- 函数的概念与基本初等函数
- 共5812题
已知函数f(x)=,g(x)=f(x)+2k,若函数g(x)恰有两个不同的零点,则实数k的取值范围为 。
正确答案
(,)∪{}∪{0}
解析
由g(x)=f(x)+2k=0,即f(x)=﹣2k,
当x≤0时,f(x)=(2x﹣x2)ex,
则f'(x)=(2﹣x2)ex,由f'(x)=(2﹣x2)ex=0,解得x=,
当x=﹣时,函数f(x)取得极小值f(﹣)=,
当x>0时,f(x)=﹣x2+4x+3=﹣(x﹣2)2+7≤7,
作出函数f(x)的图象,由图象可知,要使f(x)=﹣2k有恰有两个不同的交点,
则满足3<﹣2k<7,=﹣2k,
即<k<或k=,
当k=0时,f(x)=﹣2k,有两个交点,满足条件。
知识点
一个圆柱形圆木的底面半径为1m,长为10m,将此圆木沿轴所在的平面剖成两个部分,现要把其中一个部分加工成直四棱柱木梁,长度保持不变,底面为等腰梯形ABCD(如图所示,其中O为圆心,C,D在半圆上),设∠BOC=θ,木梁的体积为V(单位:m3),表面积为S(单位:m2)。
(1)求V关于θ的函数表达式;
(2)求θ的值,使体积V最大;
(3)问当木梁的体积V最大时,其表面积S是否也最大?请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)梯形ABCD的面积S==sinθcosθ+sinθ,θ∈(0,),
体积V(θ)=10(sinθcosθ+sinθ),θ∈(0,),
(2)V′(θ)=10(2cos2θ+cosθ﹣1)=10(2cosθ﹣1)(cosθ+1)。
令V′(θ)=0,得cosθ=,或cosθ=﹣1(舍)。
∵θ∈(0,),∴θ=,
当θ∈(0,)时,<cosθ<1,V′(θ)>0,V(θ)为增函数;
当θ∈(,)时,0<cosθ<,V′(θ)<0,V(θ)为减函数,
∴当θ=时,体积V最大,
(3)木梁的侧面积S侧=10(AB+2BC+CD)=20(cosθ+2sin+1),θ∈(0,)。
∴表面积S=2(siθcosθ+sinθ)+20(cosθ+2sin+1),θ∈(0,),
设g(θ)=cosθ+2sin+1,θ∈(0,)。
∵g(θ)=﹣2sin2+2sin+2,
∴当sin=,即q=时,g(q)最大,
又由(2)知θ=时,sinθcosθ+sinθ取得最大值,
∴θ=时,木梁的表面积S最大,
综上,当木梁的体积V最大时,其表面积S也最大。
知识点
函数的值域为( )
正确答案
解析
令,则,∴,即函数的值域为,选D.
知识点
已知关于x的函数,其导函数.
(1)如果函数试确定b、c的值;
(2)设当时,函数的图象上任一点P处的切线斜率为k,若,求实数b的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)
因为函数在处有极值
所以……………………3分
解得或………………………………4分
(1)当时,
所以在上单调递减,不存在极值
(2)当时,
时,,单调递增
时,,单调递减
所以在处存在极大值,符合题意
综上所述,满足条件的值为 …………7分
(2)当时,函数
设图象上任意一点,则
因为,
所以对任意,恒成立…………9分
所以对任意,不等式恒成立
设,则
当时,
故在区间上单调递减
所以对任意,……………………12分
所以 ………………………………14分
知识点
已知函数f(x)=mx﹣αlnx﹣m,g(x)=,其中m,α均为实数。
(1)求g(x)的极值;
(2)设m=1,α<0,若对任意的x1,x2∈[3,4](x1≠x2),|f(x2)﹣f(x1)|<|﹣|恒成立,求a的最小值;
(3)设α=2,若对任意给定的x0∈(0,e],在区间(0,e]上总存在t1、t2(t1≠t2),使得f(t1)=f(t2)=g(x0)成立,求m的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)g′(x)=,令,解得x=1,
∵ex>0,∴x∈(﹣∞,1)时,g′(x)>0;x∈(1,+∞)时,g′(x)<0,根据极大值的定义知:g(x)极大值是g(1)=1,无极小值。
(2)当m=1,a<0时,f(x)=x﹣alnx﹣1,所以在[3,4]上f′(x)=>0,所以f(x)在[3,4]上是增函数。
设h(x)=,所以在[3,4]上h′(x)=>0,所以h(x)在[3,4]上为增函数。
设x2>x1,则恒成立,变成恒成立,即:f(x2)﹣f(x1)<h(x2)﹣h(x1)恒成立,即:f(x2)﹣h(x2)<f(x1)﹣h(x1),设u(x)=f(x)﹣h(x)=,则u(x)在[3,4]上为减函数。
∴u′(x)=1﹣≤0在[3,4]上恒成立。
∴恒成立,设v(x)=x﹣,所以v′(x)=1﹣=,因为x∈[3,4],所以,所以v′(x)<0,所以v(x)为减函数。
∴v(x)在[3,4]上的最大值为v(3)=。
∴a≥,∴a的最小值为:。
(3)由(1)知g(x)在(0,1]上单调递增,在(1,e]单调单调递减,又g(0)=0,g(e)=,所以g(x)的值域是(0,1]。
∵f(x)=mx﹣2lnx﹣m;
∴当m=0时,f(x)=﹣2lnx,在(0,e]为减函数,由题意知,f(x)在(0,e]不是单调函数;故m=0不合题意;
当m≠0时,f′(x)=,由于f(x)在(0,e]上不单调,所以,即;①
此时f(x)在(0,)递减,在(,e]递增;
∴f(e)≥1,即me﹣2﹣m≥1,解得;②
所以由①②,得;
∵1∈(0,e],∴f()≤f(1)=0满足条件。
下证存在t∈(0,]使得f(t)≥1;
取t=e﹣m,先证,即证2em﹣m>0;③
设w(x)=2ex﹣x,则w′(x)=2ex﹣1>0在[,+∞)时恒成立;
∴w(x)在[,+∞)上递增,∴w(x)≥>0,所以③成立;
再证f(e﹣m)≥1;
∵f,∴时,命题成立。
所以m的取值范围是:[,+∞)。
知识点
已知函数,若a、b、c互不相等,且, 则的取值范围是( )
正确答案
解析
依题意,设,,如图,
又,函数的图像时半个周期,更具图形的对称性,有
,而,∴,故选C.
