- 函数的最值与导数的关系
- 共6078题
已知函数f(x)=lnx,g(x)=-x2+ax.
(1)函数h(x)=f(x)-g(x)在其定义域内是增函数,求a的取值范围;
(2)在(1)的结论下,设ϕ(x)=e2x+aex,x∈[0,ln2],求函数ϕ(x)的最小值.
正确答案
解:(1)依题意:h(x)=lnx+x2-ax
∵h(x)在(0,+∞)上是增函数,
∴对x∈(0,+∞)恒成立,
∴,
∵x>0,则 .
∴b的取值范围是.
(2)设t=ex,则函数化为y=t2+at,t∈[1,2]
∵
当,即
时,函数y在[1,2]上为增函数,
∴当t=1时,ymin=a+1;
当,即-4<a<-2时,t=-
,ymin=
;
当,即a≤-4时,函数y在[1,2]上为减函数,
∴当t=2时,ymin=2a+4.
综上所述:
解析
解:(1)依题意:h(x)=lnx+x2-ax
∵h(x)在(0,+∞)上是增函数,
∴对x∈(0,+∞)恒成立,
∴,
∵x>0,则 .
∴b的取值范围是.
(2)设t=ex,则函数化为y=t2+at,t∈[1,2]
∵
当,即
时,函数y在[1,2]上为增函数,
∴当t=1时,ymin=a+1;
当,即-4<a<-2时,t=-
,ymin=
;
当,即a≤-4时,函数y在[1,2]上为减函数,
∴当t=2时,ymin=2a+4.
综上所述:
已知函数f(x)=x2-6x+4lnx+a(0<x≤6).
(1)求函数的单调区间;
(2)a为何值时,方程f(x)=0有三个不同的实根.
正确答案
解:(1),则
所以函数的单调递增区间为(0,1)和(2,6],单调递减区间为[1,2].
(2)由(1)可知即y=f(x)的图象与x轴有3个不同的交点
又知当x趋近于0时,f(x)趋近于-∞,
数形结合得f(1)=a-5>0且f(2)=-8+4ln2+a<0,
所以5<a<8-4ln2
解析
解:(1),则
所以函数的单调递增区间为(0,1)和(2,6],单调递减区间为[1,2].
(2)由(1)可知即y=f(x)的图象与x轴有3个不同的交点
又知当x趋近于0时,f(x)趋近于-∞,
数形结合得f(1)=a-5>0且f(2)=-8+4ln2+a<0,
所以5<a<8-4ln2
已知函数f(x)=mx-alnx-m,g(x)=,其中m,a均为实数.
(Ⅰ)求函数g(x)的极值;
(Ⅱ)设m=1,a<0,若对任意的x1、x2∈[3,4](x1≠x2),|f(x2)-f(x1)|<|-
|恒成立,求实数a的最小值.
正确答案
解:(Ⅰ),令g‘(x)=0,得x=1,列表如下:
∴当x=1时,g(x)取得极大值g(1)=1,无极小值;
(Ⅱ)当m=1时,a<0时,f(x)=x-alnx-1,x∈(0,+∞),
∵在[3,4]恒成立,∴f(x)在[3,4]上为增函数,
设,∵
在[3,4]上恒成立,
∴h(x)在[3,4]上为增函数,
不妨设x2>x1,则等价于:f(x2)-f(x1)<h(x2)-h(x1),即f(x2)-h(x2)<f(x1)-h(x1),
设u(x)=f(x)-h(x)=,则u(x)在[3,4]上为减函数,
∴在[3,4]上恒成立,
∴恒成立,∴
,x∈[3,4],
设,∵
,x∈[3,4],
∴,∴v'(x)<0,v(x)为减函数,
∴v(x)在[3,4]上的最大值,∴
,∴a的最小值为
;
解析
解:(Ⅰ),令g‘(x)=0,得x=1,列表如下:
∴当x=1时,g(x)取得极大值g(1)=1,无极小值;
(Ⅱ)当m=1时,a<0时,f(x)=x-alnx-1,x∈(0,+∞),
∵在[3,4]恒成立,∴f(x)在[3,4]上为增函数,
设,∵
在[3,4]上恒成立,
∴h(x)在[3,4]上为增函数,
不妨设x2>x1,则等价于:f(x2)-f(x1)<h(x2)-h(x1),即f(x2)-h(x2)<f(x1)-h(x1),
设u(x)=f(x)-h(x)=,则u(x)在[3,4]上为减函数,
∴在[3,4]上恒成立,
∴恒成立,∴
,x∈[3,4],
设,∵
,x∈[3,4],
∴,∴v'(x)<0,v(x)为减函数,
∴v(x)在[3,4]上的最大值,∴
,∴a的最小值为
;
已知函数f(x)=(4x2+4ax+a2),其中a<0.
