- 利用导数求函数的极值
- 共167题
已知为自然对数的底数,设函数,则
正确答案
解析
略
知识点
已知函数图像上的点处的切线方程为。
(1)若函数在时有极值,求的表达式
(2)函数在区间上单调递增,求实数的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
解:, --
∵函数在处的切线斜率为-3,∴,即
又得。
(1)函数在时有极值,所以,
解得,-
所以,
(2)因为函数在区间上单调递增,所以导函数
在区间上的值恒大于或等于零,
则得,所以实数的取值范围为
知识点
设函数.
(1)若函数在区间(-2,0)内恰有两个零点,求a的取值范围;
(2)当a=1时,求函数在区间[t,t+3]上的最大值.
正确答案
见解析。
解析
(1)∵
∴,
令,解得
当x变化时,,的变化情况如下表:
故函数的单调递增区间为(-∞,-1),(a,+∞);单调递减区间为(-1,a);
因此在区间(-2,-1)内单调递增,在区间(-1,0)内单调递减,要使函数在区间内恰有两个零点,当且仅当,
解得, 所以a的取值范围是(0,).
(2)当a=1时,. 由(1)可知,函数的单调递增区间为(-∞,-1),(1,+∞);单调递减区间为(-1,1);.
①当t+3<-1,即t<-4时,
因为在区间[t,t+3]上单调递增,所以在区间[t,t+3]上的最大值为;
②当,即时,
因为在区间上单调递增,在区间[-1,1]上单调递减,在区间[1,2]上单调递增,且,所以在区间上的最大值为.
由,即时,有[t,t+3] ,-1[t,t+3],所以在上的最大值为;
③当t+3>2,即t>-1时,
由②得在区间上的最大值为. 因为在区间(1,+∞)上单调递增,所以,故在上的最大值为.
综上所述,当a=1时,
在[t,t+3]上的最大值.
知识点
正确答案
见解析。
解析
结合①可知
所以,x1=是极小值点,x2=是极大值点。
(2)若f(x)为R上的单调函数,则f′(x)在R上不变号,结合①与条件a>0,知ax2-2ax+1≥0在R上恒成立,因此Δ=4a2-4a=4a(a-1)≤0,由此并结合a>0,知0<a≤1。
知识点
已知函数,(其中为常数)。
(1)如果函数和有相同的极值点,求的值;
(2)设,问是否存在,使得,若存在,请求出实数的取值范围;若不存在,请说明理由。
(3)记函数,若函数有5个不同的零点,求实数的取值范围
正确答案
见解析。
解析
(1),则,
令,得或,而在处有极大值,
∴或;综上:或。
(2)假设存在,即存在,使得
,
当时,又,故,则存在,使得
,
当即时,得,;
当即时,得,……6分
无解;综上:。
(3)据题意有有3个不同的实根,有2个不同的实根,且这
5个实根两两不相等。
(ⅰ)有2个不同的实根,只需满足;
(ⅱ)有3个不同的实根,
当即时,在处取得极大值,而,不符合题意,舍;
当即时,不符合题意,舍;
当即时,在处取得极大值,;所以
;
因为(ⅰ)(ⅱ)要同时满足,故;(注:也对)
下证:这5个实根两两不相等,即证:不存在使得和同
时成立.
若存在使得,
由,即,得
,
当时,,不符合,舍去;
当时,既有 ①;
又由,即 ②; 联立①②式,可得;
而当时,没有5个不
同的零点,故舍去,所以这5个实根两两不相等。
综上,当时,函数有5个不同的零点。
知识点
已知函数,。
(1)若a=1,判断函数是否存在极值,若存在,求出极值;若不存在,说明理由;
(2)求函数的单调区间;
(3)设函数,若至少存在一个,使得成立,求实数a的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)当时,,其定义域为(0,+).
因为,
所以在(0,+)上单调递增,
所以函数不存在极值.
(2)函数的定义域为。
当时,
因为在(0,+)上恒成立,所以在(0,+)上单调递减.
当时,
当时,方程与方程有相同的实根.
①当时,>0,可得,,且
因为时,,所以在上单调递增;
因为时,,所以在上单调递减;
因为时,,所以在上单调递增;
②当时,,所以在(0,+)上恒成立,故在(0,+)上单调递增. (9分)
综上,当时,的单调减区间为(0,+);当时,的单调增区间为与;单调减区间为;当时,的单调增区间为(0,+).
(3)由存在一个,使得成立,
得,即.
令,等价于“当 时,”.
因为,且当时,,
所以在上单调递增,
故,因此.
知识点
已知函数,其中。
(1)若,求函数的定义域和极值;
(2)当时,试确定函数的零点个数,并证明。
正确答案
见解析
解析
(1)解:函数的定义域为,且. ……………… 1分
. ……………… 3分
令,得,
当变化时,和的变化情况如下:
……………… 4分
故的单调减区间为,;单调增区间为。
所以当时,函数有极小值. ……………… 5分
(2)解:结论:函数存在两个零点。
证明过程如下:
由题意,函数,
因为 ,
所以函数的定义域为. ……………… 6分
求导,得, ………………7分
令,得,,
当变化时,和的变化情况如下:
故函数的单调减区间为;单调增区间为,。
当时,函数有极大值;当时,函数有极小值. ……………… 9分
因为函数在单调递增,且,
所以对于任意,. ……………… 10分
因为函数在单调递减,且,
所以对于任意,. ……………… 11分
因为函数在单调递增,且,,
所以函数在上仅存在一个,使得函数, ………… 12分
故函数存在两个零点(即和). ……………… 13分
知识点
函数的极小值是 。
正确答案
7
解析
略
知识点
已知函数.()。
(1)当时,求函数的极值;
(2)若对,有成立,求实数的取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)当时,
=,
令,解得.
当时,得或;
当时,得.
当变化时,,的变化情况如下表:
∴当时,函数有极大值,
当时函数有极小值,
(2)∵,∴对,成立,[来源:学科网ZXXK]
即对成立,---7分
①当时,有,
即,对恒成立,
∵,当且仅当时等号成立,
∴-
②当时,有,
即,对恒成立,
∵,当且仅当时等号成立,
∴
知识点
已知函数,R .
(1)若函数在其定义域上为增函数,求的取值范围;
(2)当时,函数在区间N上存在极值,求的最大
值。
( 参考数值: 自然对数的底数≈)
正确答案
见解析。
解析
(1)解法1:函数的定义域为,
∵, ∴.
∵ 函数在上单调递增,
∴ , 即对都成立.
∴ 对都成立.
当时, , 当且仅当, 即时,取等号。
∴, 即.
∴的取值范围为.
解法2:函数的定义域为,
∵, ∴.
方程的判别式.
① 当, 即时, ,
此时, 对都成立,
故函数在定义域上是增函数.
② 当, 即或时, 要使函数在定义域上为增函数, 只需对都成立。
设, 则得.
故.
综合①②得的取值范围为.
(2)解:当时, .
.
∵ 函数在N上存在极值,
∴ 方程在N上有解,
即方程在N上有解.
令, 由于, 则,
∴函数在上单调递减.
∵,
,
∴函数的零点.
∵方程在 N上有解, N
∴.
∵N,
∴的最大值为.
知识点
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