知识点
在△ABC中,内角A、B、C的对边分别是a、b、c,若,,则角A= .
正确答案
解析
∵,由正弦定理得,代入得,由余弦定理得,,
∴,又为三角形内角,故.
知识点
已知,,若函数与的图象在处的切线平行,则 ,
正确答案
解析
∵,,∴,,,又函数与的图象在处的切线平行,∴,∴或(舍去),故.
知识点
已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)求在区间上的最小值;
(3)设,当时,对任意,都有成立,求实数的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)的单调递增区间为,单调递减区间为
(2)当时,的最小值为(1-k)e;
当时,的最小值为(2-k)e2;
当时,的最小值为;
(3).
知识点
某化工企业2012年底投入100万元,购入一套污水处理设备,该设备每年的运转费用是0.5万元,此外每年都要花费一定的维护费,第一年的维护费为2万元,由于设备老化,以后每年的维护费都比上一年增加2万元。
(1)求该企业使用该设备年的年平均污水处理费用(万元);
(2)问为使该企业的年平均污水处理费用最低,该企业几年后需要重新更换新的污水处理设备
正确答案
见解析
解析
(1),即;·········6分
(2)由均值不等式得:(万元)
当且仅当,即使取到等号············10分
答:该企业10年后需要重新更换新设备················12分
知识点
设函数f(x)=ax3+bx2+cx,在x=1,x=-1处有极值且f(1)=-1,求a、b、c的值及函数f(x)的极值。
正确答案
见解析。
解析
∵f(x)=ax3+bx3+cx
∴f′(x)=3ax2+2bx+c
∵在x=1,x=-1处有极值且f(1)=-1
∴
∴a=,b=0,c=-…………………………3分
∴f′(x)= x2-
令f′(x)=0,得x=1………………………………5分
………………………………8分
∴y极大值=f(-1)=1, y极小值=f(1)=-1…………………………12分
知识点
已知函数。
(1)若,令函数,求函数在上的极大值、极小值;
(2)若函数在上恒为单调递增函数,求实数的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1),所以
由得或………………………………………2分
所以函数在处取得极小值;在处取得极大值………………6分
(2)因为的对称轴为
(a)若即时,要使函数在上恒为单调递增函数,则有,解得:,所以;………………………10分
(b)若即时,要使函数在上恒为单调递增函数,则有,解得:,所以;…………13分
综上,实数的取值范围为………………………………………14分
知识点
已知函数
(1)若在区间[1,+)上是增函数,求实数的取值范围
(2)若是的极值点,求在[1,]上的最大值
正确答案
见解析。
解析
(1)
在是增函数,学科网
在上恒有,即
在[1,+)上恒成立,
则必有且………………6分
(2)依题意,
则
令,
得.
则当经变化时,与变化情况如下表www.zxxk.com
在[1,4]上的最大值是. ……………… 14分
(3)函数的图象与函数的图象恰有3个交点,即方程恰有3个不等实根。
是其中一个根,
且.
存在满足条件的b的值,b的取值范围是且.………………14分
知识点
设函数.
(1)试问函数能否在时取得极值?说明理由;
(2)若当时,函数与的图像有两个公共点,求c的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意,
假设在时取得极值,则有,∴a=-1,………………4分
而此时,,函数在x=-14处无极值.……………6分
(2)设,则有,∴,
设,令,解得或.
列表如下:
由此可知:F(x)在(-3,1)、(3,4)上是增函数,在(-1,3)上是减函数.………10分
当x=-1时,F(x)取得极大值F(-1)=;当x=3时,F(x)取得极小值
F(-3)=F(3)=-9,而F(4)=.
如果函数与的图像有两个公共点,则函数F(x)与G(x)有两个公共点,
所以或.……………………………………………………14分
知识点
已知函数.
(1)若曲线经过点,曲线在点处的切线与直线垂直,求的值;
(2)在(1)的条件下,试求函数(为实常数,)的极大值与极小值之差;
(3)若在区间内存在两个不同的极值点,求证:.
正确答案
见解析。
解析
(1),
直线的斜率为,曲线在点处的切线的斜率为,
……①
曲线经过点,
……②
由①②得: ……………………………………………………………………3分
(2)由(1)知:,,, 由,或.
当,即或时,,,变化如下表
由表可知:
……………5分
当即时,,,变化如下表
由表可知:
………………7分
综上可知:当或时,;
当时,……………………………………8分
(3)因为在区间内存在两个极值点 ,所以,
即在内有两个不等的实根。
∴ …………………………………………………………10分
由 (1)+(3)得:,………………………………………………………11分
由(4)得:,由(3)得:,
,∴。
故 …………………………………………………………………………12分
知识点
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