- 直线方程的综合应用
- 共376题
设函数f(x)=ax3﹣2bx2+cx+4d (a、b、c、d∈R)图象关于原点对称,且x=1时,f(x)取极小值﹣.
(1)求a、b、c、d的值;
(2)当x∈[﹣1,1]时,图象上是否存在两点,使得过此两点处的切线互相垂直?证明你的结论;
(3)若x1,x2∈[﹣1,1]时,求证:.|f(x1)﹣f(x2)≤|.
正确答案
解:(1)∵函数f(x)图象关于原点对称,
∴对任意实数x,都有f(﹣x)=﹣f(x).
∴﹣ax3﹣2bx2﹣cx+4d=﹣ax3+2bx2﹣cx﹣4d,即bx2﹣2d=0恒成立.
∴b=0,d=0,即f(x)=ax3+cx.
∴f′(x)=3ax2+c.
∵x=1时,f(x)取极小值﹣ .
∴f ′(1)=0且f(1)=﹣ ,
即3a+c=0且a+c=﹣ .
解得a= ,c=﹣1.
(2)当x∈[﹣1,1]时,图象上不存在两点,使得过此两点处的切线互相垂直
证明:假设存在x1,x2,则f '(x1)f '(x2)=﹣1
所以(x12﹣1)(x22﹣1)=﹣1
因为x1,x2∈[﹣1,1]
所以x12﹣1,x22﹣1∈[﹣1,0]
因此(x12﹣1)(x22﹣1)≠﹣1
所以不存在.
(3)证明:∵f ′(x)=x2﹣1,由f ′(x)=0,得x=±1.
当x∈(﹣∞,﹣1)或(1,+∞)时,f ′(x)>0;
当x∈(﹣1,1)时,f ′(x)<0.
∴f(x)在[﹣1,1]上是减函数,且fmax(x)=f(﹣1)= ,fmin(x)=f(1)=﹣
.
∴在[﹣1,1]上,|f(x)|≤ .
于是x1,x2∈[﹣1,1]时,|f(x1)﹣f(x2)|≤|f(x)max﹣f(x)min|= +
=
.
故x1,x2∈[﹣1,1]时,|f(x1)﹣f(x2)|≤ .
与直线y=x-2平行且与曲线y=x2-lnx相切的直线方程为______.
正确答案
y'=2x-=1
解得:x=1或x=-(舍去)
∴切点坐标为(1,1)
∴曲线y=x2-lnx的切线方程为x-y=0
故答案为:x-y=0
①函数y=sin4x-cos4x的最小正周期是π;
②已知直线l1:ax+3y-1=0,l2:x+by+1=0,则l1⊥l2的充要条件是=-3
③若α内存在不共线三点到β的距离相等,则平面α∥平面β.其中正确结论的序号为______.(把你认为正确的命题序号都填上)
正确答案
①化简函数y=sin4x-cos4x=-cos2x,可知最小正周期是π,正确.
②已知直线l1:ax+3y-1=0,l2:x+by+1=0,则l1⊥l2的
充要条件是=-3或a=0且b=0,所以②不正确.
③若α内存在不共线三点到β的距离相等,则平面α∥平面β.
当三个点分布在平面β的两侧时,也满足条件,故不正确.
故答案为:①
设函数的极值点.
(I)若函数f(x)在x=2的切线平行于3x﹣4y+4=0,求函数f(x)的解析式;
(II)若f(x)=0恰有两解,求实数c的取值范围.
正确答案
解:(I)求导函数,可得
∵x=1是函数f(x)的极值点,函数f(x)在x=2的切线平行于3x﹣4y+4=0,
∴f′(1)=0,f′(2)=
∴
∴b=﹣ ,c=
∴函数f(x)的解析式为 ;
(II) (x>0)
①若c<0,则f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,f(x)=0恰有两解,则f(1)<0,即
∴
②若0<c<1,则f极大(x)=f(c)=clnc+ ,f极小(x)=f(1)=
∵b=﹣1﹣c,
∴f极大(x)=clnc ,f极小(x)=
∴f(x)=0不可能有两解
③若c≥1,则f极小(x)=clnc ,f极大(x)=
,
∴f(x)=0只有一解
综上可知,实数c的取值范围为
已知函数f(x)=ex+ax,g(x)=exlnx.(其中e为自然对数的底数),
(Ⅰ)设曲线y=f(x)在x=1处的切线与直线x+(e-1)y=1垂直,求a的值;
(Ⅱ)若对于任意实数x≥0,f(x)>0恒成立,试确定实数a的取值范围;
(Ⅲ)当a=-1时,是否存在实数x0∈[1,,e],使曲线C:y=g(x)-f(x)在点x=x0
处的切线与y轴垂直?若存在,求出x0的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(Ⅰ)f'(x)=ex+a,(1分)
因此y=f(x)在(1,f(1))处的切线l的斜率为e+a,(2分)
又直线x+(e-1)y=1的斜率为,(3分)
∴(e+a)•=-1,
∴a=-1.(5分)
(Ⅱ)∵当x≥0时,f(x)=ex+ax>0恒成立,
∴先考虑x=0,此时,f(x)=ex,a可为任意实数;(6分)
又当x>0时,f(x)=ex+ax>0恒成立,
则a>-恒成立,(7分)
设h(x)=-,则h'(x)=
,
当x∈(0,1)时,h'(x)>0,h(x)在(0,1)上单调递增,
当x∈(1,+∞)时,h'(x)<0,h(x)在(1,+∞)上单调递减,
故当x=1时,h(x)取得极大值,h(x)max=h(1)=-e,(9分)
∴要使x≥0,f(x)>0恒成立,a>-e,
∴实数a的取值范围为(-e,+∞).(10分)
(Ⅲ)依题意,曲线C的方程为y=exlnx-ex+x,
令u(x)=exlnx-ex+x,则u′(x)=+exlnx-ex+1=(
+lnx-1)ex+1
设v(x)=+lnx-1,则v′(x)=-
+
=
,
当x∈[1,e],v'(x)≥0,故v(x)在[1,e]上的最小值为v(1)=0,(12分)
所以v(x)≥0,又ex>0,∴u′(x)=(+lnx-1)ex+1>0,
而若曲线C:y=g(x)-f(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直,
则u'(x0)=0,矛盾.(13分)
所以,不存在实数x0∈[1,e],使曲线C:y=g(x)-f(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直.
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