【題目】已知函數(shù)f(x)=2ax2+bx+1(e為自然對數(shù)的底數(shù)).
(1)若 ,求函數(shù)F(x)=f(x)ex的單調區(qū)間;
(2)若b=e﹣1﹣2a,方程f(x)=ex在(0,1)內有解,求實數(shù)a的取值范圍.
【答案】
(1)解:若a= ,F(xiàn)(x)=(x2+bx+1)ex,
則F′(x)=(2x+b)ex+(x2+bx+1)ex=[x2+(b+2)x+b+1]ex=(x+1)[x+(b+1)]ex,
由F′(x)=0得(x+1)[x+(b+1)]=0,即x=﹣1或x=﹣(b+1),
①若b+1=1,即b=0時,F(xiàn)′(x)=(x+1)2ex≥0,此時函數(shù)單調遞增,單調遞增區(qū)間為(﹣∞,+∞),
②若﹣(b+1)<﹣1,即b>0時,由F′(x)>0得(x+1)[x+(b+1)]>0,即x>﹣1或x<﹣(b+1),
此時函數(shù)單調遞增,單調遞增區(qū)間為(﹣∞,﹣(b+1)),(﹣1,+∞),
由F′(x)<0得(x+1)[x+(b+1)]<0,即﹣(b+1)<x<﹣1,
此時函數(shù)單調遞減,單調遞減區(qū)間為(﹣(b+1),﹣1),
③若﹣(b+1)>﹣1,即b<0時,由F′(x)>0得(x+1)[x+(b+1)]>0,解得:x>﹣(b+1)或x<﹣1,
此時函數(shù)單調遞增,單調遞增區(qū)間為(﹣∞,﹣1),(﹣(b+1),+∞),
由F′(x)<0得(x+1)[x+(b+1)]<0,解得:﹣1<x<﹣(b+1),
此時函數(shù)單調遞減,單調遞減區(qū)間為(﹣1,﹣(b+1))
(2)解:方程f(x)=ex在(0,1)內有解,即2ax2+bx+1=ex在(0,1)內有解,
即ex﹣2ax2﹣bx﹣1=0,
設g(x)=ex﹣2ax2﹣bx﹣1,
則g(x)在(0,1)內有零點,
設x0是g(x)在(0,1)內的一個零點,
則g(0)=0,g(1)=0,知函數(shù)g(x)在(0,x0)和(x0,1)上不可能單調遞增,也不可能單調遞減,
設h(x)=g′(x),
則h(x)在(0,x0)和(x0,1)上存在零點,
即h(x)在(0,1)上至少有兩個零點,
g′(x)=ex﹣4ax﹣b,h′(x)=ex﹣4a,
當a≤ 時,h′(x)>0,h(x)在(0,1)上遞增,h(x)不可能有兩個及以上零點,
當a≥ 時,h′(x)<0,h(x)在(0,1)上遞減,h(x)不可能有兩個及以上零點,
當 <a< 時,令h′(x)=0,得x=ln(4a)∈(0,1),
則h(x)在(0,ln(4a))上遞減,在(ln(4a),1)上遞增,h(x)在(0,1)上存在最小值h(ln(4a)).
若h(x)有兩個零點,則有h(ln(4a))<0,h(0)>0,h(1)>0,
h(ln(4a))=4a﹣4aln(4a)﹣b=6a﹣4aln(4a)+1﹣e, <a< ,
設φ(x)= x﹣xlnx+1﹣x,(1<x<e),
則φ′(x)= ﹣lnx,
令φ′(x)= ﹣lnx=0,得x= ,
當1<x< 時,φ′(x)>0,此時函數(shù)φ(x)遞增,
當 <x<e時,φ′(x)<0,此時函數(shù)φ(x)遞減,
則φ(x)max=φ( )= +1﹣e<0,
則h(ln(4a))<0恒成立,
由h(0)=1﹣b=2a﹣e+2>0,h(1)=e﹣4a﹣b>0,
得 <a< ,
當 <a< 時,設h(x)的兩個零點為x1,x2,則g(x)在(0,x1)遞增,
在(x1,x2)上遞減,在(x2,1)遞增,
則g(x1)>g(0)=0,
g(x2)<g(1)=0,
則g(x)在(x1,x2)內有零點,
綜上,實數(shù)a的取值范圍是( , )
【解析】(1)若a= ,求函數(shù)的導數(shù),利用函數(shù)單調性和導數(shù)之間的關系即可求函數(shù)f(x)的單調區(qū)間;(2)根據(jù)函數(shù)與方程之間的關系轉化為函數(shù)存在零點問題,構造函數(shù),求函數(shù)的導數(shù),利用函數(shù)極值和函數(shù)零點之間的關系進行轉化求解即可.
