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1、试题题目:设函数f(x)=x3-3ax2+3b2x.(I)若a=1,b=0,求曲线y=f(x)在点(1,f..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2015-12-03 07:30:00

试题原文

设函数f(x)=x3-3ax2+3b2x.
(I)若a=1,b=0,求曲线y=f(x) 在点(1,f(1))处的切线方程;
(II)当b=1时,若函数f(x) 在[-1,1]上是增函数,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)若0<a<b,不等式f(
1+lnx
x-1
>f(
k
x
)
对任意x>1恒成立,求整数k的最大值.

  试题来源:不详   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:函数的单调性与导数的关系



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
(Ⅰ)当a=1,b=0时,f(x)=x3-3x2
所以f(1)=-2,即切点为P(1,-2).
因为f′(x)=3x2-6x,
所以f′(1)=3-6=-3,
所以切线方程为y+2=-3(x-1),
即y=-3x+1.
(Ⅱ)y=f(x)在[-1,1]上单调递增,
又f′(x)=3x2-6ax+3
=3(x2-2ax+1).
依题意f′(x)在[-1,1]上恒有f′(x)≥0,即x2-2ax+1≥0.
①当x=a>1时,f(x)min=f(1)=2-2a≥0
∴a≤1,所以舍去;
②当x=a<-1时,f′(x)min=f′(-1)=1+2a+1≥0,∴a≥-1,舍去;
③当-1≤a≤1时,f′(x)min=f′(a)=-a2+1≥0,
则-1≤a≤1,
综上所述,参数a的取值范围是-1≤a≤1.
(Ⅲ)f′(x)=3x2-6ax+3b2,由于0<a<b,
所以△=36a2-36b2=36(a+b)(a-b)<0,
所以函数f(x)在R上递增.
从而不等式f(
1+lnx
x-1
)>f(
k
x
),
1+lnx
x-1
k
x

(1+lnx)x
x-1
>k
对x∈(1,+∞)恒成立,
构造h(x)=
(1+lnx)x
x-1

h(x)=
(2+lnx)(x-1)-(x+xlnx)
(x-1)2

=
x-lnx-2
(x-1)2

构造g(x)=x-lnx-2,g′(x)=1-
1
x
=
x-1
x

对x∈(1,+∞),g(x)=
x-1
x
>0

所以g(x)=x-lnx-2在x∈(1,+∞)递增.
g(1)=-1,g(2)=-ln2,g(3)=1-ln3<0,g(4)=2-ln4>0.
所以?x0∈(3,4),g(x0)=x0-lnx0-2=0.
所以x∈(1,x0),g(x)<0,h′(x)<0,
所以h(x)=
(1+lnx)x
x-1
在(1,x0)递减,
x∈(x0,+∞),g(x)>0,h′(x)>0,
所以h(x)=
(1+lnx)x
x-1
在(x0,+∞)递增,
所以,h(x)min=h(x0)=
(1+lnx0)x0
x0-1

结合g(x0)=x0-lnx0-2=0,
得到h(x)min=h(x0)=
(1+lnx0)x0
x0-1
=x0∈(3,4),
所以k<
(1+lnx)x
x-1
对x∈(1,+∞)恒成立,
∴k<h(x)min
所以k≤3,整数k的最大值为3.
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“设函数f(x)=x3-3ax2+3b2x.(I)若a=1,b=0,求曲线y=f(x)在点(1,f..”的主要目的是检查您对于考点“高中函数的单调性与导数的关系”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中函数的单调性与导数的关系”。


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