1231t由V′(t)=c(tt4)c4(t2)(t8),424令V′(t)=0,解得t=8(t=-2舍去).
当t变化时,V′(t) 与V (t)的变化情况如下表: t (4,8) 8 V′(t) V(t) + 0 极大值 1t41
(8,10) - 由上表,V(t)在t=8时取得最大值V(8)=8e2+50-108.52(亿立方米). 故知一年内该水库的最大蓄水量是108.32亿立方米
32212. (2008湖北文) 已知函数f(x)xmxmx1(m为常数,且m>0)有极大值9. (Ⅰ)求m的值;
(Ⅱ)若斜率为-5的直线是曲线yf(x)的切线,求此直线方程.
12.本小题主要考查应用导数研究函数性质的方法和基本运算能力.(满分12分) 解:(Ⅰ) f’(x)=3x2+2mx-m2=(x+m)(3x-m)=0,则x=-m或x= 当x变化时,f’(x)与f(x)的变化情况如下表: x (-∞,-m) -m (-m,1m, 31m 30 极小值 (1m) 31m,+∞) 3f’(x) + 0 - f (x) 极大值 从而可知,当x=-m时,函数f(x)取得极大值9, 即f(-m)=-m3+m3+m3+1=9,∴m=2. (Ⅱ)由(Ⅰ)知,f(x)=x3+2x2-4x+1,
依题意知f’(x)=3x2+4x-4=-5,∴x=-1或x=-又f(-1)=6,f(-+ 1. 3168)=, 327681=-5(x+), 273所以切线方程为y-6=-5(x+1),或y-即5x+y-1=0,或135x+27y-23=0.
13.(2008湖南文) 已知函数f(x)(I)证明:27c5;
149xx3x2cx有三个极值点。 42(II)若存在实数c,使函数f(x)在区间a,a2上单调递减,求a的取值范围。
第11页 (共29页)
1913. 解:(I)因为函数f(x)x4x3x242cx有三个极值点, 所以f(x)x33x29xc0有三个互异的实根.
设g(x)x33x29xc,则g(x)3x26x93(x3)(x1), 当x3时,g(x)0, g(x)在(,3)上为增函数; 当3x1时,g(x)0, g(x)在(3,1)上为减函数; 当x1时,g(x)0, g(x)在(1,)上为增函数; 所以函数g(x)在x3时取极大值,在x1时取极小值. 当g(3)0或g(1)0时,g(x)0最多只有两个不同实根. 因为g(x)0有三个不同实根, 所以g(3)0且g(1)0. 即272727c0,且139c0,
解得c27,且c5,故27c5.
(II)由(I)的证明可知,当27c5时, f(x)有三个极值点. 不妨设为x1,x2,x3(x1x2x3),则f(x)(xx1)(xx2)(xx3).
所以f(x)的单调递减区间是(,x1],[x2,x3] 若f(x)在区间a,a2上单调递减,
则a,a2(,x1], 或a,a2[x2,x3],
若a,a2(,x1],则a2x1.由(I)知,x13,于是a5. 若a,a2[x2,x3],则ax2且a2x3.由(I)知,3x21.
又f(x)x33x29xc,当c27时,f(x)(x3)(x3)2; 当c5时,f(x)(x5)(x1)2.
因此, 当27c5时,1x33.所以a3,且a23.
即3a1.故a5,或3a1.反之, 当a5,或3a1时, 总可找到c(27,5),使函数f(x)在区间a,a2上单调递减. 综上所述, a的取值范围是(,5)U(3,1).
14.. (2008湖南理)已知函数
f(x)=ln2(1+x)-x21x. (I) 求函数f(x)的单调区间; (Ⅱ)若不等式(11)aane对任意的nN*都成立(其中e是自然对数的底数).
求的最大值.
14.解: (Ⅰ)函数f(x)的定义域是(1,),
f(x)2ln(1x)x22x2(1x)ln(1x)x22x1x(1x)2(1x)2. 设g(x)2(1x)ln(1x)x22x,则g(x)2ln(1x)2x.
令h(x)2ln(1x)2x,则h(x)21x22x1x. 当1x0时, h(x)0, h(x)在(-1,0)上为增函数, 当x>0时,h(x)0,h(x)在(0,)上为减函数.
