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题型:简答题
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简答题

设函数,其中a为实数.

(Ⅰ)已知函数f(x)在x=1处取得极值,求a的值;

(Ⅱ)已知不等式f′(x)>2x2-x-a+1对x∈[0,1]都成立,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)f′(x)=ax2-3x+(a+1),

由于函数f(x)在x=1时取得极值,

所以f′(1)=0,即a-3+a+1=0,

∴a=1.

(Ⅱ)由题设知:ax2-3x+(a+1)>x2-x-a+1,对任意x∈[0,1]都成立,

即(a-1)x2-2x+2a>0对任意x∈[0,1]都成立,

令g(x)=(a-1)x2-2x+2a,

①当a=1时,由g(x)>0解得x<1,显然x=1时不成立,故a≠1;

②当a-1<0,即a<1时,g(x)=(a-1)x2-2x+2a开口向下,g(x)的对称轴为x=-=<0,

∴g(x)=(a-1)x2-2x+2a在[0,1]上单调递减,

∴g(x)>0⇔g(1)=(a-1)-2+2a>0,解得a>1,与a<1矛盾,故a<1不符合题意;

③当a-1>0,即a>1时,g(x)=(a-1)x2-2x+2a开口向上,g(x)的对称轴为x=-=>0,

若0<≤1,即a≥2时,g(x)min=g()=2a->0⇒a>或a<

∴a≥2;

>1,即>0⇒1<a<2时,g(x)=(a-1)x2-2x+2a开口向上,

∴g(x)>0⇔g(1)=(a-1)-2+2a>0,解得a>1,又1<a<2,

∴1<a<2.

综上所述,a>1.

解析

解:(Ⅰ)f′(x)=ax2-3x+(a+1),

由于函数f(x)在x=1时取得极值,

所以f′(1)=0,即a-3+a+1=0,

∴a=1.

(Ⅱ)由题设知:ax2-3x+(a+1)>x2-x-a+1,对任意x∈[0,1]都成立,

即(a-1)x2-2x+2a>0对任意x∈[0,1]都成立,

令g(x)=(a-1)x2-2x+2a,

①当a=1时,由g(x)>0解得x<1,显然x=1时不成立,故a≠1;

②当a-1<0,即a<1时,g(x)=(a-1)x2-2x+2a开口向下,g(x)的对称轴为x=-=<0,

∴g(x)=(a-1)x2-2x+2a在[0,1]上单调递减,

∴g(x)>0⇔g(1)=(a-1)-2+2a>0,解得a>1,与a<1矛盾,故a<1不符合题意;

③当a-1>0,即a>1时,g(x)=(a-1)x2-2x+2a开口向上,g(x)的对称轴为x=-=>0,

若0<≤1,即a≥2时,g(x)min=g()=2a->0⇒a>或a<

∴a≥2;

>1,即>0⇒1<a<2时,g(x)=(a-1)x2-2x+2a开口向上,

∴g(x)>0⇔g(1)=(a-1)-2+2a>0,解得a>1,又1<a<2,

∴1<a<2.

综上所述,a>1.

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简答题

在R上定义运算⊗:p⊗q=-(p-c)(q-b)+4bc,记f1(x)=x2-2c,f2(x)=x-2b,x∈R.令f(x)=f1(x)⊗f2(x).

(1)若f(x)在x=1处取得极值-,求实数b,c的值;

(2)已知f′(x)为f(x)的导函数,若存在实数x,使得f′(x)≥c-lnx,求实数b的取值范围.

正确答案

解:由定义可知,由于f1(x)=x2-2c,f2(x)=x-2b,x∈R.

令f(x)=f1(x)⊗f2(x),则f(x)=-x3+bx2+cx+bc,

f′(x)=-x2+2bx+c,

(1)由题意得,f(1)=-+b+c+bc=-且f′(1)=-1+2b+c=0,

解得,b=1,c=-1或b=-1,c=3.

当b=1,c=-1时,f′(x)=-x2+2x-1≤0,函数f(x)单调递减,无极值,不合题意.

故b=-1,c=3.

(2)若存在x>0,使得f′(x)≥c-lnx,即2b≥x-,在(0,+∞)有解,

令g(x)=x-,g′(x)=1-=

令h(x)=x2+lnx-1,h′(x)=2x+>0,则h(x)在(0,+∞)单调递增,

又h(1)=0,g′(1)=0,

g′(x)<0有0<x<1;g′(x)>0有x>1.

