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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ln(x-1)-k(x-1)+1

(1)求函数f(x)的极值点.

(2)若f(x)≤0恒成立,试确定实数k的取值范围.

(3)证明:+++…+(n∈N,n>1).

正确答案

(1)f(x)的定义域为(1,+∞),f′(x)=-k.

当k≤0时,∵x-1>0,∴f′(x)>0,则f(x) 在(1,+∞)上是增函数.

f(x)在(1,+∞)上无极值点.

当 k>0时,令f′(x)=0,则 x=1+. 所以当x∈(1,1+ )时,f′(x)=-k>-k=0,

∴f(x)在∈(1,1+ )上是增函数,

当x∈(1+,+∞) 时,f′(x)=-k<-k=0,∴f(x)在∈(1+,+∞)  上是减函数.

∴x=1+ 时,f(x)取得极大值. 

综上可知,当 k≤0时,f(x)无极值点;  当k>0时,f(x)有唯一极值点 x=1+

(2)由1)可知,当k≤0时,f(2)=1-k>0,f(x)≤0 不成立.

故只需考虑k>0.

由1)知,f(x)max=f(1+ )=-lnk,

若f(x)≤0 恒成立,只需 f(x)max=f(1+ )=-lnk≤0 即可,

化简得:k≥1.所以,k 的取值范围是[1,+∞).

3)由2)知,当k=1时,lnx<x-1,x>1.

∴lnn3<n3-1=(n-1)(n2+n+1)<(n-1)(n+1)2

,n∈N,n>1.

+++…+ (3+4+5+…+n+1)=×(n-1)

=,n∈N,n>1.

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简答题

已知函数f(x)=x2+(2a-8)x,不等式f(x)≤5的解集是{x|-1≤x≤5}.

(1)求实数a的值;

(2)f(x)≥m2-4m-9对于x∈R恒成立,求实数m的取值范围.

正确答案

(1)∵函数f(x)=x2+(2a-8)x,不等式f(x)≤5的解集是{x|-1≤x≤5},

∴x=-1,x=5是方程x2+(2a-8)x-5=0的两个实数根,

所以-1+5=8-2a,

解得a=2.

(2)∵a=2,∴f(x)=x2-4x=(x-2)2-4≥-4,

因为f(x)≥m2-4m-9对于x∈R恒成立,

所以-4≥m2-4m-9,

即m2-4m-5≤0,

解得-1≤m≤5,

故实数m的取值范围是{m|-1≤m≤5}.

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简答题

已知定义在R的函数f(x)=(a,b为实常数).

(Ⅰ)当a=b=1时,证明:f(x)不是奇函数;

(Ⅱ)设f(x)是奇函数,求a与b的值;

(Ⅲ)当f(x)是奇函数时,证明对任何实数x、c都有f(x)<c2-3c+3成立.

正确答案

(Ⅰ)f(x)=,f(1)==-,f(-1)==

所以f(-1)≠-f(1),f(x)不是奇函数;(2分)

(Ⅱ)f(x)是奇函数时,f(-x)=-f(x),

=-对任意x∈R恒成立.(4分)

化简整理得(2a-b)•22x+(2ab-4)•2x+(2a-b)=0对任意x∈R恒成立.(6分)

,∴(舍)或,∴.(8分)

另∵f(x)是定义在R的奇函数,∴,,

,验证满足,∴

(Ⅲ)由(Ⅱ)得:f(x)==-+

∵2x>0,∴2x+1>1,

∴0<<1,从而-<f(x)<;(12分)

而c2-3c+3=(c-)2+对任何实数c成立;

所以对任何实数x、c都有f(x)<c2-3c+3成立.(14分)

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简答题

设函数f(x)=.(a∈R且a≠0)

(1)分别判断当a=1及a=-2时函数的奇偶性.

(2)在a∈R且a≠0的条件下,将(1)的结论加以推广,使命题(1)成为推广后命题的特例,并对推广的结论加以证明.

