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已知函数f=x3+mx,g=nx2+n2,F=f+g.求函数f的单调区间;若函数F在x=l处有极值为10,

题文

已知函数f(x)=x3+mx,g(x)=nx2+n2,F(x)=f(x)+g(x).
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若函数F(x)在x=l处有极值为10,求曲线F(x)在(0,F(0))处的切线方程;
(Ⅲ)若n2<3m,不等式F(1+1nxx-1)>F(kx)对∀x∈(1,+∞)恒成立,求整数k的最大值. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(Ⅰ)∵f(x)=x3+mx,∴f′(x)=3x2+m.
①当m≥0时,f′(x)≥0恒成立,所以f(x)在(-∞,+∞)上是增函数.
②当m<0时,若f′(x)<0,则--3m3<x<-3m3.若f′(x)>0,则x<--3m3,或x>-3m3,
所以f(x)在(--3m3,-3m3)上是减函数,在(-∞,--3m3),(-3m3,+∞)上是增函数;
(Ⅱ)∵F(x)=x3+mx+nx2+n2,在x=1处有极值10,
∴F′(x)=3x2+2nx+m.
∴F′(1)=0F(1)=10,∴3×12+2n×1+m=013+n×12+m×1+n2=10,
∴m=-11,n=4.或m=3,n=-3.
当m=3,n=-3时,F′(x)=3(x-1)2≥0,函数F(x)在R上是增函数,所以F(x)在x=1处无极值,不合题意.
当m=-11,n=4时,F′(x)=3x2+8x-11=(3x+11)(x-1),
当-113<x<1时,F′(x)<0;当x>1时,F′(x)>0.
∴函数F(x)在x=1处取得极小值,符合题意.
∴m=-11,n=4.∴切线方程为11x+y-16=0.
(Ⅲ)∵F(x)=x3+mx+nx2+n2
∴F′(x)=3x2+2nx+m.
∵n2<3m,△=4(n2-3m)<0,∴F′(x)>0,
∴F(x)=x3+mx+nx2+n2在R上是增函数.
∵F(1+lnxx-1)>F(kx)对任意x∈(1,+∞)恒成立,∴k<x(1+lnx)x-1对任意x∈(1,+∞)恒成立.
设函数h(x)=x(1+lnx)x-1,则h′(x)=x-lnx-2(x-1)2.
设m(x)=x-lnx-2,则m′(x)=1-1x.
∵x∈(1,+∞),m′(x)>0,则m(x)=x-lnx-2在(1,+∞)上是增函数,
因为m(1)=-1,m(2)=-ln2,m(3)=1-ln3<0,m(4)=2-ln4>0,所以∃x0∈(3,4),使m(x0)=x0-lnx0-2=0
所以x∈(1,x0)时,m(x)<0,h′(x)<0,所以h(x)=x(1+lnx)x-1在(1,+∞)上递减,
x∈(x0,+∞)时,m(x)>0,h′(x)>0,所以h(x)=x(1+lnx)x-1在(x0,+∞)上递增,
所以h(x)的最小值为h(x0)=x0(1+lnx0)x0-1,
又因为m(x0)=x0-lnx0-2=0,所以h(x0)=x0
因为x0∈(3,4),且k<h(x)对任意x∈(1,+∞)恒成立,所以k<h(x)min
所以k≤3,整数k的最大值为3.

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解析

-3m3

考点

据考高分专家说,试题“已知函数f(x)=x3+mx,g(x)=.....”主要考查你对 [函数的奇偶性、周期性 ]考点的理解。 函数的奇偶性、周期性

函数的奇偶性定义:

偶函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),则称函数f(x)为偶函数。
奇函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数。 
 
函数的周期性

(1)定义:若T为非零常数,对于定义域内的任一x,使f(x+T)=f(x)恒成立,则f(x)叫做周期函数,T叫做这个函数的一个周期。
周期函数定义域必是无界的。
(2)若T是周期,则k·T(k≠0,k∈Z)也是周期,所有周期中最小的正数叫最小正周期。一般所说的周期是指函数的最小正周期。
周期函数并非都有最小正周期,如常函数f(x)=C。

奇函数与偶函数性质:

(1)奇函数与偶函数的图像的对称性:奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y轴对称。
(3)在公共定义域内,①两个奇函数的和是奇函数,两个奇函数的积是偶函数; ②两个偶函数的和、积是偶函数; ③一个奇函数,一个偶函数的积是奇函数。

注:定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

1、函数是奇函数或偶函数的前提定义域必须关于原点对称;定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

2、函数的周期性    令a , b 均不为零,若: 
(1)函数y = f(x) 存在 f(x)=f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|a| 
(2)函数y = f(x) 存在f(a + x) = f(b + x) ==> 函数最小正周期 T=|b-a| 
(3)函数y = f(x) 存在 f(x) = -f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(4)函数y = f(x) 存在 f(x + a) =
已知函数f=x3+mx,g=nx2+n2,F=f+g.求函数f的单调区间;若函数F在x=l处有极值为10,
  ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(5)函数y = f(x) 存在 f(x + a) = 
已知函数f=x3+mx,g=nx2+n2,F=f+g.求函数f的单调区间;若函数F在x=l处有极值为10,
  ==> 函数最小正周期 T=|4a|

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