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题型:简答题
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简答题

(2015•武汉模拟)已知函数f(x)=[ax2+(a+1)x+1]ex,其中e是自然对数的底数,a∈R.

(1)当a=1时,求函数f(x)的极值;

(2)若f(x)是区间[-1,1]上的单调递增函数,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(1)极大值f(-3)=4e-3,极意,f′(x)≥0在[-1,1]上恒成立.小值f(-1)=0

(2)f′(x)=[ax2+(3a+1)x+a+2]ex

若f(x)是区间[-1,1]上的单调递增函数,则f′(x)≥0恒成立,

即ax2+(3a+1)x+a+2≥0在[-1,1]上恒成立.

令h(x)=ax2+(3a+1)x+a+2,当a=0时,符合条件

当a<0时,

当a>0时h(-1)≥0,解得0<a≤1,

综上a的取值范围是

解析

解:(1)极大值f(-3)=4e-3,极意,f′(x)≥0在[-1,1]上恒成立.小值f(-1)=0

(2)f′(x)=[ax2+(3a+1)x+a+2]ex

若f(x)是区间[-1,1]上的单调递增函数,则f′(x)≥0恒成立,

即ax2+(3a+1)x+a+2≥0在[-1,1]上恒成立.

令h(x)=ax2+(3a+1)x+a+2,当a=0时,符合条件

当a<0时,

当a>0时h(-1)≥0,解得0<a≤1,

综上a的取值范围是

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简答题

已知函数(a,b∈R).

(Ⅰ)若曲线C:y=f(x)经过点P(1,2),曲线C在点P处的切线与直线x+2y-14=0垂直,求a,b的值;

(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,试求函数(m为实常数,m≠±1)的极大值与极小值之差;

(Ⅲ)若f(x)在区间(1,2)内存在两个不同的极值点,求证:0<a+b<2.

正确答案

(Ⅰ)解:求导函数可得f‘(x)=x2+2ax+b,

∵直线x+2y-14=0的斜率为,∴曲线C在点P处的切线的斜率为2,∴f'(1)=1+2a+b=2…①

∵曲线C:y=f(x)经过点P(1,2),∴…②

由①②得:a=-,b=…(3分)

(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知:,∴,∴,由g'(x)=0⇒x=0,或

当m2-1>0,即m>1,或m<-1时,x,g'(x),g(x)变化如下表

由表可知:=…(5分)

当m2-1<0,即-1<m<1时,x,g'(x),g(x)变化如下表

由表可知:=…(7分)

综上可知:当m>1,或m<-1时,g(x)极大-g(x)极小=

当-1<m<1时,g(x)极大-g(x)极小=…(8分)

(Ⅲ)证明:因为f(x)在区间(1,2)内存在两个极值点,所以f′(x)=0,

即x2+2ax+b=0在(1,2)内有两个不等的实根.

 …(10分)

由 (1)+(3)得:a+b>0,…(11分)

由(4)得:a+b<a2+a,由(3)得:-2<a<-1,

∴a2+a=(a+2-<2,∴a+b<2.

故0<a+b<2…(12分)

解析

(Ⅰ)解:求导函数可得f‘(x)=x2+2ax+b,

∵直线x+2y-14=0的斜率为,∴曲线C在点P处的切线的斜率为2,∴f'(1)=1+2a+b=2…①

∵曲线C:y=f(x)经过点P(1,2),∴…②

由①②得:a=-,b=…(3分)

(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知:,∴,∴,由g'(x)=0⇒x=0,或

当m2-1>0,即m>1,或m<-1时,x,g'(x),g(x)变化如下表

由表可知:=…(5分)

当m2-1<0,即-1<m<1时,x,g'(x),g(x)变化如下表

由表可知:=…(7分)

综上可知:当m>1,或m<-1时,g(x)极大-g(x)极小=

当-1<m<1时,g(x)极大-g(x)极小=…(8分)

(Ⅲ)证明:因为f(x)在区间(1,2)内存在两个极值点,所以f′(x)=0,

即x2+2ax+b=0在(1,2)内有两个不等的实根.

 …(10分)

由 (1)+(3)得:a+b>0,…(11分)

由(4)得:a+b<a2+a,由(3)得:-2<a<-1,

∴a2+a=(a+2-<2,∴a+b<2.

故0<a+b<2…(12分)

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简答题

已知函数f(x)=ex-ax(a为常数)的图象与y轴交于点A,曲线y=f(x)在点A处的切线斜率为-1.

(1)求a的值及函数f(x)的极值;

(2)若关于x的不等式mf(x)+2mx≤(1-m)(e-x-1)在(0,+∞)上恒成立,求实数m的取值范围.

正确答案

解:(1)由f(x)=ex-ax得f′(x)=ex-a.

又f′(0)=1-a=-1,∴a=2,

∴f(x)=ex-2x,f′(x)=ex-2.

由f′(x)=0得x=ln2,

当x<ln2时,f′(x)<0,f(x)单调递减;

当x>ln2时,f′(x)>0,f(x)单调递增;

∴当x=ln2时,f(x)有极小值为f(ln2)=eln2-2ln2=2-ln4.

f(x)无极大值.

