- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
函数g(x)=x3+mx2+nx+m2在x=1处有极值10,则m,n的值是( )
正确答案
解析
解:∵g(x)=x3+mx2+nx+m2∴g′(x)=3x2+2mx+n
依题意可得联立可得
当m=-3,n=3时,f′(x)=3x2-6x+3=3(x-1)2≥0,函数在R上单调递增,函数无极值,舍
故选B.
函数f(x)=ax(x-2)2(a≠0)有极大值,则a等于( )
正确答案
解析
解:f′(x)=a(x-2)(3x-2),
(1)当a>0时,由f′(x)>0得x<或x>2;由f′(x)<0得
<x<2,
所以f(x)在(-∞,),(2,+∞)上单调递增,在(
,2)上单调递减;
此时,当x=时f(x)取得极大值f(
)=
a(
-2)2=
,解得a=
;
(2)当a<0时,由f′(x)<0得x<或x>2;由f′(x)>0得
<x<2,
所以f(x)在(-∞,),(2,+∞)上单调递减,在(
,2)上单调递增;
此时,当x=2时f(x)取得极大值f(2)=2a(2-2)2=,无解;
综上所述,所求a值为.
故选B.
已知函数.
(Ⅰ)若函数在区间(其中a>0)上存在极值,求实数a的取值范围;
(Ⅱ)如果当x≥1时,不等式恒成立,求实数k的取值范围;
(Ⅲ)求证[(n+1)!]2>(n+1)•en-2(n∈N*).
正确答案
解:(Ⅰ)因为,x>0,则
,
当0<x<1时,f′(x)>0;当x>1时,f′(x)<0.
所以f(x)在(0,1)上单调递增;在(1,+∞)上单调递减,
所以函数f(x)在x=1处取得极大值.
因为函数f(x)在区间(其中a>0)上存在极值,
所以,解得
.
(Ⅱ)不等式,
即为,记
,
所以,
令h(x)=x-lnx,则,∵x≥1,∴h′(x)≥0.
∴h(x)在[1,+∞)上单调递增,∴[h(x)]min=h(1)=1>0,
从而g′(x)>0
故g(x)在[1,+∞)上也单调递增,
∴[g(x)]min=g(1)=2,所以k≤2
(3)由(2)知:恒成立,
即,
令x=n(n+1),则,
所以,
,
,
.
叠加得:ln[1×22×32×
=
则1×22×32×n2×(n+1)>en-2,
所以[(n+1)!]2>(n+1)•en-2(n∈N*)
解析
解:(Ⅰ)因为,x>0,则
,
当0<x<1时,f′(x)>0;当x>1时,f′(x)<0.
所以f(x)在(0,1)上单调递增;在(1,+∞)上单调递减,
所以函数f(x)在x=1处取得极大值.
因为函数f(x)在区间(其中a>0)上存在极值,
所以,解得
.
(Ⅱ)不等式,
即为,记
,
所以,
令h(x)=x-lnx,则,∵x≥1,∴h′(x)≥0.
∴h(x)在[1,+∞)上单调递增,∴[h(x)]min=h(1)=1>0,
从而g′(x)>0
故g(x)在[1,+∞)上也单调递增,
∴[g(x)]min=g(1)=2,所以k≤2
(3)由(2)知:恒成立,
即,
令x=n(n+1),则,
所以,
,
,
.
叠加得:ln[1×22×32×
=
则1×22×32×n2×(n+1)>en-2,
所以[(n+1)!]2>(n+1)•en-2(n∈N*)
设x1,x2(x1≠x2)是函数f(x)=ax3+bx2-a2x(a>0)的两个极值点.
(1)若x1=-1,x2=2,求函数f(x)的解析式;
(2)若,求b的最大值.
(3)若x1<x<x2,且x2=a,g(x)=f‘(x)-a(x-x1),求证:.
正确答案
解:(1)求导函数,可得f′(x)=3ax2+2bx-a2,
∵x1=-1,x2=2是函数f(x)的两个极值点,
∴f‘(-1)=0,f'(2)=0,
∴3a-2b-a2=0,12a+4b-a2=0,
解得a=6,b=-9.
