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题型:简答题
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简答题

(2014秋•宁夏月考)设函数f(x)=x2+bx-alnx,

(Ⅰ) 若x=2是函数f(x)的极值点,1是函数f(x)的一个零点,求函数f(x)的解析式;

(Ⅱ) 若对任意b∈[-2,-1],都存在x∈(1,e)(e为自然对数的底数),使得f(x)<0成立,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)

∵x=2是函数f(x)的极值点,

∴f′(2)=4-+b=0.

∵1是函数f(x)的零点,得f(1)=1+b=0,

解得a=6,b=-1.

∴f(x)=x2-x-6lnx,

(Ⅱ)令g(b)=xb+x2-alnx,b∈[-2,-1],则g(b)为关于b的一次函数且为增函数,

根据题意,对任意b∈[-2,-1],都存在x∈(1,e)(e 为自然对数的底数),使得f(x)<0成立,

则在x∈(1,e)上g(b)max=g(-1)=-x+x2-alnx<0,有解,

令h(x)=x2-x-alnx,只需存在x0∈(1,e)使得h(x0)<0即可,

由于h′(x)=2x-1-

令φ(x)=2x2-x-a,x∈(1,e),φ‘(x)=4x-1>0,

∴φ(x)在(1,e)上单调递增,φ(x)>φ(1)=1-a,

①当1-a≥0,即a≤1时,φ(x)>0,即h′(x)>0,h(x)在(1,e)上单调递增,∴h(x)>h(1)=0,不符合题意.

②当1-a<0,即a>1时,φ(1)=1-a<0,φ(e)=2e2-e-a

若a≥2e2-e>1,则φ(e)<0,所以在(1,e)上φ(x)<0恒成立,即h′(x)<0恒成立,∴h(x)在(1,e)上单调递减,

∴存在x0∈(1,e)使得h(x0)<h(1)=0,符合题意.

若2e2-e>a>1,则φ(e)>0,∴在(1,e)上一定存在实数m,使得φ(m)=0,

∴在(1,m)上φ(x)<0恒成立,即h′(x)<0恒成立,∴h(x)在(1,e)上单调递减,

∴存在x0∈(1,e)使得h(x0)<h(1)=0,符合题意.

综上所述,当a>1时,对任意b∈[-2,-1],都存在x∈(1,e)(e 为自然对数的底数),使得f(x)<0成立.

解析

解:(Ⅰ)

∵x=2是函数f(x)的极值点,

∴f′(2)=4-+b=0.

∵1是函数f(x)的零点,得f(1)=1+b=0,

解得a=6,b=-1.

∴f(x)=x2-x-6lnx,

(Ⅱ)令g(b)=xb+x2-alnx,b∈[-2,-1],则g(b)为关于b的一次函数且为增函数,

根据题意,对任意b∈[-2,-1],都存在x∈(1,e)(e 为自然对数的底数),使得f(x)<0成立,

则在x∈(1,e)上g(b)max=g(-1)=-x+x2-alnx<0,有解,

令h(x)=x2-x-alnx,只需存在x0∈(1,e)使得h(x0)<0即可,

由于h′(x)=2x-1-

令φ(x)=2x2-x-a,x∈(1,e),φ‘(x)=4x-1>0,

∴φ(x)在(1,e)上单调递增,φ(x)>φ(1)=1-a,

①当1-a≥0,即a≤1时,φ(x)>0,即h′(x)>0,h(x)在(1,e)上单调递增,∴h(x)>h(1)=0,不符合题意.

②当1-a<0,即a>1时,φ(1)=1-a<0,φ(e)=2e2-e-a

若a≥2e2-e>1,则φ(e)<0,所以在(1,e)上φ(x)<0恒成立,即h′(x)<0恒成立,∴h(x)在(1,e)上单调递减,

∴存在x0∈(1,e)使得h(x0)<h(1)=0,符合题意.

若2e2-e>a>1,则φ(e)>0,∴在(1,e)上一定存在实数m,使得φ(m)=0,

∴在(1,m)上φ(x)<0恒成立,即h′(x)<0恒成立,∴h(x)在(1,e)上单调递减,

∴存在x0∈(1,e)使得h(x0)<h(1)=0,符合题意.

