题目内容
在R上定义运算
(b、c为实常数)。记
,
,
。令
。
(Ⅰ)如果函数
在
处有极值
,试确定b、c的值;
(Ⅱ)求曲线
上斜率为c的切线与该曲线的公共点;
(Ⅲ)记
的最大值为
,若
对任意的b、c恒成立,试示
的最大值。
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643016906.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643032511.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643047518.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643063240.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643219698.gif)
(Ⅰ)如果函数
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643313387.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643328220.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643344238.gif)
(Ⅱ)求曲线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643359438.gif)
(Ⅲ)记
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643375767.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643391327.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643422390.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643437199.gif)
(Ⅰ)
,![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643469220.gif)
(Ⅱ)
,
或
,![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643562603.gif)
(Ⅲ)![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643578225.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643453237.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643469220.gif)
(Ⅱ)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643484327.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643531473.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643547490.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643562603.gif)
(Ⅲ)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643578225.gif)
由R上运算
的定义及函数
的表达式,
可得![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643625655.gif)
∴
。
(Ⅰ)∵函数
在
处有极值
,∴
,
得
,
从而解得
,
或
,![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643469220.gif)
但当
,
时,
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643921302.gif)
,
恒成立,
从而当
,
时,
单调递减,故
不是极值点而是拐点。
所以
,
要舍去。
当
,
时,则![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133644108279.gif)
。当
变化时,
、
的变化情况如下表:
∴当x=1时,
在有极大值
。因此
,
。
(Ⅱ)设x0是曲线
上的斜率为c的切线与曲线的切点,则
,得x0=0或x0=2b,当x0=0时
;
当x0=2b时
,故切线的方程为![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645341415.gif)
或
,联立![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645512900.gif)
得
或![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645559570.gif)
联立
得
,
,
解得
或![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645902717.gif)
综上所述,曲线
上斜率为c的切线与该曲线的公共点为
,![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643531473.gif)
或
,
。
(Ⅲ)记
,
(
),
(
),
的对称轴为![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646526233.gif)
(1)当
时,
,对称轴:x=b在区间
外面,从而
在![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646573278.gif)
上的最大值在区间端点处取得。
记g(1),g(-1)中的最大者为
,则
,
所以
,而
,故当
时M>2。
(2)当
时,
,区间
跨越对称轴:x=b,
从而此时
,
因为
,所以
,
。
①当
时,
,所以![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647135274.gif)
,因此
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647166876.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647197737.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647213588.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647228384.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647244257.gif)
②当
时,
,所以![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647291286.gif)
,因此
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647322860.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647337729.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647525570.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647712483.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647727261.gif)
综上所述,对
,都有
成立。
故
对任意的b、c恒成立的
的最大值为
。
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643593209.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643609398.gif)
可得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643625655.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643640627.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643656584.gif)
(Ⅰ)∵函数
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643671280.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643703227.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643344238.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643734734.gif)
得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643749849.gif)
从而解得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643765233.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643781227.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643453237.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643469220.gif)
但当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643765233.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643781227.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643921302.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643952522.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643952725.gif)
从而当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643765233.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643781227.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643671280.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643703227.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643765233.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643781227.gif)
当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643453237.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643469220.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133644108279.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133644139647.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133644327187.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133644108279.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133644498270.gif)
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | 1 | ![]() |
![]() | ﹣ | ![]() | ﹢ | ![]() | ﹣ |
![]() | ↘ | 极小值![]() | ↗ | 极大值![]() | ↘ |
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643671280.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643344238.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643453237.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643469220.gif)
(Ⅱ)设x0是曲线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645060435.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645075682.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645185549.gif)
当x0=2b时
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645200720.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645341415.gif)
或
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645497871.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645512900.gif)
得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645528527.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645559570.gif)
联立
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231336455591216.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645575558.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645731601.gif)
解得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645887591.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645902717.gif)
综上所述,曲线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133645933437.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643484327.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643531473.gif)
或
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643547490.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643562603.gif)
(Ⅲ)记
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133643375767.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646136639.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646152284.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646339936.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646152284.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646511450.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646526233.gif)
(1)当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646542281.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646557454.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646573278.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646557454.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646573278.gif)
上的最大值在区间端点处取得。
记g(1),g(-1)中的最大者为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646620694.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646635784.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231336467131050.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646729636.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646542281.gif)
(2)当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646854290.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646557454.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646573278.gif)
从而此时
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133646994923.gif)
因为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647010601.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647025742.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647041755.gif)
①当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647088296.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647103597.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647135274.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647150694.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647166876.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647197737.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647213588.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647228384.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647244257.gif)
②当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647259306.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647275599.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647291286.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647306672.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823133647322860.gif)
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综上所述,对
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故
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