- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知函数f(x)=x3-ax2+3x,且x=3是f(x)的极值点.
(Ⅰ)求实数a的值;
(Ⅱ)求函数图象y=f(x)在点P(1,f(1))处的切线l的方程;
(Ⅲ)求f(x)在[1,5]上的最小值和最大值.
正确答案
解:(Ⅰ)f‘(x)=3x2-2ax+3,因为f'(3)=0,即27-6a+3=0,所以a=5(4分)
(Ⅱ) 由f(x)=x3-5x2+3x,f'(x)=3x2-10x+3,得切点P(1,-1),切线l的斜率是k=-4,于是l的方程是y-(-1)=-4(x-1)即4x+y-3=0(8分)
(Ⅲ)令f'(x)=0,x∈[1,5],解得x=3(9分)
当x变化时,f'(x)、f(x)的变化情况如下表
因此,当x=3时,f(x)在区间[1,5]上取得最小值f(3)=-9;
当x=5时,f(x)在区间[1,5]上取得最大值f(5)=15(14分)
解析
解:(Ⅰ)f‘(x)=3x2-2ax+3,因为f'(3)=0,即27-6a+3=0,所以a=5(4分)
(Ⅱ) 由f(x)=x3-5x2+3x,f'(x)=3x2-10x+3,得切点P(1,-1),切线l的斜率是k=-4,于是l的方程是y-(-1)=-4(x-1)即4x+y-3=0(8分)
(Ⅲ)令f'(x)=0,x∈[1,5],解得x=3(9分)
当x变化时,f'(x)、f(x)的变化情况如下表
因此,当x=3时,f(x)在区间[1,5]上取得最小值f(3)=-9;
当x=5时,f(x)在区间[1,5]上取得最大值f(5)=15(14分)
已知a>0,b>0,函数f(x)=-2x3+ax2+2bx-1在x=1处有极值,则ab的最大值为______.
正确答案
解析
解:由题意,求导函数f′(x)=-6x2+2ax+2b
∵函数f(x)在x=1处有极值,则f′(1)=0,
∴a+b=3
∵a>0,b>0
∴ab≤()2=
,当且仅当a=b=
时取等号
所以ab的最大值等于.
故答案为:.
设函数f(x)=x3+ax2+bx+c在x=1处取得极值-2,试用c表示a和b,并求f(x)的单调区间.
正确答案
解:依题意有f(1)=-2,f′(1)=0,而f′(1)=3x2+2ax+b,
故解得
从而f′(x)=3x2+2cx-(2c+3)=(3x+2c+3)(x-1).
令f′(x)=0,得x=1或.
由于f(x)在x=1处取得极值,故,即c≠-3.
若,即c>-3,
则当时,f′(x)>0;
当时,f′(x)<0;
当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0;
从而f(x)的单调增区间为;单调减区间为
若,即c<-3,
同上可得,f(x)的单调增区间为;单调减区间为
解析
解:依题意有f(1)=-2,f′(1)=0,而f′(1)=3x2+2ax+b,
故解得
从而f′(x)=3x2+2cx-(2c+3)=(3x+2c+3)(x-1).
令f′(x)=0,得x=1或.
由于f(x)在x=1处取得极值,故,即c≠-3.
若,即c>-3,
则当时,f′(x)>0;
当时,f′(x)<0;
当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0;
从而f(x)的单调增区间为;单调减区间为
若,即c<-3,
同上可得,f(x)的单调增区间为;单调减区间为
已知函数f(x)=px3+qx2+2在x=2处取得极小值-2.
(1)设T(x)=f(x)+m,若T(x)有三个零点,求实数m的范围;
(2)是否存在实数k,当a+b≤2时,使得函数在定义域[a,b]上值域为[a,b](a≠b),若存在,求k的范围;若不存在,说明理由.
正确答案
解:由于f(x)=px3+qx2+2在x=2处取得极小值-2.则f(2)=-2,f′(2)=0,
则,解得
,
故f(x)=x3-3x2+2,
(1)由于T(x)=f(x)+m,则T′(x)=f′(x)=3x(x-2)
令T′(x)>0,解得x<0或x>2,令T′(x)<0,解得0<x<2,
则得函数极大值为T(0)=2+m,极小值为T(2)=-2+m,
由于T(x)有三个零点,则,得m∈(-2,2);
(2)假设存在这样的实数k,
显然g(x)=x2-2x+k,对称轴x=1,
当a<b≤1时,g(x)递减,
由①-②得a+b=1,满足范围,且分别以b=1-a和a=1-b代入①、②得:
,即k=-x2+x+1在[1,+∞)上有两解,可得
当a≤1<b时,显然gmin(x)=g(1)=k-1=a,
又,所以
得b2=a2-2a+k=a2-a+1,又1<b≤2-a,所以a∈[-1,0),
所以k∈[0,1]
当1≤a<b时,显然不符合a+b=2,舍;
综上:
解析
解:由于f(x)=px3+qx2+2在x=2处取得极小值-2.则f(2)=-2,f′(2)=0,
则,解得
,
故f(x)=x3-3x2+2,
(1)由于T(x)=f(x)+m,则T′(x)=f′(x)=3x(x-2)
令T′(x)>0,解得x<0或x>2,令T′(x)<0,解得0<x<2,
则得函数极大值为T(0)=2+m,极小值为T(2)=-2+m,
由于T(x)有三个零点,则,得m∈(-2,2);
(2)假设存在这样的实数k,
显然g(x)=x2-2x+k,对称轴x=1,
当a<b≤1时,g(x)递减,
由①-②得a+b=1,满足范围,且分别以b=1-a和a=1-b代入①、②得:
,即k=-x2+x+1在[1,+∞)上有两解,可得
当a≤1<b时,显然gmin(x)=g(1)=k-1=a,
又,所以
得b2=a2-2a+k=a2-a+1,又1<b≤2-a,所以a∈[-1,0),
所以k∈[0,1]
当1≤a<b时,显然不符合a+b=2,舍;
综上:
已知x=-是函数f(x)=ln(x+1)-x+
x2的一个极值点.
(Ⅰ)求a的值;
(Ⅱ)求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程.
正确答案
解:(Ⅰ)f(x)=ln(x+1)-x+x2,
∴f′(x)=-1+ax
∵x=-是函数f(x)的一个极值点.
∴f′(-)=0,
∴2-1-=0,故a=2.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知:f′(x)=+2x-1
从而曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率k=,又f(1)=ln2,
故曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=x+ln2-
.
解析
解:(Ⅰ)f(x)=ln(x+1)-x+x2,
∴f′(x)=-1+ax
∵x=-是函数f(x)的一个极值点.
∴f′(-)=0,
∴2-1-=0,故a=2.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知:f′(x)=+2x-1
从而曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率k=,又f(1)=ln2,
故曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=x+ln2-
.
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