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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=x3x2+bx+c,其中a>0,曲线y=f(x)在点P(0,f(0))处的切线方程为y=1.

(1)确定b,c的值;

(2)设曲线y=f(x)在点(x1,f(x1))及(x2,f(x2))处的切线都过点(0,2).

证明:当x1≠x2时,f ′(x1)≠f ′(x2);

(3)若过点(0,2)可作曲线y=f(x)的三条不同切线,求a的取值范围.

正确答案

解:(1)由f(x)=x3x2+bx+c,得f(0)=c,f ′(x)=x2-ax+b,f ′(0)=b,

又由曲线y=f(x)在点P(0,f(0))处的切线方程为y=1,得f(0)=1,f ′(0)=0,故b=0,c=1.

(2)f(x)=x3x2+1,f ′(x)=x2-ax,由于点(t,f(t))处的切线方程为y-f(t)=f ′(t)(x-t),

而点(0,2)在切线上,所以2-f(t)=f ′(t)(-t),化简得t3t2+1=0,

即t满足的方程为t3t2+1=0,

下面用反证法证明:假设f ′(x1)=f ′(x2),

由于曲线y=f(x)在点(x1,f(x1))及(x2,f(x2))处的切线都过点(0,2),则下列等式成立:

由③得x1+x2=a,由①-②得x12+x1x2+x22=a2

又x12+x1●x2+x22=(x1+x2)2-x1x2=a2-x1(a-x2)=x12-ax1+a2=(x1)2a2a2故由④得,x1,此时x2与x1≠x2矛盾,所以f ′(x1)≠f ′(x2).

(3)由(2)知,过点(0,2)可作y=f(x)的三条切线,等价于方程2-f(t)=f ′(t)(0-t)有三个相异的实根,即等价于方程t3t2+1=0有三个相异的实根.

设g(t)=t3t2+1,则g′(t)=2t2-at=2t(t-)

由于a>0,故有

由g(t)的单调性可知:要使g(t)=0有三个相异的实根,当且仅当1-<0,即a>

∴a的取值范围是(,+∞)

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简答题

已知函数f(x)=x3

(Ⅰ)记φ(x)=f(x)+f′(x)(t∈R),求φ(x)的极小值;

(Ⅱ)若函数h(x)=+sinx的图象上存在互相垂直的两条切线,求实数λ的值及相应的切点坐标。

正确答案

解:(Ⅰ)由已知:

,或

时,

为增函数,此时不存在极值;

当t>0时,x变化时,变化如下:

由上表可知:

当t<0时,x变化时,变化如下:

由上表可知:

(Ⅱ)

设两切点分别为

∴方程(*)的判别式

从而可得:

上式要成立当且仅当

此时方程(*)的解为λ=0,

∴存在λ=0,此时函数的图象在点处的切线和在点处的切线互相垂直。        

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简答题

设抛物线上与点A(6,0)距离最近的点为N,点N的纵坐标与横坐标的差为c。已知函数f(x)=ax3+bx2-3x+c在x=±1处取得极值。

(1)讨论f(1)和f(-1)是函数f(x)的极大值还是极小值;

(2)过点P(0,16)作y=f(x)的切线,求此切线的方程。

正确答案

解:(1)设N(x,y)为抛物线上一点,则

|MA|与|MA|2同时取到极值,

得x=2,

而当+∞或-∞时,

此时x=2,y=2,

即抛物线上与点A(6,0)距离最近的点N(2,2),

∴c=0,

依题意,得

,解得:

,得x=1或x=-1;

,得x>1或x<1;

,得-1

所以在(-∞,-1)上是增函数,在(1,+∞)上是增函数,在(-1,1)上是减函数,

(2)曲线方程为,点P(0,16)不在曲线上,

设切点Q(x0,y0),则点Q的坐标满足

故切线的方程为

因为点P在切线上,

化简,得,解得:

所以,切点为Q(-2,-2),

所以切线的方程为

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简答题

已知函数f(x)=mx3+2nx2-12x的减区间是(-2,2)。

(1)试求m,n的值;

(2)求过点A(1,-11)且与曲线y=f(x)相切的切线方程;

(3)过点A(1,t)是否存在与曲线y=f(x)相切的3条切线,若存在,求实数t的取值范围;若不存在,请说明理由。

正确答案

解:(1)由题意知:f'(x)=3mx2+4nx-12<0的解集为(-2,2),

所以,-2和2为方程3mx2+4nx-12=0的根,

由韦达定理知,即m=1,n=0。

(2)∵f(x)=x3-12x,

∴f'(x)=3x2-12,

∵f(1)=13-12·1=-11,

当A为切点时,切线的斜率k=f'(1)=3-12=-9,

∴切线方程为y+11=-9(x-1),即9x+y+2=0;

当A不为切点时,设切点为P(x0,f(x0)),这时切线的斜率是k=f'(x0)=

切线方程为y-f(x0)=f'(x0)(x-x0),

因为过点A(1,-11),

∴x0=1或,而x0=1为A点,

即另一个切点为

切线方程为,即45x+4y-1=0,

所以,过点A(1,-11)的切线方程为9x+y+2=0或45x+4y-1=0。

(3)存在满足条件的三条切线

设点P(x0,f(x0))是曲线f(x)=x3-12x的切点,

则在P点处的切线的方程为y-f(x0)=f'(x0)(x-x0

因为其过点A(1,t),

所以,

由于有三条切线,所以方程应有3个实根,

设g(x)=2x3-3x2+t+12,只要使曲线有3个零点即可

设g'(x)=6x2-6x=0,

∴x=0或x=1分别为g(x)的极值点,

当x∈(-∞,0)和(1,+∞)时,g'(x)>0,

g(x)在(-∞,0)和(1,+∞)上分别单增,

当x∈(0,1)时,g'(x)<0,g(x)在(0,1)上单减,

所以,x=0为极大值点,x=1为极小值点,

所以要使曲线与x轴有3个交点,

当且仅当

解得-12<t<-11。

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简答题

函数的图像如图所示。

(1)若函数在x=2处的切线方程为,求函数的解析式;

(2)在(1)的条件下,是否存在实数m,使得的图像与的图像有且只有三个不同的交点?若存在,求出m的取值范围;若不存在,说明理由。

正确答案

解:(1)由图象可知函数f(x)的图像过点(0,3),且

 ∴,解得:

依题意,f′(2)=-3且f(2)=5,

解得:=1,b=-6,

所以

(2)由题意,可得有三个不相等的实根,

与y=m有三个不同的交点,

故m的取值范围是

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