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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax2+1(a>0),g(x)=x3+bx 。

(1)若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在它们的交点(1,c)处具有公共切线,求a、b的值;

(2)当a2=4b时,求函数f(x)+g(x)的单调区间,并求其在区间(-∞,-1)上的最大值。

正确答案

解:(1)f(x)=ax2+1(a>0),

则f'(x)=2ax,k1=2a,

g(x)=x3+bx,则f'(x)=3x2+b,k2=3+b,

由(1,c)为公共切点,

可得:2a=3+b  ①

又f(1)=a+1,g(1)=1+b,

∴a+1=1+b,即a=b,

代入①式可得:

(2)由题设a2=4b,

令h'(x)=0,解得:

∵a>0,

①若,即a≤2时,最大值为

②若,即2<a<6时,最大值为

③若时,即a≥6时,最大值为

综上所述:当a∈(0,2]时,最大值为

当a∈(2,+∞)时,最大值为

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简答题

设函数f(x)=x3﹣ax,x∈R.过图象上一点斜率最小的切线平行于直线x+y=2.

(1)求a的值;

(2)求函数f(x)的单调区间和极值;

(3)已知当x∈(1,+∞)时,f(x)﹣kf(x﹣1)≥0恒成立,求实数k的取值范围.

正确答案

解:(1)∵f(x)=x3﹣ax,x∈R,

∴f′(x)=3x2﹣a≥﹣a,

∴过图象上一点斜率最小的切线的斜率k=﹣a,

∵过图象上一点斜率最小的切线平行于直线x+y=2,

∴﹣a=﹣1,故a=1.

(2)∵a=1,

∴f(x)=x3﹣x,f′(x)=3x2﹣1,

令f′(x)=3x2﹣1=0,得x=

列表讨论:

由表讨论知:函数f(x)的单调增区间是 (﹣∞,﹣)、(,+∞);

单调减区间是(﹣).极大值f(﹣)=﹣+=,极小值f()==﹣

(3)∵f(x)﹣kf(x﹣1)≥0,f(x)=x3﹣x,

∴k≤====1+

∵x∈(1,+∞),当1<x<2时,﹣2<1+<1

当x=﹣2时,1+<+∞,

当x>2时,1+>1

∴k≤﹣2.

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简答题

已知函数f(x)=ax3+x2+bx(其中常数a,b∈R),g(x)=f(x)+f'(x)是奇函数.

(1)求f(x)的表达式;

(2)讨论g(x)的单调性,并求g(x)在区间[1,2]上的最大值和最小值.

正确答案

解:(1)由题意得f'(x)=3ax2+2x+b

因此g(x)=f(x)+f'(x)=ax3+(3a+1)x2+(b+2)x+b

因为函数g(x)是奇函数,所以g(﹣x)=﹣g(x),

即对任意实数x,

有a(﹣x)3+(3a+1)(﹣x)2+(b+2)(﹣x)+b=﹣[ax3+(3a+1)x2+(b+2)x+b]

从而3a+1=0,b=0, 解得

因此f(x)的解析表达式为

(2)由(1)知, 所以g'(x)=﹣x2+2,

令g'(x)=0 解得

则当时,g'(x)<0

从而g(x)在区间上是减函数,

从而g(x)在区间上是增函数,

由前面讨论知,g(x)在区间[1,2]上的最大值与最小值只能在时取得,

因此g(x)在区间[1,2]上的最大值为,最小值为

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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)求证:对于区间[﹣1,1]上任意两个自变量的值x1,x2,都有|f(x1)﹣f(x2)|≤4;

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

正确答案

解:(1)f′(x)=3ax2+2bx﹣3,

依题意,f′(1)=f′(﹣1)=0,解得a=1,b=0.

∴f(x)=x3﹣3x

(2)∵f(x)=x3﹣3x,

∴f′(x)=3x2﹣3=3(x+1)(x﹣1),

当﹣1<x<1时,f′(x)<0,故f(x)在区间[﹣1,1]上为减函数,

fmax(x)=f(﹣1)=2,fmin(x)=f(1)=﹣2

∵对于区间[﹣1,1]上任意两个自变量的值x1,x2

都有|f(x1)﹣f(x2)|≤|fmax(x)﹣fmin(x)|

|f(x1)﹣f(x2)|≤|fmax(x)﹣fmin(x)|=2﹣(﹣2)=4

(3)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),切线的斜率为 (左边用导数求出,右边用斜率的两点式求出),整理得2x03﹣3x02+m+3=0.

∵过点A(1,m)可作曲线的三条切线,故此方程有三个不同解,

下研究方程解有三个时参数所满足的条件

设g(x0)=2x03﹣3x02+m+3,则g′(x0)=6x02﹣6x0

由g′(x0)=0,得x0=0或x0=1.

