- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知函数f(x)=(2-a)(x-1)-2lnx.(I)当a=1时,求f(x)的极值;(II)若函数f(x)在上恒大于零,求实数a的最小值.
正确答案
解:
(1)当a=1时,f(x)=x-1-2lnx,则f′(x)=1-(2/x)…2分
由f′(x)>0得x>2;由f′(x)<0得0<x<2…3分
∴f(x)的单调减区间为(0,2],单调增区间为[2,+∞]…4分
∴f(x)有极小值f(2)2-2ln2,无极大值…5分
(2)要对任意的x∈(0,1/2),f(x)>0恒成立,
即对x∈(0,1/2),a>2-恒成立,…6分
令l(x)=2-,x∈(0,
),
则l′(x)=[-(2/x)(x-1)-2lnx]/(x-1)2=(2lnx+2/x-2)/(x-1)…7分
令M(x)=2lnx+2/x-2),x∈(1,)
则M′(x)=-2/x2+=-2(1-x)/x2<0…8分
故M(x)在(0,)为减函数,所以M(x)>M(
)=2-2ln2>0…9分
所以l′(x)>0,所以l(x)在(0,)上为增函数…10分
所以l(x)>l()=2-4ln2
所以要使a>2-恒成立,只要a∈[2-4ln2,+∞)
综上:若函数f(x)在上恒大于零,实数a的最小值为2-4ln2…12分
解析
解:
(1)当a=1时,f(x)=x-1-2lnx,则f′(x)=1-(2/x)…2分
由f′(x)>0得x>2;由f′(x)<0得0<x<2…3分
∴f(x)的单调减区间为(0,2],单调增区间为[2,+∞]…4分
∴f(x)有极小值f(2)2-2ln2,无极大值…5分
(2)要对任意的x∈(0,1/2),f(x)>0恒成立,
即对x∈(0,1/2),a>2-恒成立,…6分
令l(x)=2-,x∈(0,
),
则l′(x)=[-(2/x)(x-1)-2lnx]/(x-1)2=(2lnx+2/x-2)/(x-1)…7分
令M(x)=2lnx+2/x-2),x∈(1,)
则M′(x)=-2/x2+=-2(1-x)/x2<0…8分
故M(x)在(0,)为减函数,所以M(x)>M(
)=2-2ln2>0…9分
所以l′(x)>0,所以l(x)在(0,)上为增函数…10分
所以l(x)>l()=2-4ln2
所以要使a>2-恒成立,只要a∈[2-4ln2,+∞)
综上:若函数f(x)在上恒大于零,实数a的最小值为2-4ln2…12分
已知函数f(x)=x3+ax2-a(a∈R),若存在x0,使f(x)在x=x0处取得极值,且f(x0)=0,则a的值为______.
正确答案
±3
解析
解:f′(x)=3x2+2ax=.
令f′(x)=0,解得x=0或.
∵存在x0,使f(x)在x=x0处取得极值,
∴≠0,即a≠0.
当a≠0时,可知:0,都是f(x)的极值点.
但是x0≠0,否则由f(0)=0得到a=0.
因此x0=-,由f(x0)=0,
可得-
a=0,
化为a2=9,
解得a=±3.
故答案为:±3.
已知函数f(x)=x3-ax2+(a2-1)x+b(a,b∈R).
(Ⅰ)若x=1为f(x)的极值点,求a的值;
(Ⅱ)若f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线方程为x+y-3=0,求f(x)在[-2,1]上的最大值和最小值.
正确答案
解:(Ⅰ)f′(x)=x2-2ax+(a2-1)…(1分)
∵x=1为f(x)的极值点,∴f′(1)=0,即 a2-2a=0,
∴a=0或2.…(2分)
经检验均符合题意.…(3分)
(Ⅱ)∵(1,f(1))是切点,∴1+f(1)-3=0,
∴f(1)=2,即.…(4分)
∵切线方程x+y-3=0的斜率为-1,
∴f‘(1)=-1,即a2-2a+1=0,…(5分)
∴a=1,.…(6分)
∴,∴f'(x)=x2-2x.
由f'(x)=0及x∈[-2,1]得x=0.…(7分)
…(9分)
故f(x)在[-2,1]上的最大值为和最小值为f(-2)=-4.…(10分)
解析
解:(Ⅰ)f′(x)=x2-2ax+(a2-1)…(1分)
∵x=1为f(x)的极值点,∴f′(1)=0,即 a2-2a=0,
∴a=0或2.…(2分)
经检验均符合题意.…(3分)
(Ⅱ)∵(1,f(1))是切点,∴1+f(1)-3=0,
∴f(1)=2,即.…(4分)
∵切线方程x+y-3=0的斜率为-1,
∴f‘(1)=-1,即a2-2a+1=0,…(5分)
∴a=1,.…(6分)
∴,∴f'(x)=x2-2x.
