2018届高三数学二轮专题测试卷(江苏版) 专题4三次函数的图象及性质
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2018届高三数学二轮专题测试卷(江苏版)
专题4三次函数的图象及性质
1.函数f (x )=x 3
-3x 与直线y =c 恰有三个交点,则c 的取值范围为________.
解析:由图(2)可知,要使函数与直线恰有三个交点,则-2<c <2.
2.已知函数f (x )=13x 3+12
ax 2
+1在(0,1)上存在极值,则a 的取值范围是________.
解析:f′(x ) =x 2
+ax 在(0,1)上存在非重根,所以0<-a <1,即a 的取值范围是(-1,0). 3.已知函数f (x )=13x 3+12
ax 2
+1在(0,1)上存在单调递减区间,则实数a 的取值范围是________.
解析:f′(x )=x 2+ax <0在(0,1)上有解,化为a <-x 在(0,1)上有解,即a <0.
4.已知函数f (x )=ax 3
-3x 2
+1,若f (x )存在唯一的零点x 0,且x 0>0,则a 的取值范围是________.
5. 已知函数f (x )=13x 3-12
(a +1)x 2
+ax ,设a >1,试讨论函数f (x )在区间[0,a +1]内零点的个数.
解析:f′(x )=x 2
-(a +1)x +a =(x -1)(x -a ),当a >1时,函数f (x )在(0,1)和(a ,a +1)上单调递增,在(1,a )上单调递减,又f (0)=0,f (a )= 12a 2-16a 3,f (a +1)=-16(a +1)(a 2
-4a +1),
解不等式f (a )>0得1<a <3,解不等式f (a +1)>0得1<a <2+3,所以1<a <3时,f (x )在区间[0,a +1]内有一个零点;a =3时,f (x )在区间[0,a +1]内有两个零点;3<a ≤2+3时,f (x )在区间[0,
a +1]内有三个零点;a >2+3时,f (x )在区间[0,a +1]内有两个零点.
6. 已知函数f (x )=x 3
-x .
(1) 求曲线y =f (x )在点M (t ,f (t ))处的切线方程;
(2) 设a >0,如果过点(a ,b )可作曲线y =f (x )的三条切线,证明:-a <b <f (a ).
解析:(1) 求函数f (x )的导数f′(x )=3x 2
-1.曲线y =f (x )在点M (t ,f (t ))处的切线方程为:y -f (t )
=f′(t )(x -t ),即y =(3t 2-1)x -2t 3
.
(2) 将(a ,b )代入y =(3t 2
-1)x -2t 3
,得b =(3t 2
-1)a -2t 3
.过点(a ,b )可作曲线y =f (x )的三条切线等价于方程2t 3
-3at 2
+a +b =0有三个相异的实数根,记g (t )=2t 3
-3at 2
+a +b ,则g ′(t )=6t 2
-6at =6t (t -a ).
当t 变化时,g (t ),g ′(t )变化情况如表所示:
+b =0时,解方程g (t )=0得t =0,t =3a
2,即方程g (t )=0只有两个相异的实数根;当b -f (a )=0
时,解方程g (t )=0得t =-a
2,t =a ,即方程g (t )=0只有两个相异的实数根.
综上,如果过(a ,b )可作曲线y =f (x )三条切线,即g (t )=0有三个相异的实数根,则
⎩
⎪⎨
⎪⎧
a +
b >0,b -f a <0,即-a <b <f (a ).
串讲2
7. 已知函数f (x )=2x 3
-3x
(1) 求f (x )在区间[-2,1]上的最大值;
(2) 若过点P (1,t )存在3条直线与曲线y =f (x )相切,求t 的取值范围;
(3) 问过点A (-1,2),B (2,10),C (0,2)分别存在几条直线与曲线y =f (x )相切?(只需写出结论)
g (x )= 4x 3-6x 2+t +3,则过点P (1,t )存在3条直线与曲线y =f (x )相切等价于g (x )有3个不同零点.g ′(x )
= 12x 2
-12x =12x (x -1),当x 变化时,g (x )与g ′(x )的变化情况如下:
结合图象知,当g (x )有3个不同零点时,有⎩
⎪⎨
⎪⎧g 0 >0
g 1 <0,解得-3<t <-1,故当过点P (1,t )存在3
条直线与曲线y =f (x )相切时,t 的取值范围是(-3,-1); (3) 由串讲1可得出以下结论:
2条直线与曲线y =f (x )相切;过点C (0,2)存在1条直线与曲线y =f (x )相切. 8. 已知a 3
-3a 2
+5a =1,b 3
-3b 2
+5b =5,则a +b 的值是________.
