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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3+2x2+x.

(I)求函数f(x)的单调区间与极值;

(II)若对于任意x∈(0,+∞),f(x)≥ax2恒成立,求实数a的取值范围.

正确答案

(I)∵f'(x)=3x2+4x+1=(3x+1)(x+1)

令f'(x)>0得x>-或x<-1

故函数在(-∞,-1)与(-,+∞)是增函数,在(-1,-)是减函数,故函数在x=-1处取到极大值,在x=-处取到极小值

极大值为0,极小值-

(II)若对于任意x∈(0,+∞),f(x)≥ax2恒成立,则必有a≤=x++2对于任意x∈(0,+∞),恒成立,

∵x++2≥4,等号当且仅当x==1时成立

∴a≤4

∴实数a的取值范围(-∞,4]

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简答题

已知函数f(x)=a+,a∈R.

(1)若函数f(x)是定义在R上的奇函数,求a的值;

(2)若函数f(x)=a+在区间(1,2)恰有一个零点,求实数a的取值范围.

正确答案

(1 )函数f(x)是定义在R上的奇函数有f(0)=a+=0

∴a=-

(2)f′(x)=>0∴f(x)是实数集R上的单调递增函数

又函数f(x)的图象不间断,在区间(1,2)恰有一个零点,有f(1)f(2)<0

即(a+)(a+)<0解之得-<a<-

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简答题

已知函数f(x)=alnx+(a>0).

(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和极值;

(Ⅱ)已知对任意的x>0,ax(2-lnx)≤1恒成立,求实数a的取值范围;

(Ⅲ)是否存在实数a使得函数f(x)在[1,e]上最小值为0?若存在,试求出a的值;若不存在,请说明理由.

正确答案

(Ⅰ)函数的定义域为(0,+∞)

求导函数可得f′(x)=-=

由f′(x)>0,可得x>;由f′(x)<0,可得0<x<

∴函数f(x)的单调增区间为(,+∞),单调减区间为(0,)

当x=时,函数取得极大值为f()=-alna+a;

(Ⅱ)已知对任意的x>0,ax(2-lnx)≤1恒成立,则

①2-lnx>0时,a≤恒成立

令g(x)=

∴g′(x)=

当lnx<1时,g′(x)<0,当1<lnx<2时,g′(x)>0,

∴lnx=1时,即x=e时,函数取得最小值为g(e)=

∴a≤

②2-lnx<0时,a≥恒成立

令g(x)=

∴g′(x)=

当2-lnx<0时,g′(x)>0,

∴函数在(e2,+∞)上单调增,函数无最大值,故此时a≥不恒成立;

∴实数a的取值范围是(-∞,];

(Ⅲ)不存在a,使得函数f(x)在[1,e]上最小值为0

由(Ⅰ)知函数f(x)的单调增区间为(,+∞),单调减区间为(0,)

若1≤≤e,即≤a≤1,则函数f(x)在[1,e]上最小值为f()=-alna+a=0,

∴a=e,不满足题意

若0<<1,即a>1,则函数f(x)在[1,e]上最小值为f(1)=1,不满足题意

综上知,不存在a,使得函数f(x)在[1,e]上最小值为0.

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简答题

已知函数f(x)=-x3+x2+ax+b(a,b∈R).

(Ⅰ)若a=3,试确定函数f(x)的单调区间;

(Ⅱ)若函数f(x)在其图象上任意一点(x0,f(x0))处切线的斜率都小于2a2,求实数a的取值范围.

正确答案

(Ⅰ)当a=3时,f(x)=-x3+x2+3x+b,所以f/(x)=-x2+2x+3,

由f'(x)>0,解得-1<x<3,由f'(x)<0,解得x<-1或x>3,

所以函数f(x)的单调增区间为(-1,3),减区间为(-∞,-1)和(3,+∞).

(Ⅱ)因为f'(x)=-x2+2x+a,

由题意得:f'(x)=-x2+2x+a<2a2对任意x∈R恒成立,

即-x2+2x<2a2-a对任意x∈R恒成立,

设g(x)=-x2+2x,所以g(x)=-x2+2x=-(x-1)2+1,

所以当x=1时,g(x)有最大值为1,

因为对任意x∈R,-x2+2x<2a2-a恒成立,

所以2a2-a>1,解得a>1或a<-

所以,实数a的取值范围为{a|a>1或a<-}.

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简答题

设函数f(x)=x2-mlnx,h(x)=x2-x+a.

(1)当a=0时,f(x)≥h(x)在(1,+∞)上恒成立,求实数m的取值范围;

(2)当m=2时,若函数k(x)=f(x)-h(x)在[1,3]上恰有两个不同零点,求实数 a的取值范围;

(3)当m=2时,如果函数g(x)=-f(x)-ax的图象与x轴交于两点A(x1,0)、B(x2,0)且0<x1<x2.求证:g′(px1+qx2)<0(其中正常数p,q满足p+q=1,且q≥p).

正确答案

(1)由a=0,f(x)≥h(x)可得-mlnx≥-x,即 m≤

记 φ=,则f(x)≥h(x)在(1,+∞)上恒成立等价于m≤φ(x)min

求得 φ′(x)=

当x∈(1,e)时;φ′(x)<0;当x∈(e,+∞)时,φ′(x)>0

故φ(x)在x=e处取得极小值,也是最小值,

即φ(x)min=φ(e)=e,故m≤e.

(2)函数k(x)=f(x)-h(x)在[1,3]上恰有两个不同的零点等价于方程x-2lnx=a,在[1,3]上恰有两个相异实根.

令g(x)=x-2lnx,则 g′(x)=1-

当x∈[1,2)时,g′(x)<0,当x∈(2,3]时,g′(x)>0

g(x)在[1,2]上是单调递减函数,在(2,3]上是单调递增函数.

故g(x)min=g(2)=2-2ln2

又g(1)=1,g(3)=3-2ln3

∵g(1)>g(3),

∴只需g(2)<a≤g(3),

故a的取值范围是(2-2ln2,3-2ln3〕

(3)∵g′(x)=-2x-a,又f(x)-ax=0有两个实根x1,x2

两式相减,得2(lnx1-lnx2)-(x12-x22)=a(x1-x2

∴a=-(x1+x2),(x1>0,x2>0)

于是 g/(px1+qx2)=-2(px1+qx2)-+(x1+x2)

=-+(2p-1)(x2-x1).

∵q>p,∴2q≥1,∵2p≤1,∴(2p-1)(x2-x1)<0.

要证:g′(px1+qx2)<0,只需证:-<0.

只需证:+ln<0.(*)

=t∈(0,1),∴(*)化为 +lnt<0

只证 u(t)=lnt+<0即可.u/(t)=+=-=

=>1,0<t<1,

∴t-1<0.∴u′(t)>0,∴u(t)在(0,1)上单调递增,∴u(t)<u(1)=0

∴u(t)<0,∴lnt+<0.

即:+ln<0.∴g′(px1+qx2)<0.

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