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函數(shù)、導(dǎo)數(shù)與不等式的交匯問(wèn)題例析

2014-10-31 09:11:39趙春祥
中學(xué)課程輔導(dǎo)高考版·學(xué)生版 2014年9期
關(guān)鍵詞:件產(chǎn)品增函數(shù)售價(jià)

函數(shù)作為高中代數(shù)最基本、最重要的內(nèi)容,多年來(lái)一直是高考命題的熱點(diǎn).用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì)比用初等方法研究要方便得多,因此,函數(shù)與導(dǎo)數(shù)已成為支撐數(shù)學(xué)學(xué)科知識(shí)體系的重點(diǎn)知識(shí),從而構(gòu)成數(shù)學(xué)試題的主體的重要知識(shí)板塊.考查的方向還是利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的極大(?。┲担蠛瘮?shù)在連續(xù)區(qū)間[a,b]上的最大值或最小值,或利用求導(dǎo)法解應(yīng)用問(wèn)題,研究函數(shù)的單調(diào)性或求單調(diào)區(qū)間等,這些已成為高考的一個(gè)新的熱點(diǎn)問(wèn)題.不等式是中學(xué)數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,它可以滲透到中學(xué)數(shù)學(xué)的很多章節(jié),是解決其他數(shù)學(xué)問(wèn)題的有力工具,再加上它在實(shí)際問(wèn)題中的廣泛應(yīng)用,決定了它將是??疾凰サ母呖紵狳c(diǎn)問(wèn)題.不等式、函數(shù)二者密不可分,它們相互聯(lián)系、互相轉(zhuǎn)化.因此,要學(xué)會(huì)靈活處理導(dǎo)數(shù)、不等式、函數(shù)大型綜合問(wèn)題,這類代數(shù)推理考題在復(fù)習(xí)時(shí)一定要倍加關(guān)注.

一、不等式與函數(shù)綜合問(wèn)題

例1設(shè)函數(shù)f(x)=|2x+1|-|x-4|.

(1)解不等式f(x)>2;

(2)求函數(shù)y=f(x)的最小值.

解:(1)令y=|2x+1|-|x-4|,

則y=-x-5,x≤-12,

3x-3,-12

x+5,x≥4.

作出函數(shù)y=|2x+1|-|x-4|的圖像,它與直線y=2的交點(diǎn)為(-7,2)和(53,2),

所以|2x+1|-|x-4|>2的解為x<-7或x>53.

(2)由函數(shù)y=|2x+1|-|x-4|的圖像可知,當(dāng)x=-12時(shí),y=|2x+1|-|x-4|取得最小值-92.

評(píng)注:本題考查了絕對(duì)值的意義,分段函數(shù)及其圖像,函數(shù)最值和不等式等知識(shí),考查分類討論的思想方法和數(shù)形結(jié)合的解題技巧.函數(shù)是高中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,它把中學(xué)數(shù)學(xué)各個(gè)分支緊緊地聯(lián)系在一起.以函數(shù)為載體,綜合不等式交叉匯合處為主干,構(gòu)筑成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)型不等式證明問(wèn)題,在高考試題出現(xiàn)的頻率相當(dāng)高,占據(jù)著令人矚目的地位.

例2設(shè)二次函數(shù)f(x)=x2+ax+a,方程f(x)-x=0的兩根x1和x2滿足0

(1)求實(shí)數(shù)a的取值范圍;

(2)試比較f(0)f(1)-f(0)與116的大小,并說(shuō)明理由.

解:(1)令g(x)=f(x)-x=x2+(a-1)x+a,則由題意可得

Δ>0,

0<1-a2<1,

g(1)>0,

g(0)>0,a>0,

-1

a<3-22或a>3+22,0

故所求實(shí)數(shù)a的取值范圍是(0,3-22).

(2)解法1:f(0)f(1)-f(0)=g(0)g(1)=2a2,令h(a)=2a2.