所以h(x)在x=0处取得极大值,而h(0)=0,所以g(x)0(x0),
第12页29页) (共
函数g(x)在(1,)上为减函数. 于是当1x0时,g(x)g(0)0, 当x>0时,g(x)g(0)0.
所以,当1x0时,f(x)0,f(x)在(-1,0)上为增函数. 当x>0时,f(x)0,f(x)在(0,)上为减函数.
故函数f(x)的单调递增区间为(-1,0),单调递减区间为(0,).
(Ⅱ)不等式(1)11e等价于不等式(na)ln(1)1.由11知,
nn111,x0,1,则 an. 设G(x)1ln(1x)xln(1)n11(1x)ln2(1x)x2G(x)22. 22(1x)ln(1x)xx(1x)ln(1x)na1nx20,即(1x)ln2(1x)x20. 由(Ⅰ)知,ln(1x)1x所以G(x)0,x0,1,于是G(x)在0,1上为减函数.
2故函数G(x)在0,1上的最小值为G(1)所以a的最大值为
11. ln211. ln2 15.(2008江苏)某地有三家工厂,分别位于矩形ABCD 的顶点A,B 及CD的中点P 处,已知AB=20km, CB =10km ,为了处理三家工厂的污水,现要在矩形ABCD 的区域上(含边界),且A,B 与等距离的一点O 处建造一个污水处理厂,并铺设排污管道AO,BO,OP ,设排污管道的总长为ykm. PDC
(Ⅰ)按下列要求写出函数关系式:
O①设∠BAO=(rad),将y表示成的函数关系式;
②设OPx(km) ,将y表示成xx的函数关系式. (Ⅱ)请你选用(Ⅰ)中的一个函数关系式,确定
BA污水处理厂的位置,使三条排污管道总长度最短.
15.【解析】本小题主要考查函数最值的应用.
(Ⅰ)①由条件知PQ 垂直平分AB,若∠BAO=(rad) ,则OAAQ10, 故 coscos10,又OP=1010tan10-10ta, cos10101010tan, 所以yOAOBOPcoscos2010sin所求函数关系式为y100
4cosOB②若OP=x(km) ,则OQ=10-x,所以OA =OB=210x2102x220x200 所求函数关系式为yx2x20x2000x10
第13页 (共29页)
(Ⅱ)选择函数模型①,y令y0 得sin ''10cosgcos2010sinsin102sin1 22coscos1,因为0,所以=,
462''当0,时,y0 ,y是的减函数;当,时,y0 ,y是的增函数,所以当=
66时,ymin10103。这时点P 位于线段AB 的中垂线上,且距离AB 边 103km处。 316.(2008江西文)已知函数f(x)1413xaxa2x2a4(a0) 43(1)求函数yf(x)的单调区间;
(2)若函数yf(x)的图像与直线y1恰有两个交点,求a的取值范围.
32216. 解:(1)因为f(x)xax2axx(x2a)(xa) 令f(x)0得x12a,x20,x3a 由a0时,f(x)在f(x)0根的左右的符号如下表所示
x f(x) f(x) (,2a) 2a 0 极小值 ] (2a,0) Z 0 0 极大值 (0,a) ] a 0 极小值 (a,) Z 所以f(x)的递增区间为(2a,0)与(a,)
2a)与(0,a) f(x)的递减区间为(,5474(2)由(1)得到f(x)极小值f(2a)a,f(x)极小值f(a)a
312f(x)极大值f(0)a4
要使f(x)的图像与直线y1恰有两个交点,只要a1453474a或a41, 12即a12或0a1. 717.(2008江西理) 已知函数fx=
11x+
11a+
ax,x∈(0,+∞).
ax8 (1)当a8时,求fx的单调区间; (2)对任意正数a,证明:1fx2. 17.