故x=1为g(x)的极小值,也为最小值且为1.

∴2b≥1,即b≥

解析

解:由定义可知,由于f1(x)=x2-2c,f2(x)=x-2b,x∈R.

令f(x)=f1(x)⊗f2(x),则f(x)=-x3+bx2+cx+bc,

f′(x)=-x2+2bx+c,

(1)由题意得,f(1)=-+b+c+bc=-且f′(1)=-1+2b+c=0,

解得,b=1,c=-1或b=-1,c=3.

当b=1,c=-1时,f′(x)=-x2+2x-1≤0,函数f(x)单调递减,无极值,不合题意.

故b=-1,c=3.

(2)若存在x>0,使得f′(x)≥c-lnx,即2b≥x-,在(0,+∞)有解,

令g(x)=x-,g′(x)=1-=

令h(x)=x2+lnx-1,h′(x)=2x+>0,则h(x)在(0,+∞)单调递增,

又h(1)=0,g′(1)=0,

g′(x)<0有0<x<1;g′(x)>0有x>1.

故x=1为g(x)的极小值,也为最小值且为1.

∴2b≥1,即b≥

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简答题

设函数f(x)=

(I)求函数f(x)的定义域;

(Ⅱ)求函数f(x)的极值点的横坐标;

(Ⅲ)若x∈[-1,1]时,f(x)单调递增,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)记g(x)=x2+ax-a(-4<a<0),

∴△=a2+4a=a(a+4)<0,

∴g(x)的图象开口向上,且与x轴没交点,即x∈R时,g(x)>0,

∴f(x)的定义域为(-∞,+∞)…4′

(Ⅱ)f′(x)==…6′

由f′(x)=0得:x2-(2-a)x-2a=0,解得x=2或x=-a

∴函数f(x)的极值点的横坐标为2或-a…8′

(Ⅲ)∵x∈[-1,1]时,f(x)单调递增,

∴x∈[-1,1]时,f′(x)≥0,即x2-(2-a)x-2a≥0…10′

设g(x)=x2-(2-a)x-2a,

则x∈[-1,1]时,g(x)的最小值g(x)min≥0即可…11′

而g(x)的图象开口向上,对称轴为:x=

∵-4<a<0,

∴1<<3,

∴g(x)在x∈[-1,1]时是减函数,…12′

∴g(x)min=g(1)=1-(2-a)-2a=-a-1≥0,

∴a≤-1.

∴实数a的取值范围是(-4,-1].

解析

解:(Ⅰ)记g(x)=x2+ax-a(-4<a<0),

∴△=a2+4a=a(a+4)<0,

∴g(x)的图象开口向上,且与x轴没交点,即x∈R时,g(x)>0,

∴f(x)的定义域为(-∞,+∞)…4′

(Ⅱ)f′(x)==…6′

由f′(x)=0得:x2-(2-a)x-2a=0,解得x=2或x=-a

∴函数f(x)的极值点的横坐标为2或-a…8′

(Ⅲ)∵x∈[-1,1]时,f(x)单调递增,

∴x∈[-1,1]时,f′(x)≥0,即x2-(2-a)x-2a≥0…10′

设g(x)=x2-(2-a)x-2a,

则x∈[-1,1]时,g(x)的最小值g(x)min≥0即可…11′

而g(x)的图象开口向上,对称轴为:x=

∵-4<a<0,

∴1<<3,

∴g(x)在x∈[-1,1]时是减函数,…12′

∴g(x)min=g(1)=1-(2-a)-2a=-a-1≥0,

∴a≤-1.

∴实数a的取值范围是(-4,-1].

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简答题

已知P(x,y)为函数y=1+lnx图象上一点,O为坐标原点,记直线OP的斜率k=f(x).

(Ⅰ)若函数f(x)在区间(m,m+)(m>0)上存在极值,求实数m的取值范围;

(Ⅱ)设g(x)=[xf(x)-1],若对任意x∈(0,1)恒有g(x)<-2,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)由题意k=,x>0

所以f′(x)=-   …(2分)

当0<x<1时,f′(x)>0,当x>1时,f′(x)<0,

则f(x)在(0,1)上单增,在(1,+∞)上单减,

所以函数f(x)在x=1处取得极大值.

因为函数f(x)在区间(m,m+)(m>0)上存在极值,

所以,得

即实数m的取值范围是(,1).    …(4分)

(Ⅱ)由题可知,a>0,因为x∈(0,1),所以<0.

