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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax3-x2+1(x∈R),其中a>0,

(1)若a=1,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;

(2)若在区间上,f(x)>0恒成立,求a的取值范围。

正确答案

解:(1)当a=1时,,f(2)=3;

f′(x)=,f′(2)=6,

所以曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为y-3=6(x-2),即y=6x-9。

(2)f′(x)=

令f′(x)=0,解得x=0或x=

以下分两种情况讨论:

(1)若0<a≤2,则,当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:

时,f(x)>0等价于,即

解不等式组得-5<a<5;因此0<a≤2。

(2)若a>2,则,当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:

时,f(x)>0等价于

解不等式组得,因此2<a<5;

综合(1)和(2),可知a的取值范围为0<a<5。

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简答题

设函数f(x)=ax+2,g(x)=a2x2-lnx+2,其中a∈R,x>0,

(1)若a=2,求曲线y=g(x)在点(1,g(1))处的切线方程;

(2)是否存在负数a,使f(x)≤g(x)对一切正数x都成立?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.

正确答案

解:(1)由题意可知,当a=2时,

故曲线y=g(x)在点(1,g(1))处的切线斜率k=g'(1)=7,

又g(1)=6,

故曲线y=g(x)在点(1,g(1))处的切线方程为y-6=7(x-1),即y=7x-1.

(2)设函数

假设存在负数a,使得f(x)≤g(x)对一切正数x都成立,

即当x>0时,h(x)的最大值小于等于零.

令h'(x)=0可得:(舍),

时,h'(x)>0,h(x)单调递增;当时,h'(x)<0,h(x)单调递减,

即h(x)在处有极大值,也是最大值,

所以,解得

所以负数a存在,它的取值范围为

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简答题

已知函数f(x)=x3+3ax2+(3-6a)x-12a-4(a∈R)。

(1)证明:曲线y=f(x)在x=0的切线过点(2,2);

(2)若f(x)在x=x0处取得最小值,x0∈(1,3),求a的取值范围。

正确答案

解:(1)

得曲线在x=0处的切线方程为

当x=2时,y=2(3-6a)+12a-4=2

由此知曲线在x=0处的切线过点(2,2)。

(2)由

①当时,没有极小值;

②当时,由

由题设知

时,不等式无解;

时,解不等式

综合①②得a的取值范围是

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简答题

已知函数f(x)=ax+lnx(a∈R),

(1)若a=2,求曲线y=f(x)在x=1处切线的斜率;

(2)求f(x)的单调区间;

(3)设g(x)=x2-2x+2,若对任意x1∈(0,+∞),均存在x2∈[0,1],使得f(x1)<g(x2),求a的取值范围。

正确答案

解:(1)由题意知,f′(1)=2+1=3,

故曲线y=f(x)在x=1处切线的斜率为3;

(2)

①当a≥0时,由于x>0,故ax+1>0,f′(x)>0,

所以f(x)的单调递增区间为(0,+∞);

②当a<0时,由f′(x)=0,得,在区间上,f′(x)>0,在区间上,f′(x)<0,

所以,函数f(x)的单调递增区间为,单调递减区间为

(3)由题意知,转化为(其中x1∈(0,+∞),x2∈[0,1]),

由(2)知,当a≥0时,f′(x1)>0,f(x1)在(0,+∞)上单调递增,值域为R,故不符合题意;

当a<0时,f(x1)在上单调递增,在上单调递减,

故f(x1)的极大值即为最大值,

f(x1max=

所以

解得

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简答题

已知函数f(x)=x3+(1-a)x2-a(a+2)x+b(a,b∈R),

(Ⅰ)若函数f(x)的图象过原点,且在原点处的切线斜率是-3,求a,b的值;

(Ⅱ)若函数f(x)在区间(-1,1)上不单调,求a的取值范围。

正确答案

解:(Ⅰ)由函数f(x)的图象过原点得b=0,

又f′(x)=3x2+2(1-a)x-a(a+2),

f(x)在原点处的切线斜率是-3,

则-a(a+2)=-3,所以a=-3或a=1.