解:(1)a8时,
f(x)∴
f'(x)(1x)'1x(1x)(1x)'1x1x1x21x2x1x1x2x1x(1x)1x1x1 31x1x1x31 第14页 (共29页)
令f'(x)0,结合x0,解得0x1 故f(x)在(0,1)单调递增,同理f(x)在(1,)单调递减。 ∴a8时,f(x)单调递增区间为(0,1),单调递减区间为(1,)。 (2)对任意给定的a0,x0,因
f(x)11181x1a18,若令bax,则abx8 ① axf(x)111x11a1b ②
(一)先证f(x)1:因为
1111x1x,1a11a,11b11b
又由2abx≥442abx8,∴abx≥6
所以
f(x)111
1x1a1111b1x1a1b 32(abx)abbxax9(abx)(abbx
(1x)(1a)(1b)ax)(1x)(1a)(1b)
1(abx) (abbxax)abx
(1x)(1a)(1b)1(2).再证f(x)2:由①、②中关于x,a,b的对称性,不妨设x≥a≥b,则011b1,
11x1121a16661
∴f(x)11x11a11b2
(Ⅱ)若a+b<7,由①得x8ab,∴1ab1xab8 ③ 因为1bb2b21b11b4(ab)2(12(1b)) ∴11b1b2(1b) ④
同理得11a1a2(1a) ⑤,于是
f(x)21abab2(1a1b2ab8) ⑥
今证明a1ab1b2abab8 ⑦ 因为
abab1a1b2(1a)(1b),则只要2ab(1a)(1b)2abab8 只要(1a)(1b)8ab,即证1abab8ab,即a+b<7,而这显然成立。
第15页29页) (共
综上,对任意正数a,1fx2.
32218..(2008辽宁文) 设函数f(x)axbx3ax1(a,bR)在xx1,xx2处取得极值,且
x1x22.
(Ⅰ)若a1,求b的值,并求f(x)的单调区间; (Ⅱ)若a0,求b的取值范围.
18.本小题主要考查函数的导数,单调性、极值,最值等基础知识,考查综合利用导数研究函数的有关性质的能力.满分14分
22解:f(x)3ax2bx3a.① ····································································· 2分
(Ⅰ)当a1时,
f(x)3x22bx3;
由题意知x1,x2为方程3x2bx30的两根,所以
24b236x1x2.
3由x1x22,得b0. ··············································································· 4分
从而f(x)x3x1,f(x)3x33(x1)(x1).
当x(11),时,f(x)0;当x(∞,1)U(1,∞)时,f(x)0.
故f(x)在(11)······························ 6分 ,单调递减,在(∞,1),(1,∞)单调递增. ·(Ⅱ)由①式及题意知x1,x2为方程3x2bx3a0的两根,
22224b236a3所以x1x2.
3a22从而x1x22b9a(1a),
由上式及题设知0a≤1. ············································································· 8分 考虑g(a)9a9a,
232g(a)18a27a227aa. ······························································ 10分
322241单调递减,从而g(a)在01g故g(a)在0,单调递增,在,的极大值为,.
333324又g(a)在01,,上只有一个极值,所以g上的最大值,且最小值为g(1)0. 为g(a)在013323234,. ·所以b0,,即b的取值范围为······································· 14分
333219.(2008辽宁理)设函数f(x)lnxlnxln(x1). 1x(Ⅰ)求f(x)的单调区间和极值;
(Ⅱ)是否存在实数a,使得关于x的不等式f(x)≥a的解集为(0,+)?若存在,求a的取值范围;若不存在,试说明理由.
19.本小题主要考查函数的导数,单调性,极值,不等式等基础知识,考查综合利用数学知识分析问题、解决问题的能力.满分14分.
