题目内容
已知函数
.
(Ⅰ)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;
(Ⅱ)若方程f(x)=0恰有三个不同的实根,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)已知不等式f'(x)<x2-x+1对任意a∈(1,+∞)都成立,求实数x的取值范围.
解:(Ⅰ)a=1时,
,f(0)=1,f'(0)=-2,
所以切线方程为y-1=-2x,即2x+y-1=0.…3
(Ⅱ)∵f'(x)=x2-ax-2a2,令x2-ax-2a2=0得x=-a或x=2a.
于是f'(x)>0得x<-a或x>2a,f'(x)<0得-a<x<2a.
所以x=-a时,f(x)取得极大值
;
x=2a时,f(x)取得极小值
.…2
要使方程f(x)=0恰有三个不同的实根,则函数y=f(x)的极大值大于零,极小值小于零,
所以
,解之得
.…2
(Ⅲ)要使f'(x)<x2-x+1对任意a∈(1,+∞)都成立,
即x2-ax-2a2<x2-x+1,∴(1-a)x<2a2+1.
∵a∈(1,+∞),
∴1-a<0,于是
对任意a∈(1,+∞)都成立,则x大于
的最大值.
∵
,
当
,即
时取等号.
故
.…5
分析:(I)先求出函数在x=0处的导数,从而求出切线的斜率,最后根据点斜式可求出切线方程;
(II)利用导数分别求出函数的极大值和极小值,要使方程f(x)=0恰有三个不同的实根,则函数y=f(x)的极大值大于零,极小值小于零,建立不等式组,从而求出a的取值范围;
(III)要使f'(x)<x2-x+1对任意a∈(1,+∞)都成立,将x分离出来得
,对任意a∈(1,+∞)都成立,则x大于
的最大值即可.
点评:本题主要考查了利用导数研究曲线上某点切线方程,以及恒成立问题和利用基本不等式求函数的最值,同时考查了计算能力,属于中档题.
所以切线方程为y-1=-2x,即2x+y-1=0.…3
(Ⅱ)∵f'(x)=x2-ax-2a2,令x2-ax-2a2=0得x=-a或x=2a.
于是f'(x)>0得x<-a或x>2a,f'(x)<0得-a<x<2a.
所以x=-a时,f(x)取得极大值
x=2a时,f(x)取得极小值
要使方程f(x)=0恰有三个不同的实根,则函数y=f(x)的极大值大于零,极小值小于零,
所以
(Ⅲ)要使f'(x)<x2-x+1对任意a∈(1,+∞)都成立,
即x2-ax-2a2<x2-x+1,∴(1-a)x<2a2+1.
∵a∈(1,+∞),
∴1-a<0,于是
∵
当
故
分析:(I)先求出函数在x=0处的导数,从而求出切线的斜率,最后根据点斜式可求出切线方程;
(II)利用导数分别求出函数的极大值和极小值,要使方程f(x)=0恰有三个不同的实根,则函数y=f(x)的极大值大于零,极小值小于零,建立不等式组,从而求出a的取值范围;
(III)要使f'(x)<x2-x+1对任意a∈(1,+∞)都成立,将x分离出来得
点评:本题主要考查了利用导数研究曲线上某点切线方程,以及恒成立问题和利用基本不等式求函数的最值,同时考查了计算能力,属于中档题.
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