题目列表(包括答案和解析)
已知函数f(x)=ax3+bx2+cx在x=±1处取得极值,且在x=0处的切线的斜率为-3.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若过点A(2,m)可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的取值范围.
【解析】本试题主要考查了导数在研究函数中的运用。第一问,利用函数f(x)=ax3+bx2+cx在x=±1处取得极值,且在x=0处的切线的斜率为-3,得到c=-3 ∴a=1, f(x)=x3-3x
(2)中设切点为(x0,x03-3x0),因为过点A(2,m),所以∴m-(x03-3x0)=(3x02-3)(2-x0)分离参数∴m=-2x03+6x02-6
然后利用g(x)=-2x3+6x2-6函数求导数,判定单调性,从而得到要是有三解,则需要满足-6<m<2
解:(1)f′(x)=3ax2+2bx+c
依题意![]()
又f′(0)=-3
∴c=-3 ∴a=1 ∴f(x)=x3-3x
(2)设切点为(x0,x03-3x0),
∵f′(x)=3x2-3,∴f′(x0)=3x02-3
∴切线方程为y-(x03-3x0)=(3x02-3)(x-x0)
又切线过点A(2,m)
∴m-(x03-3x0)=(3x02-3)(2-x0)
∴m=-2x03+6x02-6
令g(x)=-2x3+6x2-6
则g′(x)=-6x2+12x=-6x(x-2)
由g′(x)=0得x=0或x=2
∴g(x)在(-∞,0)单调递减,(0,2)单调递增,(2,+∞)单调递减.
∴g(x)极小值=g(0)=-6,g(x)极大值=g(2)=2
画出草图知,当-6<m<2时,m=-2x3+6x2-6有三解,
所以m的取值范围是(-6,2).
![]()
已知函数
的最小值为0,其中![]()
(Ⅰ)求
的值;
(Ⅱ)若对任意的
有
≤
成立,求实数
的最小值;
(Ⅲ)证明
(
).
【解析】(1)解:
的定义域为![]()
![]()
由
,得![]()
当x变化时,
,
的变化情况如下表:
|
x |
|
|
|
|
|
- |
0 |
+ |
|
|
|
极小值 |
|
因此,
在
处取得最小值,故由题意
,所以![]()
(2)解:当
时,取
,有
,故
时不合题意.当
时,令
,即![]()
![]()
令
,得![]()
①当
时,
,
在
上恒成立。因此
在
上单调递减.从而对于任意的
,总有
,即
在
上恒成立,故
符合题意.
②当
时,
,对于
,
,故
在
上单调递增.因此当取
时,
,即
不成立.
故
不合题意.
综上,k的最小值为
.
(3)证明:当n=1时,不等式左边=
=右边,所以不等式成立.
当
时,![]()
![]()
![]()
在(2)中取
,得
,
从而![]()
![]()
所以有![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
综上,
,![]()
已知函数
,其中
.
(1)若
在
处取得极值,求曲线
在点
处的切线方程;
(2)讨论函数
在
的单调性;
(3)若函数
在
上的最小值为2,求
的取值范围.
【解析】第一问,
因
在
处取得极值
所以,
,解得
,此时
,可得求曲线
在点
处的切线方程为:![]()
第二问中,易得
的分母大于零,
①当
时,
,函数
在
上单调递增;
②当
时,由
可得
,由
解得![]()
第三问,当
时由(2)可知,
在
上处取得最小值
,
当
时由(2)可知
在
处取得最小值
,不符合题意.
综上,函数
在
上的最小值为2时,求
的取值范围是![]()
已知函数
.
(Ⅰ)求函数
的单调区间;
(Ⅱ)设
,若对任意
,
,不等式
恒成立,求实数
的取值范围.
【解析】第一问利用
的定义域是
由x>0及
得1<x<3;由x>0及
得0<x<1或x>3,
故函数
的单调递增区间是(1,3);单调递减区间是![]()
第二问中,若对任意
不等式
恒成立,问题等价于
只需研究最值即可。
解: (I)
的定义域是
......1分
............. 2分
由x>0及
得1<x<3;由x>0及
得0<x<1或x>3,
故函数
的单调递增区间是(1,3);单调递减区间是
........4分
(II)若对任意
不等式
恒成立,
问题等价于
,
.........5分
由(I)可知,在
上,x=1是函数极小值点,这个极小值是唯一的极值点,
故也是最小值点,所以
; ............6分
![]()
当b<1时,
;
当
时,
;
当b>2时,
;
............8分
问题等价于![]()
........11分
解得b<1 或
或
即
,所以实数b的取值范围是
已知函数
.(
)
(1)若
在区间
上单调递增,求实数
的取值范围;
(2)若在区间
上,函数
的图象恒在曲线
下方,求
的取值范围.
【解析】第一问中,首先利用
在区间
上单调递增,则
在区间
上恒成立,然后分离参数法得到
,进而得到范围;第二问中,在区间
上,函数
的图象恒在曲线
下方等价于
在区间
上恒成立.然后求解得到。
解:(1)
在区间
上单调递增,
则
在区间
上恒成立. …………3分
即
,而当
时,
,故
.
…………5分
所以
.
…………6分
(2)令
,定义域为
.
在区间
上,函数
的图象恒在曲线
下方等价于
在区间
上恒成立.
∵
…………9分
① 若
,令
,得极值点
,
,
当
,即
时,在(
,+∞)上有
,此时
在区间
上是增函数,并且在该区间上有
,不合题意;
当
,即
时,同理可知,
在区间
上递增,
有
,也不合题意;
…………11分
② 若
,则有
,此时在区间
上恒有
,从而
在区间
上是减函数;
要使
在此区间上恒成立,只须满足![]()
,
由此求得
的范围是
. …………13分
综合①②可知,当
时,函数
的图象恒在直线
下方.
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