- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
函数f(x)=x3-15x2-33x+6的极大值为______.
正确答案
23
解析
解:f′(x)=3x2-30x-33=3(x2-10x-11)=3(x+1)(x-11)
由f′(x)<0,解得-1<x<11,由f′(x)>0,解得x<-1或x>11
所以函数的单调减区间为(-1,11),单调增区间为(-∞,-1)和(11,+∞)
所以x=-1时,函数取得极大值为f(-1)=-1-15+33+6=23
故答案为:23.
已知函数f(x)=mx3-x2+nx+13(m、n∈R).
(1)若函数f(x)在x=-2与x=1时取得极值,求m、n的值;
(2)当m=n=0时,若f(x)在闭区间[a,b](a<b)上有最小值4a,最大值4b,求区间[a,b].
正确答案
解(1)f′(x)=3mx2-2x+n,由题意知-2和1是方程f′(x)=0的两根,所以-2+1=,-2×1=
,解得m=-
,n=4.
(2)当m=n=0时,f(x)=-x2+13.
①若a<b≤0,因为f(x)在[a,b]上单调递增,所以f(a)=4a,f(b)=4b,即,
所以a,b是方程x2+4x-13=0的两个不等实根,但此方程两根异号,与a<b≤0矛盾,此时无解;
②若0≤a<b,f(x)在[a,b]上单调递减,
所以f(a)=4b,f(b)=4a,即,解得a=1,b=3,
所以[a,b]=[1,3];
③若a<0<b,f(x)在[a,0]上单调递增,在[0,b]上单调递减,
所以f(x)max=f(0)=13=4b,b=,f(b)=f(
)=-
+13>0,
因a<0,最小值4a<0,所以f(x)在x=a是取得最小值4a,即-a2+13=4a,解得a=-2-,
此时[a,b]=[-2-,
],
综上所求区间为[1,3]或[-2-,
].
解析
解(1)f′(x)=3mx2-2x+n,由题意知-2和1是方程f′(x)=0的两根,所以-2+1=,-2×1=
,解得m=-
,n=4.
(2)当m=n=0时,f(x)=-x2+13.
①若a<b≤0,因为f(x)在[a,b]上单调递增,所以f(a)=4a,f(b)=4b,即,
所以a,b是方程x2+4x-13=0的两个不等实根,但此方程两根异号,与a<b≤0矛盾,此时无解;
②若0≤a<b,f(x)在[a,b]上单调递减,
所以f(a)=4b,f(b)=4a,即,解得a=1,b=3,
所以[a,b]=[1,3];
③若a<0<b,f(x)在[a,0]上单调递增,在[0,b]上单调递减,
所以f(x)max=f(0)=13=4b,b=,f(b)=f(
)=-
+13>0,
因a<0,最小值4a<0,所以f(x)在x=a是取得最小值4a,即-a2+13=4a,解得a=-2-,
此时[a,b]=[-2-,
],
综上所求区间为[1,3]或[-2-,
].
已知函数f (x)=2x2+x-k,g(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)是R上的奇函数,当x=1时,g(x)取得极值-2.
(1)求函数g(x)的单调区间和极大值;
(2)若对任意x∈[-1,3],都有f(x)≤g(x)成立,求实数k的取值范围;
(3)若对任意x1∈[-1,3],x2∈[-1,3],都有f(x1)≤g(x2)成立,求实数k的取值范围.
