6、x3-2x+3在x=1處的切線方程為________.
解析:當(dāng)x=1時(shí),y=2,故切點(diǎn)為(1,2),又y′=3x2-2,所以切線斜率為k=1,切線方程為y-2=x-1,即x-y+1=0.
答案:x-y+1=0
8.函數(shù)f(x)=x3-x2-3x-1的圖象與x軸的交點(diǎn)個(gè)數(shù)是________.
解析:f′(x)=x2-2x-3=(x+1)(x-3),函數(shù)在(-∞,-1)和(3,+∞)上是增函數(shù),在(-1,3)上是減函數(shù),由f(x)極小值=f(3)=-10<0,f(x)極大值=f(-1)=>0知函數(shù)f(x)的圖象與x軸的交點(diǎn)個(gè)數(shù)為3.
答案:3
9.已知函數(shù)f(x)=x3+2bx2+c
7、x+1有兩個(gè)極值點(diǎn)x1,x2,且x1∈[-2,-1],x2∈[1,2],則f(-1)的取值范圍是________.
解析:由于f′(x)=3x2+4bx+c,據(jù)題意方程3x2+4bx+c=0有兩個(gè)根x1,x2,且x1∈[-2,-1],x2∈[1,2],
令g(x)=3x2+4bx+c,結(jié)合二次函數(shù)圖象可得只需此即為關(guān)于點(diǎn)(b,c)的線性約束條件,作出其對應(yīng)平面區(qū)域,f(-1)=2b-c,問題轉(zhuǎn)化為在上述線性約束條件下確定目標(biāo)函數(shù)f(-1)=2b-c的最值問題,由線性規(guī)劃易知3≤f(-1)≤12.
答案:[3,12]
三、解答題
10.(2014·沈陽質(zhì)量檢測)已知函數(shù)f(x)=lnx
8、,g(x)=ax+b.
(1)若f(x)與g(x)在x=1處相切,試求g(x)的表達(dá)式;
(2)若φ(x)=-f(x)在[1,+∞)上是減函數(shù),求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
解:(1)由已知得f′(x)=,∴f′(1)=1=a,a=2.
又∵g(1)=0=a+b,∴b=-1,∴g(x)=x-1.
(2)φ(x)=-f(x)=-lnx在[1,+∞)上是減函數(shù),
∴φ′(x)=≤0在[1,+∞)上恒成立.
即x2-(2m-2)x+1≥0在[1,+∞)上恒成立,則2m-2≤x+,x∈[1,+∞),
∵x+∈[2,+∞),∴2m-2≤2,m≤2.
11.(2013·福建卷)已知函數(shù)f(x)=
9、x-aln x(a∈R).
(1)當(dāng)a=2時(shí),求曲線y=f(x)在點(diǎn)A(1,f(1))處的切線方程;
(2)求函數(shù)f(x)的極值.
解:函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?0,+∞),f′(x)=1-.
(1)當(dāng)a=2時(shí),f(x)=x-2ln x,f′(x)=1-(x>0),
因而f(1)=1,f′(1)=-1,
所以曲線y=f(x)在點(diǎn)A(1,f(1))處的切線方程為y-1=-(x-1),
即x+y-2=0.
(2)由f′(x)=1-=,x>0知:
①當(dāng)a≤0時(shí),f′(x)>0,函數(shù)f(x)為(0,+∞)上的增函數(shù),函數(shù)f(x)無極值;
②當(dāng)a>0時(shí),由f′(x)=0,解得x=a,
10、
又當(dāng)x∈(0,a)時(shí),f′(x)<0;
當(dāng)x∈(a,+∞)時(shí),f′(x)>0,
從而函數(shù)f(x)在x=a處取得極小值,且極小值為f(a)=a-aln a,無極大值.
綜上,當(dāng)a≤0時(shí),函數(shù)f(x)無極值;
當(dāng)a>0時(shí),函數(shù)f(x)在x=a處取得極小值a-aln a,無極大值.
12.(2014·全國卷Ⅰ)已知函數(shù)f(x)=x3-3x2+ax+2,曲線y=f(x)在點(diǎn)(0,2)處的切線與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為-2.
(1)求a;
(2)證明:當(dāng)k<1時(shí),曲線y=f(x)與直線y=kx-2只有一個(gè)交點(diǎn).
解:(1)f′(x)=3x2-6x+a,f′(0)=a.
曲線y=f(x)在點(diǎn)
11、(0,2)處的切線方程為y=ax+2.