∵當(dāng)a>0時(shí),h(a)單調(diào)增加,

∴當(dāng)0

即f(0)f(1)-f(0)<116.

解法2:∵f(0)f(1)-f(0)=g(0)g(1)=2a2,由(1)知0

∴42a-1<122-17<0.又42a+1>0,于是

2a2-116=116(32a2-1)=116(42a-1)(42a+1)<0,

即2a2-116<0,故f(0)f(1)-f(0)<116.

解法3:依題意可設(shè)g(x)=(x-x1)(x-x2),則由0

f(0)f(1)-f(0)=g(0)g(1)=x1x2(1-x1)(1-x2)=[x1(1-x1)][x2(1-x2)]

<(x1+1-x12)2(x2+1-x22)2=116,

故f(0)f(1)-f(0)<116.

評(píng)析:它以函數(shù)為依托,在函數(shù)、方程、不等式知識(shí)交匯點(diǎn)上設(shè)計(jì)的試題,題型設(shè)計(jì)新穎,別具一格,知識(shí)渾然一體,反映了知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系,較好地體現(xiàn)了知識(shí)的整體性和綜合性,突出對(duì)問(wèn)題的方法及解決問(wèn)題的能力的考查.函數(shù)、方程與不等式是高中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,它把中學(xué)數(shù)學(xué)各個(gè)分支緊緊地聯(lián)系在一起,一些常見(jiàn)的解題技巧和思想方法都得到了比較充分的體現(xiàn),以這三者交匯處為主干,構(gòu)筑成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)型代數(shù)推理題,在高考試題出現(xiàn)的頻率相當(dāng)高,占據(jù)著令人矚目的地位.

二、導(dǎo)數(shù)在函數(shù)中的應(yīng)用

例3已知定義在正實(shí)數(shù)集上的函數(shù)f(x)=12x2+2ax,g(x)=3a2lnx+b,其中a>0.設(shè)兩曲線y=f(x),y=g(x)有公共點(diǎn),且在該點(diǎn)處的切線相同.

(1)用a表示b,并求b的最大值;

(2)求證:f(x)≥g(x)(x>0).

解:(1)設(shè)y=f(x)與y=g(x)(x>0)在公共點(diǎn)(x0,y0)處的切線相同.

∵f′(x)=x+2a,g′(x)=3a2x,由題意f(x0)=g(x0),f′(x0)=g′(x0).

即12x20+2ax0=3a2lnx0+b,

x0+2a=3a2x0,由x0+2a=3a2x0得:x0=a,或x0=-3a(舍去).

即有b=12a2+2a2-3a2lna=52a2-3a2lna.

令h(t)=52t2-3t2lnt(t>0),則h′(t)=2t(1-3lnt).于是

當(dāng)t(1-3lnt)>0,即00;

當(dāng)t(1-3lnt)<0,即t>e13時(shí),h′(t)<0.

故h(t)在(0,e13)為增函數(shù),在(e13,+∞)為減函數(shù),

于是h(t)在(0,+∞)的最大值為h(e13)=32e23.

(2)設(shè)F(x)=f(x)-g(x)=12x2+2ax-3a2lnx-b(x>0),

則F′(x)=x+2a-3a2x=(x-a)(x+3a)x(x>0).

故F(x)在(0,a)為減函數(shù),在(a,+∞)為增函數(shù),

于是函數(shù)F(x)在(0,+∞)上的最小值是F(a)=F(x0)=f(x0)-g(x0)=0.

故當(dāng)x>0時(shí),有f(x)-g(x)≥0,即當(dāng)x>0時(shí),g(x)≥g(x).

評(píng)析:本題考查函數(shù)、不等式和導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用等知識(shí),應(yīng)用導(dǎo)數(shù)方法確定函數(shù)單調(diào)性、極值(最值),切線方程是常見(jiàn)題型,應(yīng)該熟練掌握.

