- 导数在研究函数中的应用
- 共24261题
已知f(x)=x3-3tx(t∈R).
(Ⅰ)当t=1时,求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)设g(x)=|f(x)|(x∈[0,1]),求g(x)的最大值F(t).
正确答案
(Ⅰ)因为f'(x)=3x2-3t,
当t=1时,f(x)有递减区间(-1,1),递增区间 (-∞,-1),(1,+∞).…(6分)
(Ⅱ)当t≤0时,f(x)在[0,1]上为增函数,所以f(x)≥f(0)=0,
所以F(t)=f(1)=1-3t,…(8分)
当t>0时,
1)≥1,即t≥1,g(x)=-f(x),f(x)在[0,1]上为减函数,
F(t)=-f(1)=3t-1,…(10分)
2)<1≤2
,即
≤t<1,F(t)=-f(
)=2t
…(12分)
3)2<1,即0<t<
,F(t)=f(1)=1-3t.…(14分)
综上,F(t)=.…(15分)
已知函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(x∈R,a≠0),-2是f(x)的一个零点,又f(x)在x=0处有极值,
(1)求c的值;
(2)当a>0,b=3a时,求使{y|y=f(x),-3≤x≤2}⊆[-3,2]成立的实数a的取值范围;
(3)若f(x)在区间(-6,-4)和(-2,0)上是单调的,且在这两个区间上的单调性相反,求的取值范围.
正确答案
(1)∵f(x)=ax3+bx2+cx+d,
∴f'(x)=3ax2+2bx+c,
∵f(x)在x=0有极值,
∴f'(0)=0
∴c=0
(2)b=3a,且-2是f(x)的一个零点,得f(-2)=-8a+12a+d=0,即d=-4a
∴f(x)=ax3+3ax2-4a,
f′(x)=3ax2+6ax=3ax(x+2)
由f'(x)=0得x=0或x=-2
当a>0时
所以当a>0时,若-3≤x≤2,则-4a≤f(x)≤16a
所以 ,即 0<a≤
,故 a的取值范围是 (0,
].
(3)f'(x)=3ax2+2bx,
由f'(x)=x(3ax+2b)=0,得x=0或 x=-
∵f(x)在区间(-6,-4)和(-2,0)上单调且单调性相反
∴-4≤-≤-2,
故 3≤≤6.
已知函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(x∈R,a≠0),-2是f(x)的一个零点,又f(x)在x=0处有极值,
(1)求c的值;
(2)当a>0,b=3a时,求使{y|y=f(x),-3≤x≤2}⊆[-3,2]成立的实数a的取值范围;
(3)若f(x)在区间(-6,-4)和(-2,0)上是单调的,且在这两个区间上的单调性相反,求的取值范围.
正确答案
(1)∵f(x)=ax3+bx2+cx+d,
∴f'(x)=3ax2+2bx+c,
∵f(x)在x=0有极值,
∴f'(0)=0
∴c=0
(2)b=3a,且-2是f(x)的一个零点,得f(-2)=-8a+12a+d=0,即d=-4a
∴f(x)=ax3+3ax2-4a,
f′(x)=3ax2+6ax=3ax(x+2)
由f'(x)=0得x=0或x=-2
当a>0时
所以当a>0时,若-3≤x≤2,则-4a≤f(x)≤16a
所以 ,即 0<a≤
,故 a的取值范围是 (0,
].
(3)f'(x)=3ax2+2bx,
由f'(x)=x(3ax+2b)=0,得x=0或 x=-
∵f(x)在区间(-6,-4)和(-2,0)上单调且单调性相反
∴-4≤-≤-2,
故 3≤≤6.
函数f(x)=+cosx,x∈(0,2π)的单调递减区间为______.
正确答案
∵函数f(x)=+cosx,x∈(0,2π)
∴y′=-sinx<0
∴sinx>
又∵x∈(0,π)
∴x∈(,
)
故答案为 (,
)
已知f(x)=x3-3tx(t∈R).
(Ⅰ)当t=1时,求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)设g(x)=|f(x)|(x∈[0,1]),求g(x)的最大值F(t).
正确答案
(Ⅰ)因为f'(x)=3x2-3t,
当t=1时,f(x)有递减区间(-1,1),递增区间 (-∞,-1),(1,+∞).…(6分)
(Ⅱ)当t≤0时,f(x)在[0,1]上为增函数,所以f(x)≥f(0)=0,
所以F(t)=f(1)=1-3t,…(8分)
当t>0时,
1)≥1,即t≥1,g(x)=-f(x),f(x)在[0,1]上为减函数,
F(t)=-f(1)=3t-1,…(10分)
2)<1≤2
,即
≤t<1,F(t)=-f(
)=2t
…(12分)
3)2<1,即0<t<
,F(t)=f(1)=1-3t.…(14分)
综上,F(t)=.…(15分)
已知函数f(x)=(x>0).
(Ⅰ)函数f(x)在区间(0,+∞)上是增函数还是减函数?证明你的结论;
(Ⅱ)当x>0时,f(x)>恒成立,求整数k的最大值;
(Ⅲ)试证明:(1+1•2)•(1+2•3)•(1+3•4)•…•(1+n(n+1))>e2n-3.