第16页 (共29页)
1lnx11lnx. ······························· 2分
x(1x)(1x)2xx1(1x)2故当x(01),时,f(x)0, x(1,∞)时,f(x)0. 所以f(x)在(0,············································· 4分 1)单调递增,在(1,∞)单调递减. ·由此知f(x)在(0,∞································ 6分 )的极大值为f(1)ln2,没有极小值. (Ⅱ)(ⅰ)当a≤0时,
(1x)ln(1x)xlnxln(1x)xln(1x)lnx0, 由于f(x)1x1x故关于x的不等式f(x)≥a的解集为(0,∞··············································· 10分 ). ·
解:(Ⅰ)f(x)ln2n1lnx1nln1ln1知f(2)(ⅱ)当a0时,由f(x)n12n1x2x有
,其中n为正整数,且nn1a22······································· 12分 ne1nlog2(e1). ·
22ln2nnln2nln22ln2又n≥2时,. 12n1(11)nn(n1)n122ln2a4ln2且n1. n12nn4ln2取整数n0满足n0log2(e21),n01,且n0≥2,
anln21aan则f(20)0nln1na,
1202022). 即当a0时,关于x的不等式f(x)≥a的解集不是(0,∞综合(ⅰ)(ⅱ)知,存在a,使得关于x的不等式f(x)≥a的解集为(0,∞),且a的取值范围为
1ln1n2································································································· 14分 0. ·∞,
3220.(2008全国Ⅰ卷文、理)已知函数f(x)xaxx1,aR. (Ⅰ)讨论函数f(x)的单调区间;
内是减函数,求a的取值范围. (Ⅱ)设函数f(x)在区间,
3220.解:(1)f(x)xaxx1 求导:f(x)3x2ax1 当a222313≤3时,≤0,f(x)≥0
f(x)在R上递增
aa23当a3,f(x)0求得两根为x
3aa23aa23aa23,即f(x)在,递增,递减,
3332 第17页 (共29页)
aa23,递增 3aa232≤33,且a23 (2)1aa23≥337解得:a≥
43221.(2008全国Ⅱ卷文) 设aR,函数f(x)ax3x. (Ⅰ)若x2是函数yf(x)的极值点,求a的值; (Ⅱ)若函数g(x)f(x)f(x),x[0,2],在x0处取得最大值,求a的取值范围.
221.解:(Ⅰ)f(x)3ax6x3x(ax2).
因为x2是函数yf(x)的极值点,所以f(2)0,即6(2a2)0,因此a1. 经验证,当a1时,x2是函数yf(x)的极值点. ········································· 4分 (Ⅱ)由题设,g(x)ax3x3ax6xax(x3)3x(x2). 当g(x)在区间[0,2]上的最大值为g(0)时,
3222g(0)≥g(2),
即0≥20a24.
6.································································································ 9分 56反之,当a≤时,对任意x[0,2],
56g(x)≤x2(x3)3x(x2)
53x(2x2x10) 53x(2x5)(x2) 5≤0,
而g(0)0,故g(x)在区间[0,2]上的最大值为g(0).
6综上,a的取值范围为,. ··································································· 12分
5故得a≤
22.(2008全国Ⅱ卷理)设函数f(x)(Ⅰ)求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)如果对任何x≥0,都有f(x)≤ax,求a的取值范围.
22.解:(Ⅰ)f(x)sinx.
2cosx(2cosx)cosxsinx(sinx)2cosx1. ·················· 2分
(2cosx)2(2cosx)2 第18页 (共29页)
2π2π1(kZ)时,cosx,即f(x)0; x2kπ3322π4π1当2kπ(kZ)时,cosx,即f(x)0. x2kπ3322π2π,2kπ因此f(x)在每一个区间2kπ(kZ)是增函数, 332π4π2kπ····························· 6分 f(x)在每一个区间2kπ,(kZ)是减函数. 33(Ⅱ)令g(x)axf(x),则
2cosx1g(x)a 2(2cosx)23a
2cosx(2cosx)2当2kπ1113a.
32cosx31故当a≥时,g(x)≥0.
3又g(0)0,所以当x≥0时,g(x)≥g(0)0,即f(x)≤ax. ························ 9分
1当0a时,令h(x)sinx3ax,则h(x)cosx3a.
3故当x0,arccos3a时,h(x)0.
因此h(x)在0,arccos3a上单调增加. 故当x(0,arccos3a)时,h(x)h(0)0, 即sinx3ax.
于是,当x(0,arccos3a)时,f(x)当a≤0时,有f2sinxsinxax.
2cosx3ππ10≥ag. 2221. ·因此,a的取值范围是,·································································· 12分 3
2x13223.(2008山东文)设函数f(x)xeaxbx,已知x2和x1为f(x)的极值点. (Ⅰ)求a和b的值;
(Ⅱ)讨论f(x)的单调性; (Ⅲ)设g(x)23xx2,试比较f(x)与g(x)的大小. 3
x12223.解:(Ⅰ)因为f(x)e(2xx)3ax2bx
xex1(x2)x(3ax2b),
又x2和x1为f(x)的极值点,所以f(2)f(1)0,
6a2b0,因此
33a2b0, 第19页 (共29页)
解方程组得a13,b1. (Ⅱ)因为a13,b1,
所以f(x)x(x2)(ex11),
令f(x)0,解得x12,x20,x31. 因为当x(,2)U(0,1)时,f(x)0; 当x(2,0)U(1,)时,f(x)0. 所以f(x)在(2,0)和(1,)上是单调递增的; 在(,2)和(0,1)上是单调递减的.
