- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
设函数f(x)=sin
,若存在f(x)的极值点x0满足x02+[f(x0)]2<m2,则m的取值范围是______.
正确答案
(-∞-2)∪(2,+∞)
解析
解:由题意可得,f(x0)=±,且
=kπ+
,k∈z,即 x0=
m.
再由x02+[f(x0)]2<m2,可得当m2最小时,|x0|最小,而|x0|最小为|m|,
∴m2 >m2+3,
∴m2>4.
解得 m>2,或m<-2,
故m的取值范围是(-∞-2)∪(2,+∞)
故答案为:(-∞-2)∪(2,+∞)
设函数f(x)=x+,其中a为常数.
(1)y=f(x)的图象是否经过一个定点,若是,写出该定点坐标.
(2)当a=-1时,判断函数是否存在极值?若存在,证明你的结论并求出所有极值;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(1)令lnx=0,得x=1,且f(1)=1,所以y=f(x)的图象恒过定点(1,1);
(2)当a=-1时,,x>0,
则=
经观察得f′(x)=0有根x=1,
令g(x)=x2+lnx-1,
当x>0时,g′(x)>0,
即y=g(x)在(0,+∞)上是单调递增函数.
所以f′(x)=0有唯一根x=1.
当x∈(0,1)时,,f(x)在(0,1)上是减函数;
当x∈(1,+∞)时,,f(x)在(1,+∞)上是增函数.
∴x=1是f(x)的唯一极小值点.极小值是.
解析
解:(1)令lnx=0,得x=1,且f(1)=1,所以y=f(x)的图象恒过定点(1,1);
(2)当a=-1时,,x>0,
则=
经观察得f′(x)=0有根x=1,
令g(x)=x2+lnx-1,
当x>0时,g′(x)>0,
即y=g(x)在(0,+∞)上是单调递增函数.
所以f′(x)=0有唯一根x=1.
当x∈(0,1)时,,f(x)在(0,1)上是减函数;
当x∈(1,+∞)时,,f(x)在(1,+∞)上是增函数.
∴x=1是f(x)的唯一极小值点.极小值是.
已知函数f(x)=ax-21nx,a∈R
(Ⅰ)a=1时,求函数f(x)的极值;
(Ⅱ)求f(x)单调区间
(Ⅲ)设,若在[1,e]上至少存在一个x0,使得f(x0)>g(x0)成立,求实数a的取值范围.
正确答案
解:(I).令f‘(x)=0,得x=2
当x变化时,f'(x)与f(x)变化情况如下表:
∴当x=2时,f(x)取得极小值f(2)=2-2ln2.
(Ⅱ)a≤0时,f(x)在(0,+∞)上为减函数;a>0时,f(x)在(0,)上是减函数,
在()上是增函数.
(Ⅲ)本命题等价于f(x)-g(x)>0在[1,e]上有解,设F(x)=f(x)-g(x)=,
F'(x)=,
所以F(x)为增函数,F(x)max=F(e).
依题意需F(e)>0,解得.所以a的取值范围是
.
解析
解:(I).令f‘(x)=0,得x=2
当x变化时,f'(x)与f(x)变化情况如下表:
∴当x=2时,f(x)取得极小值f(2)=2-2ln2.
(Ⅱ)a≤0时,f(x)在(0,+∞)上为减函数;a>0时,f(x)在(0,)上是减函数,
在()上是增函数.
(Ⅲ)本命题等价于f(x)-g(x)>0在[1,e]上有解,设F(x)=f(x)-g(x)=,
F'(x)=,
所以F(x)为增函数,F(x)max=F(e).
依题意需F(e)>0,解得.所以a的取值范围是
.
已知函数f(x)=ax3+bx2-3x(a,b∈R),且f(x)在x=1和x=3处取得极值.
