- 函数的极值与导数的关系
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若函数f(x)=x3-3bx2+3b在(0,1)内有极小值,则( )
正确答案
解析
解:因为函数在(0,1)内有极小值,所以极值点在(0,1)上.
令f‘(x)=3x2-6b=0,得x2=2b,显然b>0,
∴x=±.
又∵x∈(0,1),∴0<<1.∴0<b<
.
故选D.
设函数f(x)=x3-ax2+x+1,a∈R.
(1)讨论f(x)的单调性;
(1)若f(x)存在两个极值点x1,x2,且1<≤5,求a的取值范围.
正确答案
解:(1)由于函数f(x)=x3-ax2+x+1,a∈R.
则f′(x)=ax2-2ax+1,△=4a2-4a,
①当a>1时,△=4a2-4a>0,
则f′(x)=ax2-2ax+1=0有两个根1-,1+
,
故f(x)在(-∞,1-),(1+
,+∞)上单调递增,在(1-
,1+
)单调递减,
②当0≤a≤1时,△=4a2-4a≤0,则f′(x)≥0恒成立,
故f(x)在R上单调递增,
③当a<0时,△=4a2-4a>0,
则f′(x)=ax2-2ax+1=0有两个根1-,1+
,
故f(x)在(-∞,1-),(1+
,+∞)上单调递减,在(1-
,1+
)单调递增,
综上可知,当a>1时,f(x)在(-∞,1-),(1+
,+∞)上单调递增,在(1-
,1+
)单调递减,
当0≤a≤1时,f(x)在R上单调递增,
当a<0时,f(x)在(-∞,1-),(1+
,+∞)上单调递减,在(1-
,1+
)单调递增;
(2)若f(x)存在两个极值点x1,x2,且1<≤5,
结合(1)知,当a<0时,x1=1-,x2=1+
,则1<
≤5,不等式无解;
当a>1时,x1=1+,x2=1-
,则1<
≤5,解得0≤a≤
,故1<a≤
,
则满足条件的a的取值范围为{a|1<a≤}.
解析
解:(1)由于函数f(x)=x3-ax2+x+1,a∈R.
则f′(x)=ax2-2ax+1,△=4a2-4a,
①当a>1时,△=4a2-4a>0,
则f′(x)=ax2-2ax+1=0有两个根1-,1+
,
故f(x)在(-∞,1-),(1+
,+∞)上单调递增,在(1-
,1+
)单调递减,
②当0≤a≤1时,△=4a2-4a≤0,则f′(x)≥0恒成立,
故f(x)在R上单调递增,
③当a<0时,△=4a2-4a>0,
则f′(x)=ax2-2ax+1=0有两个根1-,1+
,
故f(x)在(-∞,1-),(1+
,+∞)上单调递减,在(1-
,1+
)单调递增,
综上可知,当a>1时,f(x)在(-∞,1-),(1+
,+∞)上单调递增,在(1-
,1+
)单调递减,
当0≤a≤1时,f(x)在R上单调递增,
当a<0时,f(x)在(-∞,1-),(1+
,+∞)上单调递减,在(1-
,1+
)单调递增;
(2)若f(x)存在两个极值点x1,x2,且1<≤5,
结合(1)知,当a<0时,x1=1-,x2=1+
,则1<
≤5,不等式无解;
当a>1时,x1=1+,x2=1-
,则1<
≤5,解得0≤a≤
,故1<a≤
,
则满足条件的a的取值范围为{a|1<a≤}.
函数f(x)=x3-3x(|x|<1)( )
正确答案
解析
解:f′(x)=3x2-3
∵|x|<1∴f′(x)<0
∴f(x)在(-1,1)上单调递减,所以无最大、最小值.
故选C.
已知函数f(x)=+
+
.
(I)求y=f(x)在[-4,-]上的最值;
(II)若a≥0,求g(x)=+
+
的极值点.
正确答案
解:(Ⅰ)f′(x)=-<0恒成立,故f(x)在[-4,-
]递减;
所以最大值为f(-4)=-,最小值为f(-
)=-6;
(Ⅱ)∵g(x)=+
+
,∴g′(x)=-
,令u=x2+4x+3a,
△=16-12a;
当a≥时,△=16-12a≤0,g′(x)≤0,所以y=g(x)没有极值点;
当0<a<时,x1=-2-
,x2=-2+
<0;
故函数的减区间为(-∞,-2-),(-2+
,0)(0,+∞),增区间:(-2-
,-2+
),
故g(x)有极小值点-2-,极大值点-2+
.
解析
解:(Ⅰ)f′(x)=-<0恒成立,故f(x)在[-4,-
]递减;
所以最大值为f(-4)=-,最小值为f(-
)=-6;
(Ⅱ)∵g(x)=+
+
,∴g′(x)=-
,令u=x2+4x+3a,
△=16-12a;
当a≥时,△=16-12a≤0,g′(x)≤0,所以y=g(x)没有极值点;
当0<a<时,x1=-2-
,x2=-2+
<0;
故函数的减区间为(-∞,-2-),(-2+
,0)(0,+∞),增区间:(-2-
,-2+
),
故g(x)有极小值点-2-,极大值点-2+
.
已知实数a≠0,函数f(x)=ax(x-2)2(x∈R)有极大值32,求a的值.
正确答案
解:f(x)=ax(x-2)2=a(x3-4x2+4x).
∴f′(x)=a(3x2-8x+4)=a(3x-2)(x-2).
由f′(x)=0,得x=或x=2,
当a>0时,x变化时,f′x),f(x)的变化情况如下表:
∴f(x)在x=时,取极大值;
由f()=32,得a=27,
当a<0时,x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
∴f(x)在x=2时,取极大值,
由f(2)=32,得a不存在,
∴a=27.
解析
解:f(x)=ax(x-2)2=a(x3-4x2+4x).
∴f′(x)=a(3x2-8x+4)=a(3x-2)(x-2).
由f′(x)=0,得x=或x=2,
当a>0时,x变化时,f′x),f(x)的变化情况如下表:
∴f(x)在x=时,取极大值;
由f()=32,得a=27,
当a<0时,x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
∴f(x)在x=2时,取极大值,
由f(2)=32,得a不存在,
∴a=27.
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