(1)求函數(shù)f(x)的極值;
(2)當(dāng)x>0時(shí),設(shè)f(x)的反函數(shù)為f-1(x),對(duì)0<p<q,試比較f(q-p)、f-1(q-p)及f-1(q)-f-1(p)的大小.
(文)已知函數(shù)f(x)=x3+bx2+cx+d(b、c、d∈R且都為常數(shù))的導(dǎo)函數(shù)為f′(x)=3x2+4x,且f(1)=7,設(shè)F(x)=f(x)-ax2(a∈R).
(1)當(dāng)a<2時(shí),求F(x)的極小值;
(2)若對(duì)任意的x∈[0,+∞),都有F(x)≥0成立,求a的取值范圍并證明不等式a2-13a+39≥.
答案:(理)解:(1)∵當(dāng)x>0時(shí),f(x)=ex-1在(0,+∞)上單調(diào)遞增,且f(x)=ex-1>0;
當(dāng)x≤0時(shí),f(x)=x3+mx2,此時(shí)f′(x)=x2+2mx=x(x+2m).
①若m=0時(shí),f′(x)=x2≥0,則f(x)=x3在(-∞,0]上單調(diào)遞增,且f(x)=x3≤0.又f(0)=0,可知函數(shù)f(x)在R上單調(diào)遞增,無(wú)極值.
②若m<0,令f′(x)=x(x+2m)>0x<0或x>-2m(舍去).函數(shù)f(x)=x3+mx2在(-∞,0]上單調(diào)遞增,同理,函數(shù)f(x)在R上單調(diào)遞增,無(wú)極值.
③若m>0,令f′(x)=x(x+2m)>0x>0或x<-2m.函數(shù)f(x)=x3+mx2在(-∞,-2m]上單調(diào)遞增,在(-2m,0]上單調(diào)遞減.此時(shí)函數(shù)f(x)在x=-2m處取得極大值:f(-2m)=m3+4m3=m3>0;又f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,故在x=0處取得極小值:f(0)=0.綜上可知,當(dāng)m>0時(shí),f(x)的極大值為m3,極小值為0;當(dāng)m≤0時(shí),f(x)無(wú)極值.
(2)當(dāng)x>0時(shí),設(shè)y=f(x)=ex-1y+1=exx=ln(y+1).∴f-1(x)=ln(x+1)(x>0).①比較f(q-p)與f-1(q-p)的大小.記g(x)=f(x)-f-1(x)=ex-ln(x+1)-1(x>0).∵g′(x)=ex-在(0,+∞)上是單調(diào)遞增函數(shù),∴g′(x)>g′(0)=e0-=0恒成立.∴函數(shù)g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.∴g(x)>g(0)=e0-ln(0+1)-1=0.當(dāng)0<p<q時(shí),有q-p>0,∴g(q-p)=eq-p-ln(q-p+1)-1>0.∴eq-p-1>ln(q-p+1),
即f(q-p)>f-1(q-p).①9分
②比較f-1(q-p)與f-1(q)-f-1(p)的大小.ln(q-p+1)-[ln(q+1)-ln(p+1)]=ln(q-p+1)-ln(q+1)+ln(p+1)
=ln=ln
=ln=ln[+1].
∵0<p<q,∴+1>1,故ln[+1]>0.∴l(xiāng)n(q-p+1)>ln(q+1)-ln(p+1),
即f-1(q-p)>f-1(q)-f-1(p).②
(注:也可用分析法或考查函數(shù)h(x)=ln(x-p+1)-ln(x+1)+ln(p+1),x∈(p,+∞).
求導(dǎo)可知h(x)在(p,+∞)上單調(diào)遞增.∴h(x)>h(p)恒成立,而h(p)=0.∴h(x)>0在x∈(p,+∞)上恒成立.∵q∈(p,+∞),∴h(q)>0恒成立)∴由①②可知,當(dāng)0<p<q時(shí),有f(q-p)>f-1(q-p)>f-1(q)-f-1(p).12分
(文)解:(1)∵f′(x)=3x2+4x=3x2+2bx+c,∴b=2,c=0.∴f(x)=x3+2x2+d.
又∵f(1)=7,∴d=4.∴f(x)=x3+2x2+4.2分
∴F(x)=f(x)-ax2=x3+2x2+4-ax2=x3+(2-a)x2+4.則F′(x)=3x2+2(2-a)x.
由F′(x)=0求得x1=,x2=0.∵a<2,∴x1<x2.
當(dāng)x變化時(shí),F′(x)、F(x)的變化情況如下:
X | (-∞,) | (,0) | 0 | (0,+∞) | |
F′(x) | + | 0 | - | 0 | + |
F(x) | 增函數(shù) | 極大值 | 減函數(shù) | 極小值 | 增函數(shù) |
∴當(dāng)x=0時(shí),F(x)取得極小值4.
(2)由(1)知F(x)=x3+(2-a)x2+4.∵F(x)≥0在[0,+∞)上恒成立當(dāng)x∈[0,+∞)時(shí),F(x)min≥0.
①若2-a>0,即a<2時(shí),由(1)可知F(x)min=F(0)=4>0,符合題意;
②若2-a≤0,即a≥2時(shí),由F′(x)=0求得x1=,x2=0,且x1>x2.
∴當(dāng)x∈[0,+∞)時(shí),F(x)min=F()≥0,即()3-(a-2)()2+4≥0,解不等式得2≤a≤5.綜上所述,應(yīng)有a≤5.
要證不等式a2-13a+39≥,只需證6-a+≥-(a-6)2+3.∵a≤5,∴6-a+≥2,
-(a-6)2+3≤2.(當(dāng)a=5時(shí),“=”成立)故a2-13a+39≥成立(當(dāng)a=5時(shí),“=”成立).
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:
ln(2-x2) |
|x+2|-2 |
AB |
AD |
查看答案和解析>>
科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:
sin2x-(a-4)(sinx-cosx)+a |
π |
2 |
查看答案和解析>>
科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:
|
查看答案和解析>>
科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:
ln(2-x2) | |x+2|-2 |
查看答案和解析>>
科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:
| ||
1-x |
1 |
n |
2 |
n |
n-1 |
n |
1 |
a1 |
1 |
a2 |
1 |
an |
sinα | ||
|
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無(wú)主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com