繁体字转换器繁体字网旗下考试题库之数学试题栏目欢迎您!
1、试题题目:已知函数f(x)=-x3+x2,x<1alnx,x≥1.(Ⅰ)求f(x)在[-1,e](e为自然..

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

试题原文

已知函数f(x)=
-x3+x2,x<1
alnx,     x≥1.

(Ⅰ)求f(x)在[-1,e](e为自然对数的底数)上的最大值;
(Ⅱ)对任意给定的正实数a,曲线y=f(x)上是否存在两点P,Q,使得POQ是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在y轴上?

  试题来源:浙江模拟   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:函数的最值与导数的关系



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
(Ⅰ)因为f(x)=
-x3+x2,x<1
alnx,     x≥1.

①当-1≤x≤1时,f'(x)=-x(3x-2),解f'(x)>0得到0<x<
2
3
;解f'(x)<0得到-1<x<0或
2
3
<x<1
.所以f(x)在(-1,0)和(
2
3
,1)
上单调递减,在(0,
2
3
)
上单调递增,
从而f(x)在x=
2
3
处取得极大值f(
2
3
)=
4
27
.…(3分),
又f(-1)=2,f(1)=0,所以f(x)在[-1,1)上的最大值为2.…(4分)
②当1≤x≤e时,f(x)=alnx,当a≤0时,f(x)≤0;当a>0时,f(x)在[1,e]上单调递增,
所以f(x)在[1,e]上的最大值为a.
所以当a≥2时,f(x)在[-1,e]上的最大值为a;当a<2时,f(x)在[-1,e]上的最大值为2.…(8分)
(Ⅱ)假设曲线y=f(x)上存在两点P,Q,使得POQ是以O为直角顶点的直角三角形,则P,Q只能在y轴的两侧,不妨设P(t,f(t))(t>0),则Q(-t,t3+t2),且t≠1.…(9分)
因为△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,所以
OP
?
OQ
=0

即:-t2+f(t)?(t3+t2)=0(1)…(10分)   
是否存在点P,Q等价于方程(1)是否有解.
若0<t<1,则f(t)=-t3+t2,代入方程(1)得:t4-t2+1=0,此方程无实数解.…(11分)
若t>1,则f(t)=alnt,代入方程(1)得到:
1
a
=(t+1)lnt
,…(12分)
设h(x)=(x+1)lnx(x≥1),则h′(x)=lnx+
1
x
>0
在[1,+∞)上恒成立.
所以h(x)在[1,+∞)上单调递增,从而h(x)≥h(1)=0,
所以当a>0时,方程
1
a
=(t+1)lnt
有解,即方程(1)有解.…(14分)
所以,对任意给定的正实数a,曲线y=f(x)上是否存在两点P,Q,使得POQ是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在y轴上.…(15分)
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)=-x3+x2,x<1alnx,x≥1.(Ⅰ)求f(x)在[-1,e](e为自然..”的主要目的是检查您对于考点“高中函数的最值与导数的关系”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中函数的最值与导数的关系”。


4、其他试题:看看身边同学们查询过的数学试题:

数学试题大全 2015-12-12更新的数学试题 网站地图 | 繁体字网 -- 为探究古典文化架桥,为弘扬中华文明助力!
版权所有: CopyRight © 2010-2014 www.fantiz5.com All Rights Reserved.
联系我们: