已知函數(shù),且 (1) 試用含的代數(shù)式表示b,并求的單調區(qū)間, (2)令,設函數(shù)在處取得極值.記點M (,).N(,).P(), ,請仔細觀察曲線在點P處的切線與線段MP的位置變化趨勢.并解釋以下問題: (I)若對任意的m (, x).線段MP與曲線f(x)均有異于M,P的公共點.試確定t的最小值.并證明你的結論, (II)若存在點Q(n ,f(n)), x n< m,使得線段PQ與曲線f(x)有異于P.Q的公共點.請直接寫出m的取值范圍 解法一: (Ⅰ)依題意,得 由. 從而 令 21世紀教育網(wǎng) ①當a>1時, 當x變化時.與的變化情況如下表: x + - + 單調遞增 單調遞減 單調遞增 由此得.函數(shù)的單調增區(qū)間為和.單調減區(qū)間為. ②當時.此時有恒成立.且僅在處.故函數(shù)的單調增區(qū)間為R ③當時.同理可得.函數(shù)的單調增區(qū)間為和.單調減區(qū)間為 21世紀教育網(wǎng) 綜上: 當時.函數(shù)的單調增區(qū)間為和.單調減區(qū)間為, 當時.函數(shù)的單調增區(qū)間為R, 當時.函數(shù)的單調增區(qū)間為和.單調減區(qū)間為. (Ⅱ)由得令得 由(1)得增區(qū)間為和.單調減區(qū)間為.所以函數(shù)在處取得極值.故M()N(). 觀察的圖象.有如下現(xiàn)象: ①當m從-1變化到3時.線段MP的斜率與曲線在點P處切線的斜率之差Kmp-的值由正連續(xù)變?yōu)樨? ②線段MP與曲線是否有異于H.P的公共點與Kmp-的m正負有著密切的關聯(lián), ③Kmp-=0對應的位置可能是臨界點.故推測:滿足Kmp-的m就是所求的t最小值.下面給出證明并確定的t最小值.曲線在點處的切線斜率, 線段MP的斜率Kmp 當Kmp-=0時.解得 直線MP的方程為 21世紀教育網(wǎng) 令 當時.在上只有一個零點.可判斷函數(shù)在上單調遞增.在上單調遞減.又.所以在上沒有零點.即線段MP與曲線沒有異于M.P的公共點. 當時.. 所以存在使得 即當MP與曲線有異于M,P的公共點21世紀教育網(wǎng) 綜上.t的最小值為2. 于中的觀察.可得m的取值范圍為 解法二: (1)同解法一. (2)由得.令.得 由(1)得的單調增區(qū)間為和.單調減區(qū)間為.所以函數(shù)在處取得極值.故M().N() (Ⅰ) 直線MP的方程為 由 得 線段MP與曲線有異于M,P的公共點等價于上述方程在上有根,即函數(shù) 上有零點. 因為函數(shù)為三次函數(shù),所以至多有三個零點,兩個極值點. 又.因此, 在上有零點等價于在內恰有一個極大值點和一個極小值點,即內有兩不相等的實數(shù)根. 等價于 即 又因為,所以m 的取值范圍為(2,3) 從而滿足題設條件的r的最小值為2. 查看更多

 

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(2009福建卷理)(本小題滿分14分)

已知函數(shù),且                                   

(1) 試用含的代數(shù)式表示b,并求的單調區(qū)間;

(2)令,設函數(shù)處取得極值,記點M (,),N(,),P(),  ,請仔細觀察曲線在點P處的切線與線段MP的位置變化趨勢,并解釋以下問題:

(I)若對任意的m (, x),線段MP與曲線f(x)均有異于M,P的公共點,試確定t的最小值,并證明你的結論;

(II)若存在點Q(n ,f(n)), x n< m,使得線段PQ與曲線f(x)有異于P、Q的公共點,請直接寫出m的取值范圍(不必給出求解過程)           

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