∴g(x0)在(﹣∞,0),(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减.

∴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 ,

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

设函数f(x)=alnx﹣bx2(x>0);

(1)若函数f(x)在x=1处与直线相切

①求实数a,b的值;

②求函数上的最大值.

(2)当b=0时,若不等式f(x)≥m+x对所有的都成立,求实数m的取值范围.

正确答案

解:(1)①

∵函数f(x)在x=1处与直线相切

,解得

时,令f'(x)>0得

令f'(x)<0,得1<x≤e

上单调递增,在[1,e]上单调递减,

(2)当b=0时,f(x)=alnx

若不等式f(x)≥m+x对所有的都成立,

则alnx≥m+x对所有的都成立,

即m≤alnx﹣x,对所有的都成立,

令h(a)=alnx﹣x,则h(a)为一次函数,m≤h(a)min∵x∈(1,e2],∴lnx>0,∴上单调递增

∴h(a)min=h(0)=﹣x,

∴m≤﹣x对所有的x∈(1,e2]都成立,

∵1<x<e2

∴﹣e2≤﹣x<﹣1,∴m≤(﹣x)min=﹣e2

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简答题

已知函数,且函数f(x)在点(1,f(1))处的切线与直线x+y+3=0垂直.

(I)求a的值;

(II)证明:g(x)≤f(x)在x∈(0,+∞)内恒成立.

正确答案

解:(I)函数f(x)的定义域为(﹣∞,0)∪(0,+∞), 

∴f′(1)=a

∵函数f(x)在点(1,f(1))处的切线与直线x+y+3=0垂直

∴f′(1)=1 ∴a=1;

(II)由(I)可得 

证明g(x)≤f(x)在x∈(0,+∞)内恒成立,

即 恒成立

∴只要证明lnx﹣x+1≤0(x>0)恒成立

构造函数h(x)=lnx﹣x+1(x>0)

 

令 

结合x>0,可得0<x<1,

令 ,结合x>0,可得x>1,

∴x=1处有极大值h(1)=0,且为最大值

∴lnx﹣x+1≤0在x∈(0,+∞)内恒成立

∴g(x)≤f(x)在x∈(0,+∞)内恒成立.

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简答题

已知M是函数y=4-x2(0<x<2)图像C上一点,过M点作曲线C的切线与x轴、y轴分别交于点A、B,O是坐标原点,求△AOB面积的最小值。

正确答案

解:∵

,则过M点曲线C的切线斜率k=-2m,

∴切线方程为

由x=0,得

由y=0,得,其中0<m<2,

设△AOB的面积为S,则,0<m<2,

令S′=0,得,解得

时,S′<0,S在区间上为减函数;

时,S′>0,S在区间上为增函数;

∴当时,S取得最小值,最小值为

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简答题

已知函数f(x)=ln(x-1)-k(x-1)+1(k∈R),  

(1)若k=2,求以M(2,f(2))为切点的曲线的切线方程;

(2)若函数f(x)≤0恒成立,确定实数k的取值范围;

(3)证明:

正确答案

解:(1)k=2,

当x=2时,f′(2)=-1,

切线方程为x+y=1;

(2),得

当k≤0时,f′(x)>0,函数f(x)在定义域内单调递增,f(x)≤0不恒成立;

当k>0时,函数f(x)在单调递增,在单调递减,

时,f(x)取最大值,

∴k≥1;

(3)由(2)知k=1时,f(x)≤0恒成立,即

取x=3,4,5,…,n,n+1累加得

                      

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简答题

已知函数,若时,有极值;在点处的切线不过第四象限且斜率为3,又坐标原点到切线的距离为

(1)求,b,c的值;

(2)求上的最大值和最小值。

正确答案

解:(1)

由题意,得

解得:

设切线的方程为y=3x+m,由原点到切线的距离为

,解得:

∵切线不过第四象限,

∴m=1,

∴切线的方程为y=3x+1,

由于切点的的横坐标为x=1,

∴切点坐标为(1,4),

∴c=5。

(2)由(1)知,

所以

,得

列表如下:

∴f(x)在[-4,1]上的最大值为13,最小值为-11。

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简答题

已知a为实数,f(x)=(x2-4)(x-a)。

(1)求导数f′(x)。

(2)若f′(﹣1)=0,求f(x)在[-2,2]上的最大值和最小值.

(3)若f(x)在(-∞,-2)和[2,+∞]上都是递增的,求a的取值范围.

正确答案

解:(1)由原式得f(x)=x3﹣ax2﹣4x+4a,

∴f'(x)=3x2﹣2ax﹣4.

