6、3x2-6x,令f′(x)=0,得x1=0,x2=2,當(dāng)x∈(-∞,0)時(shí),f′(x)>0,
當(dāng)x∈(0,2)時(shí),f′(x)<0,當(dāng)x∈(2,+∞)時(shí),f′(x)>0,顯然當(dāng)x=2時(shí)f(x)取極小值.
答案 2
9.若曲線f(x)=ax5+ln x存在垂直于y軸的切線,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________.
解析 ∵f′(x)=5ax4+,x∈(0,+∞),
∴由題意知5ax4+=0在(0,+∞)上有解.
即a=-在(0,+∞)上有解.
∵x∈(0,+∞),∴-∈(-∞,0).∴a∈(-∞,0).
答案 (-∞,0)
10.已知函數(shù)y=-x3+bx2-(2b+3)x+2-b在
7、R上不是單調(diào)減函數(shù),則b的取值范圍是________.
解析 y′=-x2+2bx-(2b+3),要使原函數(shù)在R上單調(diào)遞減,應(yīng)有y′≤0恒成立,∴Δ=4b2-4(2b+3)=4(b2-2b-3)≤0,∴-1≤b≤3,故使該函數(shù)在R上不是單調(diào)減函數(shù)的b的取值范圍是b<-1或b>3.
答案 (-∞,-1)∪(3,+∞)
三、解答題
11.設(shè)函數(shù)f(x)=ax3-3x2,(a∈R),且x=2是y=f(x)的極值點(diǎn),求函數(shù)g(x)=ex·f(x)的單調(diào)區(qū)間.
解 f′(x)=3ax2-6x=3x(ax-2).
因?yàn)閤=2是函數(shù)y=f(x)的極值點(diǎn).
所以f′(2)=0,即6(2a-2)=
8、0,因此a=1,
經(jīng)驗(yàn)證,當(dāng)a=1時(shí),x=2是函數(shù)f(x)的極值點(diǎn),
所以g(x)=ex(x3-3x2),
g′(x)=ex(x3-3x2+3x2-6x)
=ex(x3-6x)=x(x+)(x-)ex.
因?yàn)閑x>0,所以y=g(x)的單調(diào)增區(qū)間是(-,0)和(,+∞);單調(diào)減區(qū)間是(-∞,-)和(0,).
12.已知函數(shù)f(x)=x3-ax-1
(1)若f(x)在(-∞,+∞)上單調(diào)遞增,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(2)是否存在實(shí)數(shù)a,使f(x)在(-1,1)上單調(diào)遞減?若存在,求出a的取值范圍;若不存在試說(shuō)明理由.
解 (1)f′(x)=3x2-a
由Δ≤0,即12a≤0,
9、解得a≤0,
因此當(dāng)f(x)在(-∞,+∞)上單調(diào)遞增時(shí),a的取值范圍是(-∞,0].
(2)若f(x)在(-1,1)上單調(diào)遞減,
則對(duì)于任意x∈(-1,1)不等式f′(x)=3x2-a≤0恒成立
即a≥3x2,又x∈(-1,1),則3x2<3因此a≥3
函數(shù)f(x)在(-1,1)上單調(diào)遞減,實(shí)數(shù)a的取值范圍是[3,+∞).
13.已知函數(shù)f(x)=aln x-ax-3(a∈R).
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若函數(shù)y=f(x)的圖象在點(diǎn)(2,f(2))處的切線的傾斜角為45°,對(duì)于任意的t∈[1,2],函數(shù)g(x)=x3+x2在區(qū)間(t,3)上總不是單調(diào)函數(shù),求m
10、的取值范圍.
解 (1)根據(jù)題意知,f′(x)=(x>0),
當(dāng)a>0時(shí),f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,1],單調(diào)遞減區(qū)間為(1,+∞);
當(dāng)a<0時(shí),f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(1,+∞),單調(diào)遞減區(qū)間為(0,1];當(dāng)a=0 時(shí),f(x)不是單調(diào)函數(shù).
(2)∵f′(2)=-=1,∴a=-2,
∴f(x)=-2ln x+2x-3.
∴g(x)=x3+x2-2x,
∴g′(x)=3x2+(m+4)x-2.
∵g(x)在區(qū)間(t,3)上總不是單調(diào)函數(shù),且g′(0)=-2,
∴
由題意知:對(duì)于任意的t∈[1,2],g′(t)<0恒成立,
∴∴-<m<-9.
14.設(shè)函數(shù)f(x
11、)=ln x+在內(nèi)有極值.
(1)求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(2)若x1∈(0,1),x2∈(1,+∞).求證:f(x2)-f(x1)>e+2-.注:e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù).
(1)解 易知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?0,1)∪(1,+∞),
f′(x)=-==.
由函數(shù)f(x)在內(nèi)有極值,可知方程f′(x)=0在內(nèi)有解,令g(x)=x2-(a+2)x+1=(x-α)(x-β).
不妨設(shè)0<α<,則β>e,又g(0)=1>0,
所以g=-+1<0,解得a>e+-2.
(2)證明 由(1)知f′(x)>0?0β,
f′(x)<0?α
12、(0,α),(β,+∞)上單調(diào)遞增,在(α,1),(1,β)上單調(diào)遞減.
由x1∈(0,1)得f(x1)≤f(α)=ln α+,
由x2∈(1,+∞)得f(x2)≥f(β)=ln β+,
所以f(x2)-f(x1)≥f(β)-f(α).
由(1)易知α·β=1,α+β=a+2,
所以f(β)-f(α)=ln β-ln+a=2ln β+a·=2ln β+a·=2lnβ+β-.
記h(β)=2ln β+β-(β>e),
則h′(β)=+1+=2>0,
所以函數(shù)h(β)在(e,+∞)上單調(diào)遞增,
所以f(x2)-f(x1)≥h(β)>h(e)=2+e-.
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