下列各題的四個選項中只有一個是正確的。請將你認為正確的一項的答案填寫在題后的表格內。
1.下圖中虛線或字母表示地形部位。下列選項中,地形部位名稱排序與圖序相符的是
A.①山谷②山脊③鞍部④山頂 B.①山谷②山谷③山頂④鞍部
C.①山谷②山脊③山頂④鞍部 D.①山脊②山脊③山頂④鞍部
22.(本小題滿分14分)(2010·長郡模擬)已知函數(shù)f(x)=x4+ax3+2x2+b(x∈R),其中a,b∈R.
(1)當a=-時,討論函數(shù)f(x)的單調性;
(2)若函數(shù)f(x)僅在x=0時處有極值,求a的取值范圍;
(3)若對于任意的a∈[-2,2],不等式f(x)≤1在[-1,1]上恒成立,求b的取值范圍.
解:(1)f′(x)=4x3+3ax2+4x=x(4x2+3ax+4).
當a=-時,f′(x)=x(4x2-10x-4)
=2x(2x-1)(x-2).
令f′(x)=0,解得x1=0,x2=,x2=2.
當x變化時,f′(x),f(x)的變化情況如下表:
x |
(-∞,0) |
0 |
|
|
|
2 |
(2,+∞) |
f′(x) |
- |
0 |
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
f(x) |
↘ |
極小值 |
↗ |
極大值 |
↘ |
極小值 |
↗ |
所以f(x)在(0,),(2,+∞)內是增函數(shù),在(-∞,0),(,2)內是減函數(shù).
(2)f′(x)=x(4x3+3ax+4),顯然x=0不是方程4x3+3ax+4=0的根.
為使f(x)僅在x=0處有極值,必須4x2+3ax+4≥0,即有Δ=9a2-64≤0.
解此不等式,得-≤a≤.這時,f(0)=b是唯一極值.
因此滿足條件的a的取值范圍是[-,].
(3)由條件a∈[-2,2],可知Δ=9a2-64<0,從而4x2+3ax+4>0恒成立.
當x<0時,f′(x)<0;當x>0時,f′(x)>0.
因此函數(shù)f(x)在[-1,1]上的最大值是f(1)與f(-1)兩者中的較大者.
為使對任意的a∈[-2,2],不等式f(x)≤1在[-1,1]上恒成立,當且僅當
即在a∈[-2,2]上恒成立.
所以b≤-4,因此滿足條件的b的取值范圍是(-∞,-4].
21.(本小題滿分12分)已知向量a=(x2-1,-1),b=(x,y),當|x|<時,有a⊥b;當|x|≥ 時,a∥b.
(1)求函數(shù)y=f(x)的解析式;
(2)求函數(shù)y=f(x)的單調遞減區(qū)間;
(3)若對|x|≥ ,都有f(x)≤m,求實數(shù)m的最小值.
解:(1)當|x|<時,由 a⊥b,得a·b=(x2-1)x-y=0,
即y=x3-x(|x|<);
當|x|≥時,由a∥b,得y=(|x|≥).
∴f(x)=
(2)當|x|<時,由y′=3x2-1<0,解得-<x<,
當|x|≥時,y′==>0,
∴函數(shù)f(x)的單調遞減區(qū)間為(-,).
(3)對∀x∈(-∞,-]∪[,+∞),都有f(x)≤m,即m≥,
由(2)知當|x|≥時,y′=>0,
∴函數(shù)f(x)在(-∞,-]和[,+∞)上都單調遞增,
f(-)==,f()==-,
當x≤-時,y=>0,∴0<f(x)≤f(-)=,
同理可得,當x≥時,有-≤f(x)<0,
綜上所述,對∀x∈(-∞,-]∪[,+∞),f(x)取得最大值,
∴實數(shù)m的最小值為.
20.(本小題滿分12分)已知函數(shù)f(x)=-x3+3x2+9x+a,
(1)求f(x)的單調區(qū)間;
(2)若f(x)在區(qū)間[-2,2]上的最大值為20,求函數(shù)f(x)在該區(qū)間上的最小值.
解:(1)f′(x)=-3x2+6x+9,令f′(x)<0,解得x<-1或x>3,所以函數(shù)f(x)的單調遞減區(qū)間為(-∞,-1),(3,+∞);
令f′(x)>0,解得-1<x<3,所以函數(shù)f(x)的單調遞增區(qū)間為(-1,3).
(2)因為f(-2)=8+12-18+a=2+a,f(2)=-8+12+18+a=22+a,
所以f(2)>f(-2).
因為在區(qū)間(-1,3)上,f′(x)>0,所以f(x)在(-1,2)上單調遞增.
又由于f(x)在(-2,-1)上單調遞減,
因此f(2)和f(-1)分別是f(x)在區(qū)間[-2,2]上的最大值和最小值,
于是有22+a=20,解得a=-2,
故f(x)=-x3+3x2+9x-2,
因此f(-1)=-7,即函數(shù)f(x)在區(qū)間[-2,2]上的最小值為-7.
