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题型:简答题
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简答题

已知函数

(1)判断f(x)的单调性;

(2)记φ(x)=f′(x-1)-k(x-1),若函数φ(x)有两个零点x1,x2(x1<x2),求证:

正确答案

(1)解:函数定义域为(-1,+∞),f‘(x)=x-ln(x+1),

记g(x)=x-ln(x+1),(3分)

当x∈(-1,0)时,g'(x)<0,g(x)在(-1,0)递减,

当x∈(0,+∞)时,g'(x)>0,g(x)在(0,+∞)递增,

∴x∈(-1,+∞),g(x)≥0,

即当x∈(-1,+∞),f'(x)≥0,

∴f(x)在(-1,+∞)递增 (6分)

(2)证明:由(1)可知φ(x)=x-1-lnx-k(x-1),

由题意:x1-1-lnx1-k(x1-1)=0,x2-1-lnx2-k(x2-1)=0,

两式相减得:,即有

又因为,所以(9分)

现考察

,设,则

所以γ(t)在t∈(0,1)递增,所以γ(t)<γ(1)=0,

又因为x1-x2<0,所以(13分)

解析

(1)解:函数定义域为(-1,+∞),f‘(x)=x-ln(x+1),

记g(x)=x-ln(x+1),(3分)

当x∈(-1,0)时,g'(x)<0,g(x)在(-1,0)递减,

当x∈(0,+∞)时,g'(x)>0,g(x)在(0,+∞)递增,

∴x∈(-1,+∞),g(x)≥0,

即当x∈(-1,+∞),f'(x)≥0,

∴f(x)在(-1,+∞)递增 (6分)

(2)证明:由(1)可知φ(x)=x-1-lnx-k(x-1),

由题意:x1-1-lnx1-k(x1-1)=0,x2-1-lnx2-k(x2-1)=0,

两式相减得:,即有

又因为,所以(9分)

现考察

,设,则

所以γ(t)在t∈(0,1)递增,所以γ(t)<γ(1)=0,

又因为x1-x2<0,所以(13分)

1
题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=x(x-1)2,x>0.

(1)求f(x)的极值;

(2)设0<a≤1,记f(x)在(0,a]上的最大值为F(a),求函数的最小值;

(3)设函数g(x)=lnx-2x2+4x+t(t为常数),若使g(x)≤x+m≤f(x)在(0,+∞)上恒成立的实数m有且只有一个,求实数m和t的值.

正确答案

解:(1)f′(x)=(x-1)2+2x(x-1)=3x2-4x+1=(3x-1)(x-1),x>0.令f′(x)=0,得x=或x=1,f(x),f′(x)随x的变化情况如下表

∴当x=时,有极大值f()=,当x=1时,有极小值f(1)=0.

(2)由(1)知:f(x)在(0,],[1,+∞)上是增函数,在[,1]上是减函数,

①0<a≤时,F(a)=a(a-1)2,G(a)=(a-1)2

特别的,当a=时,有G(a)=

②当<a≤1时,F(a)=f()=,G(a)=

特别的,当a=1时,有G(a)=

由①②知,当0<a≤1时,函数的最小值为

(3)由已知得h1(x)=x+m-g(x)=2x2-3x-lnx+m-t≥0在(0,+∞)上恒成立,

∴x∈(0,1)时,h′1(x)<0,x∈(1,+∞)时,h1(x)>0

∴x=1时,h′1(x)取极小值,也是最小值,

∴当h1(1)=m-t-1≥0,m≥t+1时,h1(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,

同样,h2(x)=f(x)-x-m=x3-2x2-m≥0在(0,+∞)上恒成立,

∵h′2(x)=3x(x-),

∴x∈(0,)时,h′2(x)<0,x∈(,+∞),h′2(x)>0,

∴x=时,h2(x)取极小值,也是最小值,

=--m≥0,m≤-时,h2(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,

∴t+1≤m≤-

∵实数m有且只有一个,∴m=-,t=

解析

解:(1)f′(x)=(x-1)2+2x(x-1)=3x2-4x+1=(3x-1)(x-1),x>0.令f′(x)=0,得x=或x=1,f(x),f′(x)随x的变化情况如下表

∴当x=时,有极大值f()=,当x=1时,有极小值f(1)=0.

(2)由(1)知:f(x)在(0,],[1,+∞)上是增函数,在[,1]上是减函数,

①0<a≤时,F(a)=a(a-1)2,G(a)=(a-1)2

特别的,当a=时,有G(a)=

②当<a≤1时,F(a)=f()=,G(a)=

特别的,当a=1时,有G(a)=

由①②知,当0<a≤1时,函数的最小值为

(3)由已知得h1(x)=x+m-g(x)=2x2-3x-lnx+m-t≥0在(0,+∞)上恒成立,

∴x∈(0,1)时,h′1(x)<0,x∈(1,+∞)时,h1(x)>0

∴x=1时,h′1(x)取极小值,也是最小值,

∴当h1(1)=m-t-1≥0,m≥t+1时,h1(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,

同样,h2(x)=f(x)-x-m=x3-2x2-m≥0在(0,+∞)上恒成立,

∵h′2(x)=3x(x-),

∴x∈(0,)时,h′2(x)<0,x∈(,+∞),h′2(x)>0,

∴x=时,h2(x)取极小值,也是最小值,

=--m≥0,m≤-时,h2(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,

∴t+1≤m≤-

∵实数m有且只有一个,∴m=-,t=

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题型: 单选题
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单选题

函数f(x)=lnx-,则|f(x)|的极值点的个数是(  )

A0

B1

C2

D3

正确答案

D

解析

解:因为lnx-

所以f′(x)=.当x∈(0,e-1)时,f‘(x)>0,f(x)单调递增;

当x∈(e-1,+∞)时,f'(x)<0,f(x)单调递减.

