- 函数的最值与导数的关系
- 共6078题
求函数y=x2-2ax-2在区间[0,2]上的最小值.
正确答案
解:∵y=(x-a)2-a2-2
∴a<0时,在区间[0,2]上单调递增,故ymin=-2
0≤a≤2时,在对称轴处取最小值,故ymin=-a2-2
a>2时,在区间[0,2]上单调递减,故ymin=(2-a)2-a2-2=2-4a,
综合可得,a<0时,ymin=-2
0≤a≤2时,ymin=-a2-2
a>2时,ymin=2-4a.
解析
解:∵y=(x-a)2-a2-2
∴a<0时,在区间[0,2]上单调递增,故ymin=-2
0≤a≤2时,在对称轴处取最小值,故ymin=-a2-2
a>2时,在区间[0,2]上单调递减,故ymin=(2-a)2-a2-2=2-4a,
综合可得,a<0时,ymin=-2
0≤a≤2时,ymin=-a2-2
a>2时,ymin=2-4a.
函数的最大值是______.
正确答案
解析
解:法一:由解得1≤x≤5,∴函数
的,定义域为[1,5].
y′=-
=
,
令y′=0,解得.
当x时,y′>0,此时函数单调递增;当
时,y′<0,此时函数单调递减.
因此函数在x=时取得最大值,y=5
+
=6
.
法二:令,
,定义域为[1,5].
∵.
∴函数=
≤
=
.
当且仅当与
同向共线取等号,此时满足
,解得x=
时取等号.
已知函数为奇函数.
(Ⅰ)若f(1)=5,求函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)当a=-2时,不等式f(x)≤t在[1,4]上恒成立,求实数t的最小值;
(Ⅲ)当a≥1时,求证:函数g(x)=f(2x)-c(c∈R)在(-∞,-1]上至多有一个零点.
正确答案
解:(Ⅰ)∵函数为奇函数,
∴f(-x)=-f(x),即,
∴b=0,
又f(1)=4+a+b=5,
∴a=1
∴函数f(x)的解析式为.
(Ⅱ)a=-2,.
∵函数在[1,4]均单调递增,
∴函数f(x)在[1,4]单调递增,
∴当x∈[1,4]时,.
∵不等式f(x)≤t在[1,4]上恒成立,
∴,
∴实数t的最小值为.
(Ⅲ)证明:,
设x1<x2≤-1,
=,
∵x1<x2≤-1,
∴,
∵a≥1,即-a≤-1,
∴,又
,
∴g(x1)-g(x2)>0,即g(x1)>g(x2),
∴函数g(x)在(-∞,-1]单调递减,
又c∈R,可知函数g(x)在(-∞,-1]上至多有一个零点.
解析
解:(Ⅰ)∵函数为奇函数,
∴f(-x)=-f(x),即,
∴b=0,
又f(1)=4+a+b=5,
∴a=1
∴函数f(x)的解析式为.
(Ⅱ)a=-2,.
∵函数在[1,4]均单调递增,
∴函数f(x)在[1,4]单调递增,
∴当x∈[1,4]时,.
∵不等式f(x)≤t在[1,4]上恒成立,
∴,
∴实数t的最小值为.
(Ⅲ)证明:,
设x1<x2≤-1,
=,
∵x1<x2≤-1,
∴,
∵a≥1,即-a≤-1,
∴,又
,
∴g(x1)-g(x2)>0,即g(x1)>g(x2),
∴函数g(x)在(-∞,-1]单调递减,
又c∈R,可知函数g(x)在(-∞,-1]上至多有一个零点.
已知函数f(x)=+lnx
(Ⅰ)当a=1时,求函数f(x)的最小值;
(Ⅱ)若函数f(x)在[1,+∞)上为增函数,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)试比较()n+1(n∈N*)与e(e为自然对数的底数)的大小.
正确答案
解:(Ⅰ)当a=1时,f(x)=-1+lnx,x>0
f′(x)=-
=
,
当x>1时,f′(x)>0,f(x)递增,当0<x<1时,f′(x)<0,f(x)递减.
即有x=1处f(x)取得极小值,也为最小值,且为0;
(Ⅱ)若函数f(x)在[1,+∞)上为增函数,即有f′(x)≥0在[1,+∞)恒成立.
即为-
≥0在[1,+∞)恒成立.即有
≤x在[1,+∞)恒成立.
而x≥1,即为≤1,
解得a<0或a≥1;
(Ⅲ)设an=(1+)n,bn=(1+
)n+1,
由=e,得
,
,
由an=(1+)n<(
)n+1=(
)n+1=an+1,
故数列{an}的单调递增;
又bn=(1+)n+1=
=
(令t=-(n+1))
=(1+)t=at,
由at是关于t的增函数,而t是关于n的减函数,
由复合函数的单调性可得,
(1+)n<e<(1+
)n+1.
故()n+1(n∈N*)>e.
解析
解:(Ⅰ)当a=1时,f(x)=-1+lnx,x>0
f′(x)=-
=
,
当x>1时,f′(x)>0,f(x)递增,当0<x<1时,f′(x)<0,f(x)递减.
即有x=1处f(x)取得极小值,也为最小值,且为0;
(Ⅱ)若函数f(x)在[1,+∞)上为增函数,即有f′(x)≥0在[1,+∞)恒成立.
即为-
≥0在[1,+∞)恒成立.即有
≤x在[1,+∞)恒成立.
而x≥1,即为≤1,
解得a<0或a≥1;
(Ⅲ)设an=(1+)n,bn=(1+
)n+1,
由=e,得
,
,
由an=(1+)n<(
)n+1=(
)n+1=an+1,
故数列{an}的单调递增;
又bn=(1+)n+1=
=
(令t=-(n+1))
=(1+)t=at,
由at是关于t的增函数,而t是关于n的减函数,
由复合函数的单调性可得,
(1+)n<e<(1+
)n+1.
故()n+1(n∈N*)>e.
已知函数f(x)=x2-blnx在(1,2]是增函数,g(x)=x-b在(0,1)为减函数.
(1)求b的值;
(2)设函数φ(x)=2ax-是区间(0,1]上的增函数,且对于(0,1]内的任意两个变量s、t,f(s)≥ϕ(t)恒成立,求实数a的取值范围.
正确答案
解:(1)∵,
依题意f′(x)≥0在x∈(1,2]上恒成立,即b≤2x2在x∈(1,2]上恒成立,
∴b≤2(3分)
,
依题意恒成立,
∴b≥2(5分)
∴b=2(6分)
(2)∵
当x∈(0,1)时,f‘(x)<0,
∴f(x)为减函数,其最小值为1(8分)
令,则
,
∵函数在x∈(0,1]上为增函数,
∴φ'(x)≥0在(0,1]上恒成立
即在(0,1]上恒成立,
∴a≥-1,且的最大值为2a-1(10分)
依题意,解得-1≤a≤1为所求范围(12分)
解析
解:(1)∵,
依题意f′(x)≥0在x∈(1,2]上恒成立,即b≤2x2在x∈(1,2]上恒成立,
∴b≤2(3分)
,
依题意恒成立,
∴b≥2(5分)
∴b=2(6分)
(2)∵
当x∈(0,1)时,f‘(x)<0,
∴f(x)为减函数,其最小值为1(8分)
令,则
,
∵函数在x∈(0,1]上为增函数,
∴φ'(x)≥0在(0,1]上恒成立
即在(0,1]上恒成立,
∴a≥-1,且的最大值为2a-1(10分)
依题意,解得-1≤a≤1为所求范围(12分)
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