综上所述,当a>1时,对任意b∈[-2,-1],都存在x∈(1,e)(e 为自然对数的底数),使得f(x)<0成立.

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题型:填空题
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填空题

设函数f(x)=sinx+cosx•sinφ(|φ|<)在x=处取得极值,则cosφ的值为______

正确答案

解析

解:函数f(x)=sinx+cosx•sinφ的导数为

f′(x)=cosx-sinx•sinφ

由于f(x)在x=处取得极值,则有f′()=0,

即有cos-sin•sinφ=0,即sinφ=

由于|φ|<,则cosφ==

故答案为:

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=alnx-ax-3(a∈R,a≠0).

(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;

(Ⅱ)若函数y=f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线的倾斜角为,问:m在什么范围取值时,对于任意的t∈[1,2],函数在区间[t,3]上总存在极值?

(Ⅲ)当a=2时,设函数,若在区间[1,e]上至少存在一个x0,使得h(x0)>f(x0)成立,试求实数p的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)∵f′(x)=-a=a()(x>0),

∴(1)当a>0时,令f′(x)>0时,解得0<x<1,所以f(x)在(0,1)递增;

令f′(x)<0时,解得x>1,所以f(x)在(1,+∞)递减.

当a<0时,f′(x)=-a(),令f′(x)>0时,解得x>1,所以f(x)在(1,+∞)递增;

令f′(x)<0时,解得0<x<1,所以f(x)在(0,1)递减;

(Ⅱ)因为函数y=f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线的倾斜角为45°,

所以f′(2)=1,所以a=-2,f′(x)=-+2,

g(x)=x3+x2[+f′(x)]=x3+x2[+2-]=x3+(2+)•x2-2x,

∴g′(x)=3x2+(4+m)x-2,

因为对于任意的t∈[1,2],函数g(x)=x3+x2[+f′(x)]在区间[t,3]上总存在极值,

所以只需 g′(2)<0 g′(3)>0,解得-<m<-9;

(Ⅲ)∴令F(x)=h(x)-f(x)=(p-2)x--3-2lnx+2x+3=px---2lnx,

①当p≤0时,由x∈[1,e]得px-≤0,--2lnx<0.

所以,在[1,e]上不存在x0,使得h(x0)>f(x0)成立;

②当p>0时,F′(x)=

∵x∈[1,e],

∴2e-2x≥0,px2+p>0,F′(x)>0在[1,e]上恒成立,故F(x)在[1,e]上单调递增.

∴F(x)max=F(e)=pe--4.

故只要pe--4>0,解得p>.所以p的取值范围是[,+∞).

解析

解:(Ⅰ)∵f′(x)=-a=a()(x>0),

∴(1)当a>0时,令f′(x)>0时,解得0<x<1,所以f(x)在(0,1)递增;

令f′(x)<0时,解得x>1,所以f(x)在(1,+∞)递减.

当a<0时,f′(x)=-a(),令f′(x)>0时,解得x>1,所以f(x)在(1,+∞)递增;

令f′(x)<0时,解得0<x<1,所以f(x)在(0,1)递减;

(Ⅱ)因为函数y=f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线的倾斜角为45°,

所以f′(2)=1,所以a=-2,f′(x)=-+2,

g(x)=x3+x2[+f′(x)]=x3+x2[+2-]=x3+(2+)•x2-2x,

∴g′(x)=3x2+(4+m)x-2,

因为对于任意的t∈[1,2],函数g(x)=x3+x2[+f′(x)]在区间[t,3]上总存在极值,

所以只需 g′(2)<0 g′(3)>0,解得-<m<-9;

(Ⅲ)∴令F(x)=h(x)-f(x)=(p-2)x--3-2lnx+2x+3=px---2lnx,

①当p≤0时,由x∈[1,e]得px-≤0,--2lnx<0.

所以,在[1,e]上不存在x0,使得h(x0)>f(x0)成立;

②当p>0时,F′(x)=

∵x∈[1,e],

∴2e-2x≥0,px2+p>0,F′(x)>0在[1,e]上恒成立,故F(x)在[1,e]上单调递增.

∴F(x)max=F(e)=pe--4.

故只要pe--4>0,解得p>.所以p的取值范围是[,+∞).

