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题型:简答题
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简答题

设a∈R,函数f(x)=ax3-2x2-4ax,若x=2是函数y=f(x)的极值点

(1)求a的值;

(2)若关于x的方程f(x)=a有三个不同实根,求a的取值范围.

正确答案

解:(1)f′(x)=3ax2-4x-4a,

由于x=2是函数y=f(x)的极值点,则f′(2)=12a-8-4a=0,解得a=1,

则a的值为1;

(2)由(1)知,f(x)=x3-2x2-4x;

可得f′(x)=3x2-4x-4=(3x+2)(x-2)

令f′(x)=0,得x=-或x=2,

得到当x<-或x>2时,f(x)为增函数;当-<x<2时,f(x)为减函数,

因此,当x=-时,f(x)有极大值

当x=2时,f(x)有极小值-8;

若关于x的方程f(x)=a有三个不同实根,则-8<a<

故a的取值范围为-8<a<

解析

解:(1)f′(x)=3ax2-4x-4a,

由于x=2是函数y=f(x)的极值点,则f′(2)=12a-8-4a=0,解得a=1,

则a的值为1;

(2)由(1)知,f(x)=x3-2x2-4x;

可得f′(x)=3x2-4x-4=(3x+2)(x-2)

令f′(x)=0,得x=-或x=2,

得到当x<-或x>2时,f(x)为增函数;当-<x<2时,f(x)为减函数,

因此,当x=-时,f(x)有极大值

当x=2时,f(x)有极小值-8;

若关于x的方程f(x)=a有三个不同实根,则-8<a<

故a的取值范围为-8<a<

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题型: 单选题
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单选题

设函数y=f(x)在(a,b)上的导函数为f′(x),f′(x)在(a,b)上的导函数为f″(x),若在(a,b)上,f″(x)<0恒成立,则称函数函数f(x)在(a,b)上为“凸函数”.已知当m≤2时,f(x)=x3-+x在(-1,2)上是“凸函数”.则f(c)在(-1,2)上(  )

A既有极大值,也有极小值

B既有极大值,也有最小值

C有极大值,没有极小值

D没有极大值,也没有极小值

正确答案

C

解析

解:因f′(x)=x2-mx+1,

f″(x)=x-m<0对于x∈(-1,2)恒成立.

∴m>(x)max=2,又当m=2时也成立,有m≥2.

而m≤2,∴m=2.

于是f′(x)=x2-2x+1,由f′(x)=0,x=2-或x=2+(舍去),

f(x)(-1,2-)上递增,在(2-,2)上递减,

则f(x)有极大值,没有极小值.

只有C正确.

故选C

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=m(x-1)2-2x+3+lnx(m≥1).

(Ⅰ)当时,求函数f(x)在区间[1,3]上的极小值;

(Ⅱ)求证:函数f(x)存在单调递减区间[a,b];

(Ⅲ)是否存在实数m,使曲线C:y=f(x)在点P(1,1)处的切线l与曲线C有且只有一个公共点?若存在,求出实数m的值,若不存在,请说明理由.

正确答案

解:(Ⅰ)(x>0).

时,,令f′(x)=0,得x1=2,x2=

f(x),f′(x)的变化情况如下表:

所以,当x=2时,函数f(x)取到极小值,且极小值为f(2)=ln2-.(4分)

(Ⅱ)令f′(x)=0,得mx2-(m+2)x+1=0.  (*)

因为△=(m+2)2-4m=m2+4>0,所以方程(*)存在两个不等实根,记为a,b(a<b).

因为m≥1,所以

所以a>0,b>0,即方程(*)有两个不等的正根,因此f′(x)≤0的解为[a,b].

故函数f(x)存在单调递减区间.(8分)

(Ⅲ)因为f′(1)=-1,所以曲线C:y=f(x)在点P(1,1)处的切线l为y=-x+2.

若切线l与曲线C只有一个公共点,则方程m(x-1)2-2x+3+lnx=-x+2有且只有一个实根.

显然x=1是该方程的一个根.

令g(x)=m(x-1)2-x+1+lnx,则

当m=1时,有g′(x)≥0恒成立,所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,所以x=1是方程的唯一解,m=1符合题意.

当m>1时,令g′(x)=0,得x1=1,x2=,则x2∈(0,1),易得g(x)在x1处取到极小值,在x2处取到极大值.

所以g(x2)>g(x1)=0,又当x→0时,g(x)→-∞,所以函数g(x)在(0,)内也有一个解,即当m>1时,不合题意.

综上,存在实数m,当m=1时,曲线C:y=f(x)在点P(1,1)处的切线l与C有且只有一个公共点.(14分)

解析

解:(Ⅰ)(x>0).

时,,令f′(x)=0,得x1=2,x2=

f(x),f′(x)的变化情况如下表:

所以,当x=2时,函数f(x)取到极小值,且极小值为f(2)=ln2-.(4分)

(Ⅱ)令f′(x)=0,得mx2-(m+2)x+1=0.  (*)

因为△=(m+2)2-4m=m2+4>0,所以方程(*)存在两个不等实根,记为a,b(a<b).