(2)若关于x的不等式mf(x)+2mx≤(1-m)(e-x-1)在(0,+∞)上恒成立,

即m(ex+e-x-1)≤e-x-1在(0,+∞)上恒成立,

∵x>0,

∴ex+e-x-1>0,

即m≤在(0,+∞)上恒成立,

设t=ex,(t>1),则m≤在(1,+∞)上恒成立,

=-≥-,当且仅当t=2时等号成立,

∴m≤-

解析

解:(1)由f(x)=ex-ax得f′(x)=ex-a.

又f′(0)=1-a=-1,∴a=2,

∴f(x)=ex-2x,f′(x)=ex-2.

由f′(x)=0得x=ln2,

当x<ln2时,f′(x)<0,f(x)单调递减;

当x>ln2时,f′(x)>0,f(x)单调递增;

∴当x=ln2时,f(x)有极小值为f(ln2)=eln2-2ln2=2-ln4.

f(x)无极大值.

(2)若关于x的不等式mf(x)+2mx≤(1-m)(e-x-1)在(0,+∞)上恒成立,

即m(ex+e-x-1)≤e-x-1在(0,+∞)上恒成立,

∵x>0,

∴ex+e-x-1>0,

即m≤在(0,+∞)上恒成立,

设t=ex,(t>1),则m≤在(1,+∞)上恒成立,

=-≥-,当且仅当t=2时等号成立,

∴m≤-

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简答题

已知函数f(x)=(ax2+bx+c)e-x(a<0)的图象过点(0,-2),且在该点的切线方程为4x-y-2=0.

(1)若f(x)在(2,+∞)上为单调增函数,求实数a的取值范围.

(2)讨论函数f(x)的极值.

正确答案

解:(Ⅰ)由f(0)=-2,可得c=-2,

求导函数可得f′(x)=(-ax2+2ax-bx+b-c)e-x

∴f′(0)=(b-c)e0=b-c,

∵切线方程为4x-y-2=0,∴b-c=4,∴b=2,

∴f(x)=(ax2+2x-2)e-x,f′(x)=(-ax-2)(x-2)e-x

∵f(x)在(2,+∞)上为单调增函数,

∴(-ax-2)(x-2)e-x≥0在(2,+∞)上恒成立

即-ax-2≥0,∴a≤->-1,∴a≤-1;

(Ⅱ)由(Ⅰ)得f(x)=(ax2+2x-2)e-x,f′(x)=(-ax-2)(x-2)e-x

令f′(x)=0得x=2,x=-

①当0>a>-1时,2<,f′(x)在(-∞,2)和(-,+∞)大于0,在(2,-)小于0,

∴f(x)在(-∞,2)和(-,+∞)单调递增;在(2,-)单调递减.

此时f(x)的极大值f(2)=(4a+2)e-2,极小值为f((-)=-2

②a≤-1时,2>,f′(x)在(-∞,-,)和(2,∞)大于0,在(-,2)小于0,

∴f(x)在(-∞,-,)和(2,+∞)单调递增;在(-,2)单调递减.

此时f(x)的极小值f(2)=(4a+2)e-2,极大值为f((-)=-2

解析

解:(Ⅰ)由f(0)=-2,可得c=-2,

求导函数可得f′(x)=(-ax2+2ax-bx+b-c)e-x

∴f′(0)=(b-c)e0=b-c,

∵切线方程为4x-y-2=0,∴b-c=4,∴b=2,

∴f(x)=(ax2+2x-2)e-x,f′(x)=(-ax-2)(x-2)e-x

∵f(x)在(2,+∞)上为单调增函数,

∴(-ax-2)(x-2)e-x≥0在(2,+∞)上恒成立

即-ax-2≥0,∴a≤->-1,∴a≤-1;

(Ⅱ)由(Ⅰ)得f(x)=(ax2+2x-2)e-x,f′(x)=(-ax-2)(x-2)e-x

令f′(x)=0得x=2,x=-

①当0>a>-1时,2<,f′(x)在(-∞,2)和(-,+∞)大于0,在(2,-)小于0,

∴f(x)在(-∞,2)和(-,+∞)单调递增;在(2,-)单调递减.

此时f(x)的极大值f(2)=(4a+2)e-2,极小值为f((-)=-2

②a≤-1时,2>,f′(x)在(-∞,-,)和(2,∞)大于0,在(-,2)小于0,

∴f(x)在(-∞,-,)和(2,+∞)单调递增;在(-,2)单调递减.

此时f(x)的极小值f(2)=(4a+2)e-2,极大值为f((-)=-2

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简答题

函数f(x)=x3-x2-x+m,(m∈R)

(1)求f(x)的极值;

(2)当m在什么范围内取值时,曲线y=f(x)与直线y=1有三个不同的交点.

正确答案

解:(1)f′(x)=3x2-2x-1;

令f′(x)=0得,x=,或1;

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

∴x=时,f(x)取得极大值;x=1时,f(x)取得极小值m-1;

(2)画出f(x)和y=1的图象如下:

由图象可以看出,要使曲线y=f(x)与直线y=1有三个不同的交点,则:

f(x)的极大值

∴满足条件的m的范围为

解析

解:(1)f′(x)=3x2-2x-1;

令f′(x)=0得,x=,或1;

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

∴x=时,f(x)取得极大值;x=1时,f(x)取得极小值m-1;

(2)画出f(x)和y=1的图象如下:

由图象可以看出,要使曲线y=f(x)与直线y=1有三个不同的交点,则:

f(x)的极大值

∴满足条件的m的范围为

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