- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知函数,其中e为自然对数的底数.
(Ⅰ)当a=2时,求曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线与坐标轴围成的面积;
(Ⅱ)若函数f(x)存在一个极大值点和一个极小值点,且极大值与极小值的积为e5,求a的值.
正确答案
解:(Ⅰ),…(3分)
当a=2时,,
,f(1)=-e,
所以曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为y=ex-2e,…(5分)
切线与x轴、y轴的交点坐标分别为(2,0),(0,-2e),…(6分)
∴所求面积为.…(7分)
(Ⅱ)因为函数f(x)存在一个极大值点和一个极小值点,
所以,方程x2-ax+a=0在(0,+∞)内存在两个不等实根,…(8分)
则…(9分)
所以a>4.…(10分)
设x1,x2为函数f(x)的极大值点和极小值点,
则x1+x2=a,x1x2=a,…(11分)
因为f(x1)f(x2)=e5,
所以,…(12分)
即,
,ea=e5,
解得a=5,此时f(x)有两个极值点,
所以a=5.…(14分)
解析
解:(Ⅰ),…(3分)
当a=2时,,
,f(1)=-e,
所以曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为y=ex-2e,…(5分)
切线与x轴、y轴的交点坐标分别为(2,0),(0,-2e),…(6分)
∴所求面积为.…(7分)
(Ⅱ)因为函数f(x)存在一个极大值点和一个极小值点,
所以,方程x2-ax+a=0在(0,+∞)内存在两个不等实根,…(8分)
则…(9分)
所以a>4.…(10分)
设x1,x2为函数f(x)的极大值点和极小值点,
则x1+x2=a,x1x2=a,…(11分)
因为f(x1)f(x2)=e5,
所以,…(12分)
即,
,ea=e5,
解得a=5,此时f(x)有两个极值点,
所以a=5.…(14分)
已知函数f(x)=ax3+bx2+4x的极小值为-8,其导函数y=f‘(x)的图象经过点(-2,0),如右图所示.
(1)求f(x)的解析式;
(2)求f(x)的递增区间
(3)若函数g(x)=f(x)-k在区间[-3,2]上有两个不同的零点,求实数k的取值范围.
正确答案
解:(1)根据题意可知函数在x=-2处取极小值8
f′(x)=3ax2+2bx+4
∴
解得:a=-1,b=-2
∴f(x)=-x3-2x2+4x,
(2)令f′(x)=-3x2-4x+4>0
解得x∈
∴函数y=f(x)在 上单调递增;
(3)∵函数g(x)=f(x)-k在区间[-3,2]上有两个不同的零点,
∴k=f(x)在区间[-3,2]上有两个不同的根
即y=k与y=f(x)的图象在区间[-3,2]上有两个不同的交点
画出函数在区间[-3,2]上的图象
结合图形可知k∈(-3,)
解析
解:(1)根据题意可知函数在x=-2处取极小值8
f′(x)=3ax2+2bx+4
∴
解得:a=-1,b=-2
∴f(x)=-x3-2x2+4x,
(2)令f′(x)=-3x2-4x+4>0
解得x∈
∴函数y=f(x)在 上单调递增;
(3)∵函数g(x)=f(x)-k在区间[-3,2]上有两个不同的零点,
∴k=f(x)在区间[-3,2]上有两个不同的根
即y=k与y=f(x)的图象在区间[-3,2]上有两个不同的交点
画出函数在区间[-3,2]上的图象
结合图形可知k∈(-3,)
如果f(x0)是函数f(x)的一个极值,称点(x0,f(x0))是函数f(x)的一个极值点.已知函数f(x)=(ax-b)(x≠0且a≠0)
(1)若函数f(x)总存在有两个极值点A,B,求a,b所满足的关系;
(2)若函数f(x)有两个极值点A,B,且存在a∈R,求A,B在不等式|x|<1表示的区域内时实数b的范围.
(3)若函数f(x)恰有一个驻点A,且存在a∈R,使A在不等式表示的区域内,证明:0≤b<1.