正确答案

(1)当a=1时,f(x)=,由1-x2≥0,

∴-1≤x≤1.所以f(x)=

∵f()=,f(-)=,∴f()≠f(-),f()≠-f(-),

∴f(x)为非奇非偶函数.                                     (4分)

(如举其他的反例同样给分)

当a=-2时,f(x)=,由4-x2≥0,得-2≤x≤2,

所以f(x)=,x∈[-2,0)∪(0,2],

∵f(-x)=-f(x),

∴f(x)为奇函数.(4分)

(2)当a>0时,f(x)为非奇非偶函数;当a<0时,f(x)为奇函数.(2分)a>0时,由a2-x2≥0,得-a≤x≤a,

∴f(x)=,可以验证:对任意的a>0,f()≠f(-),f(-)≠-f(),

∴f(x)为非奇非偶函数.(如举其他的反例同样给分)                               (3分)

a<0时,由a2-x2≥0,得a≤x≤-a,∴f(x)=,x∈[a,0)∪(0,-a],

并且对定义域中任意的x,f(-x)=-f(x)成立,∴f(x)为奇函数.(3分)

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简答题

已知函数f(x)=-x3+x2-2x(a∈R).

(1)当a=3时,求函数f(x)的单调区间;

(2)若对于任意x∈[1,+∞)都有f'(x)<2(a-1)成立,求实数a的取值范围;

(3)若过点(0,-)可作函数y=f(x)图象的三条不同切线,求实数a的取值范围.

正确答案

(1)当a=3时,f(x)=-x3+x2-2x,得f'(x)=-x2+3x-2.…(1分)

因为f'(x)=-x2+3x-2=-(x-1)(x-2),

所以当1<x<2时,f'(x)>0,函数f(x)单调递增;

当x<1或x>2时,f'(x)<0,函数f(x)单调递减.

所以函数f(x)的单调递增区间为(1,2),单调递减区间为(-∞,1)和(2,+∞).…(3分)

(2)方法1:由f(x)=-x3+x2-2x,得f'(x)=-x2+ax-2,

因为对于任意x∈[1,+∞)都有f'(x)<2(a-1)成立,

即对于任意x∈[1,+∞)都有-x2+ax-2<2(a-1)成立,

即对于任意x∈[1,+∞)都有x2-ax+2a>0成立,…(4分)

令h(x)=x2-ax+2a,

要使对任意x∈[1,+∞)都有h(x)>0成立,

必须满足△<0或…(5分)

即a2-8a<0或…(6分)

所以实数a的取值范围为(-1,8).…(7分)

方法2:由f(x)=-x3+x2-2x,得f'(x)=-x2+ax-2,

因为对于任意x∈[1,+∞)都有f'(x)<2(a-1)成立,

所以问题转化为,对于任意x∈[1,+∞)都有[f'(x)]max<2(a-1).…(4分)

因为f′(x)=-(x-)2+-2,其图象开口向下,对称轴为x=

①当<1时,即a<2时,f'(x)在[1,+∞)上单调递减,

所以f'(x)max=f'(1)=a-3,

由a-3<2(a-1),得a>-1,此时-1<a<2.…(5分)

②当≥1时,即a≥2时,f'(x)在[1,]上单调递增,在(,+∞)上单调递减,

所以f′(x)max=f′()=-2,

-2<2(a-1),得0<a<8,此时2≤a<8.…(6分)

综上①②可得,实数a的取值范围为(-1,8).…(7分)

(3)设点P(t,-t3+t2-2t)是函数y=f(x)图象上的切点,

则过点P的切线的斜率为k=f'(t)=-t2+at-2,…(8分)

所以过点P的切线方程为y+t3-t2+2t=(-t2+at-2)(x-t).…(9分)

因为点(0,-)在切线上,

所以-+t3-t2+2t=(-t2+at-2)(0-t),

t3-at2+=0.…(10分)

若过点(0,-)可作函数y=f(x)图象的三条不同切线,

则方程t3-at2+=0有三个不同的实数解.…(11分)

令g(t)=t3-at2+,则函数y=g(t)与t轴有三个不同的交点.

令g'(t)=2t2-at=0,解得t=0或t=.…(12分)

因为g(0)=,g()=-a3+

所以必须g()=-a3+<0,即a>2.…(13分)

所以实数a的取值范围为(2,+∞).…(14分)

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