因此函数f(x)在[?1,1]上的最大值是f(1)与f(?1)两者中的较大者.为使对任意的
?f(1)?1?b??2?a,不等式f(x)?1在[?1,1]上恒成立,当且仅当?,即?,a?[?2,2]?f(?1)?1?b??2?a在a?[?2,2]上恒成立.
所以b??4,因此满足条件的b的取值范围是(??,?4]. (2009)(21) (本小题满分14分) 设函数f?x???13x?x2??m2?1?x?x?R?,其中m?0 3(1)当m?1时,求曲线y?f?x?在点1,f?1?处的切线的斜率 (2)求函数f?x?的单调区间与极值
(3)已知函数f?x?有三个互不相同的零点0,x1,x2,且x1?x2,若对任意的
??x??x1,x2?,f?x??f?1?恒成立,求m的取值范围
(2009)(21)【答案】(1)1(2)f(x)在(??,1?m)和(1?m,??)内减函数,在(1?m,1?m)231m?m2?3 内增函数。函数f(x)在x?1?m处取得极大值f(1?m),且f(1?m)=321?m3?m2?3 函数f(x)在x?1?m处取得极小值f(1?m),且f(1?m)=3m?1时,f(x)?【解析】解:当
13x?x2,f/(x)?x2?2x,故f'(1)?13
1,f(1))所以曲线y?f(x)在点(处的切线斜率为1.
'22'f(x)??x?2x?m?1f(2)解:,令(x)?0,得到x?1?m,x?1?m
1?m?1?m 因为m?0,所以'f(x),f(x)的变化情况如下表: 当x变化时,
x f'(x) (??,1?m) + 1?m 0 (1?m,1?m) 1?m - 0 (1?m,??) + 11
f(x) 极小值 极大值 f(x)在(??,1?m)和(1?m,??)内减函数,在(1?m,1?m)内增函数。 231m?m2?3 函数f(x)在x?1?m处取得极大值f(1?m),且f(1?m)=321?m3?m2?3 函数f(x)在x?1?m处取得极小值f(1?m),且f(1?m)=311f(x)?x(?x2?x?m2?1)??x(x?x1)(x?x2)33(3)解:由题设,
1?x2?x?m2?1所以方程3=0由两个相异的实根x1,x2,故x1?x2?3,且411??1?(m2?1)?0m??(舍),m?322 ,解得
x1?x2,所以2x2?x1?x2?3,故x2?3?12
因为
1x1?1?x2,则f(1)??(1?x1)(1?x2)?03若,而f(x1)?0,不合题意
若1?x1?x2,则对任意的x?[x1,x2]有x?x1?0,x?x2?0,
1f(x)???x(x?x1)(x?x2)?03则又f(x1)?0,所以函数f(x)在x?[x1,x2]的最小值
f(1)?m2?1?03,解
为0,于是对任意的x?[x1,x2],f(x)?f(1)恒成立的充要条件是
?得
33?m?33
13(,)综上,m的取值范围是23
【考点定位】本小题主要考查导数的几何意义,导数的运算,以及函数与方程的根的关系解不等式等基础知识,考查综合分析问题和解决问题的能力。 (2010)(20)(本小题满分12分)
12
已知函数f(x)=ax?332x?1(x?R),其中a>0. 2(Ⅰ)若a=1,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程; (Ⅱ)若在区间???11?,?上,f(x)>0恒成立,求a的取值范围. 22??(2010)(20)(20)本小题主要考查曲线的切线方程、利用导数研究函数的单调性与极值、解不等式等基础知识,考查运算能力及分类讨论的思想方法.满分12分.
(Ⅰ)解:当a=1时,f(x)=x?332x?1,f(2)=3;f’(x)=3x2?3x, f’(2)=6.21. a所以曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为y-3=6(x-2),即y=6x-9.
(Ⅱ)解:f’(x)=3ax2?3x?3x(ax?1).令f’(x)=0,解得x=0或x=以下分两种情况讨论: (1) 若0?a?2,则11?,当x变化时,f’(x),f(x)的变化情况如下表: a20 X ?1?0? ??,?2?+ ?1??0,? ?2?- f’(x) f(x) 0 极大值 1?5?a??0,f(?)?0,?????11?82即? 当x???,?时,f(x)>0等价于?
15?a22???f()?0,??0.???2?8 解不等式组得-5
(2) 若a>2,则0?11?.当x变化时,f’(x),f(x)的变化情况如下表: a20 0 极大值 X f’(x) f(x) ?1?0? ??,2??+ ?1??0,? ?a?- 1 a0 极小值 ?11??,? ?a2?+ ?5?a?1>0,f(-)>0,???2?8?11?当x???,?时,f(x)>0等价于?即?
?22??f(1)>0,?1-1>0.???a?2a2解不等式组得
22?a?5或a??.因此2
综合(1)和(2),可知a的取值范围为0
(2011)(19)(本小题满分14分) 已知函数f?x??4x3?3tx2?6t2x?t?1,其中
t?R.
(Ⅰ) 当t?1时,求曲线y?f?x?在点?0,f?0??处的切线方程;
(Ⅱ) 当t?0时,求f?x?的单调区间;
(Ⅲ) 证明:对任意t??0,???,f?x?在区间?0,1?内存在零点.
(2011)(19)【解】(Ⅰ) 当t?1时,f?x??4x3?3x2?6x,f?0??0,
f??x??12x2?6x?6,f??0???6.
所以曲线y?f?x?在点?0,f?0??处的切线方程为y??6x. (Ⅱ) f??x??12x2?6tx?6t2,令f??x??0,解得x??t或x?t2. 因为t?0,所以要分为t?0和t?0讨论. (1) 若t?0,则
t2??t. 当x变化时,f??x?,f?x?的变化情况如下表:
x ????,t?????t,??? ?2? ?t?2,?t??? f??x? ? ? ? f?x? 单调递增 单调递减 单调递增 所以,f?x?的单调增区间是????,t???2??,??t,???,单调减区间是?t??2,?t??. (2) 若t?0,则?t?t2. 当x变化时,f??x?,f?x?的变化情况如下表:
x ???,?t? ?????t,t?2? ?t??2,?????
14
f??x? f?x? ? 单调递增 ? 单调递减 ? 单调递增 所以,f?x?的单调增区间是???,?t?,?t??t??,???,单调减区间是??t,?. ?2??2?t?2??t?需,???内单调递增.
2?? (Ⅲ) 由(Ⅱ)可知,当t?0时,f?x?在?0,?内单调递减,在?要讨论
??t与讨论的区间?0,1?的相互位置关系. 2t(1) 当?1,即t?2时,f?x?在?0,1?内单调递减,
2因为f?0??t?1?0,f?1???6t?4t?3??6?4?4?2?3?0,
2所以对任意t??2,???,f?x?在区间?0,1?内存在零点. (2) 当0?t?t??t??1,即0?t?2时,f?x?在?0,?内单调递减,在?,1?内单调递增. 2?2??2?若t??0,1?,f?73?t???t?t?1?0, ?24??f?1???6t2?4t?3??6t?4t?3??2t?3?0.
所以对任意t??0,1?,f?x?在区间?,1?内存在零点.
?t??2?若t??1,2?,f?7373?t???t?t?1??t?1?0, ?244??f?0??t?1?0.
所以对任意对任意t??0,1?,f?x?在区间?0,?内存在零点. 所以对任意t??0,2?,f?x?在区间?0,1?内存在零点. 综合以上,对任意t??0,???,f?x?在区间?0,1?内存在零点.
(2012) (20)(本小题满分14分)
??t?2? 15