参考答案
一、选择题
1.D 【解析】f¢(x)=3x2+2ax+3,则x1·x2=1.
2.C 【解析】∵f¢(x)=x2+a,又f¢(-1)=0,∴a=-1,f(1)=3-1+1=3.
3.B 【解析】f¢(x)=3x2-3a,由于f(x)在(0,1)内有最小值,故a>0,且f¢(x)=0的解为x1=,x2=-,则∈(0,1),∴0<a<1.
4.B 【解析】∵f(x)=ax3+bx2,f′(x)=3ax2+2bx,∴ 3a+2b=-3,即 b=-3,令f¢(x)=3x2-6x<0,则0<x<2,即选B.
5.A 【解析】由条件f¢(x)≤0知,选择f(x)图象的下降区间即为解.
6.A 【解析】f¢(x)=ωcos(ωx+p),则ω=3,则由3x+p=2kπ+p,即x=3kπ+p(k∈Z),由此可知x=p为f(x)的图象的一条对称轴.
7.A 【解析】f¢(x)的图象与x轴有A、B、O、C四个交点. 其中在A、C处f¢(x)的值都是由正变负,相应的函数值则由增变减,故f(x)点A、C处应取得极大值;在B处f¢(x)的值由负变正,相应的
函数值则由减变增,故f(x)在点B处应取得极小值.点O处f¢(x)的值没有正负交替的变化,故不是极值点,这就是说,点B是唯一的极值点.
8.C 【解析】因为u=logax(0<a<1)在(0,+∞)上是减函数,根据函数的单调性的复合规律得0≤logax≤2,即≤a≤1,故选C.
8.B 【解析】y¢=(cosx-xsinx)=-xsinx,令-xsinx>0,则xsinx<0,各选项中x均为正,只须sinx<0,故x∈(π,2π).
9.B 【解析】∵f¢(x)=x2+2ax+a2-1=(x+a)2-1,又a≠0,∴f′(x)的图象为第三个,知f¢(0)=0,故a=-1,f(-1)=-3+a+1=-3.
11.B 【解析】依题意得f(x)是奇函数,在(0,+∞)上是增函数,故在(-∞,0)上是增函数,即当x<0时,f¢(x)>0;g(x)是偶函数,在(0,+∞)上是增函数,故在(-∞,0)上是减函数,即
当x<0时,g¢(x)<0.
12.B 【解析】令F(x)=xf(x),则F¢(x)=xf¢(x)+f(x),由xf¢(x)>-f(x),得xf¢(x)+f(x)>0,即则F¢(x)>0,所以f(x)在R上为递增函数.因为a>b,所以af(a)>bf(b).
二、填空题
13.4 【解析】根据导函数对应方程f¢(x)=0的根与极值的关系及极值的定义易得结果.
14.3<a<3 【解析】f¢(x)=x2+ax+2,由题知: ¢¢=9-3a+2>0,解得3<a<3.
15.-2 【解析】f¢(x)=3x2+2bx+c ∵f(x)在[-1,2]上减,∴f¢(x)在[-1,2]上非正.
由 ¢¢≤0,即 12+4b+c≤0,∴15+2(b+c)≤0,∴b+c≤-2.
16.16 【解析】设直线L平行于直线y=-x-1,且与曲线y=2x4相切于点P(x0,y0),则所求最小值d,即点P到直线y=-x-1的距离,y¢=8x3=-1,∴x0=-2,x0=8,∴d=2822=16.
三、解答题
17.【解】 由已知得f¢(x)=6x[x-(a-1)],令f¢(x)=0,解得 x1=0,x2=a-1,.
(Ⅰ)当a=1时,f¢(x)=6x2,f(x)在(-∞,+∞)上单调递增
当a>1时,f¢(x)=6x[x-(a-1)],f¢(x),f(x)随x的变化情况如下表:
x |
(-∞,0) |
0 |
(0,a-1) |
a-1 |
(a-1,+∞) |
f¢(x) |
+ |
0 |
|
0 |
|
f(x) |
↗ |
极大值 |
↘ |
极小值 |
↗ |
从上表可知,函数f(x)在(-∞,0)上单调递增;在(0,a-1)上单调递减;在(a-1,+∞)上单调递增.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当a=1时,函数f(x)没有极值.;当a>1时,函数f(x)在x=0处取得极大值,在x=a-1处取得极小值1-(a-1)3.
