5、.
由題設(shè)得∈[-2,-1],故m∈[-4,-2].
三、解答題
12.求下列各函數(shù)的最值:
(1)f(x)=sin2x-x,x∈[-,];
(2)f(x)=e-x-ex,x∈[0,a],a為正常數(shù).
解析 (1)因?yàn)閒(x)=sin2x-x,所以f′(x)=2cos2x-1.
又x∈[-,],令f′(x)=0,
解得x=-或x=.
當(dāng)x變化時,f′(x),f(x)的變化情況如下表:
x
-
(-,
由上表可得函數(shù)f(x)的最大值為,最小值為-.
(2)f′(x)=()′-(ex)′=--ex=-.
當(dāng)x∈[0,a]時,f′(x)<0恒
6、成立,
即f(x)在[0,a]上是減函數(shù).
故當(dāng)x=a時,f(x)有最小值f(a)=e-a-ea;
當(dāng)x=0時,f′(x)有最大值f(0)=e-0-e0=0.
13.已知f(x)=x3-x2-x+3,x∈[-1,2],f(x)-m<0恒成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
解析 由f(x)-m<0,即m>f(x)恒成立,
知m>f(x)max.
f′(x)=3x2-2x-1,令f′(x)=0,
解得x=-或x=1.
因?yàn)閒(-)=,f(1)=2,f(-1)=2,f(2)=5,
所以f(x)的最大值為5,故m的取值范圍為(5,+∞).
14.設(shè)函數(shù)f(x)=x2ex.
(1)求f(
7、x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若當(dāng)x∈[-2,2]時,不等式f(x)>m恒成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
解析 (1)f′(x)=xex+x2ex=x(x+2).
由x(x+2)>0,解得x>0或x<-2.
∴(-∞,-2),(0,+∞)為f(x)的增區(qū)間.
由x(x+2)<0,得-2m恒成
8、立,∴m<0.
故m的取值范圍為(-∞,0).
15.設(shè)函數(shù)f(x)定義在(0,+∞)上,f(1)=0,導(dǎo)函數(shù)f′(x)=,g(x)=f(x)+f′(x).
(1)求g(x)的單調(diào)區(qū)間和最小值;
(2)討論g(x)與g()的大小關(guān)系.
解析 (1)由題設(shè)易知f(x)=lnx,g(x)=lnx+,
∴g′(x)=.令g′(x)=0,得x=1.
當(dāng)x∈(0,1)時,g′(x)<0,故(0,1)是g(x)的單調(diào)減區(qū)間.
當(dāng)x∈(1,+∞)時,g′(x)>0,故(1,+∞)是g(x)的單調(diào)增區(qū)間.
∴x=1是g(x)的唯一極值點(diǎn),且為極小值點(diǎn),從而也是最小值點(diǎn),∴最小值為g(1)=1
9、.
(2)g()=-lnx+x,
設(shè)h(x)=g(x)-g()=2lnx-x+,
則h′(x)=-.
當(dāng)x=1時,h(1)=0,即g(x)=g().
當(dāng)x∈(0,1)∪(1,+∞)時,h′(x)<0,h′(1)=0,
∴h(x)在(0,+∞)內(nèi)單調(diào)遞減.
當(dāng)0h(1)=0,即g(x)>g();
當(dāng)x=1時,g(x)=g();
當(dāng)x>1時,h(x)0的x的取值范圍為(1,3).
(1)求f(x)的解析式及f(x)的極
10、大值;
(2)當(dāng)x∈[2,3]時,求g(x)=f′(x)+6(m-2)x的最大值.
解析 (1)由題意知f′(x)=3ax2+2bx+c
=3a(x-1)(x-3)(a<0),
∴在(-∞,1)上f′(x)<0,f(x)是減函數(shù),在(1,3)上f′(x)>0,f(x)是增函數(shù),在(3,+∞)上f′(x)<0,f(x)是減函數(shù).
因此f(x)在x0=1處取得極小值-4,在x=3處取得極大值.
∴
解得a=-1,b=6,c=-9.
∴f(x)=-x3+6x2-9x.
∴f(x)在x=3處取得極大值f(3)=0.
(2)g(x)=-3(x-1)(x-3)+6(m-2)x=-3(x
11、2-2mx+3),
g′(x)=-6x+6m=0,得x=m.
①當(dāng)2≤m≤3時,g(x)max=g(m)=3m2-9;
②當(dāng)m<2時,g(x)在[2,3]上是遞減的,g(x)max=g(2)=12m-21;
③當(dāng)m>3時,g(x)在[2,3]上是遞增的,g(x)max=g(3)=18m-36.
因此g(x)max=
17.設(shè)函數(shù)f(x)=tx2+2t2x+t-1(x∈R,t>0).
(1)求f(x)的最小值h(t);
(2)若h(t)<-2t+m對t∈(0,2)恒成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
解析 (1)∵f(x)=t(x+t)2-t3+t-1(x∈R,t>0),
∴當(dāng)x=-
12、t時,
f(x)取最小值f(-t)=-t3+t-1,
即h(t)=-t3+t-1.
(2)令g(t)=h(t)-(-2t+m)=-t3+3t-1-m.
由g′(t)=-3t2+3=0,得t=1或t=-1(舍去).
當(dāng)t變化時,g′(t),g(t)的變化情況如下表:
t
(0,1)
1
(1,2)
g′(t)
+
0
-
g(t)
極大值1-m
↘
∴g(t)在(0,2)內(nèi)有最大值g(1)=1-m,h(t)<-2t+m在(0,2)內(nèi)恒成立,即g(t)<0在(0,2)內(nèi)恒成立,
即1-m<0,解得m>1,所以m的取值范圍為(1,+∞).
18.已知函數(shù)f(x)=ax2-blnx+在x=x0處取得極小值1+ln2,其導(dǎo)函數(shù)f′(x)的圖像如圖所示.求x0,a,b的值.
解析 由圖可知x0=.
∴當(dāng)x=時,f(x)極小值為1+ln2.
∴a-bln+=1+ln2.
∴a+4bln2=2+4ln2.①
又∵f′(x)=2ax-,
∴f()=2a-2a=0.
∴a=2b.②
由①②解得b=1,a=2.
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