- 函数的最值与导数的关系
- 共6078题
已知函数f(x)=+blnx+c(a>0)的图象在点(1,f(1))处的切线方程为x-y-2=0.
(I)用a表示b,c;
(II)若函数g(x)=x-f(x)在x∈(0,1]上的最大值为2,求实数a的取值范围.
正确答案
解:(I)求导函数可得f′(x)=-(a>0),
∵函数在点(1,f(1))处的切线方程为x-y-2=0,
∴f′(1)=1,∴-a+b=1.
∴b=a+1.
又切点(1,a+c)在直线x-y-2=0上,得1-(a+c)-2=0,解得c=-a-1. …(4分)
(II)g(x)=x--blnx-c=x-
-(a+1)lnx+a+1,
∴g′(x)=1+=
,
令g′(x)=0,得x=1,或x=a.…(8分)
i)当a≥1时,由0<x≤1知,g′(x)≥0,∴g(x)在(0,1]上递增.
∴g(x)max=g(1)=2.
于是a≥1符合条件. …(10分)
ii)当0<a<1时,
∵当0<x<a时,g′(x)>0;a<x<1时,g′(x)<0,
∴g(x)在(0,a)上递增,g(x)在(a,1)上递减.
∴g(x)max=g(a)>g(1)=2,与题意矛盾.
∴0<a<1不符合题意.
综上知,实数a的取值范围为[1,+∞).…(12分)
解析
解:(I)求导函数可得f′(x)=-(a>0),
∵函数在点(1,f(1))处的切线方程为x-y-2=0,
∴f′(1)=1,∴-a+b=1.
∴b=a+1.
又切点(1,a+c)在直线x-y-2=0上,得1-(a+c)-2=0,解得c=-a-1. …(4分)
(II)g(x)=x--blnx-c=x-
-(a+1)lnx+a+1,
∴g′(x)=1+=
,
令g′(x)=0,得x=1,或x=a.…(8分)
i)当a≥1时,由0<x≤1知,g′(x)≥0,∴g(x)在(0,1]上递增.
∴g(x)max=g(1)=2.
于是a≥1符合条件. …(10分)
ii)当0<a<1时,
∵当0<x<a时,g′(x)>0;a<x<1时,g′(x)<0,
∴g(x)在(0,a)上递增,g(x)在(a,1)上递减.
∴g(x)max=g(a)>g(1)=2,与题意矛盾.
∴0<a<1不符合题意.
综上知,实数a的取值范围为[1,+∞).…(12分)
已知函数
(Ⅰ)若a=-4,求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,求实数a的取值范围
(Ⅲ)记函数g(x)=x2f‘(x),若g(x)的最小值是-6,求函数f(x)的解析式.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意得,.由函数的定义域为x>0,
∴f‘(x)>0⇒x>,f'(x)<0⇒0<x<
.
∴函数的单调递减区间为(0,),单调递增区间为(
,+∞)
(Ⅱ)
函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,∴f′(x)≥0在[1,+∞)上恒成立
∴在[1,+∞)上恒成立
令,x∈[1,+∞),则问题等价于a≥h(x)max
∵在[1,+∞)上单调递减
∴h(x)max=h(1)=0,∴a≥0
(Ⅲ)g(x)=x2f'(x)=2x3+ax-2,g′(x)=6x2+a
①a≥0,g,(x)=6x2+a>0恒成立,g(x)在(0,+∞)上单调递增,
∴g(x)没有最小值.
②a<0,g,(x)=6x2+a=0,∴
∴函数在(0,)上单调递减,在(
,+∞)上单调递增
∴g(x)在处取得最小值
∴,∴a=-6
∴
解析
解:(Ⅰ)由题意得,.由函数的定义域为x>0,
∴f‘(x)>0⇒x>,f'(x)<0⇒0<x<
.
∴函数的单调递减区间为(0,),单调递增区间为(
,+∞)
(Ⅱ)
函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,∴f′(x)≥0在[1,+∞)上恒成立
∴在[1,+∞)上恒成立
令,x∈[1,+∞),则问题等价于a≥h(x)max
∵在[1,+∞)上单调递减
∴h(x)max=h(1)=0,∴a≥0
(Ⅲ)g(x)=x2f'(x)=2x3+ax-2,g′(x)=6x2+a
①a≥0,g,(x)=6x2+a>0恒成立,g(x)在(0,+∞)上单调递增,
∴g(x)没有最小值.
②a<0,g,(x)=6x2+a=0,∴
∴函数在(0,)上单调递减,在(
,+∞)上单调递增
∴g(x)在处取得最小值
∴,∴a=-6
∴
函数y=2x3-2x2在[-1,2]上的最大值,最小值为( )
正确答案
解析
解:∵y=2x3-2x2,
∴y′=6x2-4x,
由y′>0,可得-1≤x<0或<x≤2;由y′<0,可得0<x<
,
∵x=-1时,y=-4;x=0时,y=0;x=时,y=-
;x=2时,y=8,
∴函数y=2x3-2x2在[-1,2]上的最大值,最小值为8、-4.