例4某分公司經(jīng)銷某種品牌產(chǎn)品,每件產(chǎn)品的成本為3元,并且每件產(chǎn)品需向總公司交a元(3≤a≤5)的管理費(fèi),預(yù)計(jì)當(dāng)每件產(chǎn)品的售價(jià)為x元(9≤x≤11)時(shí),一年的銷售量為(12-x)2萬(wàn)件.

(1)求分公司一年的利潤(rùn)L(萬(wàn)元)與每件產(chǎn)品的售價(jià)x的函數(shù)關(guān)系式;

(2)當(dāng)每件產(chǎn)品的售價(jià)為多少元時(shí),分公司一年的利潤(rùn)L最大,并求出L的最大值Q(a).

解:(1)分公司一年的利潤(rùn)L(萬(wàn)元)與售價(jià)x的函數(shù)關(guān)系式為:L=(x-3-a)(12-x)2,x∈[9,11].

(2)L′(x)=(12-x)2-2(x-3-a)(12-x)=(12-x)(18+2a-3x).

令L′(x)=0得x=6+23a或x=12(不合題意,舍去).

∵3≤a≤5,∴8≤6+23a≤283.

在x=6+23a兩側(cè)L′的值異號(hào).

所以①當(dāng)8≤6+23a<9即3≤a<92時(shí),Lmax=L(9)=(9-3-a)(12-9)2=9(6-a).

②當(dāng)9≤6+23a≤283即92≤a≤5時(shí),

Lmax=L(6+23a)=(6+23a-3-a)[12-(6+23a)]2=4(3-13a)3,

所以Q(a)=9(6-a),3≤a<92,

4(3-13a)3,92≤a≤5

即若3≤a<92,則當(dāng)每件售價(jià)為9元時(shí),分公司一年的利潤(rùn)L最大,最大值Q(a)=9(6-a)(萬(wàn)元);若92≤a≤5,則當(dāng)每件售價(jià)為6+23a元時(shí),分公司一年的利潤(rùn)L最大,最大值Q(a)=4(3-13a)3(萬(wàn)元).

評(píng)析:本題考查函數(shù)、導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用等知識(shí),考查運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì),解決實(shí)際問(wèn)題是高考熱點(diǎn)題型,本題還涉及分類討論的數(shù)學(xué)思想方法.

三、函數(shù)、導(dǎo)數(shù)與不等式綜合問(wèn)題

例5已知二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c的導(dǎo)數(shù)為f′(x),f′(0)>0,對(duì)于任意實(shí)數(shù)x,有f(x)≥0,則f(1)f′(0)的最小值為().

A. 3B. 52C. 2D. 32

解:f′(x)=2ax+b(a≠0),∵f′(0)>0,∴b>0,

又∵f(x)≥0恒成立,即ax2+bx+c≥0恒成立,

∴a>0,且Δ=b2-4ac≤0恒成立,∴c>0.

f(1)f′(0)=a+b+cb=1+ab+cb≥1+2acb2≥1+2b24b2=2,且當(dāng)a=c>0時(shí)等號(hào)成立.

故選C

評(píng)析:本題以函數(shù)和導(dǎo)數(shù)為載體,綜合考查重要不等式在求函數(shù)最值中的應(yīng)用,解此題的關(guān)鍵就是判斷a與c的符號(hào).

例6已知函數(shù)f(x)=mx3-x的圖像上,以N(1,n)為切點(diǎn)的切線的傾斜角為π4.

(1)求m、n的值;

(2)是否存在最小的正整數(shù)k,使得不等式f(x)≤k-1991對(duì)于x∈[-1,3]恒成立?如果存在,請(qǐng)求出最小的正整數(shù)k;如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;

(3)求證:|f(sinx)+f(cosx)|≤2f(t+12t)(x∈R,t>0).

解:(1)m=23,n=-13(解題過(guò)程略).

(2)由(1)知,f(x)=23x3-x,令f′(x)=2x2-1=0,得x=±22,

當(dāng)-10;

當(dāng)-22

當(dāng)220.

