34.(本小题满分12分)
设函数f(x)x2ex1ax3bx2,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;
232
(Ⅲ)设g(x)x3x2,试比较f(x)与g(x)的大小.
3
解:
(Ⅰ)因为f(x)ex1(2xx2)3ax22bxxex1(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,
1
解方程组得a1,b1.
3
1
(Ⅱ)因为a,b1,
3
所以f(x)x(x2)(ex11),
令f(x)0,解得x12,x20,x31.
因为当x(,2)(0,1)时,f(x)0;
当x(2,0)(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.
1
(Ⅲ)由(Ⅰ)可知f(x)x2ex1x3x2,
3
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).
35.(本小题满分12分)
1
已知函数f(x)ax3bx2x3,其中a0
3
(1)当a,b满足什么条件时,f(x)取得极值?
(2)已知a0,且f(x)在区间(0,1]上单调递增,试用a表示出b的取值范围.
(1)由已知得f'(x)ax22bx1,令f'(x)0,得ax22bx10,
f(x)要取得极值,方程ax22bx10必须有解,
所以△4b24a0,即b2a,此时方程ax22bx10的根为
2b4b24abb2a2b4b24abb2a
x1,x2,
2aa2aa
所以f'(x)a(xx1)(xx2)
当a0时,
x
(-∞,x1)
x1
(x1,x2)
x2
(x2,+∞)
f'(x)
+
0
-
0
+
f(x)
增函数
极大值
减函数
极小值
增函数
所以f(x)在x1,x2处分别取得极大值和极小值当a0时,
x
(-∞,x2)
x2
(x2,x1)
x1
(x1,+∞)
f'(x)
-
0
+
0
f(x)
减函数
极小值
增函数
极大值
减函数
所以f(x)在x1,x2处分别取得极大值和极小值
综上,当a,b满足b2a时,f(x)取得极值
2
(2)要使f(x)在区间(0,1]上单调递增,需使f'(x)ax22bx10在(0,1]上恒成立.
ax1ax1
即b,x(0,1]恒成立,所以b()max
22x22x
21
设g(x)a2x21x,g'(x)a221x2
a(x2)
a,
2x2,
11
令g'(x)0得x1或x1(舍去),
aa
所以ba
ax1在区间
22x
1
a1
当0a1时,1,此时g'(x)0在区间(0,1]恒成立,所以g(x)
a1(0,1]上单调递增,当x1时g(x)最大,最大值为g
(1),所以b
22a1
综上,当a1时,ba;当0a1时,b
2
36.(本小题满分12分)某企业拟建造如图所示的容器(不计厚度,长度单位:
米),其中容器的中间为圆柱形,左右两端均为半球形,按照设计要求容器的体积为80立方米,且l≥2r.假设该容器的建
3造费用仅与其表面积有关.已知圆柱形部分每平方米建造费用为3千元,半球形部分每平方米建造费用为c(c>3).设该容器的建造费用为y千元.
Ⅰ)写出y关于r的函数表达式,并求该函数的定义域;Ⅱ)求该容器的建造费用最小时的r.
由于l2r
因此0r2.
所以建造费用
2rl34r2c2r4(202r)34r2c,
3r2
2160因此y4(c2)r2,0r2.
r1608(c2)320
II)由(I)得y'8(c2)r22(r3),0r2.r2r2c2
由于c3,所以c20,
当r3200时,rc2
m,则
所以y'8(c22)(rm)(r2rmm2).r2
9
1)当0m2即c时,
2
当r=m时,y'=0;
当r(0,m)时,y'<0;
当r(m,2)时,y'>0.
所以rm是函数y的极小值点,也是最小值点.
9
2)当m2即3c时,
2
当r(0,2)时,y'0,函数单调递减,
所以r=2是函数y的最小值点,
9
综上所述,当3c时,建造费用最小时r2;
2
920当c时,建造费用最小时r3.
2c2