∴f(x)=6x3-9x2-36x.-------------------(4分)
(2)∵x1,x2是函数f(x)的两个极值点,∴f'(x1)=f'(x2)=0.
∴x1,x2是方程3ax2+2bx-a2=0的两根,故有△=4b2+12a3>0对一切a>0,b∈R恒成立.
∴,
∵a>0,∴x1•x2<0,
∴-------------------(6分)
由得
,
∴b2=3a2(6-a).
∵b2≥0,∴3a2(6-a)≥0,∴0<a≤6.
令h(a)=3a2(6-a),则h′(a)=36a-9a2.
当0<a<4时,h′(a)>0,∴h(a)在(0,4)内是增函数;
当4<a<6时,h′(a)<0,∴h(a)在(0,4)内是减函数;
∴当a=4时,h(a)是极大值为96,
∴h(a)在(0,6)上的最大值是96,∴b的最大值是.…(8分)
(3)∵x1,x2是方程3ax2+2bx-a2=0的两根.∴f'(x)=3a(x-x1)(x-x2)
∵,∴
∴…(10分)
∵x1<x<x2,
∴═
=-3a
解析
解:(1)求导函数,可得f′(x)=3ax2+2bx-a2,
∵x1=-1,x2=2是函数f(x)的两个极值点,
∴f‘(-1)=0,f'(2)=0,
∴3a-2b-a2=0,12a+4b-a2=0,
解得a=6,b=-9.
∴f(x)=6x3-9x2-36x.-------------------(4分)
(2)∵x1,x2是函数f(x)的两个极值点,∴f'(x1)=f'(x2)=0.
∴x1,x2是方程3ax2+2bx-a2=0的两根,故有△=4b2+12a3>0对一切a>0,b∈R恒成立.
∴,
∵a>0,∴x1•x2<0,
∴-------------------(6分)
由得
,
∴b2=3a2(6-a).
∵b2≥0,∴3a2(6-a)≥0,∴0<a≤6.
令h(a)=3a2(6-a),则h′(a)=36a-9a2.
当0<a<4时,h′(a)>0,∴h(a)在(0,4)内是增函数;
当4<a<6时,h′(a)<0,∴h(a)在(0,4)内是减函数;
∴当a=4时,h(a)是极大值为96,
∴h(a)在(0,6)上的最大值是96,∴b的最大值是.…(8分)
(3)∵x1,x2是方程3ax2+2bx-a2=0的两根.∴f'(x)=3a(x-x1)(x-x2)
∵,∴
∴…(10分)
∵x1<x<x2,
∴═
=-3a
已知函数
(1)若x1=-2和x2=4为函数f(x)的两个极值点,求函数f(x)的表达式;
(2)若f(x)在区间[-1,3]上是单调递减函数,求a-b的最大值.
正确答案
解:(1)求导函数,可得f′(x)=x2+ax-b
∵x1=-2和x2=4为函数f(x)的两个极值点,
∴-2+4=-a,(-2)×4=-b
∴a=-2,b=8
∴,f′(x)=x2-2x-8;
(2)由f(x)在区间[-1,3]上是单调递减函数,可知x2+ax-b≤0在区间[-1,3]上恒成立
∴,∴
令a-b=m(a+b)+n(3a-b),则,∴
∴(a+b)+
(3a-b)≤-5
∴a-b≤-5
∴a-b的最大值为-5.
解析
解:(1)求导函数,可得f′(x)=x2+ax-b
∵x1=-2和x2=4为函数f(x)的两个极值点,
∴-2+4=-a,(-2)×4=-b
∴a=-2,b=8
∴,f′(x)=x2-2x-8;
(2)由f(x)在区间[-1,3]上是单调递减函数,可知x2+ax-b≤0在区间[-1,3]上恒成立
∴,∴
令a-b=m(a+b)+n(3a-b),则,∴
∴(a+b)+
(3a-b)≤-5
∴a-b≤-5
∴a-b的最大值为-5.
扫码查看完整答案与解析