19.(本小題滿分12分)是否存在這樣的實數(shù)a,使函數(shù)f(x)=x2+(3a-2)x+a-1在區(qū)間[-1,3]上與x軸恒有一個交點,且只有一個交點.若存在,求出范圍,若不存在,說明理
由.
解:若實數(shù)a滿足條件,則只需f(-1)·f(3)≤0即可.
f(-1)·f(3)=(1-3a+2+a-1)·(9+9a-6+a-1)=4(1-a)(5a+1)≤0.所以a≤-或a≥1.
檢驗:(1)當f(-1)=0時,a=1.所以f(x)=x2+x.令f(x)=0,即x2+x=0.得x=0或x=-1.
方程在[-1,3]上有兩根,不合題意,故a≠1.
(2)當f(3)=0時,a=-,此時f(x)=x2-x-.令f(x)=0,即x2-x-=0,解之得x=-或x=3.方程在[-1,3]上有兩根,不合題意,故a≠-.
綜上所述,a<-或a>1.
18.(本小題滿分12分)已知函數(shù)f(x)=x2+2ax+2,x∈[-5,5].
(1)當a=-1時,求f(x)的最大值與最小值;
(2)求實數(shù)a的取值范圍,使y=f(x)在區(qū)間[-5,5]上是單調函數(shù).
解:(1)當a=-1時,f(x)=x2-2x+2=(x-1)2+1,
當x=1時,f(x)取最小值為1,當x=-5時,f(x)取最大值為37,所以f(x)的最大值是37;最小值是1.
(2)由于函數(shù)的對稱軸是x=-a,要使函數(shù)在區(qū)間[-5,5]上是單調函數(shù),必須且只需滿足|a|≥5,
故所求的a的取值范圍是a≤-5或a≥5.
17.(本小題滿分12分)(2010·東北師大附中模擬)已知函數(shù)f(x)=2x,g(x)=+2.
(1)求函數(shù)g(x)的值域;
(2)求滿足方程f(x)-g(x)=0的x的值.
解:(1)g(x)=+2=()|x|+2,
因為|x|≥0,所以0<()|x|≤1,即2<g(x)≤3,
故g(x)的值域是(2,3].
(2)由f(x)-g(x)=0得2x--2=0,
當x≤0時,顯然不滿足方程,即只有x>0滿足2x--2=0,
整理得(2x)2-2·2x-1=0,(2x-1)2=2,
故2x=1±,
因為2x>0,所以2x=1+,即x=log2(1+).
16.(文)以下四個命題,是真命題的有 (把你認為是真命題的序號都填上).
①若p:f(x)=lnx-2+x在區(qū)間(1,2)上有一個零點;
q:e0.2>e0.3,則p∧q為假命題;
②當x>1時,f(x)=x2,g(x)=,h(x)=x-2的大小關系是h(x)<g(x)<f(x);
③若f′(x0)=0,則f(x)在x=x0處取得極值;
④若不等式2-3x-2x2>0的解集為P,函數(shù)y=+的定義域為Q,則“x ∈P”是“x∈Q”的充分不必要條件.
解析:對于命題①,因為f(1)=ln1-2+1=-1<0,f(2)=ln2-2+2=ln2>0且f(x)在(1,2)上為增函數(shù),故f(x)在(1,2)上有一個零點,即命題p為真;因為y=ex為增函數(shù),所以e0.2<e0.3,故命題q為假,所以p∧q為假命題;對于命題②,在同一個坐標系內作出三個函數(shù)的圖象有:
由函數(shù)圖象可知當x>1時,有h(x)<g(x)<f(x);
對于命題③,令f(x)=x3,則有f′(0)=0,
但x=0不是f(x)的極值點,故該命題錯誤;
對于命題④,由題意得P={x|-2<x<},又由
得Q={x|-2≤x≤},所以P⊂Q,所以x∈P是x∈Q的充分不必要條件.
答案:①②④
(理)定義在R上的奇函數(shù)f(x),當x≥0時,f(x)=
則方程f(x)=的所有解之和為 .
解析:當x<0時,函數(shù)的解析式是f(x)=
故函數(shù)f(x)在x∈R上的圖象如圖所示,方程f(x)=共有五個實根,最左邊兩根之和為-6,最右邊兩根之和為6,中間的一個根滿足log2(1-x)=,即x=1-,故所有根的和為1-.
答案:1-
15.(文)已知曲線C:y=lnx-4x與直線x=1交于一點P,那么曲線C在點P處的切線方程是 .
解析:由已知得y′=-4,所以當x=1時有y′=-3,即過點P的切線的斜率k=-3,又y=ln1-4=-4,故切點P(1,-4),所以點P處的切線方程為y+4=-3(x-1),即3x+y+1=0.
答案:3x+y+1=0
(理)已知函數(shù)f(x)=3x2+2x+1,若∫f(x)dx=2f(a)成立,則a= .
解析:∫(3x2+2x+1)dx=(x3+x2+x)|=4,
所以2(3a2+2a+1)=4,即3a2+2a-1=0,
解得a=-1或a=.
答案:-1或
14.若x1、x2為方程2x=的兩個實數(shù)解,則x1+x2= .
解析:∵2x==2,∴x=-1,
即x2+x-1=0,∴x1+x2=-1.
答案:-1
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