因为m≥1,所以

所以a>0,b>0,即方程(*)有两个不等的正根,因此f′(x)≤0的解为[a,b].

故函数f(x)存在单调递减区间.(8分)

(Ⅲ)因为f′(1)=-1,所以曲线C:y=f(x)在点P(1,1)处的切线l为y=-x+2.

若切线l与曲线C只有一个公共点,则方程m(x-1)2-2x+3+lnx=-x+2有且只有一个实根.

显然x=1是该方程的一个根.

令g(x)=m(x-1)2-x+1+lnx,则

当m=1时,有g′(x)≥0恒成立,所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,所以x=1是方程的唯一解,m=1符合题意.

当m>1时,令g′(x)=0,得x1=1,x2=,则x2∈(0,1),易得g(x)在x1处取到极小值,在x2处取到极大值.

所以g(x2)>g(x1)=0,又当x→0时,g(x)→-∞,所以函数g(x)在(0,)内也有一个解,即当m>1时,不合题意.

综上,存在实数m,当m=1时,曲线C:y=f(x)在点P(1,1)处的切线l与C有且只有一个公共点.(14分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ln2(1+x)+2ln(1+x)-2x.

(Ⅰ)证明函数f(x)在区间(0,1)上单调递减;

(Ⅱ)若不等式≤e2对任意的n∈N*都成立,(其中e是自然对数的底数),求实数a的最大值.

正确答案

解:(I)(1分)

设g(x)=ln(1+x)-x,x∈[0,1)

函数g(x)在x∈(0,1)上单调递减,∴g(x)<g(0)=0,

∴f‘(x)<0在x∈(0,1)上恒成立,

∴函数f(x)在x∈(0,1)上单调递减.(4分)

(II)不等式等价于不等式

知,,(5分)

,(6分)

(7分)

设h(x)=(1+x)ln2(1+x)-x2(x∈[0,1])(8分)

h'(x)=ln2(1+x)+2ln(1+x)-2x,

由(I)知x∈(0,1)时,h'(x)<h'(0)=0

∴函数h(x)在x∈(0,1)上单调递减,

h(x)<h(0)=0

∴G'(x)<0,∴函数G(x)在x∈(0,1]上单调递减.

(11分)

故函数G(x)在({0,1}]上的最小值为G(1)=

∴a的最大值为.(12分)

解析

解:(I)(1分)

设g(x)=ln(1+x)-x,x∈[0,1)

函数g(x)在x∈(0,1)上单调递减,∴g(x)<g(0)=0,

∴f‘(x)<0在x∈(0,1)上恒成立,

∴函数f(x)在x∈(0,1)上单调递减.(4分)

(II)不等式等价于不等式

知,,(5分)

,(6分)

(7分)

设h(x)=(1+x)ln2(1+x)-x2(x∈[0,1])(8分)

h'(x)=ln2(1+x)+2ln(1+x)-2x,

由(I)知x∈(0,1)时,h'(x)<h'(0)=0

∴函数h(x)在x∈(0,1)上单调递减,

h(x)<h(0)=0

∴G'(x)<0,∴函数G(x)在x∈(0,1]上单调递减.

(11分)

故函数G(x)在({0,1}]上的最小值为G(1)=

∴a的最大值为.(12分)

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题型:简答题
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简答题

设f(x)=ax3-(a+2)x2+6x-3,x∈R,a是常数,且a>0

(1)求f(x)的单调递增区间;

(2)若f(x)在x=1时取得极大值,且直线y=-1与函数f(x)的图象有三个交点,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(1)∵

∴f′(x)=3ax2-3(a+2)x+6=3(ax-2)(x-1);

①当0<a<2时,

由f′(x)=3(ax-2)(x-1)>0,得x<1或

∴f(x)的单调递增区间是(-∞,1)和

②当a=2时,f′(x)=6(x-1)2≥0恒成立,

且只有f′(1)=0,

∴f(x)的单调递增区间是(-∞,+∞);

③当a>2时,有

由f′(x)=3(ax-2)(x-1)>0,得或x>1,

∴f(x)的单调递增区间是和(1,+∞);

(2)∵f(x)在x=1时取得极大值,

由(1)知,0<a<2,

∵直线y=-1与函数f(x)的图象有三个交点,

解得0<a<1;

∴a的取值范围是{a|0<a<2}.

解析

解:(1)∵

∴f′(x)=3ax2-3(a+2)x+6=3(ax-2)(x-1);

①当0<a<2时,

由f′(x)=3(ax-2)(x-1)>0,得x<1或

∴f(x)的单调递增区间是(-∞,1)和

②当a=2时,f′(x)=6(x-1)2≥0恒成立,

且只有f′(1)=0,

∴f(x)的单调递增区间是(-∞,+∞);

③当a>2时,有

由f′(x)=3(ax-2)(x-1)>0,得或x>1,

∴f(x)的单调递增区间是和(1,+∞);

(2)∵f(x)在x=1时取得极大值,

由(1)知,0<a<2,

∵直线y=-1与函数f(x)的图象有三个交点,

解得0<a<1;

∴a的取值范围是{a|0<a<2}.

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