题目列表(包括答案和解析)
22.(重庆卷)设函数f(x)=2x3-3(a+1)x2+6ax+8,其中aÎR。
(1) 若f(x)在x=3处取得极值,求常数a的值;
(2) 若f(x)在(-¥,0)上为增函数,求a的取值范围。
解:(Ⅰ)![]()
因
取得极值, 所以
解得![]()
经检验知当
为极值点.
(Ⅱ)令![]()
当
和
上为增函数,故当
上为增函数.
当
上为增函数,从而
上也为增函数.
综上所述,当
上为增函数.
21. (山东卷)已知
是函数
的一个极值点,其中
,
(I)求
与
的关系式;
(II)求
的单调区间;
(III)当
时,函数
的图象上任意一点的切线斜率恒大于3
,求
的取值范围.
解(I)
因为
是函数
的一个极值点,所以
,即
,所以![]()
(II)由(I)知,
=![]()
当
时,有
,当
变化时,
与
的变化如下表:
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
调调递减 |
极小值 |
单调递增 |
极大值 |
单调递减 |
故有上表知,当
时,
在
单调递减,在
单调递增,在
上单调递减.
(III)由已知得
,即![]()
又
所以
即
①
设
,其函数开口向上,由题意知①式恒成立,
所以
解之得
又
所以![]()
即
的取值范围为![]()
20.(辽宁卷)函数
在区间(0,+∞)内可导,导函数
是减函数,且
设
是曲线
在点(
)得的切线方程,并设函数![]()
(Ⅰ)用
、
、
表示m;
(Ⅱ)证明:当
;
(Ⅲ)若关于
的不等式
上恒成立,其中a、b为实数,
求b的取值范围及a与b所满足的关系.
解:(Ⅰ)
…………………………………………2分
(Ⅱ)证明:令![]()
因为
递减,所以
递增,因此,当
;
当
.所以
是
唯一的极值点,且是极小值点,可知
的
最小值为0,因此
即
…………………………6分
(Ⅲ)解法一:
,
是不等式成立的必要条件,以下讨论设此条件成立.
对任意
成立的充要条件是
![]()
另一方面,由于
满足前述题设中关于函数
的条件,利用(II)的结果可知,
的充要条件是:过点(0,
)与曲线
相切的直线的斜率大于
,该切线的方程为![]()
于是
的充要条件是
…………………………10分
综上,不等式
对任意
成立的充要条件是
①
显然,存在a、b使①式成立的充要条件是:不等式
②
有解、解不等式②得
③
因此,③式即为b的取值范围,①式即为实数在a与b所满足的关系.…………12分
(Ⅲ)解法二:
是不等式成立的必要条件,以下讨论设此条件成立.
对任意
成立的充要条件是
………………………………………………………………8分
令
,于是
对任意
成立的充要条件是
由![]()
当
时
当
时,
,所以,当
时,
取最小值.因此
成立的充要条件是
,即
………………10分
综上,不等式
对任意
成立的充要条件是
①
显然,存在a、b使①式成立的充要条件是:不等式
②
有解、解不等式②得![]()
因此,③式即为b的取值范围,①式即为实数在a与b所满足的关系.…………12分
19.(湖南卷)已知函数f(x)=lnx,g(x)=
ax2+bx,a≠0.
(Ⅰ)若b=2,且h(x)=f(x)-g(x)存在单调递减区间,求a的取值范围;
(Ⅱ)设函数f(x)的图象C1与函数g(x)图象C2交于点P、Q,过线段PQ的中点作x轴的垂线分别交C1,C2于点M、N,证明C1在点M处的切线与C2在点N处的切线不平行.
解:(I)
,
则![]()
因为函数h(x)存在单调递减区间,所以
<0有解.
又因为x>0时,则ax2+2x-1>0有x>0的解.
①当a>0时,y=ax2+2x-1为开口向上的抛物线,ax2+2x-1>0总有x>0的解;
②当a<0时,y=ax2+2x-1为开口向下的抛物线,而ax2+2x-1>0总有x>0的解;
则△=4+4a>0,且方程ax2+2x-1=0至少有一正根.此时,-1<a<0.
综上所述,a的取值范围为(-1,0)∪(0,+∞).
(II)证法一 设点P、Q的坐标分别是(x1, y1),(x2, y2),0<x1<x2.
则点M、N的横坐标为![]()
C1在点M处的切线斜率为![]()
C2在点N处的切线斜率为![]()
假设C1在点M处的切线与C2在点N处的切线平行,则k1=k2.