又f(-1)=13,f(-22)=23,f(22)=-23,f(3)=15,

因此,當(dāng)x∈[-1,3]時(shí),-23≤f(x)≤15;

要使得不等式f(x)≤k-1991對(duì)于x∈[-1,3]恒成立,則k≥15+1991=2006.

所以,存在最小的正整數(shù)k=2006,使得不等式f(x)≤k-1991對(duì)于x∈[-1,3]恒成立.

(3)由(2)知,函數(shù)f(x)在[-1,-22]上是增函數(shù);在[-22,22]上是減函數(shù);在[22,3]上是增函數(shù),

又f(-1)=13,f(-22)=23,f(22)=-23,f(1)=-13,

所以,當(dāng)x∈[-1,1]時(shí),-23≤f(x)≤23,即|f(x)|≤23.

∵sinx,cosx∈[-1,1],∴|f(sinx)|≤23,|f(cosx)|≤23,

∴|f(sinx)+f(cosx)|≤|f(sinx|+|f(cosx)|≤23+23=223.①

又∵t>0,∴t+12t≥2>1,且函數(shù)f(x)在[1,+∞)上是增函數(shù).

∴2f(t+12t)≥2f(2)=2[23(2)3-2]=223.②

比較①、②可得,|f(sinx)+f(cosx)|≤2f(t+12t)(x∈R,t>0).

評(píng)析:這是一個(gè)以函數(shù)為載體、以導(dǎo)數(shù)為解題工具的不等式綜合問(wèn)題,解此題的導(dǎo)數(shù)工具作用顯得十分重要,這是高考創(chuàng)新題型和發(fā)展趨勢(shì).函數(shù)、導(dǎo)數(shù)與不等式的知識(shí)得到了很好的整合,是一個(gè)典型的交匯熱點(diǎn)試題.

(作者:趙春祥,中學(xué)數(shù)學(xué)特級(jí)教師,河北省樂(lè)亭縣第二中學(xué))

于是h(t)在(0,+∞)的最大值為h(e13)=32e23.

(2)設(shè)F(x)=f(x)-g(x)=12x2+2ax-3a2lnx-b(x>0),

則F′(x)=x+2a-3a2x=(x-a)(x+3a)x(x>0).

故F(x)在(0,a)為減函數(shù),在(a,+∞)為增函數(shù),

于是函數(shù)F(x)在(0,+∞)上的最小值是F(a)=F(x0)=f(x0)-g(x0)=0.

故當(dāng)x>0時(shí),有f(x)-g(x)≥0,即當(dāng)x>0時(shí),g(x)≥g(x).

評(píng)析:本題考查函數(shù)、不等式和導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用等知識(shí),應(yīng)用導(dǎo)數(shù)方法確定函數(shù)單調(diào)性、極值(最值),切線方程是常見(jiàn)題型,應(yīng)該熟練掌握.

例4某分公司經(jīng)銷某種品牌產(chǎn)品,每件產(chǎn)品的成本為3元,并且每件產(chǎn)品需向總公司交a元(3≤a≤5)的管理費(fèi),預(yù)計(jì)當(dāng)每件產(chǎn)品的售價(jià)為x元(9≤x≤11)時(shí),一年的銷售量為(12-x)2萬(wàn)件.

(1)求分公司一年的利潤(rùn)L(萬(wàn)元)與每件產(chǎn)品的售價(jià)x的函數(shù)關(guān)系式;

(2)當(dāng)每件產(chǎn)品的售價(jià)為多少元時(shí),分公司一年的利潤(rùn)L最大,并求出L的最大值Q(a).

解:(1)分公司一年的利潤(rùn)L(萬(wàn)元)與售價(jià)x的函數(shù)關(guān)系式為:L=(x-3-a)(12-x)2,x∈[9,11].

(2)L′(x)=(12-x)2-2(x-3-a)(12-x)=(12-x)(18+2a-3x).

令L′(x)=0得x=6+23a或x=12(不合題意,舍去).

