(2011•海珠区一模)已知函数f(x)=13x3+mx2 (x≤0)ex−1 (x>0).

(2011•海珠区一模)已知函数f(x)=
1
3
x3+mx2 (x≤0)
ex−1 (x>0).

(1)当x≤0时,函数f(x)在(-1,f(-1))处的切线方程为x-3y+1=0,求m的值;
(2)当x>0时,设f(x)+1的反函数为g-1(x)(g-1(x)的定义域即是f(x)+1的值域).证明:函数h(x)=
1
3
x−g−1(x)
在区间(e,3)内无零点,在区间(3,e2)内有且只有一个零点;
(3)求函数f(x)的极值.
娃娃心愿 1年前 已收到1个回答 举报

倚窗小酌 幼苗

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解题思路:(1)由题意得f'(-1)=1-2m所以函数f(x)在(-1,f(-1))处的切线方程为:(3-6m)x-3y+2-3m=0,又因为函数f(x)在(-1,f(-1))处的切线方程为x-3y+1=0所以解得m=
1
3

(2)当x>0时g-1(x)=lnx(x>1),所以h(x)=
1
3
x−lnx(x>1)
所以h′(x)=
1
3
1
x
x−3
3x
解得可知h(x)在(e,3)上为减函数,在(3,e2)上为增函数,在x=3处取得极小值.进而可以得到答案.
(3)当x>0时,f(x)=ex-1在(0,+∞)上单调递增,且f(x)=ex-1>0.当x≤0时,f'(x)=x2+2mx=x(x+2m).当m>0时,f'(x)=x2+2mx=x(x+2m),令f'(x)=0,得x1=-2m,x2=0.当x<-2m时,f'(x)>0当-2m<x<0时,f'(x)<0,f(x)在(-∞,-2m]上单调递增,在(-2m,0]上单调递减.有极值.
当m<0时f'(x)=x2+2mx=x(x+2m)>0,f(x)在R上是增函数,无极值
当m=0时f'(x)=x2≥0,f(x)在R上是增函数,无极值.

(1)当x≤0时,f(x)=
1
3x3+mx2,f(−1)=m−
1
3f'(x)=x2+2mx,f'(-1)=1-2m
函数f(x)在(-1,f(-1))处的切线方程为:y−(m−
1
3)=(1−2m)(x+1)
整理得:(3-6m)x-3y+2-3m=0
所以有

3−6m=1
2−3m=1,
解得m=
1
3.
(2)当x>0时,f(x)+1=ex
所以g-1(x)=lnx(x>1),h(x)=
1
3x−g−1(x)=[1/3x−lnx(x>1),h′(x)=
1
3−
1
x=
x−3
3x]
令h'(x)>0得x>3;令h'(x)<0得1<x<3,令h'(x)=0得x=3,
故知函数h(x)在区间(1,3)上为减函数,在区间(3,+∞)为增函数,在x=3处取得极小值,
进而可知h(x)在(e,3)上为减函数,在(3,e2)上为增函数,在x=3处取得极小值.
又∵h(e)=
e
3−1<0,h(3)=1−ln3<0,h(e2)=
e2
3−2>0.
所以,函数h(x)=
1
3x−g−1(x)在区间(e,3)内无零点,在区间(3,e2)有且只有一个零点
(3)当x>0时,f(x)=ex-1在(0,+∞)上单调递增,且f(x)=ex-1>0.
当x≤0时,f'(x)=x2+2mx=x(x+2m)
①若m=0,f'(x)=x2≥0,则f(x)=
1
3x3在(-∞,0]上单调递增,且f(x)=
1
3x3<0.
又f(0)=0,∴f(x)在R上是增函数,无极值.
②若m<0,f'(x)=x2+2mx=x(x+2m)>0,则f(x)=
1
3x3+mx2在(-∞,0]上单调递增.
同理,f(x)在R上是增函数,无极值.
③若m>0,f'(x)=x2+2mx=x(x+2m),令f'(x)=0,得x1=-2m,x2=0.
当x<-2m时,f'(x)>0
当-2m<x<0时,f'(x)<0
所以,f(x)=

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: 本题考查利用导数解决极值问题,关键要注意其中分类讨论是本题的难点,由于函数是分段函数所以在讨论时要细心仔细,很大方面考查了运算能力.

1年前

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