(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)设函数g(x)=f(x)+t,是否存在实数t,使得曲线y=g(x)与x轴有两个交点,若存在,求t的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(Ⅰ)f′(x)=3ax2+2bx-3,
因为f(x)在x=1和x=3处取得极值,
所以x=1和x=3是f′(x)=0的两个根,…(2分)
∴,∴
…(5分)
(Ⅱ)g′(x)=-x2+4x-3,令g′(x)=0,∴x=3或x=1.…(7分)
当x变化时,g′(x),g(x)变化情况如下表:
由上表可知:g(x)极大值=g(3)=t;…(9分)
∵=
,∴由此可知x取足够大的正数时,有g(x)<0;x取足够小的负数时,有g(x)>0,…(10分)
因此,为使曲线y=g(x)与x轴有两个交点,结合g(x)的单调性,
必有:g(x)极大值=g(3)=t=0,或,∴t=0或
所以存在t且t=0,或…(12分)
解析
解:(Ⅰ)f′(x)=3ax2+2bx-3,
因为f(x)在x=1和x=3处取得极值,
所以x=1和x=3是f′(x)=0的两个根,…(2分)
∴,∴
…(5分)
(Ⅱ)g′(x)=-x2+4x-3,令g′(x)=0,∴x=3或x=1.…(7分)
当x变化时,g′(x),g(x)变化情况如下表:
由上表可知:g(x)极大值=g(3)=t;…(9分)
∵=
,∴由此可知x取足够大的正数时,有g(x)<0;x取足够小的负数时,有g(x)>0,…(10分)
因此,为使曲线y=g(x)与x轴有两个交点,结合g(x)的单调性,
必有:g(x)极大值=g(3)=t=0,或,∴t=0或
所以存在t且t=0,或…(12分)
已知函数f(x)=x3+ax2+bx+5,在函数f(x)图象上一点P(1,f(1))处切线的斜率为3.
(1)若函数y=f(x)在x=-2时有极值,求f(x)的解析式;
(2)若函数y=f(x)在区间[-2,1]上单调递增,求b的取值范围.
正确答案
解:由f(x)=x3+ax2+bx+5,求导数得f‘(x)=3x2+2ax+b,
由在函数f(x)图象上一点P(1,f(1))处切线的斜率为3,知f'(1)=3,即3+2a+b=3,
化简得2a+b=0 ①.
(1)因为y=f(x)在x=-2(3)时有极值,所以,f'(-2)=0,即12-4a+b=0 ②.
由①②联立解得a=2,b=-4,∴f(x)=x3+2x2-4x+5.
(2)f'(x)=3x2+2ax+b,由①知2a+b=0,∴f'(x)=3x2-bx+b.y=f(x)在区间[-2,1]上单调递增,
依题意f'(x)在[-2,1]上恒有f'(x)≥0,即 3x2-bx+b≥0在[-2,1]上恒成立,
下面讨论函数y=f'(x)的对称轴:
当 时,f'(x)min =f'(1)=3-b+b>0,∴b≥6.
当 时,f'(x)min =f'(-2)=12+2b+b≥0,无实数解.
当 时,
,∴0≤b<6.
综合上述讨论可知,b的取值范围是b|b≥0.
解析
解:由f(x)=x3+ax2+bx+5,求导数得f‘(x)=3x2+2ax+b,
由在函数f(x)图象上一点P(1,f(1))处切线的斜率为3,知f'(1)=3,即3+2a+b=3,
化简得2a+b=0 ①.
(1)因为y=f(x)在x=-2(3)时有极值,所以,f'(-2)=0,即12-4a+b=0 ②.
由①②联立解得a=2,b=-4,∴f(x)=x3+2x2-4x+5.
(2)f'(x)=3x2+2ax+b,由①知2a+b=0,∴f'(x)=3x2-bx+b.y=f(x)在区间[-2,1]上单调递增,
依题意f'(x)在[-2,1]上恒有f'(x)≥0,即 3x2-bx+b≥0在[-2,1]上恒成立,
下面讨论函数y=f'(x)的对称轴:
当 时,f'(x)min =f'(1)=3-b+b>0,∴b≥6.
当 时,f'(x)min =f'(-2)=12+2b+b≥0,无实数解.
当 时,
,∴0≤b<6.
综合上述讨论可知,b的取值范围是b|b≥0.
扫码查看完整答案与解析