(Ⅲ)由(Ⅰ)可知f(x)x2ex11323xx,
故f(x)g(x)x2ex1x3x2(ex1x),
令h(x)ex1x,
则h(x)ex11.
令h(x)0,得x1, 因为x,1时,h(x)≤0,
所以h(x)在x,1上单调递减. 故x,1时,h(x)≥h(1)0; 因为x1,时,h(x)≥0, 所以h(x)在x1,上单调递增. 故x1,时,h(x)≥h(1)0.
所以对任意x(,),恒有h(x)≥0,又x2≥0,
因此f(x)g(x)≥0,
故对任意x(,),恒有f(x)≥g(x).
24. (2008山东理)已知函数f(x)1(1x)naln(x1),其中n∈N*,a为常数.
(Ⅰ)当n=2时,求函数f(x)的极值;
(Ⅱ)当a=1时,证明:对任意的正整数n,当x≥2时,有f(x)≤x-1. 24.(Ⅰ)解:由已知得函数f(x)的定义域为{x|x>1},
当n=2时,f(x)1(1x)2aln(x1), 所以 f(x)2a(1x)2(1x)3. (1)当a>0时,由f(x)=0得
x211a>1,x221a<1, 此时 f′(x)=a(xx1)(xx2)(1x)3.
第20页 (共29页)
当x∈(1,x1)时,f′(x)<0,f(x)单调递减; 当x∈(x1+∞)时,f′(x)>0, f(x)单调递增.
(2)当a≤0时,f′(x)<0恒成立,所以f(x)无极值. 综上所述,n=2时, 当a>0时,f(x)在x1当a≤0时,f(x)无极值. (Ⅱ)证法一:因为a=1,所以f(x) 当n为偶数时,
22a2)(1ln). 处取得极小值,极小值为f(1aa2a1ln(x1). n(1x)1ln(x1),
(1x)nn1x2n则 g′(x)=1+>0(x≥2). n1n1(x1)x1x1(x1)令g(x)x1所以当x∈[2,+∞]时,g(x)单调递增,
又 g(2)=0 因此g(x)x11ln(x1)≥g(2)=0恒成立,
(x1)n 所以f(x)≤x-1成立.
当n为奇数时, 要证f(x)≤x-1,由于
1<0,所以只需证ln(x-1) ≤x-1, n(1x) 令 h(x)=x-1-ln(x-1),
1x2≥0(x≥2), x1x1 所以 当x∈[2,+∞]时,h(x)x1ln(x1)单调递增,又h(2)=1>0,
则 h′(x)=1- 所以当x≥2时,恒有h(x) >0,即ln(x-1)<x-1命题成立.
综上所述,结论成立. 证法二:当a=1时,f(x)
1ln(x1).
(1x)n1≤1, n(1x)当x≤2,时,对任意的正整数n,恒有故只需证明1+ln(x-1) ≤x-1.
令h(x)x1(1ln(x1))x2ln(x1),x2,
1x2, x1x1当x≥2时,h(x)≥0,故h(x)在2,上单调递增,
则h(x)1因此 当x≥2时,h(x)≥h(2)=0,即1+ln(x-1) ≤x-1成立. 故 当x≥2时,有
1ln(x1)≤x-1. n(1x) 即f(x)≤x-1.
322225.(2008陕西文) 设函数f(x)xaxax1,g(x)ax2x1,其中实数a0. (Ⅰ)若a0,求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)当函数yf(x)与yg(x)的图象只有一个公共点且g(x)存在最小值时,记g(x)的最小值为
第21页 (共29页)
h(a),求h(a)的值域;
(Ⅲ)若f(x)与g(x)在区间(a,a2)内均为增函数,求a的取值范围.
a2225. 解:(Ⅰ)Q f(x)3x2axa3(x)(xa),又a0,
3aa 当xa或x时,f(x)0;当ax时,f(x)0,
33aaf(x)在(,a)和(,)内是增函数,在(a,)内是减函数.
