- 函数的极值与导数的关系
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设函数f(x)=x3-x2-2x+m,若f(x)在[0,2]上没有零点,则实数m的取值范围为______.
正确答案
m<-2或m>
解析
解:由于f(x)=x3-x2-2x+m,则f‘(x)=3x2-x-2
令f′(x)=0,则
又由f(x)在[0,2]上没有零点,则函数在区间[0,2]上恒为正或恒为负
故或
解得:
或m<-2
故答案为:或m<-2.
已知函数f(x)=x|x+a|-lnx.
(1)若a>0,求函数f(x)的极值点;
(2)若f(x)>0,求a取值范围.
正确答案
解:(1),
,
,
f‘(x)<0⇒x∈(0,x2)减函数,f'(x)>0⇒x∈(x2,+∞)增函数,
∴是函数的极小值点,无极大值点.
(2)x>0,由f(x)>0得,
当0<x<1,,得a∈R,
当x=1,|1+a|>0得a≠-1,
当x>1,不等比等价于
令,
令φ(x)=-2x2-1+lnx,
,
φ(x)在(1,+∞)减函数,φ(x)<φ(1)=-3<0,
得g(x)在(1,+∞)减函数,g(x)∈(-∞,-1),
∴不恒成立.
又令,
∴
令ψ(x)=-2x2+1-lnx在(1,+∞)减函数,ψ(x)<ψ(1)=-1<0,
得h(x)在(1,+∞)是减函数,h(x)<h(1)=-1,得a≥-1.
综上,a取值范围为:a>-1.
解析
解:(1),
,
,
f‘(x)<0⇒x∈(0,x2)减函数,f'(x)>0⇒x∈(x2,+∞)增函数,
∴是函数的极小值点,无极大值点.
(2)x>0,由f(x)>0得,
当0<x<1,,得a∈R,
当x=1,|1+a|>0得a≠-1,
当x>1,不等比等价于
令,
令φ(x)=-2x2-1+lnx,
,
φ(x)在(1,+∞)减函数,φ(x)<φ(1)=-3<0,
得g(x)在(1,+∞)减函数,g(x)∈(-∞,-1),
∴不恒成立.
又令,
∴
令ψ(x)=-2x2+1-lnx在(1,+∞)减函数,ψ(x)<ψ(1)=-1<0,
得h(x)在(1,+∞)是减函数,h(x)<h(1)=-1,得a≥-1.
综上,a取值范围为:a>-1.
求函数的极值.
正确答案
解:∵,
∴f′(x)=x2-4=(x-2)(x+2). …3分
令f′(x)=0,解得x=2,或x=-2. …6分
下面分两种情况讨论:
当f′(x)>0,即x>2,或x<-2时;
当f′(x)<0,即-2<x<2时.
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
…9分
因此,当x=-2时,f(x)有极大值,且极大值为f(-2)=;
当x=2时,f(x)有极小值,且极小值为f(2)=.…12分
解析
解:∵,
∴f′(x)=x2-4=(x-2)(x+2). …3分
令f′(x)=0,解得x=2,或x=-2. …6分
下面分两种情况讨论:
当f′(x)>0,即x>2,或x<-2时;
当f′(x)<0,即-2<x<2时.
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
…9分
因此,当x=-2时,f(x)有极大值,且极大值为f(-2)=;
当x=2时,f(x)有极小值,且极小值为f(2)=.…12分
已知三次函数f(x)=ax3+
bx2-6x+1(x∈R),a,b为实常数.
(1)若a=3,b=3时,求函数f(x)的极大、极小值;
(2)设函数g(x)=f′(x)+7,其中f′(x)是f(x)的导函数,若g(x)的导函数为g′(x),g′(0)>0,g(x)与x轴有且仅有一个公共点,求的最小值.
正确答案
解:(1),∴f‘(x)=3x2+3x-6=3(x-1)(x+2),
令f'(x)=0,∴x1=-2,x2=1,
f极大值=f(-2)=11,.
(2)由于g(x)=ax2+bx-6+7=ax2+bx+1(a≠0),
则g'(x)=2ax+b,g'(0)=b>0,
又由g(x)与x轴有且仅有一个公共点,则b2-4a=0,
则,
(当且仅当,即b=2时,等号成立)
则.
解析
解:(1),∴f‘(x)=3x2+3x-6=3(x-1)(x+2),
令f'(x)=0,∴x1=-2,x2=1,
f极大值=f(-2)=11,.
(2)由于g(x)=ax2+bx-6+7=ax2+bx+1(a≠0),
则g'(x)=2ax+b,g'(0)=b>0,
又由g(x)与x轴有且仅有一个公共点,则b2-4a=0,
则,
(当且仅当,即b=2时,等号成立)
则.
已知函数f(x)=x3+3ax-1,a∈R.
(Ⅰ)若函数y=f(x)的图象在x=1处的切线与直线y=6x+6平行,求实数a的值;
(Ⅱ)设函数g(x)=f‘(x)-6,对任意的-1<x<1,都有g(x)<0成立,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)当a≤0时,请问:是否存在整数a的值,使方程f(x)=15有且只有一个实根?若存在,求出整数a的值;否则,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)∵f′(x)=3x2+3a
∴f′(1)=3+3a=6
∴a=1
(Ⅱ)∵g(x)=3x2+3a-6
∴g(x)=3x2+3a-6<0在(-1,1)上恒成立.
∴a<-x2+2在(-1,1)上恒成立.
而-x2+2>1在(-1,1)上恒成立.
∴a≤1
(Ⅲ)存在
理由如下:
方程f(x)=15有且只有一个实根,
即为函数y=f(x)的图象与直线y=15有且只有一个公共点.
由f′(x)=3x2+3a
(1)若a=0,则f′(x)≥0,∴f(x)在实数集R上单调递增
此时,函数y=f(x)的图象与直线y=15有且只有一个公共点.
(2)若a<0,则
列表如下:
∴(f(x)极小值-15)•(f(x)极大值-15)>0,得:
∴,解得-4<a<0
综上所述,-4<a≤0又a∈Z,
即 a为-3、-2、-1、0.
解析
解:(Ⅰ)∵f′(x)=3x2+3a
∴f′(1)=3+3a=6
∴a=1
(Ⅱ)∵g(x)=3x2+3a-6
∴g(x)=3x2+3a-6<0在(-1,1)上恒成立.
∴a<-x2+2在(-1,1)上恒成立.
而-x2+2>1在(-1,1)上恒成立.
∴a≤1
(Ⅲ)存在
理由如下:
方程f(x)=15有且只有一个实根,
即为函数y=f(x)的图象与直线y=15有且只有一个公共点.
由f′(x)=3x2+3a
(1)若a=0,则f′(x)≥0,∴f(x)在实数集R上单调递增
此时,函数y=f(x)的图象与直线y=15有且只有一个公共点.
(2)若a<0,则
列表如下:
∴(f(x)极小值-15)•(f(x)极大值-15)>0,得:
∴,解得-4<a<0
综上所述,-4<a≤0又a∈Z,
即 a为-3、-2、-1、0.
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