∵3≤a≤5,∴8≤6+23a≤283.

在x=6+23a兩側(cè)L′的值異號(hào).

所以①當(dāng)8≤6+23a<9即3≤a<92時(shí),Lmax=L(9)=(9-3-a)(12-9)2=9(6-a).

②當(dāng)9≤6+23a≤283即92≤a≤5時(shí),

Lmax=L(6+23a)=(6+23a-3-a)[12-(6+23a)]2=4(3-13a)3,

所以Q(a)=9(6-a),3≤a<92,

4(3-13a)3,92≤a≤5

即若3≤a<92,則當(dāng)每件售價(jià)為9元時(shí),分公司一年的利潤(rùn)L最大,最大值Q(a)=9(6-a)(萬(wàn)元);若92≤a≤5,則當(dāng)每件售價(jià)為6+23a元時(shí),分公司一年的利潤(rùn)L最大,最大值Q(a)=4(3-13a)3(萬(wàn)元).

評(píng)析:本題考查函數(shù)、導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用等知識(shí),考查運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì),解決實(shí)際問(wèn)題是高考熱點(diǎn)題型,本題還涉及分類討論的數(shù)學(xué)思想方法.

三、函數(shù)、導(dǎo)數(shù)與不等式綜合問(wèn)題

例5已知二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c的導(dǎo)數(shù)為f′(x),f′(0)>0,對(duì)于任意實(shí)數(shù)x,有f(x)≥0,則f(1)f′(0)的最小值為().

A. 3B. 52C. 2D. 32

解:f′(x)=2ax+b(a≠0),∵f′(0)>0,∴b>0,

又∵f(x)≥0恒成立,即ax2+bx+c≥0恒成立,

∴a>0,且Δ=b2-4ac≤0恒成立,∴c>0.

f(1)f′(0)=a+b+cb=1+ab+cb≥1+2acb2≥1+2b24b2=2,且當(dāng)a=c>0時(shí)等號(hào)成立.

故選C

評(píng)析:本題以函數(shù)和導(dǎo)數(shù)為載體,綜合考查重要不等式在求函數(shù)最值中的應(yīng)用,解此題的關(guān)鍵就是判斷a與c的符號(hào).

例6已知函數(shù)f(x)=mx3-x的圖像上,以N(1,n)為切點(diǎn)的切線的傾斜角為π4.

(1)求m、n的值;

(2)是否存在最小的正整數(shù)k,使得不等式f(x)≤k-1991對(duì)于x∈[-1,3]恒成立?如果存在,請(qǐng)求出最小的正整數(shù)k;如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;

(3)求證:|f(sinx)+f(cosx)|≤2f(t+12t)(x∈R,t>0).

解:(1)m=23,n=-13(解題過(guò)程略).

(2)由(1)知,f(x)=23x3-x,令f′(x)=2x2-1=0,得x=±22,

當(dāng)-10;

當(dāng)-22

當(dāng)220.

又f(-1)=13,f(-22)=23,f(22)=-23,f(3)=15,

因此,當(dāng)x∈[-1,3]時(shí),-23≤f(x)≤15;

要使得不等式f(x)≤k-1991對(duì)于x∈[-1,3]恒成立,則k≥15+1991=2006.

所以,存在最小的正整數(shù)k=2006,使得不等式f(x)≤k-1991對(duì)于x∈[-1,3]恒成立.

(3)由(2)知,函數(shù)f(x)在[-1,-22]上是增函數(shù);在[-22,22]上是減函數(shù);在[22,3]上是增函數(shù),

又f(-1)=13,f(-22)=23,f(22)=-23,f(1)=-13,

所以,當(dāng)x∈[-1,1]時(shí),-23≤f(x)≤23,即|f(x)|≤23.

