已知函数 $f(x)=a{\rm e}^x+\dfrac 12x^2+bx$,曲线 $f(x)$ 在点 $(0,f(0)$ 处的切线为 $y-1=0$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
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    微积分初步
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    利用导数研究函数的性质
    >
    利用导数研究函数的切线
  • 题型
    >
    不等式
    >
    恒成立与存在性问题
  • 知识点
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    微积分初步
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    利用导数研究函数的性质
    >
    利用导数研究函数的最值
  1. 求 $f(x)$ 的解析式;
    标注
    • 知识点
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      微积分初步
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      利用导数研究函数的性质
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      利用导数研究函数的切线
    答案
    $f(x)={\rm e}^x+\dfrac 12x^2-x$
    解析
    函数 $f(x)$ 的导函数\[f'(x)=a{\rm e}^x+x+b,\]根据题意,有\[\begin{cases} f(0)=1,\\ f'(0)=0,\end{cases}\]解得\[\begin{cases} a=1,\\ b=-1,\end{cases}\]于是\[f(x)={\rm e}^x+\dfrac 12x^2-x.\]
  2. 当 $x>\ln 2$ 时,$(x-m)[f'(x)-x-1]+2x+1>0$ 恒成立,求整数 $m$ 的最大值.
    标注
    • 题型
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      不等式
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      恒成立与存在性问题
    • 知识点
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      微积分初步
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      利用导数研究函数的性质
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      利用导数研究函数的最值
    答案
    $2$
    解析
    设不等式左侧函数为 $g(x)$,则\[g(x)=(x-m)({\rm e}^x-2)+2x+1,\]其导函数\[g'(x)={\rm e}^x\cdot [x-(m-1)].\]由于求整数 $m$ 的最大值,因此从大到小讨论.
    先考虑 $m-1>\ln 2$ 的情形.此时 $g(x)$ 的极小值,亦为最小值\[g(m-1)=2m+1-{\rm e}^{m-1}.\]设\[\varphi(x)=2x+1-{\rm e}^{x-1},\]则\[\varphi'(x)=2-{\rm e}^{x-1},\]于是 $\varphi(x)$ 在 $(0,1+\ln 2)$ 上单调递增,在 $(1+\ln 2,+\infty)$ 上单调递减.考虑到\[\begin{split} \varphi(2)=5-{\rm e}>0,\\ \varphi(3)=7-{\rm e}^2<0,\end{split}\]因此整数 $m$ 的最大值为 $2$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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