(Ⅱ)由f′(x)=0,得

又f(x)在区间(-1,1)上不单调,即

解得

所以a的取值范围是

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简答题

已知f(x)=ax3+bx2+cx在区间[0,1]上是增函数,在区间(-∞,0),(1,+∞)上是减函数,又

(1)求f(x)的解析式;

(2)若在区间[0,m](m>0)上恒有f(x)≤x成立,求m的取值范围。

正确答案

解:(1),由已知

解得

(2)令,即

在区间上恒成立

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简答题

已知函数f(x)=

(1)若=4,求曲线f(x)在点(e,f(e))处的切线方程;

(2)求f(x)的极值;

(3)若函数f(x)的图象与函数g(x)=1的图象在区间(0,e2]上有公共点,求实数a的取值范围。

正确答案

解:(1)∵a=4,

又∵

∴f(x)在点(e,f(e))处的切线方程为:,即4x+e2y-9e=0.

(2)f(x)的定义域为(0,+∞),

令f′(x)=0得

时,f′(x)>0,f(x)是增函数;

时,f′(x)<0,f(x)是减函数;

∴f(x)在处取得极大值,即

(3)①当,即a>-1时,由(2)知f(x)在(0,)上是增函数,在上是减函数,

∴当时,f(x)取得最大值,即

又当x=e-a时,f(x)=0,当x∈(0,e-a]时,f(x)<0,

当x∈(e-a,e2]时,

所以f(x)的图象与g(x)=1的图象在(0,e2]上有公共点,

等价于,解得a≥1,

又因为a>-1,所以a≥1;

②当,即a≤-1时,f(x)在(0,e2]上是增函数,

∴f(x)在(0,e2]上的最大值为

∴原问题等价于,解得a≥e2-2,

又∵a≤-1,

∴无解;

综上,a的取值范围是a≥1。

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简答题

已知f(x)=x2ln(ax)(a>0)。

(1)若曲线y=f(x)在x=处的切线斜率为3e,求a的值;

(2)求f(x)在[]上的最小值。

正确答案

解:(1)∵f′(x)=2xln(ax)+x2·=x[2ln(ax)+1],

∴3e=f′()=[2ln(a·)+1],

∴a=1。

(2)由题知x>0,f′(x)=x[2ln(ax)+1],

令f′(x)=0,则2ln(ax)+1=0,得x=

①当a≥1时,

当x∈[]时,f′(x)≥0,

∴f(x)在[]上是增函数,

∴[f(x)]min=f()==(lna-);

②当<a<1时,

当x∈[)时,f′(x)<0;

当x∈[]时,f′(x)>0,

∴f(x)在[]上是减函数,

在[]上为增函数,

∴[f(x)]min=f()=

③当0<a≤时,

当x∈时,f′(x)<0,

∴f(x)在上是减函数,

∴[f(x)]min=f()=elna=e(lna+)。

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简答题

已知函数f(x)=+ax2+(1-b2)x,m,a,b∈R。

(l)求函数f(x)的导函数f'(x)。

(2)当m=1时,若函数f(x)是R上的增函数,求z=a+b的最小值;

(3)当a=1,b=时,函数f(x)在(2,+∞)上存在单调递增区间,求m的取值范围。

正确答案

解:(1)

(2)因为函数f(x)是R上的增函数,

所以f'(x)≥0在R上恒成立

则有

可用圆面的几何意义(如图)解得z=a+b的最小值为

(3)①当m>0时,f'(x)=mx2+2x-1是开口向上的抛物线,显然f'(x)在(2,+∞)上存在子区间使得f'(x)> 0,所以m的取值范围是(0,+∞)

②当m=0时,显然成立。

③当m<0时,f'(x)=mx2+2x-1是开口向下的抛物线,要使f'(x)在(2,+∞)上存在子区间使f'(x)>0,应满足

解得

所以m的取值范围是

则m的取值范围是

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简答题

设函数f(x)=x+ax2+blnx,曲线y=f(x)过P(1,0),且在P点处的切斜线率为2。

(1)求a,b的值;

(I2)证明:f(x)≤2x-2。

正确答案

解:(1)

由已知条件得

解得

(2)f(x)的定义域为

由(1)知

时,

时,

所以g(x)在单调递增,在单调递减

故当时,

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简答题

已知函数f(x)=(x-a)2(x-b)(a,b∈R,a<b),

(Ⅰ)当a=1,b=2时,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;

(Ⅱ)设x1,x2是f(x)的两个极值点,x3是f(x)的一个零点,且x3≠x1,x3≠x2,证明:存在实数x4,使得x1,x2,x3,x4按某种顺序排列后构成等差数列,并求x4

正确答案

解:(Ⅰ)当a=1,b=2时,因为f′(x)=(x-1)(3x-5),

故f′(2)=1,

又f(2)=0,

所以f(x)在点(2,0)处的切线方程为y=x-2.

