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题型:简答题
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简答题 · 16 分

已知函数

(1)当时,求函数的单调区间;

(2)当时,若恒成立,求实数的取值范围;

(3)设函数的图象在点两处的切线分别为,若,且,求实数的最小值。

正确答案

见解析。

解析

函数,求导得

(1)当时,

,则恒成立,所以上单调减;

,则,令,解得(舍),

时,上单调减;

时,上单调增。

所以函数的单调减区间是,单调增区间是

(2)当时,,而,所以

时,上单调减;

时,上单调增。

所以函数上的最小值为

所以恒成立,解得

又由,得,所以实数的取值范围是

(3)由知,,而,则

,则,所以

解得,不符合题意;

,则

整理得,,由得,

,则,所以

,则

时,上单调减;

时,上单调增。

所以,函数的最小值为,故实数的最小值为

知识点

复合函数的单调性
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,两铁路线垂直相交于站A,若已知AB=100千米,甲火车从A站出发,沿AC方向以50千米/小时的速度行驶,同时乙火车从B站出发,沿BA方向以千米/小时的速度行驶,至A站即停止前行(甲车仍继续行驶)(两车的车长忽略不计)。

(1)求甲、乙两车的最近距离(用含的式子表示);

(2)若甲、乙两车开始行驶到甲,乙两车相距最近时所用时间为小时,问为何值时最大?

正确答案

见解析

解析

(1)设两车距离为,则

   (3分)

,∴当时,

即两车的最近距离是千米;                             (7分)

(2)当两车相距最近时,,            (3分)

此时千米/小时.                                      (5分)

即当车速千米/小时,两车相距最近所用时间最大,最大值是小时.(7分)

知识点

复合函数的单调性
1
题型:简答题
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简答题 · 10 分

关于的不等式的解集为

(1)求实数的值;

(2)若实系数一元二次方程的一个根,求

正确答案

见解析

解析

(1)原不等式等价于,即  -------------------2分

由题意得,解集为的一个不等式   -------------------4分

解得,  -------------------6分

(2)由题意得:  -------------------8分

    -------------------10分

知识点

复合函数的单调性
1
题型:简答题
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简答题 · 16 分

已知函数R,且

(1)若求函数的极值;

(2)设

① 当时,对任意,都有≥1成立,求的最大值;

② 设的导函数,若存在,使成立,求的取值范围。

正确答案

见解析。

解析

(1)当a=2,b=1时,,定义域为(-∞,0)∪(0,+∞)。

所以

令f ′(x)=0,得x1=-1,x2,列表

由表知f (x)的极大值是f (-1)=e-1,f (x)的极小值是f ()=4。

(2)① 因为g (x)=(ax-a)ex-f (x)=(ax--2a)ex

当a=1时,g (x)=(x--2)ex

因为g (x)≥1在x∈(0,+∞)上恒成立,

所以b≤x2-2x-在x∈(0,+∞)上恒成立。

记h(x)=x2-2x-(x>0),则

当0<x<1时,h′(x)<0,h(x)在(0,1)上是减函数;

当x>1时,h′(x)>0,h(x)在(1,+∞)上是增函数。

所以h(x)min=h(1)=-1-e-1

所以b的最大值为-1-e-1

解法二:因为g (x)=(ax-a)ex-f (x)=(ax--2a)ex

当a=1时,g (x)=(x--2)ex

因为g (x)≥1在x∈(0,+∞)上恒成立,

所以g(2)=>0,因此b<0。

因为b<0,所以:当0<x<1时,g′(x)<0,g(x)在(0,1)上是减函数;

当x>1时,g′(x)>0,g(x)在(1,+∞)上是增函数。

所以g(x)min=g(1)=(-1-b)e-1

因为g (x)≥1在x∈(0,+∞)上恒成立,

所以(-1-b)e-1≥1,解得b≤-1-e-1

因此b的最大值为-1-e-1

②解法一:因为g (x)=(ax--2a)ex,所以g ′(x)=(+ax--a)ex

由g (x)+g ′(x)=0,得(ax--2a)ex+(+ax--a)ex=0,

整理得2ax3-3ax2-2bx+b=0。

存在x>1,使g (x)+g ′(x)=0成立,

等价于存在x>1,2ax3-3ax2-2bx+b=0成立。

因为a>0,所以=。

(x>1),则

因为x>1,u′(x)>0恒成立,所以u(x)在(1,+∞)是增函数,所以u(x)>u(1)=-1,

所以>-1,即的取值范围为(-1,+∞)。         

解法二:因为g (x)=(ax--2a)ex,所以g ′(x)=(+ax--a)ex

由g (x)+g ′(x)=0,得(ax--2a)ex+(+ax--a)ex=0,

整理得2ax3-3ax2-2bx+b=0。

存在x>1,使g (x)+g ′(x)=0成立,

等价于存在x>1,2ax3-3ax2-2bx+b=0成立。     

设u(x)=2ax3-3ax2-2bx+b(x≥1)

u′(x)=6ax2-6ax-2b=6ax(x-1)-2b≥-2b

当b≤0时,u′(x) ≥0

此时u(x)在[1,+∞)上单调递增,因此u(x)≥u(1)=-a-b

因为存在x>1,2ax3-3ax2-2bx+b=0成立

所以只要-a-b<0即可,此时-1<≤0     

当b>0时,

,得u(x0)=b>0,

又u(1)=-a-b<0

于是u(x)=0,在(1,x0)上必有零点

即存在x>1,2ax3-3ax2-2bx+b=0成立,此时>0 

综上有的取值范围为(-1,+∞)。

知识点

复合函数的单调性
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

已知,函数.

(1)当时,求使成立的的集合;

(2)求函数在区间上的最小值。

正确答案

见解析

解析

(1)由题意,.………………………1分

时,,解得;……………………2分

时,,解得.…………………3分

综上,所求解集为……………………4分

(2)①当时,在区间上,,其图像是开口向上的抛物线,对称轴是

……………………6分

②  当时,在区间[1,2]上,……8分

③当时,在区间[1,2]上,,其图像是开口向下的抛物线,对称轴是

  当时,…………10分

  当时,

∴综上,……………………12分

知识点

复合函数的单调性
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