故选:D.
已知函数f(x)=a(x2+1)+lnx.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)若对任意a∈(-4,-2)及x∈[1,3]时,恒有ma-f(x)>a2成立,求实数m的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)f′(x)=2ax+=
(x>0),…(2分)
①当a≥0时,恒有f′(x)>0,则f(x)在(0,+∞)上是增函数;…(4分)
②当a<0时,当0<x<时,f′(x)>0,则f(x)在(0,
)上是增函数;
当x>时,f′(x)<0,则f(x)在(
,+∞)上是减函数 …(6分)
综上,当a≥0时,f(x)在(0,+∞)上是增函数;当a<0时,f(x)在(0,)上是增函数,f(x)在(
,+∞)上是减函数.…(7分)
(Ⅱ)由题意知对任意a∈(-4,-2)及x∈[1,3]时,
恒有ma-f(x)>a2成立,等价于ma-a2>f(x)max,
因为a∈(-4,-2),所以<
<
<1,
由(Ⅰ)知:当a∈(-4,-2)时,f(x)在[1,3]上是减函数
所以f(x)max=f(1)=2a…(10分)
所以ma-a2>2a,即m<a+2,
因为a∈(-4,-2),所以-2<a+2<0…(12分)
所以实数m的取值范围为m≤-2 …13
解析
解:(Ⅰ)f′(x)=2ax+=
(x>0),…(2分)
①当a≥0时,恒有f′(x)>0,则f(x)在(0,+∞)上是增函数;…(4分)
②当a<0时,当0<x<时,f′(x)>0,则f(x)在(0,
)上是增函数;
当x>时,f′(x)<0,则f(x)在(
,+∞)上是减函数 …(6分)
综上,当a≥0时,f(x)在(0,+∞)上是增函数;当a<0时,f(x)在(0,)上是增函数,f(x)在(
,+∞)上是减函数.…(7分)
(Ⅱ)由题意知对任意a∈(-4,-2)及x∈[1,3]时,
恒有ma-f(x)>a2成立,等价于ma-a2>f(x)max,
因为a∈(-4,-2),所以<
<
<1,
由(Ⅰ)知:当a∈(-4,-2)时,f(x)在[1,3]上是减函数
所以f(x)max=f(1)=2a…(10分)
所以ma-a2>2a,即m<a+2,
因为a∈(-4,-2),所以-2<a+2<0…(12分)
所以实数m的取值范围为m≤-2 …13
已知函数f(x)=在x=1处取得极值2.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)实数m满足什么条件时,函数f(x)在区间(m,2m+1)上单调递增?
(3)是否存在这样的实数m,同时满足:①m≤1;②当x∈(-∞,m]时,f(x)≥m恒成立.若存在,请求出m的取值范围;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(1)已知函数f(x)=,
∴.…(2分)
又函数f(x)在x=1处取得极值2,
∴,
即,
∴.…(4分)
(2)由.…(5分)
所以的单调增区间为[-1,1].…(7分)
若(m,2m+1)为函数f(x)的单调增区间,
则有,
解得-1<m≤0.
即m∈(-1,0]时,(m,2m+1)为函数f(x)的单调增区间.…(9分)
(3)分两种情况讨论如下:
①当m≤-1时,由(2)得f(x)在(-∞,m]单调递减,
要使f(x)≥m恒成立,
必须,…(10分)
因为m≤-1,
∴…(12分)
②当-1<m<1时,
由(2)得f(x)在(-∞,-1)单调递减,在(-1,m]单调递增,
要使f(x)≥m恒成立,
必须f(x)min=f(-1)=-2≥m,
故此时不存在这样的m值.
综合①②得:满足条件的m的取值范围是. …(14分)
解析
解:(1)已知函数f(x)=,
∴.…(2分)
又函数f(x)在x=1处取得极值2,
∴,
即,
∴.…(4分)
(2)由.…(5分)
所以的单调增区间为[-1,1].…(7分)
若(m,2m+1)为函数f(x)的单调增区间,
则有,
解得-1<m≤0.
即m∈(-1,0]时,(m,2m+1)为函数f(x)的单调增区间.…(9分)
(3)分两种情况讨论如下:
①当m≤-1时,由(2)得f(x)在(-∞,m]单调递减,
要使f(x)≥m恒成立,
必须,…(10分)
因为m≤-1,
∴…(12分)
②当-1<m<1时,
由(2)得f(x)在(-∞,-1)单调递减,在(-1,m]单调递增,
要使f(x)≥m恒成立,
必须f(x)min=f(-1)=-2≥m,
故此时不存在这样的m值.
综合①②得:满足条件的m的取值范围是. …(14分)
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