已知函数f(x)=-x3+kx2+5x+1,g(x)=-lnx+kx,其中k∈R.

已知函数f(x)=-x3+kx2+5x+1,g(x)=-lnx+kx,其中k∈R.
(Ⅰ)当k=1时,求函数f(x)的极值;
(Ⅱ)若关于x的方程f(x)=0在区间(1,2)上有解,求实数k的取值范围;
(Ⅲ)设函数q(x)=
f(x),x≤0
g(x),x>0
,是否存在正实数k,使得对于函数q(x)上任一点(横坐标不为0),总能找到另外惟一一点使得在这两点处切线的斜率相等?若存在,求k的值;若不存在,请说明理由.
豆豆鼠爱 1年前 已收到1个回答 举报

fixmezhu 春芽

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解题思路:(Ⅰ)先对函数求导,再令导函数为零,解得函数极值点,最后用单调性进行验证即可
(Ⅱ)先判断函数的连续性,再利用零点存在性理论,解不等式即可
(Ⅲ)先求出函数q(x)=
f(x),x≤0
g(x),x>0
两段上的导函数,由导数的几何意义,研究导函数的函数值,再画出导函数的图象,数形结合解决问题

(Ⅰ)对函数f(x)=-x3+kx2+5x+1求导,得,f′(x)=-3x2+2kx+5,
当k=1时,函数f(x)=)=-x3+x2+5x+1,f′(x)=-3x2+2x+5,
令f′(x)=0,即-3x2+2x+5=0,解得,x=-1或x=[5/3],
当x∈(-∞,-1)时,f′(x)<0,当x∈(-1,[5/3])时,f′(x)<0
当x∈([5/3],+∞)时,f′(x)<0,
∴当x=-1函数f(x)有极小值为f(-1)=-2
当x=[5/3]函数f(x)有极大值为f([5/3])=[202/27]
(Ⅱ)∵f(x)=-x3+kx2+5x+1为(1,2)上的连续函数,
∴f(x)=0在区间(1,2)上有解⇔f(1)×f(2)<0
由f(1)×f(2)=(-1+k+6)(-8+4k+11)=(k+5)(4k+3)<0
得-5<k<−
3
4
∴实数k的取值范围为-5<k<−
3
4
(Ⅲ)
∵f′(x)=-3x2+2kx+5,g′(x)=[kx−1/x]
∵k>0,两个导函数的图象如图
由图象可知,当且仅当k=5时,函数q(x)上任一点(横坐标不为0),总能找到另外惟一一点使得在这两点处切线的斜率相等,
∴k=5

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的极值;利用导数研究曲线上某点切线方程.

考点点评: 本题综合考察了导数的应用,特别是函数极值的求法和导数几何意义的应用,解题时要灵活运用数形结合思想、分类讨论思想,提高解题效率

1年前

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