- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
设函数f(x)=-ax2-ax,g(x)=2x2+4x+c
(Ⅰ)试问函数f(x)能否在x=-1时取得极值?说明理由;
(Ⅱ)若a=-1,当x∈[-3,4]时,方程f(x)=g(x)有二个不等实根,求c的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意f′(x)=x2-2ax-a,
假设在x=-1时f(x)取得极值,则有f′(-1)=1+2a-a=0,∴a=-1,
而此时,f′(x)=(x+1)2≥0,函数f(x)在x=-1处无极值;
(Ⅱ)f(x)=g(x),则有x3-x2-3x-c=0,
∴c=x3-x2-3x,
设F(x)=x3-x2-3x,G(x)=c,
令F′(x)=x2-2x-3=0,解得x=-1或x=3,
列表如下:
由此可知:F(x)在(-3,1),(3,4)上是增函数,在(-1,3)上是减函数,
当x=-1时,F(x)取得极大值F(-1)=;当x=3时,F(x)取得极小值,
F(-3)=F(3)=-9,而F(4)=-,
所以-<c<或c=-9.
解析
解:(Ⅰ)由题意f′(x)=x2-2ax-a,
假设在x=-1时f(x)取得极值,则有f′(-1)=1+2a-a=0,∴a=-1,
而此时,f′(x)=(x+1)2≥0,函数f(x)在x=-1处无极值;
(Ⅱ)f(x)=g(x),则有x3-x2-3x-c=0,
∴c=x3-x2-3x,
设F(x)=x3-x2-3x,G(x)=c,
令F′(x)=x2-2x-3=0,解得x=-1或x=3,
列表如下:
由此可知:F(x)在(-3,1),(3,4)上是增函数,在(-1,3)上是减函数,
当x=-1时,F(x)取得极大值F(-1)=;当x=3时,F(x)取得极小值,
F(-3)=F(3)=-9,而F(4)=-,
所以-<c<或c=-9.
已知函数f(x)=x3-
x2+cx+d有极值,则c的取值范围为( )
正确答案
解析
解:∵f(x)=x3-
x2+cx+d,
∴f′(x)=x2-x+c,要使f(x)有极值,则方程f′(x)=x2-x+c=0有两个实数解,
从而△=1-4c>0,
∴c<.
故选:A
(2015秋•宜春期末)已知函数f(x)=lnx-ax2-bx,若x=1是函数f(x)的极大值点,则实数a的取值范围是______.
正确答案
a>-1
解析
解:f(x)的定义域为(0,+∞),f‘(x)=-ax-b,由f'(1)=0,得b=1-a.
所以f'(x)=.
①若a≥0,由f'(x)=0,得x=1.
当0<x<1时,f'(x)>0,此时f(x)单调递增;
当x>1时,f'(x)<0,此时f(x)单调递减.
所以x=1是f(x)的极大值点.
②若a<0,由f'(x)=0,得x=1,或x=-.
因为x=1是f(x)的极大值点,所以->1,解得-1<a<0.
综合①②:a的取值范围是a>-1.
故答案为:a>-1.
设函数f(x)=x2ex-1+ax3+bx2,已知x=-2和x=1为f(x)的极值点.
(1)求a和b的值;
(2)设,试比较f(x)与g(x)的大小.
正确答案
解:(1)f‘(x)=2xex-1+x2ex-1+3ax2+2bx=xex-1(x+2)+x(3ax+2b),
由x=-2和x=1为f(x)的极值点,得
即
解得
(2)由(1)得,
故.
令h(x)=ex-1-x,则h'(x)=ex-1-1.(9分)
令h'(x)=0,得x=1.(10分)h'(x)、h(x)随x的变化情况如表:
由上表可知,当x=1时,h(x)取得极小值,也是最小值;即当x∈(-∞,+∞)时,h(x)≥h(1),
也就是恒有h(x)≥0.
又x2≥0,
所以f(x)-g(x)≥0,
故对任意x∈(-∞,+∞),恒有f(x)≥g(x).
解析
解:(1)f‘(x)=2xex-1+x2ex-1+3ax2+2bx=xex-1(x+2)+x(3ax+2b),
由x=-2和x=1为f(x)的极值点,得
即
解得
(2)由(1)得,
故.
令h(x)=ex-1-x,则h'(x)=ex-1-1.(9分)
令h'(x)=0,得x=1.(10分)h'(x)、h(x)随x的变化情况如表:
由上表可知,当x=1时,h(x)取得极小值,也是最小值;即当x∈(-∞,+∞)时,h(x)≥h(1),
也就是恒有h(x)≥0.
又x2≥0,
所以f(x)-g(x)≥0,
故对任意x∈(-∞,+∞),恒有f(x)≥g(x).
已知a∈R,函数f(x)=-x2+(4a+2)x-a(a+2)lnx在(0,1)内有极值,则a的取值范围是( )
正确答案
解析
解:函数f(x)=-x2+(4a+2)x-a(a+2)lnx的导数为
f′(x)=-3x+(4a+2)-=
,
令g(x)=-3x2+(4a+2)x-a(a+2),
由题意可得,g(x)=0在(0,1)内有解.
若g(x)=0只有一解,
则有g(0)g(1)<0,即-a(a+2)(-a2+2a-1)<0,
解得-2<a<0;
若g(x)=0有两解,
则即有
,
解得0<a<1.
综上可得a的取值范围是(-2,0)∪(0,1).
故选B.
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