333222(Ⅱ)由题意知 xaxax1ax2x1,
222即x[x(a2)]0恰有一根(含重根). a2≤0,即2≤a≤2,
又a0, a[2,0)U(0,2].
2当a0时,g(x)才存在最小值,a(0,2].Q g(x)a(x)a1a1, a21]. h(a)a,a(0,2]. h(a)的值域为(,12aa1(Ⅲ)当a0时,f(x)在(,a)和(,)内是增函数,g(x)在(,)内是增函数.
3aa0a由题意得a,解得a≥1;
31aaa1当a0时,f(x)在(,)和(a,)内是增函数,g(x)在(,)内是增函数.
3aa0a由题意得a2,解得a≤3;
31a2a综上可知,实数a的取值范围为(,3]U[1,).
26.(2008陕西理)已知函数f(x)kx1(c0且c1,kR)恰有一个极大值点和一个极小值x2c点,其中一个是xc.
(Ⅰ)求函数f(x)的另一个极值点;
(Ⅱ)求函数f(x)的极大值M和极小值m,并求Mm≥1时k的取值范围.
k(x2c)2x(kx1)kx22xck26.解:(Ⅰ)f(x),由题意知f(c)0,
(x2c)2(x2c)2即得ck2cck0,(*)Qc0,k0.
2由f(x)0得kx2xck0,
2 第22页 (共29页)
由韦达定理知另一个极值点为x1(或xc(Ⅱ)由(*)式得k2). k22,即c1. c1k当c1时,k0;当0c1时,k2. (i)当k0时,f(x)在(,c)和(1,)内是减函数,在(c,1)内是增函数.
k1kMf(1)0,
c12kc1k2mf(c)20,
cc2(k2)kk2≥1及k0,解得k≥2. 由Mm22(k2)(ii)当k2时,f(x)在(,c)和(1,)内是增函数,在(c,1)内是减函数. k2kMf(c)0,mf(1)0
2(k2)2k2k(k1)21Mm1≥1恒成立.
2(k2)2k22)U[2,). 综上可知,所求k的取值范围为(,
5327.(2008四川文) 设x1和x2是函数fxxaxbx1的两个极值点。
(Ⅰ)求a和b的值; (Ⅱ)求fx的单调区间 27.【解】:(Ⅰ)因为f'''x5x43ax2b
由假设知:f153ab0 f解得a2245223ab0
25,b20 3(Ⅱ)由(Ⅰ)知
f'x5x43ax2b5x21x445x1x2x1x2 当x,2U1,1U2,时,f当x2,1U1,2时,f''x0
x0
因此fx的单调增区间是,2,1,1,2,
fx的单调减区间是2,1,1,2
【点评】:此题重点考察利用导数研究函数的极值点,单调性,最值问题; 【突破】:熟悉函数的求导公式,理解函数极值与导数、函数单调性与导数的关系;重视图象或示意图的辅助作用。
228.(2008四川理) 已知x3是函数fxaln1xx10x的一个极值点。 (Ⅰ)求a;
(Ⅱ)求函数fx的单调区间;
第23页 (共29页)
(Ⅲ)若直线yb与函数yfx的图象有3个交点,求b的取值范围。 28.【解】:(Ⅰ)因为f'x 所以f'3 因此a16 (Ⅱ)由(Ⅰ)知,
fx16ln1xx10x,x1,
2a2x10 1xa6100 4 f'x2x24x31x'当x1,1U3,时,fx0
当x1,3时,f
x0
所以fx的单调增区间是1,1,3,
fx的单调减区间是1,3 (Ⅲ)由(Ⅱ)知,fx在1,1内单调增加,在1,3内单调减少,在3,上单调增加,且当x1'或x3时,fx0
所以fx的极大值为f116ln29,极小值为f332ln221
2因此f1616101616ln29f1 fe21321121f3
所以在fx的三个单调区间1,1,1,3,3,直线yb有yfx的图象各有一个交点,当且仅当f3bf1
因此,b的取值范围为32ln221,16ln29。
'【点评】:此题重点考察利用求导研究函数的单调性,最值问题,函数根的问题; 【突破】:熟悉函数的求导公式,理解求导在函数最值中的研究方法是解题的关键,数形结合理解函数的取值范围。
43229.(2008天津文)设函数f(x)xax2xb(xR),其中a,bR.