由f'(x)=0及x∈[-2,1]得x=0.…(7分)
…(9分)
故f(x)在[-2,1]上的最大值为和最小值为f(-2)=-4.…(10分)
(2015春•仁寿县校级期中)设函数f(x)=(x2-x-1)e-x.
(1)求f(x)的单调区间和极值;
(2)关于x的方程f(x)=a在区间[-1,4]上有两个根,求a的取值范围.
正确答案
解:(1)f‘(x)=-x(x-3)e-x,由f'(x)=0,解得x=0或3,
则x,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
由上表得,f(x)的单调增区间为(0,3),单调减区间为(-∞,0),(3,+∞);
当x=0时f(x)有极小值-1,当x=3时,f(x)有极大值5e-3.
(2)由题知,只需要函数y=f(x) 和函数y=a 的图象有两个交点即可.
∵(f(-1)=e,f(4)=11e-4,
∴f(-1)>f(3)>f(4)>f(0)
由(1)知f(x)在,当[-1,0)上单调递减,(0,3)上单调递增,在(3,4]在上单调递减.
∴当a=5e-3或-1<a<11e-4时,y=f(x) 和y=a 的图象有两个交点.
即方程f(x)=a在区间[-1,4]上有两个根.
解析
解:(1)f‘(x)=-x(x-3)e-x,由f'(x)=0,解得x=0或3,
则x,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
由上表得,f(x)的单调增区间为(0,3),单调减区间为(-∞,0),(3,+∞);
当x=0时f(x)有极小值-1,当x=3时,f(x)有极大值5e-3.
(2)由题知,只需要函数y=f(x) 和函数y=a 的图象有两个交点即可.
∵(f(-1)=e,f(4)=11e-4,
∴f(-1)>f(3)>f(4)>f(0)
由(1)知f(x)在,当[-1,0)上单调递减,(0,3)上单调递增,在(3,4]在上单调递减.
∴当a=5e-3或-1<a<11e-4时,y=f(x) 和y=a 的图象有两个交点.
即方程f(x)=a在区间[-1,4]上有两个根.
已知函数f(x)=x-+1+2alnx(a∈R).
(1)若函数f(x)在点(1,f(1)处的切线方程为y=b,求a+b的值;
(2)若函数f(x)有两个极值点x1,x2,并且x1<x2.
①求实数a的取值范围;
②若A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2))两点连线的斜率为k,求证:k-1>a.
正确答案
解:(1)函数的f(x)的导数f′(x)=1+=
,
∵函数f(x)在点(1,f(1)处的切线方程为y=b,
∴f′(1)=2+2a=0,解得a=-1.
∵f(1)=1=b,
∴a+b=0.
(2)①∵函数f(x)有两个极值点x1,x2,并且x1<x2.
∴f′(x)=0有两个不等的正根,
即x2+2ax+1=0有两个不等正根,
令g(x)=x2+2ax+1,
∵g(0)=1,
∴,解得a<-1,
即实数a的取值范围(-∞,-1];
②由①知x1x2=1,x1<1<x2.x2->0,
故=
=
(1+
+
)-1=
,
令h(x)=2lnx-x+,
则h′(x)=,
∴函数h(x)单调递减,h(x2)<h(1)=0,
∴2lnx2-x2+<0,
∴<1,
∵a<-1,∴>a,
即.
解析
解:(1)函数的f(x)的导数f′(x)=1+=
,
∵函数f(x)在点(1,f(1)处的切线方程为y=b,
∴f′(1)=2+2a=0,解得a=-1.
∵f(1)=1=b,
∴a+b=0.
(2)①∵函数f(x)有两个极值点x1,x2,并且x1<x2.
∴f′(x)=0有两个不等的正根,
即x2+2ax+1=0有两个不等正根,
令g(x)=x2+2ax+1,
∵g(0)=1,
∴,解得a<-1,
即实数a的取值范围(-∞,-1];
②由①知x1x2=1,x1<1<x2.x2->0,
故=
=
(1+
+
)-1=
,
令h(x)=2lnx-x+,
则h′(x)=,
∴函数h(x)单调递减,h(x2)<h(1)=0,
∴2lnx2-x2+<0,
∴<1,
∵a<-1,∴>a,
即.
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