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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=-x3+2ax2-a2x(x∈R),其中a∈R

(Ⅰ)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;

(Ⅱ)当a≠0时,求函数f(x)的极大值和极小值;

(Ⅲ)当a>3时,证明存在k∈[-1,0],使得不等式f(k-cosx)≥f(k2-cos2x)对任意的x∈R恒成立.

正确答案

(Ⅰ)解:当a=1时,f(x)=-x3+2x2-x,得f(2)=-2,

且f′(x)=-3x2+4x-1,f′(2)=-5,

所以,曲线y=-x3+2x2-x在点(2,-2)处的切线方程是y+2=-5(x-2),

整理得5x+y-8=0.

(Ⅱ)解:f(x)=-x3+2ax2-a2x,f′(x)=-3x2+4ax-a2=-(3x-a)(x-a),

令f′(x)=0,解得或x=a,

由于a≠0,以下分两种情况讨论:

(1)若a>0,当x变化时,f′(x)的正负如下表:

因此,函数f(x)在处取得极小值,且

函数f(x)在x=a处取得极大值f(a),且f(a)=0;

(2)若a<0,当x变化时,f′(x)的正负如下表:

因此,函数f(x)在x=a处取得极小值f(a),且f(a)=0;

函数f(x)在处取得极大值,且

(Ⅲ)证明:由a>3,得,当k∈[-1,0]时,k-cosx≤1,k2-cos2x≤1,

由(Ⅱ)知,f(x)在(-∞,1]上是减函数,要使f(k-cosx)≥f(k2-cos2x),x∈R,

只要k-cosx≤k2-cos2x(x∈R),即cos2x-cosx≤k2-k(x∈R)①,

,则函数g(x)在R上的最大值为2,

要使①式恒成立,必须k2-k≥2,即k≥2或k≤-1,

所以,在区间[-1,0]上存在k=-1,使得f(k-cosx)≥f(k2-cos2x)对任意的x∈R恒成立.

解析

(Ⅰ)解:当a=1时,f(x)=-x3+2x2-x,得f(2)=-2,

且f′(x)=-3x2+4x-1,f′(2)=-5,

所以,曲线y=-x3+2x2-x在点(2,-2)处的切线方程是y+2=-5(x-2),

整理得5x+y-8=0.

(Ⅱ)解:f(x)=-x3+2ax2-a2x,f′(x)=-3x2+4ax-a2=-(3x-a)(x-a),

令f′(x)=0,解得或x=a,

由于a≠0,以下分两种情况讨论:

(1)若a>0,当x变化时,f′(x)的正负如下表:

因此,函数f(x)在处取得极小值,且

函数f(x)在x=a处取得极大值f(a),且f(a)=0;

(2)若a<0,当x变化时,f′(x)的正负如下表:

因此,函数f(x)在x=a处取得极小值f(a),且f(a)=0;

函数f(x)在处取得极大值,且

(Ⅲ)证明:由a>3,得,当k∈[-1,0]时,k-cosx≤1,k2-cos2x≤1,

由(Ⅱ)知,f(x)在(-∞,1]上是减函数,要使f(k-cosx)≥f(k2-cos2x),x∈R,

只要k-cosx≤k2-cos2x(x∈R),即cos2x-cosx≤k2-k(x∈R)①,

,则函数g(x)在R上的最大值为2,

要使①式恒成立,必须k2-k≥2,即k≥2或k≤-1,

所以,在区间[-1,0]上存在k=-1,使得f(k-cosx)≥f(k2-cos2x)对任意的x∈R恒成立.

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题型:填空题
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填空题

(2015春•济宁期末)已知函数f(x)=x(x+a)2在x=1处取得极小值,则实数a的值为______

正确答案

-1

解析

解:求导函数可得f′(x)=3x2+4ax+a2

∴f′(1)=3+4a+a2=0,解得a=-1,或a=-3,

当a=-1时,f′(x)=3x2-4x+1=(3x-1)(x-1),函数在x=1处取得极小值,符合题意;

当a=-3时,f′(x)=3x2-12x+9=3(x-1)(x-3),函数在x=-3处取不到极大值,不符合题意,

∴a=-1.

故答案为:-1.

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题型:简答题
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简答题

已知函数

(1)若是函数,y=F(x)的极值点,求实数a的值;

(2)若函数y=F(x)(x∈(0,3])的图象上任意一点处切线的斜率恒成立,求实数a的取值范围;

(3)若函数y=f(x)在[1,2]上有两个零点,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(2分)

(1)且a>0,∴a=1(4分)

(2)对任意的x∈(0,3]恒成立(5分)

∴2a2≥-x2+2x对任意的x∈(0,3]恒成立,

∴2a2≥(-x2+2x)max,而当x=1时,-x2+2x=-(x-1)2+1取最大值为1,

∴2a2≥1,且a>0,∴(8分)

(3)因为函数在[1,2]上有两个零点,

所以方程a2=-x2+3x在x∈[1,2]上有两个不等实根(a>0)(10分)

又因为函数在x∈[1,2]内的值域为(12分)

由函数图象可得:,a>0,所以:

即实数a的取值范围是(14分)

解析

解:(2分)

(1)且a>0,∴a=1(4分)

(2)对任意的x∈(0,3]恒成立(5分)

∴2a2≥-x2+2x对任意的x∈(0,3]恒成立,

∴2a2≥(-x2+2x)max,而当x=1时,-x2+2x=-(x-1)2+1取最大值为1,

∴2a2≥1,且a>0,∴(8分)

(3)因为函数在[1,2]上有两个零点,

所以方程a2=-x2+3x在x∈[1,2]上有两个不等实根(a>0)(10分)

又因为函数在x∈[1,2]内的值域为(12分)

由函数图象可得:,a>0,所以:

即实数a的取值范围是(14分)

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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•石嘴山校级期末)函数f(x)=x3-3x2+2x的极值点的个数是(  )

A0

B1

C2

D3

正确答案

C

解析

解:由题知f(x)的导函数f‘(x)=3x2-6x+2,

当x∈时,f'(x)<0,当x∈或(1,+∞)时,f'(x)>0,

则函数f(x)在上单调递减,函数f(x)在,(1,+∞)上单调递增,

∴函数 f(x)=x3-3x2+2x有2个极值点.

故答案为:C.

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题型: 单选题
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单选题

(2015春•双鸭山校级月考)设函数y=ax2+bx+k(k>0)在x=0处取得极值,且曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线垂直于直线x+2y+1=0,则a+b的值为(  )

A4

B3

C2

D1

正确答案

D

解析

解:∵f(x)=ax2+bx+k(k>0),

∴f′(x)=2ax+b,

又∵f(x)在x=0处取得极值,

∴f′(x)=b=0,解得b=0

∵曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线与直线x+2y+1=0相互垂直,

∴该切线斜率为2,即f′(1)=2,有2a=2,解得a=1,

∴a+b=1+0=1.

故选:D.

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