设函数f(x)=-x3-2mx2-m2x+1-m(其中m>-2)的图象在x=2处的切线与直线x-5y-12=0垂直.(Ⅰ)求函数f(x)的极值与零点;(Ⅱ)设g(x)

发布时间:2020-08-01 01:55:45

设函数f(x)=-x3-2mx2-m2x+1-m(其中m>-2)的图象在x=2处的切线与直线x-5y-12=0垂直.
(Ⅰ)求函数f(x)的极值与零点;
(Ⅱ)设g(x)=+lnx,若对任意x1∈[0,1],存在x2∈(0,1],使f(x1)>g(x2)成立,求实数k的取值范围.

网友回答

解:(Ⅰ)因为f'(x)=-3x2-4mx-m2,所以f'(2)=-12-8m-m2=-5,
解得:m=-1或m=-7,又m>-2,所以m=-1,
由f'(x)=-3x2+4x-1=0,解得x1=1,,
列表如下:
x1(1,+∞)f'(x)-0+0-f(x)↘极小值↗极大值2↘所以,f(x)极大值=f(1)=2,
因为f(x)=-x3+2x2-x+2=-(x-2)(x2+1),
所以函数f(x)的零点是x=2.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当x∈[0,1]时,,
“对任意x1∈[0,1],存在x2∈(0,1],使f(x1)>g(x2)”等价于“f(x)在[0,1]上的最小值大于g(x)在(0,1]上的最小值,
即当x∈(0,1]时,”,
因为,
①当k<0时,因为x∈(0,1],
所以,符合题意;
②当0<k≤1时,,
所以x∈(0,1]时,g'(x)≤0,g(x)单调递减,
所以,符合题意;
③当k>1时,,
所以时,g'(x)<0,g(x)单调递减,时,g'(x)>0,g(x)单调递增,
所以x∈(0,1]时,,
令(0<x<1),则,
所以φ(x)在(0,1)上单调递增,
所以x∈(0,1)时,,即,
所以,符合题意,
综上所述,若对任意x1∈[0,1],存在x2∈(0,1],使f(x1)>g(x2)成立,
则实数k的取值范围是(-∞,0)∪(0,+∞).

解析分析:(Ⅰ)由f(x)在x=2处的切线与直线x-5y-12=0垂直可得f′(2)=-5,从而可求得m值,利用导数即可求得其极值,对于f(x)的零点可转化为f(x)=0的根求解;(Ⅱ)“对任意x1∈[0,1],存在x2∈(0,1],使f(x1)>g(x2)”等价于“f(x)在[0,1]上的最小值大于g(x)在(0,1]上的最小值,由(Ⅰ)易求f(x)min,利用导数可求g(x)在(0,1]上的最小值,注意按k的范围进行讨论.

点评:本题考查导数的综合应用:求函数极值、最值及不等式恒成立问题,考查分类讨论思想,考查学生综合运用知识分析问题解决问题的能力.
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