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题型:简答题
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简答题

已知函数

(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和极值;

(Ⅱ)证明:当x≥1时,

正确答案

解:(I)f′(x)=(x-1)(ex-1)

由f′(x)>0,解得x<0或x>1,

故f(x)在(-∞,0),(1,+∞)上是增函数; f(x)在0,1)上是减函数,

当x=0时,f(x)有极大值f(0)=0,当x=1时,f(x)有极小值

(II)设

令u(x)=,则

当x≥1时,,u(x)在[1,+∞)上是增函数,u(x)≥u(1)=e-2>0

所以在[1,+∞)上是增函数,

,所以

解析

解:(I)f′(x)=(x-1)(ex-1)

由f′(x)>0,解得x<0或x>1,

故f(x)在(-∞,0),(1,+∞)上是增函数; f(x)在0,1)上是减函数,

当x=0时,f(x)有极大值f(0)=0,当x=1时,f(x)有极小值

(II)设

令u(x)=,则

当x≥1时,,u(x)在[1,+∞)上是增函数,u(x)≥u(1)=e-2>0

所以在[1,+∞)上是增函数,

,所以

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=lnx+(x-a)2-,a∈R.

(Ⅰ)若函数f(x)在上单调递增,求实数a的取值范围;

(Ⅱ)求函数f(x)的极值点.

(Ⅲ)设x=m为函数f(x)的极小值点,f(x)的图象与x轴交于A(x1,0),B(x2,0)(x1<x2)两点,且0<x1<x2<m,AB中点为C(x0,0),求证:f′(x0)<0.

正确答案

解:(Ⅰ) 

依题意得,函数f(x)在上单调递增,则在区间上不等式2x2-2ax+1≥0恒成立.

又因为x>0,所以.所以

所以实数a的取值范围是

(Ⅱ),令h(x)=2x2-2ax+1

①显然,当a≤0时,在(0,+∞)上h(x)>0恒成立,这时f′(x)>0,此时,函数f(x)没有极值点;                                

②当a>0时,

(ⅰ)当△≤0,即时,在(0,+∞)上h(x)≥0恒成立,这时f′(x)≥0,此时,函数f(x)没有极值点;           

(ⅱ)当△>0,即时,

易知,当时,h(x)<0,这时f′(x)<0;

时,h(x)>0,这时f′(x)>0;

所以,当时,是函数f(x)的极大值点;是函数f(x)的极小值点.

综上,当时,函数f(x)没有极值点;

时,是函数f(x)的极大值点;是函数f(x)的极小值点.

(Ⅲ)将A、B两点代入到f(x)中,可得

将两式相减,得:…①

,得…②

得①代入②,得

=

令t=∈(0,1)且φ(t)=-lnt(0<t<1),

∴φ′(t)=-

∴φ(t)在(0,1)上递减,∴φ(t)>φ(1)=0,

∵x1<x2,∴f′(x0)<0.

解析

解:(Ⅰ) 

依题意得,函数f(x)在上单调递增,则在区间上不等式2x2-2ax+1≥0恒成立.

又因为x>0,所以.所以

所以实数a的取值范围是

(Ⅱ),令h(x)=2x2-2ax+1

①显然,当a≤0时,在(0,+∞)上h(x)>0恒成立,这时f′(x)>0,此时,函数f(x)没有极值点;                                

②当a>0时,

(ⅰ)当△≤0,即时,在(0,+∞)上h(x)≥0恒成立,这时f′(x)≥0,此时,函数f(x)没有极值点;           

(ⅱ)当△>0,即时,

易知,当时,h(x)<0,这时f′(x)<0;

时,h(x)>0,这时f′(x)>0;

所以,当时,是函数f(x)的极大值点;是函数f(x)的极小值点.

综上,当时,函数f(x)没有极值点;

时,是函数f(x)的极大值点;是函数f(x)的极小值点.

(Ⅲ)将A、B两点代入到f(x)中,可得

将两式相减,得:…①

,得…②

得①代入②,得

=

令t=∈(0,1)且φ(t)=-lnt(0<t<1),

∴φ′(t)=-

∴φ(t)在(0,1)上递减,∴φ(t)>φ(1)=0,

∵x1<x2,∴f′(x0)<0.

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