设f(x)=x33,g(x)=t23x−23t(t∈R)

无声过路人2022-10-04 11:39:541条回答

设f(x)=
x3
3
g(x)=t
2
3
x−
2
3
t(t∈R)
(Ⅰ)当t=8时,求函数y=f(x)-g(x)的单调区间;
(Ⅱ)求证:当x>0时,f(x)≥g(x)对任意正实数t成立.

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亲吻自己的黑天鹅 共回答了16个问题 | 采纳率93.8%
解题思路:(Ⅰ)先对函数y=f(x)-g(x)进行求导,然后令导函数大于0(或小于0)求出x的范围,根据g′(x)>0求得的区间是单调增区间,g′(x)<0求得的区间是单调减区间,即可得到答案.
(Ⅱ)令h(x)=
x3
3
-t
2
3
x−
2
3
t
(x>0).利用导数求出fh(x)最小值,从而证得当t>0时,f(x)≥g(x)对任意正实数x都成立.

(Ⅰ)当t=8时,g(x)=4x-[16/3]
∴y=f(x)-g(x)=
x3
3-4x+[16/3],y′=x2-4
令y′>0,得x<-2或x>2,令y′<0,得-2<x<2
故所求函数y=f(x)-g(x)的单调递增区间是(-∞,-2)和(2,+∞),
单调递减区间是(-2,2)
(Ⅱ)证明:令h(x)=f(x)-g(x)=
x3
3-t
2
3x−
2
3t(x>0)
由h′(x)=x2−t
2
3,因为t>0,若h′(x)=x2−t
2
3=0,解得x=t
1
3
当x∈(t
1
3,+∞)时,h′(x)>0;当x∈(0,t
1
3)时,h′(x)<0
当x变化时,h(x)与h′(x)的变化情况如下表:

x (0,t
1
3) t
1
3 (t
1
3,+∞)
h′(x) - 0 +
h(x) ↘ 极小值 ↗∴h(x)在(0,+∞)内有唯一的极小值,故该极小值也是最小值,
∴h(x)在(0,+∞)上的最小值h(t
1
3)=0,故当x>0时,f(x)-g(x)≥0对任意正实数t成立.
故当x>0时,f(x)≥g(x)对任意正实数t都成立.

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本小题主要考查函数单调性的应用、利用导数研究函数的单调性、导数在最大值、最小值问题中的应用、导数的应用及不等式的证明等基础知识,以及综合运用所学知识分析和解决问题的能力,难度较大.

1年前

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设f(x)=x33,对任意实数t,记gt(x)=t23x−23t.
f(x)=
x3
3
,对任意实数t,记gt(x)=t
2
3
x−
2
3
t

(Ⅰ)求函数y=f(x)-g8(x)的单调区间;
(Ⅱ)求证:(ⅰ)当x>0时,f(x)≥gt(x)对任意正实数t成立;
(ⅱ)有且仅有一个正实数x0,使得g8(x0)≥gt(x0)对任意正实数t成立.
潭烈子孙1年前1
若宣 共回答了20个问题 | 采纳率75%
解题思路:(I)首先求出函数的导数,然后令f′(x)=0,解出函数的极值点,最后根据导数判断函数的单调性,从而求函数y=f(x)-g8(x)的单调区间;(II)(ⅰ)由题意当x>0时,f(x)≥gt(x),求出f(x)最小指,和gt(x)的最大值,从而求证;(ⅱ)由(i)得,gt(2)≥gt(2)对任意正实数t成立.即存在正实数x0=2,使得gx(2)≥gt(2)对任意正实数t,然后再证明x0的唯一性.

(I)y=
x3
3−4x+
16
3.由y'=x2-4=0,得x=±2.
因为当x∈(-∞,-2)时,y'>0,
当x∈(-2,2)时,y'<0,
当x∈(2,+∞)时,y'>0,
故所求函数的单调递增区间是(-∞,-2),(2,+∞),
单调递减区间是(-2,2).
(II)证明:(i)方法一:
令h(x)=f(x)−gt(x)=
x3
3−t
2
3x+
2
3t(x>0),则h′(x)=x2−t
2
3,
当t>0时,由h'(x)=0,得x=t
1
3,
当x∈(x
1
3,+∞)时,h'(x)>0,
所以h(x)在(0,+∞)内的最小值是h(t
1
3)=0.
故当x>0时,f(x)≥gt(x)对任意正实数t成立.
方法二:
对任意固定的x>0,令h(t)=gt(x)=t
2
3x−
2
3t(t>0),则h′(t)=
2
3t−
1
3(x−t
1
3),
由h'(t)=0,得t=x3
当0<t<x3时,h'(t)>0.
当t>x3时,h'(t)<0,
所以当t=x3时,h(t)取得最大值h(x3)=
1
3x3.
因此当x>0时,f(x)≥g(x)对任意正实数t成立.
(ii)方法一:f(2)=
8
3=gt(2).
由(i)得,gt(2)≥gt(2)对任意正实数t成立.
即存在正实数x0=2,使得gx(2)≥gt(2)对任意正实数t成立.
下面证明x0的唯一性:
当x0≠2,x0>0,t=8时,f(x0)=
x03
3,gx(x0)=4x0−
16
3,
由(i)得,
x03
3>4x0−
16
3,
再取t=x03,得gx03(x0)=
x03
3,
所以gx(x0)=4x0−
16
3<
x03
3=gx03(x0),
即x0≠2时,不满足gx(x0)≥gt(x0)对任意t>0都成立.
故有且仅有一个正实数x0=2,
使得gx(x0)0≥gt(x0)对任意正实数t成立.
方法二:对任意x0>0,gx(x0)=4x0−
16
3,
因为gt(x0)关于t的最大值是
1
3x03,所以要使gx(x0)≥gt(x0
对任意正实数成立的充分必要条件是:4x0−
16
3≥
1
3x03,
即(x0-2)2(x0+4)≤0,①
又因为x0>0,不等式①成立的充分必要条件是x0=2,
所以有且仅有一个正实数x0=2,
使得gx(x0)≥gt(x0)对任意正实数t成立.

