繁体字转换器繁体字网旗下考试题库之数学试题栏目欢迎您!
1、试题题目:已知函数f(x)=-x3+x2+bx+c,x<1alnx,x≥1的图象过坐标原点O,且在..

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

试题原文

已知函数f(x)=
-x3+x2+bx+c,x<1
alnx,x≥1
的图象过坐标原点O,且在点(-1,f(-1))处的切线的斜率是-5.
(Ⅰ)求实数b,c的值;  
(Ⅱ)求f(x)在区间[-1,2]上的最大值;
(Ⅲ)对任意给定的正实数a,曲线y=f(x)上是否存在两点P、Q,使得△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在y轴上?说明理由.

  试题来源:珠海二模   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x<1时,f(x)=-x3+x2+bx+c,则f'(x)=-3x2+2x+b.
依题意得:
f(0)=0
f′(-1)=-5
,即
c=0
-3-2+b=-5
解得b=c=0
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,f(x)=
-x3+x2,x<1
alnx,x≥1

①当-1≤x<1时,f′(x)=-3x2+2x=-3x(x-
2
3
)

令f'(x)=0得x=0或x=
2
3

当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:
x(-1,0)0(0,
2
3
)
2
3
(
2
3
,1)
f'(x)-0+0-
f(x)单调递减极小值单调递增极大值单调递减
又f(-1)=2,f(
2
3
)=
4
27
,f(0)=0.∴f(x)在[-1,1)上的最大值为2.
②当1≤x≤2时,f(x)=alnx.当a≤0时,f(x)≤0,f(x)最大值为0;
当a>0时,f(x)在[1,2]上单调递增.∴f(x)在[1,2]最大值为aln2.
综上,当aln2≤2时,即a≤
2
ln2
时,f(x)在区间[-1,2]上的最大值为2;
当aln2>2时,即a>
2
ln2
时,f(x)在区间[-1,2]上的最大值为aln2.
(Ⅲ)假设曲线y=f(x)上存在两点P、Q满足题设要求,则点P、Q只能在y轴两侧.
不妨设P(t,f(t))(t>0),则Q(-t,t3+t2),显然t≠1
∵△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,∴
OP
?
OQ
=0

即-t2+f(t)(t3+t2)=0(*)
若方程(*)有解,存在满足题设要求的两点P、Q;
若方程(*)无解,不存在满足题设要求的两点P、Q.
若0<t<1,则f(t)=-t3+t2代入(*)式得:-t2+(-t3+t2)(t3+t2)=0
即t4-t2+1=0,而此方程无解,因此t>1.此时f(t)=alnt,
代入(*)式得:-t2+(alnt)(t3+t2)=0即
1
a
=(t+1)lnt
(**)
令h(x)=(x+1)lnx(x≥1),则h′(x)=lnx+
1
x
+1>0

∴h(x)在[1,+∞)上单调递增,∵t>1∴h(t)>h(1)=0,∴h(t)的取值范围是(0,+∞).
∴对于a>0,方程(**)总有解,即方程(*)总有解.
因此,对任意给定的正实数a,曲线y=f(x)上存在两点P、Q,使得△POQ是以O为直角顶点的直角
三角形,且此三角形斜边中点在y轴上.
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“已知函数f(x)=-x3+x2+bx+c,x<1alnx,x≥1的图象过坐标原点O,且在..”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”。


4、其他试题:看看身边同学们查询过的数学试题:

数学试题大全 2015-12-03更新的数学试题 网站地图 | 繁体字网 -- 为探究古典文化架桥,为弘扬中华文明助力!
版权所有: CopyRight © 2010-2014 www.fantiz5.com All Rights Reserved.
联系我们: