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题型:简答题
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简答题

已知函数,其中a为正实数,e=2.718….

(I)若是y=f(x)的一个极值点,求a的值;

(II)求f(x)的单调区间.

正确答案

解:f′(x)=

(I)因为x=是函数y=f(x)的一个极值点,

所以f′()=0,

因此a-a+1=0,

解得a=

经检验,当a=时,x=是y=f(x)的一个极值点,故所求a的值为.…(4分)

(II)f′(x)=(a>0),

令f′(x)=0得ax2-2ax+1=0…①

(i)当△=(-2a)2-4a>0,即a>1时,方程①两根为

x1==,x2=

此时f′(x)与f(x)的变化情况如下表:

所以当a>1时,f(x)的单调递增区间为(-∞,),(,+∞); f(x)的单调递减区间为().

(ii)当△=4a2-4a≤0时,即0<a≤1时,ax2-2ax+1≥0,

即f′(x)≥0,此时f(x)在(-∞,+∞)上单调递增.

所以当0<a≤1时,f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞).…(13分)

解析

解:f′(x)=

(I)因为x=是函数y=f(x)的一个极值点,

所以f′()=0,

因此a-a+1=0,

解得a=

经检验,当a=时,x=是y=f(x)的一个极值点,故所求a的值为.…(4分)

(II)f′(x)=(a>0),

令f′(x)=0得ax2-2ax+1=0…①

(i)当△=(-2a)2-4a>0,即a>1时,方程①两根为

x1==,x2=

此时f′(x)与f(x)的变化情况如下表:

所以当a>1时,f(x)的单调递增区间为(-∞,),(,+∞); f(x)的单调递减区间为().

(ii)当△=4a2-4a≤0时,即0<a≤1时,ax2-2ax+1≥0,

即f′(x)≥0,此时f(x)在(-∞,+∞)上单调递增.

所以当0<a≤1时,f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞).…(13分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=lnx.

(1)若函数F(x)=mf(x)+3x-2x2在x=1处取得极值,求函数F(x)的单调区间;

(2)设函数G(x)=f(x)+,若对任意x∈(0,1),都有G(x)<0成立,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(1)函数F(x)=mlnx+3x-2x2,其定义域为(0,+∞)

F‘(x)= 由 F'(1)=0 得:m=1    …(2分)

∴F'(x)==

当x∈(0,1),F'(x)>0,函数F(x)单调递增,

当x∈(1,+∞),F'(x)<0,函数F(x)单调递减,

∴函数F(x)的单调递增区间为(0,1);函数F(x)的单调递减区间为(1,+∞)…(6分)

(2)∵G'(x)=               …(7分)

设m(x)=x2+(2-4a)x+1,方程m(x)=0的判别式△=16a(a-1).

若a∈(0,1],△≤0,m(x)≥0,G'(x)≥0,G'(x)在(0,1)上是增函数,

又G(1)=0,所以x∈(0,1),G(x)<0.…(9分)

若a∈(1,+∞),∵△>0,m(0)=1>0,m(1)=4(1-a)<0,

∴g(x)在(0,1)上不是单调函数.

所以存在x0∈(0,1),使得m(x0)=0,对任意x∈(x0,1),m(x)<0,

即G'(x)<0,G(x)在(x0,1)上是减函数,

又G(1)=0,所以x∈(x0,1),G(x)<0.不合题意.

综上,实数a的取值范围是(0,1]…(12分)

解析

解:(1)函数F(x)=mlnx+3x-2x2,其定义域为(0,+∞)

F‘(x)= 由 F'(1)=0 得:m=1    …(2分)

∴F'(x)==

当x∈(0,1),F'(x)>0,函数F(x)单调递增,

当x∈(1,+∞),F'(x)<0,函数F(x)单调递减,

∴函数F(x)的单调递增区间为(0,1);函数F(x)的单调递减区间为(1,+∞)…(6分)

(2)∵G'(x)=               …(7分)

设m(x)=x2+(2-4a)x+1,方程m(x)=0的判别式△=16a(a-1).

若a∈(0,1],△≤0,m(x)≥0,G'(x)≥0,G'(x)在(0,1)上是增函数,

又G(1)=0,所以x∈(0,1),G(x)<0.…(9分)

若a∈(1,+∞),∵△>0,m(0)=1>0,m(1)=4(1-a)<0,

∴g(x)在(0,1)上不是单调函数.

所以存在x0∈(0,1),使得m(x0)=0,对任意x∈(x0,1),m(x)<0,

即G'(x)<0,G(x)在(x0,1)上是减函数,

又G(1)=0,所以x∈(x0,1),G(x)<0.不合题意.

综上,实数a的取值范围是(0,1]…(12分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x(x-c)2(x∈R,c是实常数)在x=2处取极大值.

(1)求c的值;

(2)在曲线y=f(x)上是否存在点M,使经过点M的切线与曲线y=f(x)有且仅有一个公共点?若存在,求点M的坐标;若不存在,简要说明理由.

正确答案

解:(1)f′(x)=(x-c)2+2x(x-c)=(x-c)(3x-c),

∵函数f(x)在x=2处取极大值.

∴f′(2)=(2-c)(6-c)=0,

解得c=2或c=6,c=2时,由f′(x)=0得x=2或

由表格可知:f(x)在x=2处取得极小值,不符合题意.

c=6时,由f′(x)=0得x=2或x=6,

由表格可知:f(x)在x=2处取得极大值,∴c=6.