(2)由f'(﹣1)=0得

此时有

由f'(x)=0得或x=﹣1,

所以f(x)在[﹣2,2]上的最大值为,最小值为

(3)f'(x)=3x2-2ax-4的图象为开口向上且过点(0,-4)的抛物线,

由条件得f'(-2)≥0,f'(2)≥0,

∴-2≤a≤2.

所以a的取值范围为[-2,2].

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简答题

已知在函数f(x)=mx3﹣x的图象上以N(1,n)为切点的切线的倾斜角为

(1)求m、n的值;

(2)是否存在最小的正整数k,使得不等式f(x)≤k﹣1995对于x∈[﹣1,3]恒成立?如果存在,请求出最小的正整数k;如果不存在,请说明理由.

正确答案

解:(1)f'(x)=3mx2﹣1,依题意,得,即1=3m﹣1,

,把N(1,n)代得,得

(2)令,则

时,f'(x)=2x2﹣1>0,f(x)在此区间为增函数当时,f'(x)=2x2﹣1<0,f(x)在此区间为减函数

时,f'(x)=2x2﹣1>0,f(x)在此区间为增函数处取得极大值

又因此,当,要使得不等式f(x)≤k﹣1995

对于f(x)≤k﹣1995对于x∈[﹣1,3]恒成立,则k≥15+1995=2010

所以,存在最小的正整数k=2010,使得不等式f(x)≤k﹣1992对于x∈[﹣1,3]恒成立.

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简答题

已知函数f(x)=x3+mx2+nx+m-1,当x=-1时取得极值,且函数y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为4,

(Ⅰ)求f(x)的解析式;

(Ⅱ)O是坐标原点,A点是x轴上横坐标为2的点,B点是曲线y=f(x)上但不在轴上的动点,求△AOB面积的最大值。

正确答案

解:(Ⅰ)由已知得

由已知得,  

 (Ⅱ)由(Ⅰ)得

知f(x)在上为减函数,在上为增函数, 

要使△OAB的面积最大,由O、A两点在x轴上且|OA|=2知,

只需在上,的值最大,

由f(x)在区间上的单调性知,

只有当时,的值最大,

, 

故当时,△AOB的面积最大,且最大值为

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简答题

已知函数f(x)=ax3+bx2+2x-1,g(x)=-x2+x+1,若函数f(x)的图象与函数g(x)的图象的一个公共点P的横坐标为1,且两曲线在点P处的切线互相垂直。

(1)求实数a,b的值;

(2)对任意x1,x2∈[-1,1],不等式f(x1)+k<g(x2)恒成立,求实数k的取值范围。

正确答案

解:(1)

∵两曲线在点P处的切线互相垂直,

(2)

对任意的恒成立

 

则f′(x)>0得

∴函数f(x)在上递减,在上递增,

当x∈[-1,1]时,

∴实数k的取值范围是(-∞,-2)。

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简答题

已知函数f (x )=x3-x,

(Ⅰ)若不等式f(x)<k-2005对于x∈[-2,3]恒成立,求最小的正整数k;

(Ⅱ)令函数g(x)=f(x)-ax2+x(a≥2),求曲线y=g(x)在(1,g(1))处的切线与两坐标轴围成的三角形面积的最小值。

正确答案

解:(Ⅰ)∵

时,解得

当x变化时,变化如下:

由上表可知:

比较可得:当时,

因为恒成立,所以,即

所以最小正整数

(Ⅱ)

所以

又因为

所以切线方程为

所以

因为

所以,即S在单调递增,

所以a=2时,

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简答题

设函数f(x)=ax3+bx+c(a≠0)为奇函数,其图象在点(1,f(1))处的切线与直线x﹣6y﹣7=0垂直,导函数f'(x)的最小值为﹣12.

(Ⅰ)求a,b,c的值;

(Ⅱ)求函数f(x)的单调递增区间,并求函数f(x)在[﹣1,3]上的最大值和最小值.  

正确答案

解:(Ⅰ)∵f(x)为奇函数,

∴f(﹣x)=﹣f(x)即﹣ax3﹣bx+c=﹣ax3﹣bx﹣c

∴c=0

∵f'(x)=3ax2+b的最小值为﹣12

∴b=﹣12

又直线x﹣6y﹣7=0的斜率为 

因此,f'(1)=3a+b=﹣6

∴a=2,b=﹣12,c=0.

(Ⅱ)f(x)=2x3﹣12x.

列表如下:

所以函数f(x)的单调增区间是

∵f(﹣1)=10,,f(3)=18

∴f(x)在[﹣1,3]上的最大值是f(3)=18,最小值是

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