正确答案
解:(1)∵g(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)是R上的奇函数,
∴g(-x)=g(x),可得b=d=0,即g(x)=ax3+cx(a≠0),
又当x=1时,g(x)取得极值-2,∴,即
,
解得,故函数g(x)=x3-3x,导函数g′(x)=3x2-3,
令3x2-3=0解得x=±1,当x∈(-∞,-1)时,g′(x)>0,g(x)单调递增,
当x∈(-1,1)时,g′(x)<0,g(x)单调递减,
当x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,g(x)单调递增,
故当x=-1时,g(x)取到极大值g(-1)=2
(2)f(x)-g(x)=2x2+4x-k-x3,对任意x∈[-1,3],都有f(x)≤g(x)成立,
只需k≥2x2+4x-x3,构造函数F(x)=2x2+4x-x3,x∈[-1,3],F′(x)=-3x2+4x+4,
令],F′(x)=0可得x=2或x=-,当x∈(-1,
)时,F′(x)<0,F(x)单调递减
当x∈(,2)时,F′(x)>0,F(x)单调递增,当x∈(2,3)时,F′(x)<0,F(x)单调递减,
当x=2时,F(x)取到极大值F(2)=8,F(-1)=-1,故F(x)的最大值为8,
故实数k的取值范围为:k≥8;
(3)若对任意x1∈[-1,3],x2∈[-1,3],都有f(x1)≤g(x2)成立,
即f(x)在区间[-1,3]上的最大值都小于或等于g(x)的最小值,
由(1)可知:当x∈[-1,1)时,g′(x)<0,g(x)单调递减,
当x∈(1,3]时,g′(x)>0,g(x)单调递增,故当x=1时,函数g(x)取到极小值,
也是该区间的最小值g(1)=-2,
而f (x)=2x2+x-k为开口向上的抛物线,对称轴为x=,故当x=3时取最大值f(3)=21-k,
由21-k≤-2,解得k≥23
解析
解:(1)∵g(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)是R上的奇函数,
∴g(-x)=g(x),可得b=d=0,即g(x)=ax3+cx(a≠0),
又当x=1时,g(x)取得极值-2,∴,即
,
解得,故函数g(x)=x3-3x,导函数g′(x)=3x2-3,
令3x2-3=0解得x=±1,当x∈(-∞,-1)时,g′(x)>0,g(x)单调递增,
当x∈(-1,1)时,g′(x)<0,g(x)单调递减,
当x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,g(x)单调递增,
故当x=-1时,g(x)取到极大值g(-1)=2
(2)f(x)-g(x)=2x2+4x-k-x3,对任意x∈[-1,3],都有f(x)≤g(x)成立,
只需k≥2x2+4x-x3,构造函数F(x)=2x2+4x-x3,x∈[-1,3],F′(x)=-3x2+4x+4,
令],F′(x)=0可得x=2或x=-,当x∈(-1,
)时,F′(x)<0,F(x)单调递减
当x∈(,2)时,F′(x)>0,F(x)单调递增,当x∈(2,3)时,F′(x)<0,F(x)单调递减,
当x=2时,F(x)取到极大值F(2)=8,F(-1)=-1,故F(x)的最大值为8,
故实数k的取值范围为:k≥8;
(3)若对任意x1∈[-1,3],x2∈[-1,3],都有f(x1)≤g(x2)成立,
即f(x)在区间[-1,3]上的最大值都小于或等于g(x)的最小值,
由(1)可知:当x∈[-1,1)时,g′(x)<0,g(x)单调递减,
当x∈(1,3]时,g′(x)>0,g(x)单调递增,故当x=1时,函数g(x)取到极小值,
也是该区间的最小值g(1)=-2,
而f (x)=2x2+x-k为开口向上的抛物线,对称轴为x=,故当x=3时取最大值f(3)=21-k,
由21-k≤-2,解得k≥23
如图是导函数y=f′(x)的图象,则原点的函数值是( )
正确答案
解析
解:由导函数y=f′(x)的图象,可知函数在0处导数为0,且左正右负,所以原函数在0的左边单调增,右边单调递减,
所以原点的函数值是函数y=f(x)的极大值.
故选C.
若函数f(x)=ax3+
bx2+cx+d(a,b,c>0)没有极值点,且导函数为g(x),则
的取值范围是( )
正确答案
解析
解:g(x)=f′(x)=ax2+bx+c,
则由题意可得,
b2-4ac≤0,
则b≤2,
则=
=1+≥1+
≥1+1=2,
(当且仅当b=2a=2c时,等号成立)
故选D.
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