(2)由(1)知f(x)=x(x-6)2,f′(x)=3(x-2)(x-6),

假设存在点M(a,a(a-6)2),使经过点M的切线与曲线y=f(x)有且仅有一个公共点,

切线方程为y-a(a-6)2=3(a-2)(a-6)(x-a),

设g(x)=f(x)-[a(a-6)2+3(a-2)(a-6)(x-a)],

切线与曲线y=f(x)有且仅有一个公共点,即函数g(x)有且仅有一个零点.

g′(x)=f′(x)-3(a-2)(a-6)=3(x-a)(x+a-8),

若a=4,则g′(x)=(x-4)2≥0,g(x)单调递增,有且仅有一个零点x=a.

若a<4,类似(1)讨论知,g(x)在(a,8-a)单调递减,在(8-a,+∞)单调递增,

∴g(8-a)<g(a)=0,从而g(x)在(8-a,+∞)有一个零点,

∴g(x)在定义域有两个零点.

同理,若a>4,g(x)在定义域有两个零点.

综上所述:存在唯一一点M(4,16),经过点M的切线与曲线y=f(x)有且仅有一个公共点.

解析

解:(1)f′(x)=(x-c)2+2x(x-c)=(x-c)(3x-c),

∵函数f(x)在x=2处取极大值.

∴f′(2)=(2-c)(6-c)=0,

解得c=2或c=6,c=2时,由f′(x)=0得x=2或

由表格可知:f(x)在x=2处取得极小值,不符合题意.

c=6时,由f′(x)=0得x=2或x=6,

由表格可知:f(x)在x=2处取得极大值,∴c=6.

(2)由(1)知f(x)=x(x-6)2,f′(x)=3(x-2)(x-6),

假设存在点M(a,a(a-6)2),使经过点M的切线与曲线y=f(x)有且仅有一个公共点,

切线方程为y-a(a-6)2=3(a-2)(a-6)(x-a),

设g(x)=f(x)-[a(a-6)2+3(a-2)(a-6)(x-a)],

切线与曲线y=f(x)有且仅有一个公共点,即函数g(x)有且仅有一个零点.

g′(x)=f′(x)-3(a-2)(a-6)=3(x-a)(x+a-8),

若a=4,则g′(x)=(x-4)2≥0,g(x)单调递增,有且仅有一个零点x=a.

若a<4,类似(1)讨论知,g(x)在(a,8-a)单调递减,在(8-a,+∞)单调递增,

∴g(8-a)<g(a)=0,从而g(x)在(8-a,+∞)有一个零点,

∴g(x)在定义域有两个零点.

同理,若a>4,g(x)在定义域有两个零点.

综上所述:存在唯一一点M(4,16),经过点M的切线与曲线y=f(x)有且仅有一个公共点.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax2-x+lnx(a>0).

(Ⅰ)若f(x)是单调函数,求a的取值范围;

(Ⅱ)若f(x)有两个极值点x1,x2,证明:f(x1)+f(x2)<2ln2-3.

正确答案

(Ⅰ)解:f′(x)=2ax-1+=(x>0),

当a≥时,△=1-8a≤0,f′(x)≥0,

f(x)在(0,+∞)上单调递增;

当0<a<时,△>0,方程2ax2-x+1=0有两个不相等的正根,

x1=,x2=,x1+x2=,x1x2=

当x∈(0,x1)∪(x2,+∞),f′(x)>0,x∈(x1,x2),f′(x)<0,

这时f(x)不是单调函数.

综上,a的取值范围是[,+∞);

(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知,当且仅当0<a<时,f(x)有极小值点x1,极大值点x2

f(x1)+f(x2)=ax12-x1+lnx1+ax22-x2+lnx2

=(x1-1)-x1+lnx1+(x2-1)-x2+lnx2

=-(x1+x2)-1+ln(x1x2)=--1-ln(2a)

令g(a)=--1-ln(2a),a∈(0,),

则当a∈(0,)时,g′(a)=-=>0,

g(a)在(0,)单调递增,

所以g(a)<g()=2ln2-3,

即f(x1)+f(x2)<2ln2-3.

解析

(Ⅰ)解:f′(x)=2ax-1+=(x>0),

当a≥时,△=1-8a≤0,f′(x)≥0,

f(x)在(0,+∞)上单调递增;

当0<a<时,△>0,方程2ax2-x+1=0有两个不相等的正根,

x1=,x2=,x1+x2=,x1x2=

当x∈(0,x1)∪(x2,+∞),f′(x)>0,x∈(x1,x2),f′(x)<0,

这时f(x)不是单调函数.

综上,a的取值范围是[,+∞);

(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知,当且仅当0<a<时,f(x)有极小值点x1,极大值点x2

f(x1)+f(x2)=ax12-x1+lnx1+ax22-x2+lnx2

=(x1-1)-x1+lnx1+(x2-1)-x2+lnx2

=-(x1+x2)-1+ln(x1x2)=--1-ln(2a)

令g(a)=--1-ln(2a),a∈(0,),

则当a∈(0,)时,g′(a)=-=>0,

g(a)在(0,)单调递增,

所以g(a)<g()=2ln2-3,

即f(x1)+f(x2)<2ln2-3.

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题型: 单选题
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单选题

已知函数y=x2+3x+1(x>0)的图象在函数y=ax(x>0)图象的上方,则参数a的取值范围是(  )

A(-∞,5)

B(-∞,3

C(-∞,5]

D(-∞,3]

正确答案

C

解析

解:若函数y=x2+3x+1(x>0)的图象在函数y=ax(x>0)图象的上方,

则只需x2+3x+1≥ax,即a≤x++3即可,

而x+≥2,∴x++3的最小值是5,

故a≤5,

故选:C.

下一知识点 : 函数的最值与导数的关系
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