(1)当a=-4时,求f(x)的单调递增区间;
(2)若f(x)在区间[1,4]上的最小值为8,求a的值.
正确答案
解;(1)当a=-4时,f(x)=(4x2+4ax+a2),
∴f(x)=(4x2-16x+16),
∴f′(x)=(8x-16)+(4x2-16x+16)
=2
(
)=
,
∵f′(x)>0,x≥0,
∴5x2-12x+4>0,
解得,0≤x<,或x>2,
∴当a=-4时,f(x)的单调递增区间为[0,)和(2,+∞);
(2)∵f(x)=(4x2+4ax+a2),
∴;
令f′(x)=0.解得,
当f′(x)>0时,x∈(0,)或
,此时f(x)单调递增,
当f′(x)<0时,x∈(),此时f(x)单调递减,
①当≥4,即a≤-40,f(x)在区间[1,4]为增函数,由f(1)=8,解得a=-2
,不符合舍去
②当-≤1,即-2≤a<0时,f(x)在区间[1,4]为增函数,由f(1)=8,解得a=-2
,不符合舍去
③当-≤1,
≥4即-10≤a≤-8时,f(x)在区间[1,4]为减函数,由f(4)=8,解得a=-10,
④当,即-40<a<-10时,由f(1)=8或f(4)=8,解得,a=-2
,或a=-6,a=-10,不符合舍去,
⑤当,即-8<a<-2时,由f(
)=8,无解.
综上所述,a=-10.
解析
解;(1)当a=-4时,f(x)=(4x2+4ax+a2),
∴f(x)=(4x2-16x+16),
∴f′(x)=(8x-16)+(4x2-16x+16)
=2
(
)=
,
∵f′(x)>0,x≥0,
∴5x2-12x+4>0,
解得,0≤x<,或x>2,
∴当a=-4时,f(x)的单调递增区间为[0,)和(2,+∞);
(2)∵f(x)=(4x2+4ax+a2),
∴;
令f′(x)=0.解得,
当f′(x)>0时,x∈(0,)或
,此时f(x)单调递增,
当f′(x)<0时,x∈(),此时f(x)单调递减,
①当≥4,即a≤-40,f(x)在区间[1,4]为增函数,由f(1)=8,解得a=-2
,不符合舍去
②当-≤1,即-2≤a<0时,f(x)在区间[1,4]为增函数,由f(1)=8,解得a=-2
,不符合舍去
③当-≤1,
≥4即-10≤a≤-8时,f(x)在区间[1,4]为减函数,由f(4)=8,解得a=-10,
④当,即-40<a<-10时,由f(1)=8或f(4)=8,解得,a=-2
,或a=-6,a=-10,不符合舍去,
⑤当,即-8<a<-2时,由f(
)=8,无解.
综上所述,a=-10.
函数f(x)=sinx+x在[0,2π]上的最大值为( )
正确答案
解析
解:∵f(x)=sinx+x,∴求导数,得f‘(x)=cosx+1
∵x∈[0,2π]时,cosx∈[-1,1]
∴f'(x)=cosx+1≥0,可得f(x)在[0,2π]上是增函数
因此,f(x)=sinx+x在[0,2π]上的最大值为f(2π)=2π
故选:D
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