又因为f(1)=0,f(e)=0,所以

当x∈(0,1)时,f(x)<0;当x∈(1,e-1)时,f(x)>0;

当x∈(e-1,e)时,f(x)>0;当x∈(e,+∞)时,f(x)<0.

故y=|f(x)|的极小值点为1和e,极大值点为e-1.

故选:D.

1
题型:简答题
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简答题

设x=m和x=n是函数f(x)=lnx+x2-(a+2)x的两个极值点,其中m<n,a∈R.

(1)若a>0,求 f(m)+f(n)的取值范围;

(2)若n≥,求f(n)-f(m)的最大值(注e是自然对数的底数).

正确答案

解:(1)∵函数f(x)的定义域为(0,+∞),

∴f′(x)=+x-(a+2)=

依题意,方程x2-(a+2)x+1=0有两个不等的正根m,n(其中m<n),

∴m+n=a+2,mn=1;

∴f(m)+f(n)=ln(mn)+(m2+n2)-(a+2)(m+n)

=[(m+n)2-2mn]-(a+2)(m+n)

=-(a+2)2-1<-3;

∴f(m)+f(n)的取值范围是(-∞,-3);

(2)∵f(n)-f(m)=ln+(n2-m2)-(a+2)(n-m)

=ln+(n2-m2)-(n+m)(n-m)

=ln-(n2-m2

=ln-

=ln--

=lnt-(t-);

设t==n2(其中t>e),

构造函数g(t)=lnt-(t-)(其中t≥e),

则g′(t)=-(1+)=-<0;

∴g(t)在[e,+∞)上单调递减,

∴g(t)≤g(e)=1-+

即f(n)-f(m)的最大值是1-+

解析

解:(1)∵函数f(x)的定义域为(0,+∞),

∴f′(x)=+x-(a+2)=

依题意,方程x2-(a+2)x+1=0有两个不等的正根m,n(其中m<n),

∴m+n=a+2,mn=1;

∴f(m)+f(n)=ln(mn)+(m2+n2)-(a+2)(m+n)

=[(m+n)2-2mn]-(a+2)(m+n)

=-(a+2)2-1<-3;

∴f(m)+f(n)的取值范围是(-∞,-3);

(2)∵f(n)-f(m)=ln+(n2-m2)-(a+2)(n-m)

=ln+(n2-m2)-(n+m)(n-m)

=ln-(n2-m2

=ln-

=ln--

=lnt-(t-);

设t==n2(其中t>e),

构造函数g(t)=lnt-(t-)(其中t≥e),

则g′(t)=-(1+)=-<0;

∴g(t)在[e,+∞)上单调递减,

∴g(t)≤g(e)=1-+

即f(n)-f(m)的最大值是1-+

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•吉林校级期末)已知函数f(x)=mx--lnx,g(x)=+lnx.

(1)当m=0时,求函数f(x)的单调区间和极值;

(2)若当x∈[1,e]时,至少存在一个x0,使得f(x0)>g(x0)成立,求m的取值范围.

正确答案

解:(1)当m=0时,f(x)=-lnx,

f′(x)=-=(x>0),

当0<x<2e-1时,f′(x)>0,当x=2e-1时,f′(x)=0,当x>2e-1时,f′(x)<0,

则函数f(x)的单调递增区间是(0,2e-1),单调递减区间是(2e-1,+∞),

故f(x)的极大值为f(2e-1)=-1-ln(2e-1),无极小值;

(2)当x=1时,f(1)=m-(m-1+2e)=1-2e,g(1)=1,则f(1)<g(1),

当x∈(1,e]时,由f(x)>g(x),分离参数得,m>

令h(x)=,则h′(x)=

由于x∈(1,e],则0<lnx≤1,即有(-2x2-2)lnx<0,

2x2-4ex-2=2(x-e)2-2-2e2<0,

则h′(x)<0,即有h(x)在(1,e]上递减,

即有h(x)min=h(e)=

综上,要使当x∈[1,e]时,至少存在一个x0,使得f(x0)>g(x0)成立,

只需m>

解析

解:(1)当m=0时,f(x)=-lnx,

f′(x)=-=(x>0),

当0<x<2e-1时,f′(x)>0,当x=2e-1时,f′(x)=0,当x>2e-1时,f′(x)<0,

则函数f(x)的单调递增区间是(0,2e-1),单调递减区间是(2e-1,+∞),

故f(x)的极大值为f(2e-1)=-1-ln(2e-1),无极小值;

(2)当x=1时,f(1)=m-(m-1+2e)=1-2e,g(1)=1,则f(1)<g(1),

当x∈(1,e]时,由f(x)>g(x),分离参数得,m>

令h(x)=,则h′(x)=

由于x∈(1,e],则0<lnx≤1,即有(-2x2-2)lnx<0,

2x2-4ex-2=2(x-e)2-2-2e2<0,

则h′(x)<0,即有h(x)在(1,e]上递减,

即有h(x)min=h(e)=

综上,要使当x∈[1,e]时,至少存在一个x0,使得f(x0)>g(x0)成立,

只需m>

下一知识点 : 函数的最值与导数的关系
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