即
,则
![]()
=![]()
所以
设
则
①
令
则![]()
因为
时,
,所以
在
)上单调递增. 故![]()
则
. 这与①矛盾,假设不成立.
故C1在点M处的切线与C2在点N处的切线不平行.
证法二:同证法一得![]()
因为
,所以![]()
令
,得
②
令![]()
因为
,所以
时,![]()
故
在[1,+
上单调递增.从而
,即![]()
于是
在[1,+
上单调递增.
故
即
这与②矛盾,假设不成立.
故C1在点M处的切线与C2在点N处的切线不平行.
18.(湖南卷)设
,点P(
,0)是函数
的图象的一个公共点,两函数的图象在点P处有相同的切线.
(Ⅰ)用
表示a,b,c;
(Ⅱ)若函数
在(-1,3)上单调递减,求
的取值范围.
解:(I)因为函数
,
的图象都过点(
,0),所以
,
即
.因为
所以
.
![]()
又因为
,
在点(
,0)处有相同的切线,所以![]()
而![]()
将
代入上式得
因此
故
,
,![]()
(II)解法一
.
当
时,函数
单调递减.
由
,若
;若![]()
由题意,函数
在(-1,3)上单调递减,则
![]()
所以![]()
又当
时,函数
在(-1,3)上单调递减.
所以
的取值范围为![]()
解法二:![]()
因为函数
在(-1,3)上单调递减,且
是(-1,3)
上的抛物线,
所以
即
解得![]()
所以
的取值范围为![]()
17. (湖北卷) 已知向量
在区间(-1,1)上是增函数,求t的取值范围.
解法1:依定义![]()
![]()
![]()
![]()
开口向上的抛物线,故要使
在区间
(-1,1)上恒成立![]()
![]()
![]()
.
解法2:依定义![]()
![]()
的图象是开口向下的抛物线,
![]()
![]()
16.(福建卷)已知函数
的图象在点M(-1,f(x))处的切线方程为x+2y+5=0.
(Ⅰ)求函数y=f(x)的解析式;
(Ⅱ)求函数y=f(x)的单调区间.
解:(1)由函数f(x)的图象在点M(-1f(-1))处的 切线方程为x+2y+5=0,知
![]()
![]()
15.(福建卷)已知函数
的图象过点P(0,2),且在点M(-1,f(-1))处的切线方程为
.
(Ⅰ)求函数
的解析式;
(Ⅱ)求函数
的单调区间.
解:(Ⅰ)由
的图象经过P(0,2),知d=2,所以![]()
![]()
由在
处的切线方程是
,知
![]()
![]()
故所求的解析式是 ![]()
(Ⅱ)![]()
解得
当![]()
当![]()
故
内是增函数,在
内是减函数,
在
内是增函数.
14. (北京卷)已知函数f(x)=-x3+3x2+9x+a,
(I)求f(x)的单调递减区间;
(II)若f(x)在区间[-2,2]上的最大值为20,求它在该区间上的最小值.
解:(I) f ’(x)=-3x2+6x+9.令f ‘(x)<0,解得x<-1或x>3,
所以函数f(x)的单调递减区间为(-∞,-1),(3,+∞).
(II)因为f(-2)=8+12-18+a=2+a,f(2)=-8+12+18+a=22+a,
所以f(2)>f(-2).因为在(-1,3)上f ‘(x)>0,所以f(x)在[-1, 2]上单调递增,又由于f(x)在[-2,-1]上单调递减,因此f(2)和f(-1)分别是f(x)在区间[-2,2]上的最大值和最小值,于是有 22+a=20,解得 a=-2.
故f(x)=-x3+3x2+9x-2,因此f(-1)=1+3-9-2=-7,
即函数f(x)在区间[-2,2]上的最小值为-7.
13. ( 全国卷III)已知函数
,![]()
(Ⅰ)求
的单调区间和值域;
(Ⅱ)设
,函数
,若对于任意
,总存在
,使得
成立,求
的取值范围
解:对函数
求导,得
![]()
![]()
令
解得
或![]()
当
变化时,
、
的变化情况如下表:
|
x |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
所以,当
时,
是减函数;当
时,
是增函数;
当
时,
的值域为![]()
(Ⅱ)对函数
求导,得
![]()
因此
,当
时, ![]()
因此当
时,
为减函数,从而当
时有
![]()
又
,
,即当
时有
![]()
任给
,
,存在
使得
,则
![]()
即![]()
解
式得
或![]()
解
式得 ![]()
又
,
故:
的取值范围为![]()
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