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题型: 单选题
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单选题

(2015春•重庆期末)若函数f(x)=x3+ax2+ax+2没有极值,则实数a的取值范围是(  )

A[0,3]

B(0,3)

C(-∞,0)∪(3,+∞)

D(-∞,0]∪[3,+∞)

正确答案

A

解析

解:∵f(x)=x3+ax2+ax+2,∴f′(x)=3x2+2ax+a,

①a=0时,则f′(x)=3x2≥0,f(x)在R上为增函数,满足条件;

②a≠0时,则△=4a2-12a=4a(a-3)≤0,

即0<a≤3时,f′(x)≥0恒成立,f(x)在R上为增函数,满足条件

综上,函数f(x)=x3+ax2+ax+2不存在极值点的充要条件是:0≤a≤3.

故选:A.

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题型:简答题
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简答题

设f(x)=x3+3ax2+(3-6a)x+12a-4(a∈R),若f(x)在x=x0处取得极小值,x0∈(1,3),求a的取值范围.

正确答案

解:求导函数可得f‘(x)=x2+2ax-1-2a,由f'(x)=0得x2+2ax-1-2a=0

(i)当时,f(x)没有极小值;

(ii)当时,由f'(x)=0得

故x0=x2

由题设知

时,不等式无解;

时,解不等式

综合(i)(ii)得a的取值范围是

解析

解:求导函数可得f‘(x)=x2+2ax-1-2a,由f'(x)=0得x2+2ax-1-2a=0

(i)当时,f(x)没有极小值;

(ii)当时,由f'(x)=0得

故x0=x2

由题设知

时,不等式无解;

时,解不等式

综合(i)(ii)得a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f(x)=x3-3x,g(x)=ex-ax(a∈R),其中e是自然对数的底数.

(1)求经过点A(-,2)与曲线f(x)相切的直线方程;

(2)若函数F(x)=g(x)-1-xlnx(x∈(0,2]),求证:当a<e-1时,函数F(x)无零点;

(3)已知正数m满足:存在x0∈[1,+∞),使得g(x0)+g(-x0)<mf(-x0)成立,试比较em-1与me-1的大小,并证明你的结论.

正确答案

解:(1)由f(x)=x3-3x得f′(x)=3x2-3,

设切点为(m,n),则n=m3-3m,

即有切线斜率为f′(m)=3m2-3,

切线方程为y-(m3-3m)=(3m2-3)(x-m),

代入点(-,2),可得2-(m3-3m)=(3m2-3)(--m),

化简即为m3+m2=0,解得m=-1或0,

则切线方程为3x+y=0或y-2=0;

(2)证明:因为F(x)=ex-1-ax-xlnx,

由F(x)=0得,a=-lnx,

设h(x)=-lnx,

则h′(x)=

当0<x<1时,h′(x)<0,当1<x<2时,h′(x)>0,

所以h(x)在(0,1)单调递减,(1,2)单调递增,

则h(x)的最小值为h(1)=e-1,

所以当a<e-1时,函数F(x)无零点;

(3)G(x)=g(x)+g(-x)=ex+e-x

则G′(x)=ex-e-x,当x>1时G′(x)>0,

∴G(x)在(1,+∞)上单调递增,

令h(x)=mf(-x)=m(-x3+3x),h′(x)=-3m(x2-1),

∵m>0,x>1,

∴h′(x)<0,

即h(x)在x∈(1,+∞)上单调递减,

∵存在x0∈[1,+∞),使得g(x0)+g(-x0)<mf(-x0)成立,

∴G(1)=e+<2m,

即m>(e+),

∵me-1>em-1

∴(e-1)lnm>m-1,

即(e-1)lnm-m+1>0,

设H(m)=(e-1)lnm-m+1,

则H′(m)=-1=,m>0,

当0<m<e-1时,H′(m)>0,H(m)单调递增,

当m>e-1时,H′(m)<0,H(m)单调递减,

而H(1)=H(e)=0,

所以使H(m)>0的m满足1<m<e;

故符合条件的m满足(e+)<m<e.

解析

解:(1)由f(x)=x3-3x得f′(x)=3x2-3,

设切点为(m,n),则n=m3-3m,

即有切线斜率为f′(m)=3m2-3,

切线方程为y-(m3-3m)=(3m2-3)(x-m),

代入点(-,2),可得2-(m3-3m)=(3m2-3)(--m),

化简即为m3+m2=0,解得m=-1或0,

则切线方程为3x+y=0或y-2=0;

(2)证明:因为F(x)=ex-1-ax-xlnx,

由F(x)=0得,a=-lnx,

设h(x)=-lnx,

则h′(x)=

当0<x<1时,h′(x)<0,当1<x<2时,h′(x)>0,

所以h(x)在(0,1)单调递减,(1,2)单调递增,

则h(x)的最小值为h(1)=e-1,

所以当a<e-1时,函数F(x)无零点;

(3)G(x)=g(x)+g(-x)=ex+e-x

则G′(x)=ex-e-x,当x>1时G′(x)>0,

∴G(x)在(1,+∞)上单调递增,

令h(x)=mf(-x)=m(-x3+3x),h′(x)=-3m(x2-1),

∵m>0,x>1,

∴h′(x)<0,

即h(x)在x∈(1,+∞)上单调递减,

∵存在x0∈[1,+∞),使得g(x0)+g(-x0)<mf(-x0)成立,

∴G(1)=e+<2m,

即m>(e+),

∵me-1>em-1

∴(e-1)lnm>m-1,

即(e-1)lnm-m+1>0,

设H(m)=(e-1)lnm-m+1,

则H′(m)=-1=,m>0,

当0<m<e-1时,H′(m)>0,H(m)单调递增,

当m>e-1时,H′(m)<0,H(m)单调递减,

而H(1)=H(e)=0,

所以使H(m)>0的m满足1<m<e;

故符合条件的m满足(e+)<m<e.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x2-mlnx+(m-1)x,m∈R.