当a<0时,g(x)>0,不合题意.

当a>0时,由g(x)<-2,可得lnx+<0.…(6分)

设h(x)=lnx+,则h′(x)=

设t(x)=x2+(2-4a)x+1,△=16a(a-1).…(8分)

(1)若0<a≤1,则△≤0,h′(x)>0,所以h(x)在(0,1)内单调递增,

又h(1)=0,所以h(x)<h(1)=0.

所以0<a≤1符合条件.…(10分)

(2)若a>1,则△>0,t(0)=1>0,t(1)=4(1-a)<0,

所以存在x0∈(0,1),使得t(x0)=0,h(x)在(x0,1)内单调递减,

又h(1)=0,所以当x∈(x0,1)时,h(x)>0,不合要求.

综合(1)(2)可得0<a≤1.…(12分)

解析

解:(Ⅰ)由题意k=,x>0

所以f′(x)=-   …(2分)

当0<x<1时,f′(x)>0,当x>1时,f′(x)<0,

则f(x)在(0,1)上单增,在(1,+∞)上单减,

所以函数f(x)在x=1处取得极大值.

因为函数f(x)在区间(m,m+)(m>0)上存在极值,

所以,得

即实数m的取值范围是(,1).    …(4分)

(Ⅱ)由题可知,a>0,因为x∈(0,1),所以<0.

当a<0时,g(x)>0,不合题意.

当a>0时,由g(x)<-2,可得lnx+<0.…(6分)

设h(x)=lnx+,则h′(x)=

设t(x)=x2+(2-4a)x+1,△=16a(a-1).…(8分)

(1)若0<a≤1,则△≤0,h′(x)>0,所以h(x)在(0,1)内单调递增,

又h(1)=0,所以h(x)<h(1)=0.

所以0<a≤1符合条件.…(10分)

(2)若a>1,则△>0,t(0)=1>0,t(1)=4(1-a)<0,

所以存在x0∈(0,1),使得t(x0)=0,h(x)在(x0,1)内单调递减,

又h(1)=0,所以当x∈(x0,1)时,h(x)>0,不合要求.

综合(1)(2)可得0<a≤1.…(12分)

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简答题

已知n∈N*,设函数fn(x)=1-x+-+…-,x∈R.

(1)求函数g(x)=x2•f1(x),x∈[0,2]的最值.(其中f1(x)=1-x);

(2)求函数y=f2(x)-kx(k∈R)的单调区间.

正确答案

解:(1)g(x)=x2(1-x),

∴g′(x)=2x-3x2

令g(x)=0,可得:x=0,x=

∴函数g(x)在[0,]递增,在(,2]递减,

又g(0)=0,g()=,g(2)=-4,

∴g(x)max=g()=

g(x)min=g(2)=-4;

(2)∵y=f2(x)-kx=1-x+--kx,

∴y′=-1+x-x2-k=-(x2-x+k+1),

方程x2-x+k+1=0的判别式△=-3-4k,

当k≥-时,△≤0,y′=-(x2-x+k+10≤0,

故函数y=f2(x)-kx在R上单调递减,

当k<-时,方程x2-x+k+1=0的两个根为:

x1=,x2=

则x∈(-∞,x1)时,y′<0,x∈(x1,x2)时,y′>0,x∈(x2,+∞)时,y′<0,

故函数y=f2(x)-kx(k∈R)的单调递减区间为(-∞,)和(,+∞),

单调递增区间为().

解析

解:(1)g(x)=x2(1-x),

∴g′(x)=2x-3x2

令g(x)=0,可得:x=0,x=

∴函数g(x)在[0,]递增,在(,2]递减,

又g(0)=0,g()=,g(2)=-4,

∴g(x)max=g()=

g(x)min=g(2)=-4;

(2)∵y=f2(x)-kx=1-x+--kx,

∴y′=-1+x-x2-k=-(x2-x+k+1),

方程x2-x+k+1=0的判别式△=-3-4k,

当k≥-时,△≤0,y′=-(x2-x+k+10≤0,

故函数y=f2(x)-kx在R上单调递减,

当k<-时,方程x2-x+k+1=0的两个根为:

x1=,x2=

则x∈(-∞,x1)时,y′<0,x∈(x1,x2)时,y′>0,x∈(x2,+∞)时,y′<0,

故函数y=f2(x)-kx(k∈R)的单调递减区间为(-∞,)和(,+∞),

单调递增区间为().

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