18.【解】 (Ⅰ)f(x)=ax3-3x,f¢(x)=3ax2-6x=3x(ax-2),
∵x=1是f(x)的一个极值点,∴f¢(1)=0,∴a=2;
(Ⅱ)①当a=0时,f(x)=-3x2在区间(-1,0)上是增函数,∴a=0符合题意;
②当a≠0时,f¢(x)=3ax(x-a),由f¢(x)=0,得x=0,x=a
当a>0时,对任意x∈(-1,0),f¢(x)>0,∴a>0符合题意;
当a<0时,当x∈(a,0)时,由f¢(x)>0,得a≤-1,∴-2≤a<0符合题意;
综上所述,a≥-2.
19.【解】(Ⅰ)由f(x)的图象经过P(0,2),知d=2,则
f(x)=x3+bx2+cx+2,f¢(x)=3x2+2bx+c,
由在M(-1,f(-1))处的切线方程是6x-y+7=0,知-6-f(-1)+7=0,即f(-1)=1,且f¢(-1)=6,
∴ -1+b-c+2=1,即 b-c=0,解得b=c=-3,
故所求的解析式是f(x)=x3-3x2-3x+2.
(Ⅱ)f¢(x)=3x2-6x-3,令3x2-6x-3=0,即x2-2x-1=0,
解得x1=1-,x2=1+,当x<1-或x>1+时,f¢(x)>0;
当1-<x<1+时,f¢(x)<0,
故f(x)=x3-3x2-3x+2在(-∞,1-)内是增函数,在(1-,1+)内是减函数,在(1+,+∞)内是增函数.
20.【解】令g(x)=(x+1)ln(x+1)-ax,对函数g(x)求导数:g′(x)=ln(x+1)+1-a
令g′(x)=0,解得x=ea-1-1,
(1)当a≤1时,对所有x>0,g′(x)>0,所以g(x)在[0,+∞)上是增函数,
又g(0)=0,所以对x≥0,都有g(x)≥g(0),
即当a≤1时,对于所有x≥0,都有 f(x)≥ax.
(2)当a>1时,对于0<x<ea-1-1,g′(x)<0,所以g(x)在(0,ea-1-1)是减函数,
又g(0)=0,所以对0<x<ea-1-1,都有g(x)<g(0),
即当a>1时,不是对所有的x≥0,都有f(x)≥ax成立.
综上,a的取值范围是(-∞,1].
21.【解】(I)∵f(x)是二次函数,且f(x)<0的解集是(0,5),∴可设f(x)=ax(x-5)(a>0),
∴f(x)在区间[-1,4]上的最大值是f(-1)=6a,
由已知,得6a=12,∴a=2,∴f(x)=2x(x-5)=2x2-10x(x∈R).
(II)方程f(x)+x=0等价于方程2x3-10x2+37=0,
设h(x)=2x3-10x2+37,则h¢(x)=6x2-20x=2x(3x-10),
当x∈(0,3)时,h¢(x)<0,h(x)是减函数;当x∈(3,+∞)时,h¢(x)>0,h(x)是增函数,
∵h(3)=1>0,h(3)=-27<0,h(4)=5>0,
∴方程h(x)=0在区间(3,3)、(3,4)内分别有惟一实数根,而在(0,3),(4,+∞)内
没有实数根,
所以存在惟一的自然数m=3,使得方程f(x)+x=0在区间(m,m+1)内有且只有两个
不同的实数根.
22.解析:(Ⅰ)f¢(x)=xlogae+2,g¢(x)=2x+t-2logae+2,
∵函数f(x)和g(x)的图象在x=2处的切线互相平行,
f¢(2)=g¢(2),∴2logae=t+2logae,t=6.
(Ⅱ)∵t=6,∴F(x)=g(x)-f(x)=2loga(2x+4)-logax=logax,x∈[1,4],
令h(x)=x=4x+x,x∈[1,4],∴h¢(x)=4-x2=x2,x∈[1,4],
∴当1≤x<2时,h¢(x)<0,当2<x≤4时,h¢(x)>0,
∴h(x)在[1,2)是单调减函数,在(2,4]是单调增函数,
∴h¢(x)min=h(2)=32,h¢(x)max=h(1)=h(4)=36,
∴当0<a<1时,有F(x) min=loga36,当a>1时,有F(x) max=loga32.
∵当x∈[1,4]时,F(x)≥2恒成立,∴F(x) min≥2,
∴满足条件的a的值满足下列不等式组 loga36≥2 ①,或 loga32≥2 ②
不等式组①的解集为空集,解不等式组②得1<a≤4,
综上所述,满足条件的的取值范围是:1<a≤4.