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已知函数,a,b为实数,x∈R,a∈R. (1)当1<a<2时,若f(x)在区间...

已知函数manfen5.com 满分网,a,b为实数,x∈R,a∈R.
(1)当1<a<2时,若f(x)在区间[-1,1]上的最小值、最大值分别为-2、1,求a、b的值;
(2)在(1)的条件下,求经过点P(2,1)且与曲线f(x)相切的直线l的方程;
(3)试讨论函数F(x)=(f′(x)-2x2+4ax+a+1)•ex的极值点的个数.
(1)求出f(x)的导数,令f′(x)=0,解出极值点和单调区间,并把端点值-1,1代入进行比较,求出最值,从而求a、b的值; (2)分两种情况:①当切点为P(2,1)时,②当切点P不是P(2,1)时,根据函数f(x)的解析式设出切点的坐标,根据设出的切点坐标,同时由f(x)求出其导函数,把切点的横坐标代入导函数中即可表示出切线的斜率,进而得到切点坐标,最后根据切点坐标和切线过原点写出切线方程即可. (3)先求出f′(x)=0时得到方程讨论△的取值决定方程解得个数从而得到函数极值的个数. 【解析】 (1)由已知得,f'(x)=3x2-3ax,…(1分) 由f'(x)=0,得x1=0,x2=a.…(2分) ∵x∈[-1,1],1<a<2,∴当x∈[-1,0)时,f'(x)>0,f(x)递增; 当x∈(0,1]时,f'(x)<0,f(x)递减. ∴f(x)在区间[-1,1]上的最大值为f(0)=b,∴b=1.…(4分) 又,,∴f(-1)<f(1). 由题意得f(-1)=-2,即,得.故,b=1为所求.…(6分) (2):由(1)得f(x)=x3-2x2+1,f'(x)=3x2-4x,点P(2,1)在曲线f(x)上. ①当切点为P(2,1)时,切线l的斜率k=f'(x)|x=2=4, ∴l的方程为y-1=4(x-2),即4x-y-7=0. …(8分) ②当切点P不是P(2,1)时,设切点为Q(x,y)(x≠2),切线l的斜率, ∴l的方程为 .…(10分) 又点P(2,1)在l上,∴, ∴,∴, ∴,即2x(x-2)=0,∴x=0.∴切线l的方程为y=1. 故所求切线l的方程为4x-y-7=0或y=1…(12分) ( 或者:由①知点A(0,1)为极大值点,所以曲线f(x)的点A处的切线为y=1,恰好经过点P(2,1),符合题意.) (3):由题意F(x)=(x2+ax+a+1)•ex, 所以F′(x)=[x2+(2+a)x+2a+1]•ex…(13分) 令x2+(2+a)x+2a+1=0. 当△=a(a-4)>0,即a<0或a>4时,方程x2+(2+a)x+2a+1=0有两个不同的实根x1,x2,不妨设x1<x2,于是F(x)=ex(x-x1)(x-x2)从而有下表: x (-∞,x1) x1 (x1,x2) x2 (x2,+∞) F′(x) + + F(x) 增函数 极大值 减函数 极小值 增函数 即此时有两个极值点.…(16分) ②当△=a(a-4)=0,即a=0或a=4时,方程x2+(2+a)x+2a+1=0有两个相同的实根x1=x2,于是,此时无极值.…(16分) ③当△<0,即0<a<4时,恒有F′(x)>0,此时无极值.…(17分) 因此,当a<0或a>4时,F(x)有2个极值点,当0≤a≤4时,F(x)无极值.…(18分)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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