- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
设函数f(x)=lnx+在(0,
)内有极值.
(1)求实数a的取值范围;
(2)若m,n分别为f(x)的极大值和极小值,记S=m-n,求S的取值范围.(注:e为自然对数的底数)
正确答案
解:f(x)的定义域为{x|0<x<1,或x>1}.
(1),
∵函数f(x)在(0,)内有极值.
∴f′(x)=0在内有解,
令g(x)=x2-(a+2)x+1=(x-α)(x-β),
不妨设,则
∴,
解得:.
(2)由f′(x)>0得0<x<α或x>β,
由f′(x)<0得α<x<1或1<x<β.
∴f(x)在(0,α)内递增,在(α,1)内递减,在(1,β)内递减,在(β,+∞)内递增.
∴m=f(α),n=f(β).
∵α+β=a+2,α•β=1,
∴
=.
记,
∴h(β)在(0,+∞)单调递减,
∴,
又当β→+∞时,h(β)→-∞,
∴
解析
解:f(x)的定义域为{x|0<x<1,或x>1}.
(1),
∵函数f(x)在(0,)内有极值.
∴f′(x)=0在内有解,
令g(x)=x2-(a+2)x+1=(x-α)(x-β),
不妨设,则
∴,
解得:.
(2)由f′(x)>0得0<x<α或x>β,
由f′(x)<0得α<x<1或1<x<β.
∴f(x)在(0,α)内递增,在(α,1)内递减,在(1,β)内递减,在(β,+∞)内递增.
∴m=f(α),n=f(β).
∵α+β=a+2,α•β=1,
∴
=.
记,
∴h(β)在(0,+∞)单调递减,
∴,
又当β→+∞时,h(β)→-∞,
∴
函数f(x)的定义域为区间(a,b),导函数f(x)在(a,b)的图象如图所示,则函数f(x)在区间(a,b)上极值点的个数为( )
正确答案
解析
解:从f′(x)的图象可知f(x)在(a,b)内从左到右的单调性依次为增→减→增→减,
根据极值点的定义可知,导函数在某点处值为0,左右两侧异号的点为极值点,
由图可知,在(a,b)内只有3个极值点.
故选A.
函数f(x)=x3+ax2+bx+c在与x=1时都取得极值
(1)求a,b的值;
(2)函数f(x)的单调区间.
正确答案
解:(1)f′(x)=3x2+2ax+b,
由题意: 即
解得
(2)由(1)可知f(x)=x3-x2-2x+c
∴f′(x)=3x2-x-2
令f′(x)<0,解得-<x<1;
令f′(x)>0,解得x<-或x>1,
∴f(x)的减区间为(-,1);增区间为(-∞,-
),(1,+∞).
解析
解:(1)f′(x)=3x2+2ax+b,
由题意: 即
解得
(2)由(1)可知f(x)=x3-x2-2x+c
∴f′(x)=3x2-x-2
令f′(x)<0,解得-<x<1;
令f′(x)>0,解得x<-或x>1,
∴f(x)的减区间为(-,1);增区间为(-∞,-
),(1,+∞).
已知函数f(x)=lnx+(x-a)2,a为常数.
(1)若当x=1时,f(x)取得极值,求a的值,并求出f(x)的单调增区间;
(2)若f(x)存在极值,求a的取值范围,并证明所有极值之和大于.
正确答案
解:(1)∵,
∵x=1时,f(x)取得极值,f‘(1)=0,3-2a=0,…(2分)
,f'(x)>0⇔2x2-3x+1>0(x>0)x>1或
,
f(x)的单调增区间为、(1,+∞)…(4分)
(2))∵,令f'(x)=0
则2x2-2ax+1=0在(0,+∞)上有解,但没有等根.△=4a2-8=4(a2-2)
当时,△<0,则2x2-2ax+1>0恒成立,即f'(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增,f(x)无极值.
当时,
,方程的根
,
时,f'(x)>0恒成立,f(x)在(0,+∞)上无极值.
同理当时,f(x)在(0,+∞)上无极值.
当或
时,△>0,方程有二个解
,
,且x1+x2=a,
当时,x1+x2<0,x1x2>0,x1,x2均为负根
∴x∈(0,+∞)有f′(x)>0,
所以f(x)在(0,+∞)上单调递增.∴f(x)无极值点.
当时x1+x2>0,x1•x2>0,∴x1•x2∈(0,+∞)
∴f(x)在x1处有极大值,在x2处有极小值.
∴a的取值范围是…(8分)
∵=
∵x1≠x2,∴…(12分)
解析
解:(1)∵,
∵x=1时,f(x)取得极值,f‘(1)=0,3-2a=0,…(2分)
,f'(x)>0⇔2x2-3x+1>0(x>0)x>1或
,
f(x)的单调增区间为、(1,+∞)…(4分)
(2))∵,令f'(x)=0
则2x2-2ax+1=0在(0,+∞)上有解,但没有等根.△=4a2-8=4(a2-2)
当时,△<0,则2x2-2ax+1>0恒成立,即f'(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增,f(x)无极值.
当时,
,方程的根
,
时,f'(x)>0恒成立,f(x)在(0,+∞)上无极值.
同理当时,f(x)在(0,+∞)上无极值.
当或
时,△>0,方程有二个解
,
,且x1+x2=a,
当时,x1+x2<0,x1x2>0,x1,x2均为负根
∴x∈(0,+∞)有f′(x)>0,
所以f(x)在(0,+∞)上单调递增.∴f(x)无极值点.
当时x1+x2>0,x1•x2>0,∴x1•x2∈(0,+∞)
∴f(x)在x1处有极大值,在x2处有极小值.
∴a的取值范围是…(8分)
∵=
∵x1≠x2,∴…(12分)
已知函数f(x)=aln(x+1)+(x+1)2在x=1处有极值.
(1)求实数a值;
(2)求函数f(x)的单调区间;
(3)令g(x)=f′(x),若曲线g(x)在(1,g(1))处的切线与两坐标轴分别交于A,B两点(O为坐标原点),求△AOB的面积.
正确答案
解:(Ⅰ)因为f(x)=aln(x+1)+(x+1)2,
所以.
由f′(1)=0,可得,a=-8.
经检验a=-8时,函数f(x)在x=1处取得极值,
所以a=-8.
(Ⅱ)f(x)=-8ln(x+1)+(x+1)2,=
.
而函数f(x)的定义域为(-1,+∞),
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
由表可知,f(x)的单调减区间为(-1,1),f(x)的单调增区间为(1,+∞).(10分)
(Ⅲ)由于,
所以,当x=1时,g′(1)=4,g(1)=0.
所以切线斜率为4,切点为(1,0),
所以切线方程为y=4(x-1),即4x-y-4=0.
令x=0,得y=-4,令y=0,得x=1.
所以△AOB的面积
解析
解:(Ⅰ)因为f(x)=aln(x+1)+(x+1)2,
所以.
由f′(1)=0,可得,a=-8.
经检验a=-8时,函数f(x)在x=1处取得极值,
所以a=-8.
(Ⅱ)f(x)=-8ln(x+1)+(x+1)2,=
.
而函数f(x)的定义域为(-1,+∞),
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
由表可知,f(x)的单调减区间为(-1,1),f(x)的单调增区间为(1,+∞).(10分)
(Ⅲ)由于,
所以,当x=1时,g′(1)=4,g(1)=0.
所以切线斜率为4,切点为(1,0),
所以切线方程为y=4(x-1),即4x-y-4=0.
令x=0,得y=-4,令y=0,得x=1.
所以△AOB的面积
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