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1、试题题目:已知函数f(x)=ax3+3x2-6ax-11,g(x)=3x2+6x+12,和直线m:y=kx+9...

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2015-12-04 07:30:00

试题原文

已知函数f(x)=ax3+3x2-6ax-11,g(x)=3x2+6x+12,和直线m:y=kx+9.又f′(-1)=0.
(1)求a的值;
(2)是否存在k的值,使直线m既是曲线y=f(x)的切线,又是y=f(x)的切线;如果存在,求出k的值;如果不存在,说明理由.
(3)如果对于所有x≥-2的x,都有f(x)≤kx+9≤g(x)成立,求k的取值范围.

  试题来源:惠州模拟   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:函数的单调性与导数的关系



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
(1)f′(x)=3ax2+6x-6a,
因为f′(-1)=0所以a=-2.2;
(2)因为直线m恒过点(0,9).
先求直线m是y=f(x)的切线.
设切点为(x0,3x02+6x0+12),
∵g′(x0)=6x0+6.
∴切线方程为y-(3x02+6x0+12)=(6x0+6)(x-x0),
将点(0,9)代入得x0=±1.
当x0=-1时,切线方程为y=9,
当x0=1时,切线方程为y=12x+9.
由f′(x)=0得-6x2+6x+12=0,即有x=-1,x=2
当x=-1时,y=f(x)的切线y=-18,当x=2时,
y=f(x)的切线方程为y=9∴y=9是公切线,
又由f′(x)=12得-6x2+6x+12=12
∴x=0或x=1,当x=0时y=f(x)的切线为y=12x-11,
当x=1时y=f(x)的切线为y=12x-10,
∴y=12x+9,不是公切线,
综上所述k=0时y=9是两曲线的公切线;(7分)
(3).(1)kx+9≤g(x)得kx≤3x2+6x+3,
当x=0,不等式恒成立,k∈R.
当-2≤x<0时,不等式为k≥3(x+
1
x
)+6

3(x+
1
x
)+6=-3[(-x)+
1
(-x)
]+6
≤-3?2+6=0∴k≥0
当x>0时,不等式为k≤3(x+
1
x
)+6

3(x+
1
x
)+6≥12
∴k≤12∴当x≥-2时,
kx+9≤g(x)恒成立,则0≤k≤12;(10分)
(2)由f(x)≤kx+9得kx+9≥-2x3+3x2+12x-11
当x=0时,9≥-11恒成立,k∈R,
当-2≤x<0时有k≤-2x2+3x+12-
20
x

h(x)=-2x2+3x+12-
20
x
=-2(x-
3
4
)2+
105
8
-
20
x

当-2≤x<0时-2(x-
3
4
)2+
105
8
为增函数,
-
20
x
也为增函数∴h(x)≥h(-2)=8
∴要使f(x)≤kx+9在-2≤x<0上恒成立,则k≤8(12分)
由上述过程只要考虑0≤k≤8,
则当x>0时f′(x)=-6x2+16x+12=-6(x+1)(x-2)
∴在x∈(0,2]时f′(x)>0,在(2,+∞)时
∴f(x)在x=2时有极大值即f(x)在(0,+∞)上的最大值,
又f(2)=9,即f(x)≤9而当x>0,k≥0时,
∴f(x)≤kx+9一定成立,综上所述0≤k≤8.
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“已知函数f(x)=ax3+3x2-6ax-11,g(x)=3x2+6x+12,和直线m:y=kx+9...”的主要目的是检查您对于考点“高中函数的单调性与导数的关系”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中函数的单调性与导数的关系”。


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