∵sinx,cosx∈[-1,1],∴|f(sinx)|≤23,|f(cosx)|≤23,

∴|f(sinx)+f(cosx)|≤|f(sinx|+|f(cosx)|≤23+23=223.①

又∵t>0,∴t+12t≥2>1,且函數(shù)f(x)在[1,+∞)上是增函數(shù).

∴2f(t+12t)≥2f(2)=2[23(2)3-2]=223.②

比較①、②可得,|f(sinx)+f(cosx)|≤2f(t+12t)(x∈R,t>0).

評(píng)析:這是一個(gè)以函數(shù)為載體、以導(dǎo)數(shù)為解題工具的不等式綜合問(wèn)題,解此題的導(dǎo)數(shù)工具作用顯得十分重要,這是高考創(chuàng)新題型和發(fā)展趨勢(shì).函數(shù)、導(dǎo)數(shù)與不等式的知識(shí)得到了很好的整合,是一個(gè)典型的交匯熱點(diǎn)試題.

(作者:趙春祥,中學(xué)數(shù)學(xué)特級(jí)教師,河北省樂(lè)亭縣第二中學(xué))

于是h(t)在(0,+∞)的最大值為h(e13)=32e23.

(2)設(shè)F(x)=f(x)-g(x)=12x2+2ax-3a2lnx-b(x>0),

則F′(x)=x+2a-3a2x=(x-a)(x+3a)x(x>0).

故F(x)在(0,a)為減函數(shù),在(a,+∞)為增函數(shù),

于是函數(shù)F(x)在(0,+∞)上的最小值是F(a)=F(x0)=f(x0)-g(x0)=0.

故當(dāng)x>0時(shí),有f(x)-g(x)≥0,即當(dāng)x>0時(shí),g(x)≥g(x).

評(píng)析:本題考查函數(shù)、不等式和導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用等知識(shí),應(yīng)用導(dǎo)數(shù)方法確定函數(shù)單調(diào)性、極值(最值),切線方程是常見(jiàn)題型,應(yīng)該熟練掌握.

例4某分公司經(jīng)銷某種品牌產(chǎn)品,每件產(chǎn)品的成本為3元,并且每件產(chǎn)品需向總公司交a元(3≤a≤5)的管理費(fèi),預(yù)計(jì)當(dāng)每件產(chǎn)品的售價(jià)為x元(9≤x≤11)時(shí),一年的銷售量為(12-x)2萬(wàn)件.

(1)求分公司一年的利潤(rùn)L(萬(wàn)元)與每件產(chǎn)品的售價(jià)x的函數(shù)關(guān)系式;

(2)當(dāng)每件產(chǎn)品的售價(jià)為多少元時(shí),分公司一年的利潤(rùn)L最大,并求出L的最大值Q(a).

解:(1)分公司一年的利潤(rùn)L(萬(wàn)元)與售價(jià)x的函數(shù)關(guān)系式為:L=(x-3-a)(12-x)2,x∈[9,11].

(2)L′(x)=(12-x)2-2(x-3-a)(12-x)=(12-x)(18+2a-3x).

令L′(x)=0得x=6+23a或x=12(不合題意,舍去).

∵3≤a≤5,∴8≤6+23a≤283.

在x=6+23a兩側(cè)L′的值異號(hào).

所以①當(dāng)8≤6+23a<9即3≤a<92時(shí),Lmax=L(9)=(9-3-a)(12-9)2=9(6-a).

②當(dāng)9≤6+23a≤283即92≤a≤5時(shí),

Lmax=L(6+23a)=(6+23a-3-a)[12-(6+23a)]2=4(3-13a)3,

所以Q(a)=9(6-a),3≤a<92,

4(3-13a)3,92≤a≤5

即若3≤a<92,則當(dāng)每件售價(jià)為9元時(shí),分公司一年的利潤(rùn)L最大,最大值Q(a)=9(6-a)(萬(wàn)元);若92≤a≤5,則當(dāng)每件售價(jià)為6+23a元時(shí),分公司一年的利潤(rùn)L最大,最大值Q(a)=4(3-13a)3(萬(wàn)元).