解析:化为a 3
-3a 2
+5a -3=-2,b 3
-3b 2
+5b -3=2,设f (x )=x 3
-3x 2
+5x -3,则f (a )=-2,f (b )=2,又易得f (x )的对称中心为(1,0),所以a +b =2.
9. 设f (x )=13x 3+x 2
+ax 有两个极值点x 1,x 2,若过两点(x 1,f (x 1)),(x 2,f (x 2))的直线l 与x 轴的交点
在曲线y =f (x )上,求a 的值.
10. 已知函数f (x )=(x 2
-1)(x 2
+ax +b )的图象关于直线x =3对称,则函数f (x )的值域为________.
解析:由题知f (-1)=0,f (1)=0,因为函数f (x )的图象关于直线x =3对称,所以 f (7)=f (-
1)=0且f (5)=f (1)=0,即⎩
⎪⎨
⎪⎧
48× 49+7a +b =0
24× 25+5a +b =0,解得a =-12,b =35,
所以f (x )=(x 2
-1)(x 2-12x +35)= (x +1)(x -1)(x -5)(x -7)=(x 2
-6x +5)(x 2
-6x -7), 设t =x 2
-6x -1(t ≥-10),则f (t )=(t +6)(t -6)=t 2
-36≥-36,故函数f (x )的值域为[-36,+∞).
11. 若函数f (x )=(x -a )2
|x -a |-x 2
|x |+a 在(0,1)存在零点,则实数a 的取值范围是________.
解析:注意到f (a -x )=(-x )2
|-x |-(a -x )2
|a -x |+a =-(x -a )2
|x -a |+x 2
|x |+a ,所以f (x )+
f (a -x )=2a ,从而y =f (x )的图象关于点⎝ ⎛⎭
⎪⎫a 2
,a 对称,下面考虑y =f (x )在⎣⎢⎡⎭
⎪⎫a 2
,+∞的图象.
当a >0时,f (x )=(x -a )2|x -a |-x 2|x |+a =⎩
⎪⎨⎪
⎧
x -a 3
-x 3
+a ,x ≥a a -x 3-x 3
+a ,a 2<x <a ,易得f (x )在⎣⎢⎡⎭
⎪⎫a
2,+∞上
单调递减,因为y =f (x )的图象关于点⎝ ⎛⎭
⎪⎫a
2,a 对称,所以f (x )在R 上单调递减;
因为f (x )在(0,1)上有零点,所以[a 2
|a |+a ] ·[(a -1)2
|a -1|+(a -1)]<0,即
⎩⎪⎨⎪⎧
a ≥1, a 3+a ·[ a -1 3+ a -1 ]<0,
或⎩⎪⎨⎪
⎧
0<a <1, a 3+a ·[ 1-a 3
- 1-a ]<0,
解得
0<a <1;
当a =0时,f (x )=0符合题意;
当a <0时,同理可得f (x )在R 上单调递增,同样有f (0)·f (1)<0,即
⎩⎪⎨⎪
⎧
a <0, -a 3+a ·[ 1-a 3- 1-a ]<0,
即⎩⎪⎨⎪⎧
a <0,a 2 1-a 2
1+a a -2 <0,
解得-1<a <0;
综上所述,-1<a<1.
12. 已知函数f(x)=x3-3x2+ax(a∈R),g(x)=|f(x)|.
(1) 求以P(2,f(2))为切点的切线方程,并证明此切线恒过一个定点;
(2) 若g(x)≤kx对一切x∈[0,2]恒成立,求k的最小值h (a)的表达式;
(3) 设a>0,求y=g(x)的单调增区间.。