7,符合题意,

综上,正实数a的范围是:a≥7.

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题型:简答题
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简答题

已知f(x)=ax3+bx2+cx(a≠0)在x=1和x=-1时取得极值,且f(1)=-1.

(1)试求常数a、b、c的值;

(2)试求f(x) 的单调区间;

(3)试判断x=±1时函数取极小值还是极大值,并说明理由.

正确答案

解:(1)∵f(x)=ax3+bx2+cx(a≠0)在x=1和x=-1时取得极值

∴f′(1)=f′(-1)=0,

∴3a+2b+c=0,①3a-2b+c=0.②

又f(1)=-1,∴a+b+c=-1.③

由①②③解得a=,b=0,c=-

(2)f(x)=x3-x,∴f′(x)=(x-1)(x+1).

令f′(x)>0,可得x<-1或x>1;令f′(x)<0,可得-1<x<1.

∴函数的单调增区间为(-∞,-1),(1,+∞),单调减区间为(-1,1)

(3)由(2)知,函数的单调增区间为(-∞,-1),(1,+∞),单调减区间为(-1,1)

∴x=-1时,f(x)有极大值;x=1时,f(x)有极小值.

解析

解:(1)∵f(x)=ax3+bx2+cx(a≠0)在x=1和x=-1时取得极值

∴f′(1)=f′(-1)=0,

∴3a+2b+c=0,①3a-2b+c=0.②

又f(1)=-1,∴a+b+c=-1.③

由①②③解得a=,b=0,c=-

(2)f(x)=x3-x,∴f′(x)=(x-1)(x+1).

令f′(x)>0,可得x<-1或x>1;令f′(x)<0,可得-1<x<1.

∴函数的单调增区间为(-∞,-1),(1,+∞),单调减区间为(-1,1)

(3)由(2)知,函数的单调增区间为(-∞,-1),(1,+∞),单调减区间为(-1,1)

∴x=-1时,f(x)有极大值;x=1时,f(x)有极小值.

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题型:简答题
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简答题

已知函数φ(x)=1n(x+1)+mx,函数f(x)=

(Ⅰ)若x=0时,函数φ(x)取得极大值,求实数m的值;

(Ⅱ)若f(x)≥恒成立,求实数k的取值范围;

(Ⅲ)若规定n!=1•2•3…(n-1)•n,求证:2ln[(n+1)!]>1n(n+1)+n-2(n∈N*).

正确答案

解:(Ⅰ)φ′(x)=+m,

由φ′(0)=1+m=0解得,m=-1;

经检验,函数φ(x)在x=0处取得极大值.

(Ⅱ)不等式f(x)≥可化为

k≤

令g(x)=

则g′(x)=

令h(x)=x-lnx;

则h′(x)=1-

故h(x)在[1,+∞)上递增,

则h(x)≥h(1)=1>0;

则g(x)在[1,+∞)上递增,

故g(x)≥g(1)=2;

故k≤2;

(Ⅲ)证明:由(Ⅱ)知,f(x)≥恒成立,

即lnx≥>1-

令x=n(n+1),则lnn(n+1)>1-

则ln(1×2)>1-,ln(2×3)>1-,…,lnn(n+1)>1-

叠加得,2lnn!+ln(n+1)>n-2;

2ln[(n+1)!]>1n(n+1)+n-2(n∈N*).

解析

解:(Ⅰ)φ′(x)=+m,

由φ′(0)=1+m=0解得,m=-1;

经检验,函数φ(x)在x=0处取得极大值.

(Ⅱ)不等式f(x)≥可化为

k≤

令g(x)=

则g′(x)=

令h(x)=x-lnx;

则h′(x)=1-

故h(x)在[1,+∞)上递增,

则h(x)≥h(1)=1>0;

则g(x)在[1,+∞)上递增,

故g(x)≥g(1)=2;

故k≤2;

(Ⅲ)证明:由(Ⅱ)知,f(x)≥恒成立,

即lnx≥>1-

令x=n(n+1),则lnn(n+1)>1-

则ln(1×2)>1-,ln(2×3)>1-,…,lnn(n+1)>1-

叠加得,2lnn!+ln(n+1)>n-2;

2ln[(n+1)!]>1n(n+1)+n-2(n∈N*).

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