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;函数恒成立问题;利用导数求闭区间上函数的最值.

考点点评: 本题主要考查函数的基本性质,导数的应用及不等式的证明等基础知识,以及综合运用所学知识分析和解决问题的能力,难度较大.

已知函数f(x)=x23,g(x)=t23x−23t.
已知函数f(x)=
x2
3
,g(x)=t
2
3
x−
2
3
t

(1)当t=8时,求函数y=f(x)-g(x)的单调区间:
(2)求证:当t>0时f(x)≥g(x)对任意正实数x都成立;
(3)若存在正实数x0,使得g(x0)≤4x0-[16/3]对任意正实数t都成立,请直接写出满足这样条件的-个x0的值(不必给出求解过程).
春荣1年前1
yy歪歪 共回答了13个问题 | 采纳率84.6%
解题思路:(1)求导,利用导数求函数的单调区间.
(2)利用导数求函数的最值.
(3)由(2)直接写出满足条件的x0的值.

(1)当t=8时,g(x)=4x-[16/3],y=f(x)-g(x)=
x3
3−4x+
16
3,
y'=x2-4,由y'>0,得x>2或x<-2,
由y'<0,得-2<x<2,
即函数y=f(x)-g(x)的单调的递增区间为(-∞,-2)和(2,+∞).
单调递减区间为(-2,2).
(2)设h(x)=f(x)-g(x),
则h′(x)=f′(x)−g′(x)=x2−t
2
3,由h′(x)=x2−t
2
3=0得x=t
1
3.
当x变化时,h'(x),h(x)的变化情况如下表:

x (0,t
1
3) t
1
3 (t
1
3,+∞)
h'(x) - +
h(x) 单调递减 极小值 单调递增所以h(x)在(0,+∞)上有唯一的极小值h(t
1
3),所以h(x)在(0,+∞)上的最小值h(t
1
3)=0.
故当t>0时f(x)≥g(x)对任意正实数x都成立.
(3)若存在正实数x0=2使得g(x0)≤4x0-[16/3]对任意正实数t都成立.

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;导数在最大值、最小值问题中的应用.

考点点评: 本题主要考查利用导数研究函数的单调性和极值,综合性较强,运算量较大.

已知函数f(x)=x33,g(x)=t23x−23t.
已知函数f(x)=
x3
3
g(x)=t
2
3
x−
2
3
t

(Ⅰ)当t=8时,求函数y=f(x)-g(x)的单调区间;
(Ⅱ)求证:当t>0时,f(x)≥g(x)对任意正实数x都成立.
何言1年前1
user1688 共回答了18个问题 | 采纳率88.9%
解题思路:(I)先对函数y=f(x)-g(x)进行求导,然后令导函数大于0(或小于0)求出x的范围,根据g′(x)>0求得的区间是单调增区间,g′(x)<0求得的区间是单调减区间,即可得到答案.
(II)令h(x)=f(x)−g(x)=
x3
3
t
2
3
x+
2
3
t(x>0)
.利用导数求出fh(x)最小值,从而证得当t>0时,f(x)≥g(x)对任意正实数x都成立.

(Ⅰ)当t=8时,g(x)=4x−
16
3∴y=f(x)−g(x)=
x3
3−4x+
16
3y′=x2-4
令y′>0,得x<-2或x>2,令y′<0,得-2<x<2
故所求函数y=f(x)-g(x)的单调递增区间是(-∞,-2)和(2,+∞),
单调递减区间是(-2,2)
(Ⅱ)证明:令h(x)=f(x)−g(x)=
x3
3−t
2
3x+
2
3t(x>0)
由h′(x)=x2−t
2
3因为t>0,由h′(x)=x2−t
2
3=0,得x=t
1
3
当x∈(t
1
3,+∞)时,h′(x)>0;当x∈(0,t
1
3)时,h′(x)<0
当变化时,y与y′的变化情况如下表:

x (0,t
1
3) t
1
3 (t
1
3,+∞)
h′(x) - 0 +
h(x) ↘ 极小值 ↗∴h(x)在(0,+∞)内有唯一的极小值h(t
1
3)
∴h(x)在(0,+∞)上的最小值h(t
1
3)=0
故当t>0时,f(x)≥g(x)对任意正实数x都成立

点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本小题主要考查函数单调性的应用、利用导数研究函数的单调性、导数在最大值、最小值问题中的应用、导数的应用及不等式的证明等基础知识,以及综合运用所学知识分析和解决问题的能力,难度较大.