- 导数的概念及其几何意义
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设三次函数h(x)=px3+qx2+rx+s满足下列条件:h(1)="1,h(-1)=" -1,在区间(-1,1)上分别取得极大值1和极小值-1,对应的极点分别为a,b。
(1)证明:a+b=0
(2)求h(x)的表达式
(3)已知三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d在(-1,1)上满足-1
正确答案
(1)见解析(2)h(x)=4x3-3x(3)见解析
(1)解:由f(1)=1,f(-1)=-1得q+s="0,r+p=1"
h(x)=px3-sx2+(1-p)x+s
h’(x)=3px2-2sx+1-p
因为(-1,1)内有两极值且f(1)=1,所以有p>0
=0(*)
又由韦达定理得,即
代入(*)中得
因为p>0,a+bÎ(-2,2),所以
所以有
(2)解:由得s=0,q="0"
所以h(x)=px3+(1-p)x,又
消去p得所以有
所以有h(x)=4x3-3x
(3)解:因为|x|<1时|f(x)|<1,所以有|f(1)|£1,|f(-1)|£1
令F(x)=h(x)+f(x),G(x)=h(x)-f(x)
则有F(1)=1+f(1)³0,F()=-1+f(
)<0,F(
)=1+f(-
)>0,F(-1)=-1+f(-1)£0
所以有F(x)在(-1,1)内有极大值和极小值,当x>1时,F(x)>0,当x<-1时,F(x)<0
同理有:G(1)=1-f(1)³0, G()=-1-f(
)<0, G(
)=1-f(-
)>0,
G(-1)=-1-f(-1)£0
所以有G(x)在(-1,1)内有极大值和极小值,当x>1时,G(x)>0,当x<-1时,G(x)<0
所以当|x|>1时,有F(x)G(x)>0即h2(x)>f2(x)即|h(x)|>|f(x)
设a∈[-2,0],已知函数f(x)=
(Ⅰ) 证明f(x)在区间(-1,1)内单调递减,在区间(1,+∞)内单调递增;
(Ⅱ) 设曲线y=f(x)在点Pi(xi,f(xi))(i=1,2,3)处的切线相互平行,且x1x2x3≠0,证明x1+x2+x3>.
正确答案
(I)令f1(x)=x3-(a+5)x(x≤0),f2(x)=x3-x2+ax(x>0).
①(x)=3x2-(a+5),由于a∈[-2,0],从而当-1<x<0时,
(x)=3x2-(a+5)<3-a-5≤0,
所以函数f1(x)在区间(-1,0)内单调递减,
②(x)=3x2-(a+3)x+a=(3x-a)(x-1),由于a∈[-2,0],所以0<x<1时,
(x)<0;
当x>1时,(x)>0,即函数f2(x)在区间(0,1)内单调递减,在区间(1,∞)上单调递增.
综合①②及f1(0)=f2(0),可知:f(x)在区间(-1,1)内单调递减,在区间(1,+∞)内单调递增;
(II)证明:由(I)可知:f′(x)在区间(-∞,0)内单调递减,在区间(0,)内单调递减,在区间(
,+∞)内单调递增.
因为曲线y=f(x)在点Pi(xi,f(xi))(i=1,2,3)处的切线相互平行,从而x1,x2,x3互不相等,且f′(x1)=f′(x2)=f′(x3).
不妨x1<0<x2<x3,由3-(a+5)=3
-(a+3)x2=3
-(a+3)x3+a.
可得3-3
-(a+3)(x2-x3)=0,解得x2+x3=
,从而0<x2<
<x3.
设g(x)=3x2-(a+3)x+a,则g()<g(x2)<g(0)=a.
由3-(a+5)=g(x2)<a,解得-
<x1<0,
所以x1+x2+x3>-+
,
设t=,则a=
,
∵a∈[-2,0],∴t∈[,
],
故x1+x2+x3>-t+=
(t-1)2-
≥-
,
故x1+x2+x3>-.
已知定义在上的函数
其中
为常数。
(1)若是函数
的一个极值点,求
的值;
(2)若函数在区间
上为增函数,求
的取值范围。
正确答案
略
19.(本小题满分13分)
已知函数,其中
是自然对数的底数.
(Ⅰ)求函数的图象在
处的切线方程;
(Ⅱ)求函数在区间
上的最大值与最小值.
正确答案
19.(本题满分13分)
解: (Ⅰ)因为 ,
…………1分
,
,…………4分
所以函数的图象在
处的切线方程为
即
…………6分
(Ⅱ)由(Ⅰ)得
函数的取值情况列表如下:
…………9分
函数在区间
上的最大值
,
最小值. …………10分
, …………12分
…………13分
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