f(a)g(a)>f(x)g(x)>f(b)g(b).故选C.
答案:
C
10.函数y=-2sinx的图象大致是( )
A B
C D
解析:
y′=-2cosx,令y′=0,解得cosx=,根据三角函数的知识可知此方程有无穷多个解,即函数y=-2sinx有无穷多个极值点,又函数y=-2sinx是奇函数,所以图象关于坐标原点对称,故选C.
答案:
C
11.对任意的x∈R,函数f(x)=x3+ax2+7ax不存在极值点的充要条件是( )
A.0≤a≤21B.a=0或a=7
C.a<0或a>21D.a=0或a=21
解析:
f′(x)=3x2+2ax+7a,令f′(x)=0,即3x2+2ax+7a=0,对于此方程,Δ=4a2-84a,当Δ≤0,即0≤a≤21时,f′(x)≥0恒成立,函数不存在极值点.
答案:
A
12.若a>0,b>0,且函数f(x)=4x3-ax2-2bx+2在x=1处有极值,则ab的最大值等于( )
A.2B.3C.6D.9
解析:
函数的导数为f′(x)=12x2-2ax-2b,由函数f(x)在x=1处有极值,可知函数f′(x)在x=1处的导数值为0,即12-2a-2b=0,所以a+b=6,由题意知a,b都是正实数,所以ab≤=
=9,当且仅当a=b=3时取到等号.
答案:
D
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中横线上)
13.若曲线y=xa+1(a∈R)在点(1,2)处的切线经过坐标原点,则a=________.
解析:
由题意,知y′=axa-1,故在点(1,2)处的切线的斜率a,又因为切线过坐标原点,所以a==2.
答案:
2
14.函数f(x)=(x≥2)的最大值为________.
解析:
先利用导数判断函数的单调性,再进一步求解函数的最大值.
f′(x)==-,
当x≥2时,f′(x)<0,所以f(x)在[2,+∞)上是减函数,
故f(x)max=f
(2)==2.
答案:
2
15.当x∈[-1,2]时,x3-x2-x<m恒成立,则实数m的取值范围是________.
解析:
记f(x)=x3-x2-x,
所以f′(x)=3x2-2x-1.
令f′(x)=0,得x=-或x=1.
又因为f=,f
(2)=2,f(-1)=-1,f
(1)=-1,
所以当x∈[-1,2]时,(f(x))max=2,所以m>2.
答案:
(2,+∞)
16.已知f(x)为偶函数,当x≤0时,f(x)=e-x-1-x,则曲线y=f(x)在点(1,2)处的切线方程是________.
解析:
设x>0,则-x<0,f(-x)=ex-1+x.
因为f(x)为偶函数,所以f(-x)=f(x),
所以f(x)=ex-1+x.
因为当x>0时,f′(x)=ex-1+1,
所以f′
(1)=e1-1+1=1+1=2.
所以曲线y=f(x)在点(1,2)处的切线方程为y-2=2(x-1),
即2x-y=0.
答案:
2x-y=0
三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(本小题满分10分)已知函数f(x)=x3+x-16.
(1)求曲线y=f(x)在点(2,-6)处的切线的方程;
(2)如果曲线y=f(x)的某一切线与直线y=-x+3垂直,求切点坐标与切线的方程.
解:
(1)因为f′(x)=(x3+x-16)′=3x2+1,
所以f(x)在点(2,-6)处的切线的斜率为k=f′
(2)=13.
所以切线的方程为y=13(x-2)+(-6),
即y=13x-32.
(2)因为切线与直线y=-+3垂直,
所以切线的斜率k=4.
设切点的坐标为(x0,y0),
则f′(x0)=3x+1=4,
所以x0=±1,
所以或
即切点坐标为(1,-14)或(-1,-18).
切线方程为y=4(x-1)-14或y=4(x+1)-18.
即y=4x-18或y=4x-14.
18.(本小题满分12分)设函数y=f(x)=4x3+ax2+bx+5在x=与x=-1处有极值.
(1)写出函数的解析式;
(2)指出函数的单调区间;
(3)求f(x)在[-1,2]上的最值.
解:
(1)y′=12x2+2ax+b,由题设知当x=与x=-1时函数有极值,则x=与x=-1满足y′=0,
即解得
所以y=4x3-3x2-18x+5.
(2)y′=12x2-6x-18=6(x+1)(2x-3),列表如下:
x
(-∞,
-1)
-1
y′
+
0
-
0
+
y
↗
y极大值
=16
↘
y极小
值=-
↗
由上表可知(-∞,-1)和(,+∞)为函数的单调递增区间,为函数的单调递减区间.
(3)因为f(-1)=16,f=-,f
(2)=-11,
所以f(x)在[-1,2]上最小值是-,最大值为16.
19.(本小题满分12分)有甲、乙两种商品,经营销售这两种商品所能获得的利润依次是P万元和Q万元,它们与投入资金x万元的关系有经验公式:
P=,Q=.现有3万元资金投入经营甲、乙两种商品,为获得最大利润,对甲、乙两种商品的资金投入分别应为多少?
能获得的最大利润是多少?
解:
设对乙种商品投资x万元,则甲种商品投资为(3-x)万元,总利润为y万元.
根据题意,得y=+(0≤x≤3),
y′=-+·.令y′=0,解得x=.
由实际意义知x=即为函数的极大值点,也是最大值点,此时3-x=.
因此为获得最大利润,对甲、乙两种商品的资金投入应分别为0.75万元和2.25万元,获得的最大利润为1.05万元.
20.(本小题满分12分)若函数f(x)=4x3-ax+3在[-,]上是单调函数,则实数a的取值范围为多少?
解:
f′(x)=12x2-a,若f(x)在上为单调增函数,
则f′(x)≥0在上恒成立,
即12x2-a≥0在上恒成立.
所以a≤12x2在[-,]上恒成立,
所以a≤(12x2)min=0.
当a=0时,f′(x)=12x2≥0恒成立[只有x=0时f′(x)=0].
所以a=0符合题意.
若f(x)在上为单调减函数,
则f′(x)≤0,在上恒成立,
即12x2-a≤0在上恒成立,
所以a≥12x2在上恒成立,
所以a≥(12x2)max=3.
当a=3时,f′(x)=12x2-3=3(4x2-1)≤0恒成立(且只有x=±时f′(x)=0.
因此,a的取值范围为a≤0或a≥3.
21.(本小题满分12分)已知函数f(x)=x2+lnx.
(1)求函数f(x)在区间[1,e]上的最大值、最小值;
(2)求证:
在区间[1,+∞)上,函数f(x)的图象在函数g(x)=x3的图象的下方.
(1)解:
由f(x)=x2+lnx得f′(x)=x+,
因为当x∈[1,e]时,f′(x)>0,
所以函数f(x)在[1,e]上是增函数.
f(x)max=f(e)=e2+1,
f(x)min=f
(1)=.
(2)证明:
设F(x)=f(x)-g(x)=x2+lnx-x3,则F′(x)=x+-2x2=.
因为x>1,所以F′(x)<0,
所以函数F(x)在(1,+∞)上是减函数,又因为F
(1)=-,故在[1,+∞)上有F(x)<0,即f(x)22.(本小