(1)若函数f(x)在x=2处有极值,求m的值;

(2)当m≤0时,讨论函数f(x)的单调性;

(3)求证:当m=-2时,对任意的x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,有+1>0.

正确答案

解:(1)f′(x)=x-+m-1,

∵函数f(x)在x=2处有极值,

∴f′(2)=2-+m-1=0,解得:m=-2,

经检验,m=-2符合题意,

∴m=-2;

(2)f(x)的定义域为(0,+∞),

f′(x)=x-+m-1=

①当m=0时,f′(x)=x-1,∈(0,1)时,f′(x)<0,f(x)为减函数,

x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)为增函数; 

②当0<-m<1即-1<m<0时,x∈(0,-m)时,f′(x)>0,f(x)为增函数;

x∈(-m,1)时,f′(x)<0,f(x)为减函数,

x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)为增函数; 

③当-m=1,即m=-1时,

f′(x)=≥0,f(x)在(0,+∞)上为增函数; 

④当-m>1,即m<-1时,

x∈(0,1)时,f′(x)>0,f(x)为增函数;

x∈(1,-m)时,f′(x)<0,f(x)为减函数,

x∈(-m,+∞)时,f′(x)>0,f(x)为增函数

综上所述:当m=0时,f(x)的单调递增区间是(1,+∞),

单调递减区间是(0,1),

当-1<m<0时,f(x)的单调递增区间是(0,-m),(1,+∞),

单调递减区间是(-m,1)

当m=-1时,f(x)的单调递增区间是(0,+∞),无单调递减区间

当m<-1时,f(x)的单调递增区间是(0,1),(-m,+∞),

单调递减区间是(1,-m);

(3)不妨设0<x1<x2,要证明+1>0,

即证:f(x2)+x2>f(x1)+x1

当m=-2时,函数f(x)=x2+2lnx-3x,

设h(x)=f(x)+x=x2+2lnx-2x,

则h′(x)=x+-2=>0,

所以h(x)在(0,+∞)上是增函数

故对任意的0<x1<x2,有h(x2)>h(x1),

所以f(x2)+x2>f(x1)+x1,即+1>0,命题得证.

解析

解:(1)f′(x)=x-+m-1,

∵函数f(x)在x=2处有极值,

∴f′(2)=2-+m-1=0,解得:m=-2,

经检验,m=-2符合题意,

∴m=-2;

(2)f(x)的定义域为(0,+∞),

f′(x)=x-+m-1=

①当m=0时,f′(x)=x-1,∈(0,1)时,f′(x)<0,f(x)为减函数,

x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)为增函数; 

②当0<-m<1即-1<m<0时,x∈(0,-m)时,f′(x)>0,f(x)为增函数;

x∈(-m,1)时,f′(x)<0,f(x)为减函数,

x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)为增函数; 

③当-m=1,即m=-1时,

f′(x)=≥0,f(x)在(0,+∞)上为增函数; 

④当-m>1,即m<-1时,

x∈(0,1)时,f′(x)>0,f(x)为增函数;

x∈(1,-m)时,f′(x)<0,f(x)为减函数,

x∈(-m,+∞)时,f′(x)>0,f(x)为增函数

综上所述:当m=0时,f(x)的单调递增区间是(1,+∞),

单调递减区间是(0,1),

当-1<m<0时,f(x)的单调递增区间是(0,-m),(1,+∞),

单调递减区间是(-m,1)

当m=-1时,f(x)的单调递增区间是(0,+∞),无单调递减区间

当m<-1时,f(x)的单调递增区间是(0,1),(-m,+∞),

单调递减区间是(1,-m);

(3)不妨设0<x1<x2,要证明+1>0,

即证:f(x2)+x2>f(x1)+x1

当m=-2时,函数f(x)=x2+2lnx-3x,

设h(x)=f(x)+x=x2+2lnx-2x,

则h′(x)=x+-2=>0,

所以h(x)在(0,+∞)上是增函数

故对任意的0<x1<x2,有h(x2)>h(x1),

所以f(x2)+x2>f(x1)+x1,即+1>0,命题得证.

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题型:填空题
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填空题

函数f(x)=x3-x2-3x-1的图象与x轴交点个数为______个.

正确答案

3

解析

解:函数导数为f′(x)=x2-2x-3=(x+1)(x-3),

由f′(x)=(x+1)(x-3)>0,得x>3或x<-1,此时函数单调递增.

由f′(x)=(x+1)(x-3)<0,得-1<x<3,此时函数单调递减.

所以当x=-1时,函数取得极大值f(-1)=>0.

当x=3,函数取得极小值f(3)=-10<0,

所以函数f(x)=x3-x2-3x-1的图象与x轴的交点个数是3个.

故答案为:3

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