正确答案
解:(1)
令f‘(x)=0得x2-ax+b=0
∵函数f(x)总存在有两个极值点
∴x2-ax+b=0由2个不同的实数根
∴a2-4b>0
又∵a≠0且x≠0
∴(3分)
(2)x2-ax+b=0在(-1,1)有两个不相等的实根.
即得
∴-1<b<1且b≠0(7分)
(3)由①f'(x)=0⇒x2-ax+b=0(x≠0)
①当在x=a左右两边异号
∴(a,f(a))是y=f(x)的唯一的一个极值点
由题意知即
即0<a2<1
存在这样的a的满足题意
∴b=0符合题意(9分)
②当b≠0时,f′(x)=
△=a2-4b=0即4b=a2
这里函数y=f(x)唯一的一个驻点为
由题意
即即
∴0<b<1(13分)
综上知:满足题意b的范围为b∈[0,1).(14分)
解析
解:(1)
令f‘(x)=0得x2-ax+b=0
∵函数f(x)总存在有两个极值点
∴x2-ax+b=0由2个不同的实数根
∴a2-4b>0
又∵a≠0且x≠0
∴(3分)
(2)x2-ax+b=0在(-1,1)有两个不相等的实根.
即得
∴-1<b<1且b≠0(7分)
(3)由①f'(x)=0⇒x2-ax+b=0(x≠0)
①当在x=a左右两边异号
∴(a,f(a))是y=f(x)的唯一的一个极值点
由题意知即
即0<a2<1
存在这样的a的满足题意
∴b=0符合题意(9分)
②当b≠0时,f′(x)=
△=a2-4b=0即4b=a2
这里函数y=f(x)唯一的一个驻点为
由题意
即即
∴0<b<1(13分)
综上知:满足题意b的范围为b∈[0,1).(14分)
已知函数在区间(0,a)上不存在极值点,则a的最大值是( )
正确答案
解析
解:f‘(x)=x-(x>0),
当0<x<3时,f'(x)<0;当x>3时,f'(x)>0;
∴x=3时f(x)取得极小值,
又f(x)在(0,a)上不存在极值点,
∴a≤3,即a的最大值为3,
故选:C.
已知函数f(x)=x2-ax+a(a∈R)的图象与x轴相切,且在定义域内存在0<x1<x2,使得不等式f(x1)>f(x2)成立.
(I)求函数f(x)的表达式;
(II)设函数g(x)=xf(x),求g(x)的极值;
(III)设函数h(x)=g(x)+x-k,当h(x)存在3个零点时,求实数k的取值范围.
正确答案
解:(I)由题意,令△=a2-4a=0,解得a=0或4.
当a=0时,f(x)=x2,在(0,+∞)单调递增,不符合题意;
当a=4时,f(x)=(x-2)2,在区间(0,2)上单调递减,符合题意.
∴f(x)=x2-4x+4.
(II)g(x)=xf(x)=x3-4x2+4x,g′(x)=3x2-8x+4,
令g′(x)=0,解得或2.
列表如下:∴
=
,g(x)极小值=g(2)=0.
(III)h(x)=g(x)+x-k=x3-4x2+5x-k,
∴h′(x)=3x2-8x+5,令h′(x)=0,解得或1.
可知h(x)极大值=h(1),.
由题意h(x)存在3个零点,则,解得
.
所以实数k的取值范围是.
解析
解:(I)由题意,令△=a2-4a=0,解得a=0或4.
当a=0时,f(x)=x2,在(0,+∞)单调递增,不符合题意;
当a=4时,f(x)=(x-2)2,在区间(0,2)上单调递减,符合题意.
∴f(x)=x2-4x+4.
(II)g(x)=xf(x)=x3-4x2+4x,g′(x)=3x2-8x+4,
令g′(x)=0,解得或2.
列表如下:∴
=
,g(x)极小值=g(2)=0.
(III)h(x)=g(x)+x-k=x3-4x2+5x-k,
∴h′(x)=3x2-8x+5,令h′(x)=0,解得或1.
可知h(x)极大值=h(1),.
由题意h(x)存在3个零点,则,解得
.
所以实数k的取值范围是.
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