由題設(shè)得-=-2,所以a=1.
(2)證明:由(1)知, f(x)=x3-3x2+x+2.
設(shè)g(x)=f(x)-kx+2=x3-3x2+(1-k)x+4.
由題設(shè)知1-k>0.
當(dāng)x≤0時(shí),g′(x)=3x2-6x+1-k>0,g(x)單調(diào)遞增,g(-1)=k-1<0,g(0)=4,所以g(x)=0在(-∞,0]有唯一實(shí)根.
當(dāng)x>0時(shí),令h(x)=x3-3x2+4,則g(x)=h(x)+(1-k)x>h(x).
h′(x)=3x2-6x=3x(x-2),h(x)在(0,2)單調(diào)遞減,在(2,+∞)單調(diào)遞增,所以g(x)>h(x)≥h(2
12、)=0.
所以g(x)=0在(0,+∞)沒有實(shí)根.
綜上,g(x)=0在R上有唯一實(shí)根,即曲線y=f(x)與直線y=kx-2只有一個(gè)交點(diǎn).
B級—能力提升題
1.(2014·遼寧五校聯(lián)考)已知曲線f(x)=3mx+sinx上存在相互垂直的兩條切線,則實(shí)數(shù)m的值為( )
A. B.-
C.1 D.0
解析:f′(x)=3m+cosx,因存在相互垂直的切線,所以設(shè)(3m+cosx1)(3m+cosx2)=-1,整理得方程:9m2+3(cosx1+cosx2)m+1+cosx1cosx2=0,關(guān)于m的方程有解,所以Δ=9(cosx1-cosx2)2-36≥0恒成立,所以只有在
13、cosx1與cosx2中一個(gè)為1另一個(gè)為-1的時(shí)候才能成立,代入方程得9m2=0,所以m=0.
答案:D
2.(2014·遼寧卷)當(dāng)x∈[-2,1]時(shí),不等式ax3-x2+4x+3≥0恒成立,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是( )
A.[-5,-3] B.[-6,-]
C.[-6,-2] D.[-4,-3]
解析:當(dāng)x=0時(shí),ax3-x2+4x+3≥0變?yōu)?≥0恒成立,即a∈R.
當(dāng)x∈(0,1]時(shí),ax3≥x2-4x-3,a≥,
∴a≥max.
設(shè)φ(x)=,
φ′(x)=
=-=->0,
∴φ(x)在(0,1]上遞增,φ(x)max=φ(1)=-6.
∴a≥-6.
14、當(dāng)x∈[-2,0)時(shí),a≤,
∴a≤min.
仍設(shè)φ(x)=,φ′(x)=-.
當(dāng)x∈[-2,-1)時(shí),φ′(x)<0,
當(dāng)x∈(-1,0)時(shí),φ′(x)>0.
∴當(dāng)x=-1時(shí),φ(x)有極小值,即為最小值.
而φ(x)min=φ(-1)==-2,∴a≤-2.
綜上知-6≤a≤-2.
答案:C
3.(2014·天津卷)已知函數(shù)f(x)=x2-ax3(a>0),x∈R.
(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間和極值;
(2)若對于任意的x1∈(2,+∞),都存在x2∈(1,+∞),使得f(x1)·f(x2)=1,求a的取值范圍.
解:(1)由已知,有f′(x)=2x-2ax2(a>0
15、).
令f′(x)=0,解得x=0或x=.
當(dāng)x變化時(shí),f′(x),f(x)的變化情況如下表:
x
(-∞,0)
0
f′(x)
-
0
+
0
-
f(x)
↘
0
↗
↘
所以f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是;單調(diào)遞減區(qū)間是(-∞,0),.
當(dāng)x=0時(shí),f(x)有極小值,且極小值f(0)=0;當(dāng)x=時(shí),f(x)有極大值,且極大值f=.
(2)由f(0)=f=0及(1)知,當(dāng)x∈時(shí),f(x)>0;當(dāng)x∈時(shí),f(x)<0.
設(shè)集合A={f(x)|x∈(2,+∞)},集合B=,則“對于任意的x1∈(2,+∞),都存在x2∈(1,+∞),使得f(x1)·f(x2)=1”等價(jià)于A?B.顯然,0?B.
下面分三種情況討論:
①當(dāng)>2,即0時(shí),有f(1)<0,且此時(shí)f(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞減,故B=,A=(-∞,f(2)),所以A不是B的子集.
綜上,a的取值范圍是.
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