正确答案
(Ⅰ)由题x>0,f′(x)=-<0,…(2分)
故f(x)在区间(0,+∞)上是减函数;…(3分)
(Ⅱ)当x>0时,f(x)>恒成立,即k<
[1+ln(x+1)]在(0,+∞)上恒成立,
取h(x)=[1+ln(x+1)],则h′(x)=
,…(5分)
再取g(x)=x-1-ln(x+1),则g′(x)=1-=
>0,
故g(x)在(0,+∞)上单调递增,
而g(1)=-ln2<0,g(2)=1-ln3<0,g(3)=2-2ln2>0,…(7分)
故g(x)=0在(0,+∞)上存在唯一实数根a∈(2,3),a-1-ln(a+1)=0,
故x∈(0,a)时,g(x)<0;x∈(a,+∞)时,g(x)>0,
故h(x)min=[1+ln(a+1)]=a+1∈(3,4),k≤3,故kmax=3…(8分)
(Ⅲ)证明:由(Ⅱ)知:>
(x>0),∴ln(x+1)>
-1=2-
>2-
令x=n(n+1),ln[1+n(n+1)]>2-=2-3(
-
),…(10分)
又ln[(1+1•2)•(1+2•3)•(1+3•4)•…•(1+n(n+1))]=ln(1+1×2)+ln(1+2×3)+…+ln(1+n×(n+1))>2n-3[(1-)+(
-
)+…+(
-
)]=2n-3(1-
)=2n-3+
>2n-3
即:(1+1•2)•(1+2•3)•(1+3•4)•…•[1+n(n+1)]>e2n-3…(14分)
已知函数f(x)=-x2+3x+(
sinθ)lnx
(1)当sinθ=-时,求f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)在其定义域内不是单调函数,求θ的取值范围.
正确答案
(1)当sinθ=-时,f(x)=-
x2+3x-2lnx(x>0)
∴f′(x)=-x+3-=
令f′(x)>0,可得1<x<2;令f′(x)<0,x>0,可得x<1或x>2
∴函数的单调递增区间为(1,2),单调递减区间为(0,1)或(2,+∞)
(2)∵f′(x)=-x+3+=
令y=-2x2+6x+9sinθ(x>0),其对称轴为x=>0
∵函数f(x)在(0,+∞)上不是单调函数
∴△=36+72sinθ>0
∴sinθ>-
∴θ∈(2kπ-,2kπ+
)(k∈Z)
设函数f(x)=(x-1)2+a1nx,其中a为常数.
(Ⅰ)当a>时,判断函数f(x)的单调性;
(Ⅱ)若函数f(x)在其定义域上既有极大值又有极小值,求a的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)由题意知,f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=2x-2+=
=
(x>0),
当a>时,f′(x)>0,
所以f(x)在(0,+∞)上单调递增;
(Ⅱ)f′(x)=2x-2+=
,由已知得到2x2-2x+a=0有两个大于0的不等实根,
所以解得0<a<
已知函数f(x)=(其中a∈R).
(Ⅰ)若函数f(x)在点(1,f(1))处的切线为y=x+b,求实数a,b的值;
(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间.
正确答案
由f(x)=,可得f′(x)=
.….(2分)
(Ⅰ)因为函数f(x)在点(1,f(1))处的切线为y=x+b,得:
….(4分)
解得 ….(5分)
(Ⅱ)令f'(x)>0,得x2+2x-a>0…①….(6分)
当△=4+4a≤0,即a≤-1时,不等式①在定义域内恒成立,所以此时函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-1)和(-1,+∞).….(8分)
当△=4+4a>0,即a>-1时,不等式①的解为x>-1+或x<-1-
,
….(10分)
又因为x≠-1,所以此时函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-1-)和(-1+
,+∞),单调递减区间为(-1-
,-1)和(-1,-1+
).
.….(12分)
所以,当a≤-1时,函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-1)和(-1,+∞);
当a>-1时,函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-1-)和(-1+
,+∞),
单调递减区间为(-1-,-1)和(-1,-1+
)..….(13分)
已知函数f(x)=x3+ax2+b的图象在点P(1,f(1))处的切线为3x+y-3=0.
(1)求函数f(x)及单调区间;
(2)求函数在区间[0,t](t>0)上的最值.
正确答案
(1)由P点在切线上得f(1)=0,即点P(1,0)又要在y=f(x)上,
得a+b=-1
又f'(1)=-3⇒2a=-6故f(x)=x3-3x2+2
f'(x)=3x2-6x,令f'(x)>0解得x>2或x<0,
∴f(x)的增区间是(-∞,0),(2,+∞),减区间是(0,2)
(2)当0<t≤2时,f(x)max=f(0)=2,f(x)min=f(t)=t3-3t2+2
当2<t≤3时,f(x)max=f(0)=f(3)=2,f(x)min+2=f(2)=-2
当t>3时,f(x)max=f(t)=t3-3t2+2,f(x)min=f(2)=-2
扫码查看完整答案与解析