题目内容
15.设f′(x)为f(x)的导函数,f″(x)是f′(x)的导函数,如果f(x)同时满足下列条件:①存在x0,使f″(x0)=0;②存在ε>0,使f′(x)在区间(x0-ε,x0)单调递增,在区间(x0,x0+ε)单调递减.则称x0为f(x)的“上趋拐点”;如果f(x)同时满足下列条件:①存在x0,使f″(x0)=0;②存在ε>0,使f′(x)在区间(x0-ε,x0)单调递减,在区间(x0,x0+ε)单调递增.则称x0为f(x)的“下趋拐点”.
给出以下命题,其中正确的是①③④(只写出正确结论的序号)
①0为f(x)=x3的“下趋拐点”;
②f(x)=x2+ex在定义域内存在“上趋拐点”;
③f(x)=ex-ax2在(1,+∞)上存在“下趋拐点”,则a的取值范围为($\frac{e}{2}$,+∞);
④f(x)=$\frac{1}{3}a{x^3}-\frac{1}{2}a(a-1){x^2}-{a^2}x+1$,若a为f(x)的“上趋拐点”,则a=-1.
分析 通过分析可知,x0是导函数f′(x)的极大值点时,则x0是f(x)的“上趋拐点”;x0是导函数f′(x)的极小值点时,则x0是f(x)的“下趋拐点”.依此对原题四个选项逐一进行判断.
解答 解:由题意可知,x0是导函数f′(x)的极大值点时,则x0是f(x)的“上趋拐点”;x0是导函数f′(x)的极小值点时,则x0是f(x)的“下趋拐点”.
①由已知f′(x)=3x2,所以f″(x)=6x,且当x<0时,f″(x)<0,当x>0时,f″(x)>0,所以0为f(x)的“下趋拐点”,故①正确;
②由已知f′(x)=2x+ex,则f″(x)=2+ex>0恒成立,故f″(x)=0无解,所以f(x)=x2+ex无上趋拐点,故②错误;
③由已知得f′(x)=ex-2ax,所以f″(x)=ex-2a,易知,该函数为定义域上的增函数,令f″(x)=0,若有解,则x=ln(2a),则当x<ln(2a)时,f″(x)<0,当x>ln(2a)时,f″(x)>0,故函数f′(x)在(-∞,ln(2a))上递减,在(ln(2a),+∞)上递增,所以x=ln(2a)是函数f(x)的下趋拐点,由题意得ln(2a)>1=lne,所以2a>e,所以a>$\frac{e}{2}$,故③正确;
④由已知得f′(x)=ax2-a(a-1)x-a2,所以f″(x)=2ax-a(a-1),若x=a是上(或下)趋拐点,则f″(a)=2a2-a(a-1)=0,解得a=0或-1,显然a≠0,当a=-1时,f″(x)=-2x-2,易知当x<-1时,f″(x)>0,当x>-1时,f″(x)<0,所以f′(x)在(-∞,-1)上递增,在(-1,+∞)上递减,所以a=-1是f(x)的上趋拐点.故④正确.
故答案为:①③④.
点评 本题考查了新定义问题的处理方法,主要是根据所学将问题转化为已知的“极值问题”来认识,从而得到了解决问题的方法.
| A. | 相交 | B. | 平行 | C. | 异面而且垂直 | D. | 异面但不垂直 |
| A. | 相交 | B. | 平行 | C. | 异面 | D. | 平行或异面 |