【考點精析】本題主要考查了利用導數(shù)研究函數(shù)的單調性和函數(shù)的零點與方程根的關系的相關知識點,需要掌握一般的,函數(shù)的單調性與其導數(shù)的正負有如下關系: 在某個區(qū)間內,(1)如果,那么函數(shù)在這個區(qū)間單調遞增;(2)如果,那么函數(shù)在這個區(qū)間單調遞減;二次函數(shù)的零點:(1)△>0,方程 有兩不等實根,二次函數(shù)的圖象與 軸有兩個交點,二次函數(shù)有兩個零點;(2)△=0,方程 有兩相等實根(二重根),二次函數(shù)的圖象與 軸有一個交點,二次函數(shù)有一個二重零點或二階零點;(3)△<0,方程 無實根,二次函數(shù)的圖象與 軸無交點,二次函數(shù)無零點才能正確解答此題.
科目:高中數(shù)學 來源: 題型:
【題目】已知⊙H被直線x-y-1=0,x+y-3=0分成面積相等的四個部分,且截x軸所得線段的長為2。
(I)求⊙H的方程;
(Ⅱ)若存在過點P(0,b)的直線與⊙H相交于M,N兩點,且點M恰好是線段PN的中點,求實數(shù)b的取值范圍
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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:
【題目】如圖,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1(側棱垂直于底面的棱柱為直棱柱)中,BC=CC1=1,AC=2,∠ABC=90°.
(1)求證:平面ABC1⊥平面A1B1C;
(2)設D為AC的中點,求平面ABC1與平面C1BD所成銳角的余弦值.
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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:
【題目】如圖是一個二次函數(shù)y=f(x)的圖象
(1)寫出這個二次函數(shù)的零點
(2)求這個二次函數(shù)的解析式
(3)當實數(shù)k在何范圍內變化時,函數(shù)g(x)=f(x)-kx在區(qū)間[-2,2]上是單調函數(shù)?
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【題目】調查某校 100 名學生的數(shù)學成績情況,得下表:
一般 | 良好 | 優(yōu)秀 | |
男生(人) | 18 | ||
女生(人) | 10 | 17 |
已知從這批學生中隨機抽取1名學生,抽到成績一般的男生的概率為0.15.
(1)求的值;
(2)若用分層抽樣的方法,從這批學生中隨機抽取20名,問應在優(yōu)秀學生中抽多少名?
(3)已知,優(yōu)秀學生中男生不少于女生的概率.
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【題目】橢圓中心為坐標原點O,對稱軸為坐標軸,且過M(2, ) ,N(,1)兩點,
(I)求橢圓的方程;
(II)是否存在圓心在原點的圓,使得該圓的任意一條切線與橢圓C恒有兩個交點A,B,且?若存在,寫出該圓的方程,并求|AB |的取值范圍,若不存在說明理由。
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【題目】某小區(qū)提倡低碳生活,環(huán)保出行,在小區(qū)提供自行車出租該小區(qū)有40輛自行車供小區(qū)住戶租賃使用,管理這些自行車的費用是每日92元,根據(jù)經(jīng)驗,若每輛自行車的日租金不超過5元,則自行車可以全部出租,若超過5元,則每超過1元,租不出的自行車就增加2輛,為了便于結算,每輛自行車的日租金x元只取整數(shù),用元表示出租自行車的日純收入日純收入一日出租自行車的總收入管理費用
求函數(shù)的解析式及其定義域;
當租金定為多少時,才能使一天的純收入最大?
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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:
【題目】某市為了了解高二學生物理學習情況,在34所高中里選出5所學校,隨機抽取了近千名學生參加物理考試,將所得數(shù)據(jù)整理后,繪制出頻率分布直方圖如圖所示.
(1)將34所高中隨機編號為01,02,…,34,用下面的隨機數(shù)表選取5組數(shù)抽取參加考試的五所學校,選取方法是從隨機數(shù)表第一行的第6列和第7列數(shù)字開始,由左到右依次選取兩個數(shù)字,則選出來的第4所學校的編號是多少?
49 54 43 54 82 17 37 93 23 78 87 35 20
96 43 84 26 34 91 64 57 24 55 06 88 77
04 74 47 67 21 76 33 50 25 83 92 12 06
(2)求頻率分布直方圖中a的值,試估計全市學生參加物理考試的平均成績;
(3)如果從參加本次考試的同學中隨機選取3名同學,這3名同學中考試成績在80分以上,(含80分)的人數(shù)記為X,求X的分布列及數(shù)學期望.(注:頻率可以視為相應的概率)
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