- 函数的最值与导数的关系
- 共6078题
设f(x)=x3--2x+5
(1)求函数f(x)的极值;
(2)当x∈[-1,2]时,f(x)<m恒成立,求实数m的取值范围..
正确答案
解:(1)f′(x)=3x2-x-2=0,解得x=1,-,
∵函数在(-∞,-),(1,+∞)上单调增,在(-
,1)上单调减
∴函数的极大值为f(-)=5
,极小值f(1)=3
,
(2)∵f(-1)=5 ,f(-
)=5
,f(1)=3
,f(2)=7;
即f(x)max=7,
要使当x∈[-1,2]时,f(x)<m恒成立,只需f(x)max<m即可
故实数m的取值范围为(7,+∞)
解析
解:(1)f′(x)=3x2-x-2=0,解得x=1,-,
∵函数在(-∞,-),(1,+∞)上单调增,在(-
,1)上单调减
∴函数的极大值为f(-)=5
,极小值f(1)=3
,
(2)∵f(-1)=5 ,f(-
)=5
,f(1)=3
,f(2)=7;
即f(x)max=7,
要使当x∈[-1,2]时,f(x)<m恒成立,只需f(x)max<m即可
故实数m的取值范围为(7,+∞)
已知函数f(x)=[tln(x+2)-ln(x-2)],且f(x)≥f(4)恒成立.
(1)求t的值;
(2)求x为何值时,f(x)在[3,7]上取得最大值;
(3)设F(x)=aln(x-1)-f(x),若F(x)是单调递增函数,求a的取值范围.
正确答案
解:(1)f(4)是f(x)的最小值
对f(x)求导,有f‘(x)=(
),
∴x=4时,f'(x)=0,∴=0,∴t=3;
(2)f'(x)==
∴在x∈(3,4)时,f'(x)<0,函数f(x)单调减,在x∈(4,7)时,f'(x)>0,函数f(x)单调增
∴求f(x)在[3,7]的最大值只要去比f(3)和f(7)的大小就可以了
∵f(3)=ln5,f(7)=
∴f(3)<f(7),∴x=7时,f(x)在[3,7]上取得最大值,为;
(3)F′(x)=-f′(x)=
≥0在(2,+∞)上恒成立
∴≥0在(2,+∞)上恒成立
∴(a-1)x2+5x-4(a+1)≥0在(2,+∞)上恒成立.
下面分情况讨论(a-1)x2+5x-4(a+1)>0在(2,+∞)上恒成立时,a的解的情况.
当a-1<0时,显然不可能有(a-1)x2+5x-4(a+1)≥0在(2,+∞)上恒成立.
当a-1=0时(a-1)x2+5x-4(a+1)=5x-8>0在(2,+∞)上恒成立.
当a-1>0时,又有两种情况:①52+16(a-1)(a+1)≤0;
②-≤2且(a-1)×22+5×2-4(a+1)≥0
由①得16a2+9≤0,无解;由②得a≥-,a-1>0,∴a>1
综上所述各种情况,当a≥1时(a-1)x2+5x-4(a+1)≥0在(2,+∞)上恒成立.
∴所求的a的取值范围为[1,+∞).
解析
解:(1)f(4)是f(x)的最小值
对f(x)求导,有f‘(x)=(
),
∴x=4时,f'(x)=0,∴=0,∴t=3;
(2)f'(x)==
∴在x∈(3,4)时,f'(x)<0,函数f(x)单调减,在x∈(4,7)时,f'(x)>0,函数f(x)单调增
∴求f(x)在[3,7]的最大值只要去比f(3)和f(7)的大小就可以了
∵f(3)=ln5,f(7)=
∴f(3)<f(7),∴x=7时,f(x)在[3,7]上取得最大值,为;
(3)F′(x)=-f′(x)=
≥0在(2,+∞)上恒成立
∴≥0在(2,+∞)上恒成立
∴(a-1)x2+5x-4(a+1)≥0在(2,+∞)上恒成立.
下面分情况讨论(a-1)x2+5x-4(a+1)>0在(2,+∞)上恒成立时,a的解的情况.
当a-1<0时,显然不可能有(a-1)x2+5x-4(a+1)≥0在(2,+∞)上恒成立.
当a-1=0时(a-1)x2+5x-4(a+1)=5x-8>0在(2,+∞)上恒成立.
当a-1>0时,又有两种情况:①52+16(a-1)(a+1)≤0;
②-≤2且(a-1)×22+5×2-4(a+1)≥0
由①得16a2+9≤0,无解;由②得a≥-,a-1>0,∴a>1
综上所述各种情况,当a≥1时(a-1)x2+5x-4(a+1)≥0在(2,+∞)上恒成立.
∴所求的a的取值范围为[1,+∞).
已知函数.
(Ⅰ)若函数f(x)在[1,+∞)上为增函数,求正实数a的取值范围;
(Ⅱ)当a=1时,求f(x)在上的最大值和最小值.
正确答案
解:(Ⅰ)∵f(x)=+lnx,
∴f‘(x)= (a>0)
∵函数f(x)在[1,+∞)上为增函数
∴f'(x)=≥0对 x∈[1,+∞)恒成立
∴ax-1≥0 在x∈[1,+∞)上恒成立
∴a≥,对x∈[1,+∞)恒成立
∴a≥1.