評(píng)析:本題考查函數(shù)、導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用等知識(shí),考查運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì),解決實(shí)際問(wèn)題是高考熱點(diǎn)題型,本題還涉及分類討論的數(shù)學(xué)思想方法.

三、函數(shù)、導(dǎo)數(shù)與不等式綜合問(wèn)題

例5已知二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c的導(dǎo)數(shù)為f′(x),f′(0)>0,對(duì)于任意實(shí)數(shù)x,有f(x)≥0,則f(1)f′(0)的最小值為().

A. 3B. 52C. 2D. 32

解:f′(x)=2ax+b(a≠0),∵f′(0)>0,∴b>0,

又∵f(x)≥0恒成立,即ax2+bx+c≥0恒成立,

∴a>0,且Δ=b2-4ac≤0恒成立,∴c>0.

f(1)f′(0)=a+b+cb=1+ab+cb≥1+2acb2≥1+2b24b2=2,且當(dāng)a=c>0時(shí)等號(hào)成立.

故選C

評(píng)析:本題以函數(shù)和導(dǎo)數(shù)為載體,綜合考查重要不等式在求函數(shù)最值中的應(yīng)用,解此題的關(guān)鍵就是判斷a與c的符號(hào).

例6已知函數(shù)f(x)=mx3-x的圖像上,以N(1,n)為切點(diǎn)的切線的傾斜角為π4.

(1)求m、n的值;

(2)是否存在最小的正整數(shù)k,使得不等式f(x)≤k-1991對(duì)于x∈[-1,3]恒成立?如果存在,請(qǐng)求出最小的正整數(shù)k;如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;

(3)求證:|f(sinx)+f(cosx)|≤2f(t+12t)(x∈R,t>0).

解:(1)m=23,n=-13(解題過(guò)程略).

(2)由(1)知,f(x)=23x3-x,令f′(x)=2x2-1=0,得x=±22,

當(dāng)-10;

當(dāng)-22

當(dāng)220.

又f(-1)=13,f(-22)=23,f(22)=-23,f(3)=15,

因此,當(dāng)x∈[-1,3]時(shí),-23≤f(x)≤15;

要使得不等式f(x)≤k-1991對(duì)于x∈[-1,3]恒成立,則k≥15+1991=2006.

所以,存在最小的正整數(shù)k=2006,使得不等式f(x)≤k-1991對(duì)于x∈[-1,3]恒成立.

(3)由(2)知,函數(shù)f(x)在[-1,-22]上是增函數(shù);在[-22,22]上是減函數(shù);在[22,3]上是增函數(shù),

又f(-1)=13,f(-22)=23,f(22)=-23,f(1)=-13,

所以,當(dāng)x∈[-1,1]時(shí),-23≤f(x)≤23,即|f(x)|≤23.

∵sinx,cosx∈[-1,1],∴|f(sinx)|≤23,|f(cosx)|≤23,

∴|f(sinx)+f(cosx)|≤|f(sinx|+|f(cosx)|≤23+23=223.①

又∵t>0,∴t+12t≥2>1,且函數(shù)f(x)在[1,+∞)上是增函數(shù).

∴2f(t+12t)≥2f(2)=2[23(2)3-2]=223.②

比較①、②可得,|f(sinx)+f(cosx)|≤2f(t+12t)(x∈R,t>0).

評(píng)析:這是一個(gè)以函數(shù)為載體、以導(dǎo)數(shù)為解題工具的不等式綜合問(wèn)題,解此題的導(dǎo)數(shù)工具作用顯得十分重要,這是高考創(chuàng)新題型和發(fā)展趨勢(shì).函數(shù)、導(dǎo)數(shù)與不等式的知識(shí)得到了很好的整合,是一個(gè)典型的交匯熱點(diǎn)試題.

(作者:趙春祥,中學(xué)數(shù)學(xué)特級(jí)教師,河北省樂(lè)亭縣第二中學(xué))

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