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1、试题题目:已知函数f(x)=x3.(Ⅰ)记φ(x)=f(x)+t3f′(x),(t∈R),求φ(x)的极小值..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2015-12-04 07:30:00

试题原文

已知函数f(x)=x3
(Ⅰ)记φ(x)=f(x)+
t
3
f′(x),(t∈R)
,求φ(x)的极小值;
(Ⅱ)若函数h(x)=λ?
f′(x)
x
+sinx
的图象上存在互相垂直的两条切线,求实数λ的值及相应的切点坐标.

  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)由已知:f(x)=x3,∴φ(x)=x3+tx2φ′(x)=3x2+2tx=3x(x+
2t
3
)

由φ'(x)=0?x=0,或x=-
2t
3

当t=0时,φ'(x)=3x2≥0,∴φ(x)在(-∞,+∞)为增函数,此时不存在极值;
当t>0时,x变化时,φ'(x),φ(x)变化如下:
x(-∞,-
2t
3
)
-
2t
3
(-
2t
3
,0)
0(0,+∞)
φ'(x)+0-0+
φ(x)递增极大值递减极小值递增
由上表可知:φ(x)极小=φ(0)=0,
当t<0时,x变化时,φ'(x),φ(x)变化如下:
x(-∞,0)0(0,-
2t
3
)
-
2t
3
(-
2t
3
,+∞)
φ'(x)+0-0+
φ(x)递增极大值递减极小值递增
由上表可知:φ(x)极小=φ(-
2t
3
)=
4
27
t3

综上所述,当t<0时,极小值为
7
24
t3
;当t>0时,极小值为0.
(Ⅱ)h(x)=3λx+sinx?h'(x)=3λ+cosx,
设两切点分别为(t1,h(t1)),(t2,h(t2)),则h'(t1)h'(t2)=-1,
即(3λ+cost1)(3λ+cost2)=-1,?9λ2+3(cost1+cost2)λ+(cost1cost2+1)=0 …(*)
∵λ∈R,∴方程(*)的判别式△=[3(cost1+cost2)]2-36(cost1cost2+1)≥0
(cost1-cost2)2≥4,又-1≤cost1≤1,-1≤cost2≤1,∴(cost1-cost2)2≤4
从而可得:(cost1-cost2)2=4
上式要成立当且仅当
cost1=1
cost2=-1
,或
cost1=-1
cost2=1

此时方程(*)的解为λ=0,
∵x≠0,∴存在λ=0,此时函数h(x)=λ?
f′(x)
x
+sinx
的图象在点(2kπ,0)(k∈Z,k≠0)处的切线和在点(2mπ+π,0)(m∈Z)处的切线互相垂直.
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.(Ⅰ)记φ(x)=f(x)+t3f′(x),(t∈R),求φ(x)的极小值..”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:

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