10时,讨论函数f(x)的单调性; 3(Ⅱ)若函数f(x)仅在x0处有极值,求a的取值范围; (Ⅲ)若对于任意的a2,2,不等式f(x)≤1在11,上恒成立,求b的取值范围.
(Ⅰ)当a
29.本小题主要考查利用导数研究函数的单调性和极值、函数的最大值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力.满分14分.
322(Ⅰ)解:f(x)4x3ax4xx(4x3ax4).
10时, 3f(x)x(4x210x4)2x(2x1)(x2).
1令f(x)0,解得x10,x2,x32.
2当a 第24页 (共29页)
当x变化时,f(x),f(x)的变化情况如下表:
x (∞,0) 0 10, 2 ↗ 1 212 ,22 0 极小值 (2,∞) ↗ f(x) ↘ 0 极小值 0 极大值 ↘ f(x) 11
22
22(Ⅱ)解:f(x)x(4x3ax4),显然x0不是方程4x3ax40的根. 2内是减函数. 所以f(x)在0,,(2,∞)内是增函数,在(∞,0),,
22为使f(x)仅在x0处有极值,必须4x3ax4≥0恒成立,即有9a≤0. 解此不等式,得≤a≤.这时,f(0)b是唯一极值.
838388(Ⅲ)解:由条件a2,2可知9a20,从而4x23ax40恒成立. 当x0时,f(x)0;当x0时,f(x)0.
因此满足条件的a的取值范围是,.
33因此函数f(x)在11,上的最大值是f(1)与f(1)两者中的较大者. 为使对任意的a2,2,不等式f(x)≤1在11,上恒成立,当且仅当
f(1)≤1,b≤2a, 即 f(1)≤1,b≤2a在a2,2上恒成立.
所以b≤4,因此满足条件的b的取值范围是∞,4.
abx0,其中a,bR. x(Ⅰ)若曲线yfx在点P2,f2处的切线方程为y3x1,求函数fx的解析式; (Ⅱ)讨论函数fx的单调性;
11(Ⅲ)若对于任意的a,2,不等式fx10在,1上恒成立,求b的取值范围.
2430.(2008天津理)已知函数fxx30. 本小题主要考查导数的几何意义、利用导数研究函数的单调性、解不等式等基础知识,考查运算能
力、综合分析和解决问题的能力.满分12分.
a,由导数的几何意义得f(2)3,于是a8. x2由切点P(2,f(2))在直线y3x1上可得2b7,解得b9.
8所以函数f(x)的解析式为f(x)x9.
xa(Ⅱ)解:f(x)12.
x当a0时,显然f(x)0(x0).这时f(x)在(,0),(0,)上内是增函数.
(Ⅰ)解:f(x)1当a0时,令f(x)0,解得xa.
第25页 (共29页)
当x变化时,f(x),f(x)的变化情况如下表:
x
(,a) a
0 极大值
(a,0)
- ↘
(0,a)
- ↘
a 0 极小值
(a,)
+ ↗
f(x) + f(x) ↗
所以f(x)在(,a),(a,)内是增函数,在(a,0),(0,)内是减函数.
(Ⅲ)解:由(Ⅱ)知,f(x)在[,1]上的最大值为f()与f(1)的较大者,对于任意的a[,2],
1414123914a11f()10b不等式f(x)10在[,1]上恒成立,当且仅当4,即,对任意的a[,2]成424f(1)10b9a立. 从而得b
31.(2008浙江理)已知a是实数,函数f(x)(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)设g(a)为f(x)在区间0,2上的最小值。
(i)写出g(a)的表达式;
(ii)求a的取值范围,使得6g(a)2。
31.本题主要考查函数的性质、求导、导数的应用等基础知识,同时考查分类讨论思想以及综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力.满分15分. (Ⅰ)解:函数的定义域为[0,),
77,所以满足条件的b的取值范围是(,]. 44x(xa)。
xa3xa(x0). 2x2x若a≤0,则f(x)0, f(x)有单调递增区间[0,).
a若a0,令f(x)0,得x,
3a当0x时,f(x)0,
3a当x时,f(x)0.