(Ⅱ)证明:因为

由于a<b,故

所以f(x)的两个极值点为

不妨设

因为x3≠x1,x3≠x2,且x3是f(x)的零点,故x3=6,

又因为

此时依次成等差数列,

所以存在实数x4满足题意,且

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简答题

已知函数f(x)=ax3+bx2-3x在x=±1处取得极值.

(1)求函数f(x)的解析式;

(2)若过点A(1,m)(m≠-2)可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的取值范围.

正确答案

(1)f'(x)=3ax2+2bx-3,依题意,f'(1)=f'(-1)=0,

,解得a=1,b=0.

∴f(x)=x3-3x.(4分)

(2)f'(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1),

∵曲线方程为y=x3-3x,

∴点A(1,m)不在曲线上.

设切点为M(x0,y0),则点M的坐标满足y0=x03-3x0

∵f'(x0)=3(x02-1),

∴切线的斜率为3(-1)=

整理得2x03-3x02+m+3=0.(8分)

∵过点A(1,m)可作曲线的三条切线,

∴关于x0方程2x03-3x02+m+3=0有三个实根.

设g(x0)=2x03-3x02+m+3,

则g'(x0)=6x02-6x0

由g'(x0)=0,得x0=0或x0=1.(12分)

∴函数g(x0)=2x03-3x02+m+3的极值点为x0=0,x0=1.

∴关于x0方程2x03-3x02+m+3=0有三个实根的充要条件是g(1)g(0)<0,

即(m+3)(m+2)<0,解得-3<m<-2.

故所求的实数a的取值范围是-3<m<-2.

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简答题

设曲线y=e-x(x≥0)在点M(t,c-1c)处的切线l与x轴y轴所围成的三角表面积为S(t).

(Ⅰ)求切线l的方程;

(Ⅱ)求S(t)的最大值.

正确答案

(Ⅰ)因为f'(x)=(e-x)'=-e-x

所以切线l的斜率为-e-1

故切线l的方程为y-e-t=-e-t(x-t).

即e-tx+y-e-1(t+1)=0

(Ⅱ)令y=0得x=t+1,

又令x=0得y=e-t(t+1)

所以S(t)=(t+1)•e-1(t+1)

=(t+1)2e-1

从而S′(t)=e-1(1-t)(1+t).

∵当t∈(0,1)时,S'(t)>0,

当t∈(1,+∞)时,S'(t)<0,

所以S(t)的最大值为S(1)=

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简答题

已知定义在正实数集上的函数f(x)=x2+2ex,g(x)=3e2lnx+b(其中e为常数,e=2.718 28…),若这两个函数的图象有公共点,且在该点处的切线相同,

(Ⅰ)求实数b的值;

(Ⅱ)当x∈[,e]时,恒成立,求实数a的取值范围。

正确答案

解:(Ⅰ)

设函数的图象有公共点为

由题意,得

解得:

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,

所以,

,①

时,lnx<0,∴x-lnx>0,

时,lnx≤1≤x,且等号不能同时成立,

∴x-lnx>0,

所以,则由①式可得在[,e]上恒成立,

,得x=1,

又lnx≤1,

所以,当时,

时,

所以,函数F(x)在上为减函数,在上为增函数,

所以,实数a的取值范围是

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简答题

函数,数列满足:,函数的图像在点处的切线在轴上的截距为.

(1)求数列{}的通项公式;

(2)若数列的项中仅最小,求的取值范围;

(3)若函数,令函数数列满足:,证明:

正确答案

解:(1)∵ , 得

是以2为首项,1为公差的等差数列,

        

(2) ∵

在点处的切线方程为

∴仅当时取得最小值,

  

的取值范围为

(3)  

 所以

又因

显然                                      

                        

   

    

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