题目列表(包括答案和解析)
12.(14分)(2010·汕头模拟)已知函数f(x)=
(1)求函数f(x)的单调递增区间;
(2)求函数f(x)的零点.
解 (1)当x>时,f′(x)=1-=
由f′(x)>0得x>1.∴f(x)在(1,+∞)上是增函数.
当x≤时,f(x)=x2+2x+a-1=(x+1)2+a-2,
∴f(x)在上是增函数
∴f(x)的递增区间是和(1,+∞).
(2)当x>时,由(1)知f(x)在上递减,在(1,+∞)上递增且f′(1)=0.∴f(x)有极小值
f(1)=1>0,
此时f(x)无零点.
当x≤时,f(x)=x2+2x+a-1,
Δ=4-4(a-1)=8-4a.
当Δ<0,即a>2时,f(x)无零点.
当Δ=0,即a=2时,f(x)有一个零点-1.
当Δ>0,且f≥0时,
即⇒-≤a<2时
f(x)有两个零点:x==-1±
当Δ>0且f<0,
即⇒a<-时,
f(x)仅有一个零点-1-.
11.(13分)(2010·宁波模拟)设函数f(x)=-x3+2ax2-3a2x+b(0<a<1).
(1)求函数f(x)的单调区间,并求函数f(x)的极大值和极小值;
(2)当x∈[a+1,a+2]时,不等式|f′(x)|≤a,求a的取值范围.
解 (1)∵f′(x)=-x2+4ax-3a2=-(x-3a)(x-a),
由f′(x)>0得:a<x<3a,
由f′(x)<0得:x<a或x>3a,
则函数f(x)的单调递增区间为(a,3a),
单调递减区间为(-∞,a)和(3a,+∞).
列表如下:
x |
(-∞,a) |
a |
(a,3a) |
3a |
(3a,+∞) |
f′(x) |
- |
0 |
+ |
0 |
- |
f(x) |
? |
-a3+b |
? |
b |
? |
∴函数f(x)的极大值为b,极小值为-a3+b.
(2)∵f′(x)=-x2+4ax-3a2=-(x-2a)2+a2,
∴f′(x)在[a+1,a+2]上单调递减,
∴f′(x)max=f′(a+1)=2a-1,
f′(x)min=f′(a+2)=4a-4.
∵不等式|f′(x)|≤a恒成立,
∴,解得:≤a≤1,
又0<a<1,∴≤a<1,
即a的取值范围是≤a<1.
10.(13分)(2010·菏泽模拟)已知函数f(x)=x3-ax2+b(a,b为实数,且a>1)在区间[-1,1]
上的最大值为1,最小值为-2.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若函数g(x)=f(x)-mx在区间[-2,2]上为减函数,求实数m的取值范围.
解 (1)f′(x)=3x2-3ax,
令f′(x)=0,得x1=0,x2=a,∵a>1,
∴f(x)在[-1,0]上为增函数,在[0,1]上为减函数.
∴f(0)=b=1,
∵f(-1)=-a,f(1)=2-a,∴f(-1)<f(1),
∴f(-1)=-a=-2,a=.∴f(x)=x3-2x2+1.
(2)g(x)=x3-2x2-mx+1,g′(x)=3x2-4x-m.
由g(x)在[-2,2]上为减函数,
知g′(x)≤0在x∈[-2,2]上恒成立.
∴,即∴m≥20.
∴实数m的取值范围是m≥20.
9.(2009·湖州模拟)设函数f(x)=ax3-3x+1(x∈R),若对于任意x∈[-1,1],都有f(x)≥0成
立,则实数a的值为________.
解析 若x=0,则不论a取何值,f(x)≥0显然成立;
当x>0,即x∈(0,1]时,f(x)=ax3-3x+1≥0可化为a≥-.
设g(x)=-,则g′(x)=,
所以g(x)在区间上单调递增,在区间上单调递减,
因此g(x)max=g=4,从而a≥4.
当x<0,即x∈[-1,0)时,同理a≤-.
g(x)在区间[-1,0)上单调递增,
∴g(x)min=g(-1)=4,从而a≤4,
综上可知a=4.
答案 4
8.(2010·舟山调研)已知函数f(x)=x3-3a2x+a(a>0)的极大值为正数,极小值为负数,则a的取值范围是________.
解析 ∵f′(x)=3x2-3a2(a>0),∴由f′(x)>0得:x>a或x<-a,由f′(x)<0得:-a<x<a.
∴当x=a时,f(x)有极小值,x=-a时,f(x)有极大值.
由题意得:解得a>.
答案
7.(2010·东莞一模)若函数f(x)=在x=1处取极值,则a=________.
解析 f′(x)==.因为f(x)在1处取极值,所以1是f′(x)=0的根,将x=1代入得a=3.
答案 3
6.(2009·绍兴模拟)已知对任意x∈R,恒有f(-x)=-f(x),g(-x)=g(x),且当x>0时,f′(x)>0,
g′(x)>0,则当x<0时有 ( )
A.f′(x)>0,g′(x)>0 B.f′(x)>0,g′(x)<0
C.f′(x)<0,g′(x)>0 D.f′(x)<0,g′(x)<0
解析 由f(-x)=-f(x),g(-x)=g(x),知f(x)为奇函数,g(x)为偶函数.
又x>0时,f′(x)>0,g′(x)>0,
由奇、偶函数的性质知,当x<0时,f′(x)>0,g′(x)<0.
答案 B
5.(2009·温州五校第二次联考)方程x3-6x2+9x-4=0的实根的个数为 ( )
A.0 B.1 C.2 D.3
解析 令f(x)=x3-6x2+9x-4,则f′(x)=3x2-12x+9=3(x-1)(x-3).由f′(x)>0得x>3
或x<1,由f′(x)<0得1<x<3.
∴f(x)的单调增区间为(3,+∞),(-∞,1),单调减区间为(1,3),∴f(x)在x=1处取极大值,在x=3处取极小值,又∵f(1)=0,f(3)=-4<0,∴函数f(x)的图象与x轴有两个交点,即方程x3-6x2+9x-4=0有两个实根.故选C.
答案 C
4.(2010·黄山模拟)已知函数f(x)的导函数f′(x)=a(x+1)(x-a),若f(x)在x=a处取到极大值,则a的取值范围是 ( )
A.(-1,0) B.(2,+∞)
C.(0,1) D.(-∞,-3)
解析 由f(x)在x=a处取得极大值可知,当x<a时,f′(x)>0,当x>a时,f′(x)<0,即a(x+1)(x-a)>0的解集为x<a且a(x+1)(x-a)<0的解集为x>a,通过对这两个不等式的解集讨论可知-1<a<0.故选A.
答案 A
3.(2010·湛江调研)已知函数f(x)=在[1,+∞)上为减函数,则实数a的取值范围是 ( )
A.0<a< B.0<a≤e
C.a≤e D.a≥e
解析 f′(x)==,因为f(x)在[1,+∞)上为减函数,故
f′(x)≤0在[1,+∞)上恒成立,即ln a≥1-ln x在[1,+∞)上恒成立.设φ(x)=1-ln x,
φ(x)max=1,故ln a≥1,a≥e,选D.
答案 D
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