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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a、b、c、d∈R)满足:∀x∈R都有f(x)+f(-x)=0,且x=1时,f(x)取极小值-

(1)f(x)的解析式;

(2)当x∈[-1,1]时,证明:函数图象上任意两点处的切线不可能互相垂直:

(3)设F(x)=|xf(x)|,证明:x∈(0,)时,F(x)≤

正确答案

(1)因为,∀x∈R,f(-x)=-f(x)成立,所以:b=d=0,

由:f'(1)=0,得3a+c=0,

由:f(1)=-,得a+c=-(3分)

解之得:a=,c=-1从而,

函数解析式为:f(x)=x3-x(5分)

(2)由于,f'(x)=x2-1,

设:任意两数x1,x2∈[-1,1]是函数f(x)图象上两点的横坐标,

则这两点的切线的斜率分别是:k1=f'(x1)=x12-1,k2=f'(x2)=x22-1

又因为:-1≤x1≤1,-1≤x2≤1,所以,k1≤0,k2≤0,得:k1k2≥0知:k1k2≠-1

故,当x∈[-1,1]是函数f(x)图象上任意两点的切线不可能垂直(10分)

(3)当:x∈(0,)时,x2∈(0,3)且3-x2>0此时F(x)=|xf(x)|=|x(x3-x)|=x2(3-x2)≤×()2=

当且仅当:x2=3-x2,即x=∈(0,),取等号,故;F(x)≤(14分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=lnx,g(x)=ax2+bx(a≠0)。

(1)若a=-2时,函数h(x)=f(x)-g(x)在其定义域上是增函数,求实数b的取值范围;

(2)在(1)的结论下,设函数ψ (x)=e2x+bex,x∈[0,ln2],求函数ψ (x)的最小值(用含b的式子表示最小值);

(3)设函数f(x)的图象C1与函数g(x)的图象C2交于点P、Q,过线段PQ的中点R作x轴的垂线分别交C1、C2于点 M、N,问是否存在点R,使C1在M处的切线与C2在N处的切线平行?若存在,求出R的横坐标;若不存在,请说明理由。

正确答案

解:(1)依题意的定义域为(0,+∞)

因为h(x)在(0,+∞)上是增函数

所以对x∈(0,+∞)恒成立

所以

因为x>0,

所以(当且仅当时取等号)

所以b的取值范围是

(2)设则函数化为

所以当,即时,函数y在[1,2]上是增函数,

当t=1时,ymin=b+1

,即-4<b<-2时,当时,

,即b≤-4时,函数y在[1,2]上是减函数,

当t=2时,ymin=4+2b

综上所述,当时,φ(x)的最小值为b+l;

当-4<b<-2时,φ(x)的最小值为

当b≤-4时,φ(x)的最小值为4+2b。

(3)设点P、Q的坐标是(x1,y1)、(x2,y2),且0<x1<x2

则点M、N的横坐标为

C1在点M处的切线斜率为

C2在点N处的切线斜率为

假设C1在点M处的切线与C2在点N处的切线平行,

则k1=k2,即

所以

所以

因为u>1,

所以r'(u)>0

所以r(u)在(1,+∞)上单调递增

故r(u)>r(1)=0。

这与①矛盾,故假设不成立,

故不存在点R,使C1在点M处的切线与C2在点N处的切线平行。

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=lnx,g(x)=ax2+bx,a≠0.

(Ⅰ)若b=2,且h(x)=f(x)-g(x)存在单调递减区间,求a的取值范围;

(Ⅱ)设函数f(x)的图象C1与函数g(x)图象C2交于点P、Q,过线段PQ的中点作x轴的垂线分别交C1,C2于点M、N,证明C1在点M处的切线与C2在点N处的切线不平行.

正确答案

(I)b=2时,h(x)=lnx-ax2-2x,

则h′(x)=-ax-2=-

因为函数h(x)存在单调递减区间,所以h'(x)<0有解.

又因为x>0时,则ax2+2x-1>0有x>0的解.

①当a>0时,y=ax2+2x-1为开口向上的抛物线,ax2+2x-1>0总有x>0的解;

②当a<0时,y=ax2+2x-1为开口向下的抛物线,而ax2+2x-1>0总有x>0的解;

则△=4+4a>0,且方程ax2+2x-1=0至少有一正根.此时,-1<a<0.

综上所述,a的取值范围为(-1,0)∪(0,+∞).

(II)设点P、Q的坐标分别是(x1,y1),(x2,y2),0<x1<x2

则点M、N的横坐标为x=

C1在点M处的切线斜率为k1=,x=,k1=

C2在点N处的切线斜率为k2=ax+b,x=,k2=+b.

假设C1在点M处的切线与C2在点N处的切线平行,则k1=k2

=+b,

=(x22-x12)+b(x2-x1

=(x22+bx2)-(x12+bx1

=y2-y1=lnx2-lnx1

所以ln=.设t=,则lnt=,t=1①

令r(t)=lnt-,t>1.则r′t=-=

因为t>1时,r'(t)>0,所以r(t)在[1,+∞)上单调递增.故r(t)>r(1)=0.

则lnt>.这与①矛盾,假设不成立.

故C1在点M处的切线与C2在点N处的切线不平行.

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题型:简答题
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简答题

已知|m|<1,直线l1:y=mx+1,l2:x=-my+1,l1与l2相交于点P,l1交y轴于点A,l2交x轴于点B

(1)证明:l1⊥l2

(2)用m表示四边形OAPB的面积S,并求出S的最大值;

(3)设S=f (m),求U=S+的单调区间.

正确答案

(1)由题意知,m≠0,l1与l2的斜率分别为 m,,斜率之积等于-1,故l1⊥l2

(2)由题意知,A(0,1),B(1,0),AB=,四边形OAPB为圆内接四边形(有一组对角互补且都是直角),

把l1与l2相的方程联立方程组可解得点P(),AB 的方程为x+y-1=0,

点P到 AB 的距离为 =

 由四边形OAPB的面积S等于两个直角三角形OAB和APB的面积之和,

∴S=×1×1+××=+=

故 m=0 时,S有最大值为 1.

(3)U=S+=+(1+m2),|m|<1,U的导数U=+2m=2m(1-)>0,

∴U 在其定义域(-1,1)内是单调增函数.

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题型:填空题
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填空题

设曲线y=(ax-1)ex在点A(x0,y1)处的切线为l1,曲线y=(1-x)e-x在点B(x0,y2)处的切线为l2.若存在x0∈[0,],使得l1⊥l2,则实数a的取值范围为______.

正确答案

函数y=(ax-1)ex的导数为y′=(ax+a-1)ex

∴l1的斜率为k1=(ax0+a-1)ex0

函数y=(1-x)e-x的导数为y′=(x-2)e-x

∴l2的斜率为k2=(x0-2)e-x0

由题设有k1•k2=-1从而有(ax0+a-1)ex0•(x0-2)e-x0=-1

∴a(x02-x0-2)=x0-3

∵x0∈[0,]得到x02-x0-2≠0,所以a=

又a=,另导数大于0得1<x0<5,

在(0,1)是减函数,在(1,)上是增函数,

x0=0时取得最大值为=

x0=1时取得最小值为1.

∴1≤a≤

故答案为:1≤a≤

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