(Ⅱ)当a=1时,f'(x)=.
当x∈[,1)时,f'(x)<0,故f(x)在x∈[
,1)上单调递减;
当x∈[1,2]时,f'(x)>0,f(x)在x∈[1,2]上单调递增.
∴f(x)在x∈[,2]上有唯一极小值点,
故f(x)min=f(x)极小值=f(1)=0
∵f()=1-ln2,f(2)=-
+ln2,f(
)-f(2)=
-2ln2=
.
∵e3>16,∴f()-f(2)>0⇒f(
)>f(2).(10分)
∴f(x)在区间[,2]上的最大值f(x)=f(
)=1-ln2.
综上可知,函数f(x)在上的最大值是1-ln2,最小值是0.
解析
解:(Ⅰ)∵f(x)=+lnx,
∴f‘(x)= (a>0)
∵函数f(x)在[1,+∞)上为增函数
∴f'(x)=≥0对 x∈[1,+∞)恒成立
∴ax-1≥0 在x∈[1,+∞)上恒成立
∴a≥,对x∈[1,+∞)恒成立
∴a≥1.
(Ⅱ)当a=1时,f'(x)=.
当x∈[,1)时,f'(x)<0,故f(x)在x∈[
,1)上单调递减;
当x∈[1,2]时,f'(x)>0,f(x)在x∈[1,2]上单调递增.
∴f(x)在x∈[,2]上有唯一极小值点,
故f(x)min=f(x)极小值=f(1)=0
∵f()=1-ln2,f(2)=-
+ln2,f(
)-f(2)=
-2ln2=
.
∵e3>16,∴f()-f(2)>0⇒f(
)>f(2).(10分)
∴f(x)在区间[,2]上的最大值f(x)=f(
)=1-ln2.
综上可知,函数f(x)在上的最大值是1-ln2,最小值是0.
已知函数f(x)=x3-bx2
(I)当b=3时,函数在(t,t+3)上既存在极大值,又有在极小值,求t的取值范围.
(II)若对于任意的x∈[2,+∞)恒有g(x)≥0成立,求b的取值范围.
正确答案
解:(I)b=3时,f(x)=x3-3x2,f‘(x)=3x2-6x.
由f'(x)=0得x1=0,x2=2…(1分)
当-∞<x<0或x>2时f'(x)>0;0<x<2时f'(x)<0
故得f(x)在x=0时取得极大值,在x=2时取得极小值,函数在(t,t+3)上既能取到最大值又能取得最小值只须t<0且t+3>2,即-1<t<0.
∴t取值范围为(-1,0);
(II)对于任意的x∈[2,+∞)上恒成立
即x2-bx+1≥0对任意的x∈[2,+∞)上恒成立,
可得在x∈[2,+∞)上恒成立 …(7分)
,
,
∴x∈[2,+∞),g'(x)>0,
∴g(x)在[2,+∞)上为增函数,
∴x=2时,g(x)有最小值
∴b取值值围为…(12分)
解析
解:(I)b=3时,f(x)=x3-3x2,f‘(x)=3x2-6x.
由f'(x)=0得x1=0,x2=2…(1分)
当-∞<x<0或x>2时f'(x)>0;0<x<2时f'(x)<0
故得f(x)在x=0时取得极大值,在x=2时取得极小值,函数在(t,t+3)上既能取到最大值又能取得最小值只须t<0且t+3>2,即-1<t<0.
∴t取值范围为(-1,0);
(II)对于任意的x∈[2,+∞)上恒成立
即x2-bx+1≥0对任意的x∈[2,+∞)上恒成立,
可得在x∈[2,+∞)上恒成立 …(7分)
,
,
∴x∈[2,+∞),g'(x)>0,
∴g(x)在[2,+∞)上为增函数,
∴x=2时,g(x)有最小值
∴b取值值围为…(12分)
已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c在x=-1与x=处取得极值.
(1)求a,b的值;
(2)求f(x)的单调区间;
(3)若当x∈[-1,2]时恒有f(x)<c2+3c成立,求实数c的取值范围.
正确答案
解:(1)f(x)=x3+ax2+bx+c,f′(x)=3x2+2ax+b;
则解得,
;
(2)由题意,f′(x)=3(x+1)(x-);
故当x∈(-∞,-1)∪(,+∞)时,f′(x)>0;
当x∈(-1,)时,f′(x)<0;
故,在
上递减;
(3)由(2)可知f(x)在x∈[-1,2]的最大值在f(-1),f(2)中产生,
又∵;
∴8+c<c2+3c,
解得:c>2或c<-4.
解析
解:(1)f(x)=x3+ax2+bx+c,f′(x)=3x2+2ax+b;
则解得,
;
(2)由题意,f′(x)=3(x+1)(x-);
故当x∈(-∞,-1)∪(,+∞)时,f′(x)>0;
当x∈(-1,)时,f′(x)<0;
故,在
上递减;
(3)由(2)可知f(x)在x∈[-1,2]的最大值在f(-1),f(2)中产生,
又∵;
∴8+c<c2+3c,
解得:c>2或c<-4.
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