3aa. f(x)有单调递减区间0,,单调递增区间,33(Ⅱ)解:(i)若a≤0,f(x)在[0,2]上单调递增, 所以g(a)f(0)0.
aa
2上单调递增, 若0a6,f(x)在0,上单调递减,在,
33f(x)x2aaa. 333若a≥6,f(x)在[0,2]上单调递减,
所以g(a)f所以g(a)f(2)2(2a).
第26页 (共29页)
a≤0,0,2aa综上所述,g(a) ,0a6,332(2a),a≥6.(ii)令6≤g(a)≤2. 若a≤0,无解.
若0a6,解得3≤a6.
若a≥6,解得6≤a≤232. 故a的取值范围为3≤a≤232.
2
32.(2008浙江文)已知a是实数,函数f(x)=x(x-a).
1 (Ⅰ)若f(1)=3,求a的值及曲线yf(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(Ⅱ)求f(x)在区间[0,2]上的最大值。
32.本题主要考查基本性质、导数的应用等基础知识,以及综合运用所学知识分析问题和解决问题的能
力。满分15分。
(I)解:f'(x)3x2ax. 因为f'(I)32a3,
所以 a0.
又当a0时,f(I)1,f'(I)3,
所以曲线yf(x)在(1,f(I))处的切线方程为 3x-y-2=0. (II)解:令f'(x)0,解得x10,x2当
22a. 32a0,即a≤0时,f(x)在[0,2]上单调递增,从而 3fmaxf(2)84a. 2a当2时,即a≥3时,f(x)在[0,2]上单调递减,从而
3fmaxf(0)0.
2a2a2a2,即0a3,f(x)在0,上单调递减,在,2上单调递增,从而 33384a,0a2.fmax
0, 2a3.84a, a2.综上所述,fmax
0, a2.当0
33.(2008重庆文) 设函数f(x)xax9x1(ap0).若曲线y=f(x)的斜率最小的切线与直线12x+y=6平行,求: (Ⅰ)a的值;
(Ⅱ)函数f(x)的单调区间.
第27页 (共29页)
3233. (本小题12分)
解:(Ⅰ)因f(x)xax9x1 所以f(x)3x2ax9
222a2a2. 3(x)933aa2. 即当x时,f(x)取得最小值933 因斜率最小的切线与12xy6平行,即该切线的斜率为-12, a212,即a29. 所以93 解得a3,由题设a0,所以a3.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知a3,因此f(x)x3x9x1,
32f(x)3x26x93(x3(x1)令f(x)0,解得:x11,x23.当x(,1)时,f(x)0,故f(x)在(,1)上为增函数; 当x(1,3)时,f(x)0,故f(x)在(1, 3)上为减函数;当x(3,+)时,f(x)0,故f(x)在(3,)上为增函数.由此可见,函数f(x)的单调递增区间为(,1)和(3,);单调递减区间为(1,3).
234.(2008重庆理)设函数f(x)axbxc(a0),曲线y=f(x)通过点(0,2a+3),且在点(-1,f(-1))处的切线垂直于y轴.
(Ⅰ)用a分别表示b和c;
(Ⅱ)当bc取得最小值时,求函数g(x)=-f(x)e-x的单调区间.
34.(本小题13分)
解:(Ⅰ)因为f(x)axbxc,所以f(x)2axb. 又因为曲线yf(x)通过点(0,2a+3), 故f(0)2a3,而f(0)c,从而c2a3.
又曲线yf(x)在(-1,f(-1))处的切线垂直于y轴,故f(1)0, 即-2a+b=0,因此b=2a.
2329,
4439 故当a时,bc取得最小值-.
4433 此时有b,c.
22323333 从而f(x)xx,f(x)x,
422223233xx g(x)f(x)c(xx)e,
42232xx 所以g(x)(f(x)f(x)e(x4)e.
4 (Ⅱ)由(Ⅰ)得bc2a(2a3)4(a) 第28页 (共29页)
令g(x)0,解得x12,x22.
当x(,2)时,g(x)0,故g(x)在x(,2)上为减函数; 当x(2,2)时,g(x)0,故g(x)在x(2,)上为减函数. 当x(2,)时,g(x)0,故g(x)在x(2,)上为减函数.
由此可见,函数g(x)的单调递减区间为(-∞,-2)和(2,+∞);单调递增区间为(-2,
2).
第29页 (共29页)