- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知函数f(x)=x3+ax2+bx+2在x=1处的切线与直线x+3y+1=0垂直,
(I)若是函数f(x)的极值点,求f(x)的解析式;
(II)若函数f(x)在区间上单调递增,求实数b的取值范围.
正确答案
解:(I)f(x)=x3+ax2+bx+2的导数为f′(x)=3x2+2ax+b.
∵f(x)在x=1处的切线与直线x+3y+1=0垂直,∴f(x)在x=1处的切线斜率为3
∴f′(1)=3,即3+2a+b=3 ①
又∵是函数f(x)的极值点,∴f′(
)=0.
即+
+b=0 ②
由①②可得,a=2,b=-4
∴f(x)的解析式为f(x)=x3+2x2-4x+2
(II)若函数f(x)在区间上单调递增,则f′(x)≥0在区间
上恒成立,
由(I)可知,2a+b=0,∴a=b,代入f′(x)=3x2+2ax+b,得f′(x)=3x2-bx+b
∴3x2-bx+b≥0在区间上恒成立.
∴b≤在区间
上恒成立
令g(x)=,则g(x)=
=3(x-1)+
+6,
当x∈时,3(x-1)+
+6≥6+6=12,当且仅当x=2时,等号成立
∴当x∈时,g(x)有最小值为12,
∴b≤12
解析
解:(I)f(x)=x3+ax2+bx+2的导数为f′(x)=3x2+2ax+b.
∵f(x)在x=1处的切线与直线x+3y+1=0垂直,∴f(x)在x=1处的切线斜率为3
∴f′(1)=3,即3+2a+b=3 ①
又∵是函数f(x)的极值点,∴f′(
)=0.
即+
+b=0 ②
由①②可得,a=2,b=-4
∴f(x)的解析式为f(x)=x3+2x2-4x+2
(II)若函数f(x)在区间上单调递增,则f′(x)≥0在区间
上恒成立,
由(I)可知,2a+b=0,∴a=b,代入f′(x)=3x2+2ax+b,得f′(x)=3x2-bx+b
∴3x2-bx+b≥0在区间上恒成立.
∴b≤在区间
上恒成立
令g(x)=,则g(x)=
=3(x-1)+
+6,
当x∈时,3(x-1)+
+6≥6+6=12,当且仅当x=2时,等号成立
∴当x∈时,g(x)有最小值为12,
∴b≤12
已知函数f(x)=ax3+bx2-3x在x=±1处取得极值.
(1)求a、b值;
(2)求函数f(x)的单调增、减区间分别是什么?
正确答案
解:(1)∵f‘(x)=3ax2+2bx-3
而f(x)在x=±1处取得极值,
∴
∴
∴
(2)由(1)知f(x)=x3-3x,
f'(x)=3(x+1)(x-1)
列表如下:
∴f(x)的单增区间分别是(-∞,-1),(1,+∞),单减区间是(-1,1).
解析
解:(1)∵f‘(x)=3ax2+2bx-3
而f(x)在x=±1处取得极值,
∴
∴
∴
(2)由(1)知f(x)=x3-3x,
f'(x)=3(x+1)(x-1)
列表如下:
∴f(x)的单增区间分别是(-∞,-1),(1,+∞),单减区间是(-1,1).
已知函数f(x)=其中a,b∈R,且曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线斜率为3.
(Ⅰ)求b的值;
(Ⅱ)若函数f(x)在x=1处取得极大值,求a的值.
正确答案
解:(I)f′(x)=a2x2-4ax+b,由题意可得f′(0)=b=3.
∴b=3.
(II)由函数f(x)在x=1处取得极大值,∴f′(1)=a2-4a+3=0,解得a=1或3.
①当a=1时,f′(x)=x2-4x+3=(x-1)(x-3).列表如下:
由表格可知:函数f(x)在x=1处取得极大值,满足题意.
②同理可得:当a=3时,函数f(x)在x=1处取得极小值,不符合题意,应舍去.
综上所述:当a=1时,函数f(x)在x=1处取得极大值.
解析
解:(I)f′(x)=a2x2-4ax+b,由题意可得f′(0)=b=3.
∴b=3.
(II)由函数f(x)在x=1处取得极大值,∴f′(1)=a2-4a+3=0,解得a=1或3.
①当a=1时,f′(x)=x2-4x+3=(x-1)(x-3).列表如下:
由表格可知:函数f(x)在x=1处取得极大值,满足题意.
②同理可得:当a=3时,函数f(x)在x=1处取得极小值,不符合题意,应舍去.
综上所述:当a=1时,函数f(x)在x=1处取得极大值.
已知函数f(x)=4x3+bx2+ax+5在,x=-1处有极值,那么a=______ b=______.
正确答案
-18
-3
解析
解:f′(x)=12x2+2bx+a,
∵f(x)=4x3+bx2+ax+5在,x=-1处有极值,
∴-1,是方程f′(x)=0的两根,
则,解得
,
故答案为:-18,-3.
若函数f(x)=acosx+sinx在处取得极值,则a=______.
正确答案
解:由题意,f′(x)=-asinx+cosx
∵函数f(x)=acosx+sinx在处取得极值
∴f′()=0,
∴-acos+sin
=0
∴a=1
∴0<时,f′(x)>0,
时,f′(x)<0
故a=1满足题意,
故答案为:1
解析
解:由题意,f′(x)=-asinx+cosx
∵函数f(x)=acosx+sinx在处取得极值
∴f′()=0,
∴-acos+sin
=0
∴a=1
∴0<时,f′(x)>0,
时,f′(x)<0
故a=1满足题意,
故答案为:1
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