- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知函数f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1处有极值为10,则f(2)等于______.
正确答案
18
解析
解:f′(x)=3x2+2ax+b,∴或
当时,f′(x)=3(x-1)2≥0,∴在x=1处不存在极值;
当时,f′(x)=3x2+8x-11=(3x+11)(x-1)
∴x∈(,1),f′(x)<0,x∈(1,+∞),f′(x)>0,∴适合
∴f(2)=8+16-22+16=18.
故答案为18.
(2016春•成都校级月考)已知函数f(x)=(x∈(0,+∞)).
(Ⅰ)求函数f(x)的极值;
(Ⅱ)若对任意的x≥1,都有f(x)≥k(x+)+2,求实数k的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ),f‘(x)=0解得x=e.
f'(x)>0解得0<x<e,此时f(x)为增函数,
f'(x)<0解得e<x,此时f(x)为减函数.
所以f(x)在x=e取极大值.
(Ⅱ)等价于lnx-kx2-2x-3k≥0,
设函数g(x)=lnx-kx2-2x-3k(x≥1),所以g(1)≥0.
.
当时,设h(x)=-2kx2-2x+1,其开口向上,对称轴
,
h(1)=-2k-1≥0,所以h(x)≥0恒成立.
所以g'(x)≥0恒成立,即g(x)在x≥1上为增函数,
所以g(x)≥g(1)=0.
所以实数k的取值范围为.
解析
解:(Ⅰ),f‘(x)=0解得x=e.
f'(x)>0解得0<x<e,此时f(x)为增函数,
f'(x)<0解得e<x,此时f(x)为减函数.
所以f(x)在x=e取极大值.
(Ⅱ)等价于lnx-kx2-2x-3k≥0,
设函数g(x)=lnx-kx2-2x-3k(x≥1),所以g(1)≥0.
.
当时,设h(x)=-2kx2-2x+1,其开口向上,对称轴
,
h(1)=-2k-1≥0,所以h(x)≥0恒成立.
所以g'(x)≥0恒成立,即g(x)在x≥1上为增函数,
所以g(x)≥g(1)=0.
所以实数k的取值范围为.
已知x=4是函数f(x)=alnx+x2-12x+b的一个极值点,(a,b∈R).
(Ⅰ)求a的值;
(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅲ)若函数y=f(x)有3个不同的零点,求b的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ),(x>0),…2’
由已知f‘(4)=0得,,解得a=16.…4’
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,f(x)=16lnx+x2-12x+b,x∈(0,+∞),
令 =0,解得 x=2或 x=4.
当x∈(0,2)时,f′(x)>0;当x∈(2,4)时,f′(x)<0;x∈(4,+∞)时,f′(x)>0.
所以f(x)的单调增区间是(0,2),(4,+∞);f(x)的单调减区间是(2,4).…8’
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,f(x)在(0,2)内单调递增,在(2,4)内单调递减,在(4,+∞)上单调递增,
且当x=2或x=4时,f′(x)=0.
所以f(x)的极大值为f(2)=16ln2-20+b,极小值为f(4)=32ln2-32+b.…10’
当且仅当f(4)<0<f(2),y=f(x)有三个零点.…12’
由 32ln2-32+b<0<16ln2-20+b,解得 20-16ln2<b<32-32ln2,
所以,b的取值范围为(20-16ln2,32-32ln2).…14’
解析
解:(Ⅰ),(x>0),…2’
由已知f‘(4)=0得,,解得a=16.…4’
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,f(x)=16lnx+x2-12x+b,x∈(0,+∞),
令 =0,解得 x=2或 x=4.
当x∈(0,2)时,f′(x)>0;当x∈(2,4)时,f′(x)<0;x∈(4,+∞)时,f′(x)>0.
所以f(x)的单调增区间是(0,2),(4,+∞);f(x)的单调减区间是(2,4).…8’
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,f(x)在(0,2)内单调递增,在(2,4)内单调递减,在(4,+∞)上单调递增,
且当x=2或x=4时,f′(x)=0.
所以f(x)的极大值为f(2)=16ln2-20+b,极小值为f(4)=32ln2-32+b.…10’
当且仅当f(4)<0<f(2),y=f(x)有三个零点.…12’
由 32ln2-32+b<0<16ln2-20+b,解得 20-16ln2<b<32-32ln2,
所以,b的取值范围为(20-16ln2,32-32ln2).…14’
已知f(x)=ax2-2lnx,x∈(0,e],其中e是自然对数的底.
(1)若f(x)在x=1处取得极值,求a的值;
(2)求f(x)的单调区间;
(3)设,存在x1,x2∈(0,e],使得|f(x1)-g(x2)|<9成立,求a的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ) ,x∈(0,e].
由已知f‘(1)=2a-2=0,解得a=1,此时.
在区间(0,1)上,f′(x)<0;在区间(1,e)上,f′(x)>0.
∴函数f(x)在x=1时取得极小值.
因此a=1时适合题意.
(Ⅱ) ,x∈(0,e].
1)当a≤0时,f'(x)<0,∴f(x)在(0,e]上是减函数.
2)当a>0时,.
①若,即
,
则f(x)在上是减函数,在
上是增函数;
②若,即
,则f(x)在(0,e]上是减函数.
综上所述,当时,f(x)的减区间是(0,e],
当时,f(x)的减区间是
,增区间是
.
(Ⅲ)当时,由(Ⅱ)可知:当x=
时,函数f(x)取得最小值,且
.
∵g(x)=-5,∴函数g(x)在区间(0,e]上单调递增.
∴当x=e时,函数g(x)取得最大值,且g(x)max=g(e)=-4-lna.
∵存在x1,x2∈(0,e],使得|f(x1)-g(x2)|<9成立,
∴必有对于x∈(0,e],|f(x)min-g(x)max|<9.又∵,
联立得,解得
.
∴a的取值范围是.
解析
解:(Ⅰ) ,x∈(0,e].
由已知f‘(1)=2a-2=0,解得a=1,此时.
在区间(0,1)上,f′(x)<0;在区间(1,e)上,f′(x)>0.
∴函数f(x)在x=1时取得极小值.
因此a=1时适合题意.
(Ⅱ) ,x∈(0,e].
1)当a≤0时,f'(x)<0,∴f(x)在(0,e]上是减函数.
2)当a>0时,.
①若,即
,
则f(x)在上是减函数,在
上是增函数;
②若,即
,则f(x)在(0,e]上是减函数.
综上所述,当时,f(x)的减区间是(0,e],
当时,f(x)的减区间是
,增区间是
.
(Ⅲ)当时,由(Ⅱ)可知:当x=
时,函数f(x)取得最小值,且
.
∵g(x)=-5,∴函数g(x)在区间(0,e]上单调递增.
∴当x=e时,函数g(x)取得最大值,且g(x)max=g(e)=-4-lna.
∵存在x1,x2∈(0,e],使得|f(x1)-g(x2)|<9成立,
∴必有对于x∈(0,e],|f(x)min-g(x)max|<9.又∵,
联立得,解得
.
∴a的取值范围是.
函数y=x3-3ax2+2bx在点x=1处有极小值-1,则a=______.
正确答案
解析
解:∵函数f(x)=x3-3ax2+2bx在x=1处有极小值-1,
∴f′(1)=0,f(1)=-1,
∴3-6a+2b=0 ①
1-3a+2b=-1 ②
解关于a,b的方程组得a=,b=-
,
故答案为.
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