- 函数的极值与导数的关系
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定义运算A=x(x-1)(x-2)…(x-m+1),其中x∈R,m∈N,已知函数f(x)=aA
-12A
+1,(a∈R,且a≠0)在x=1处取得极值,且方程f(x)=6x-
在区间(m,m+1)(m∈N*)内有且只有两两不相等的实数根,则(1)实数a的值为______;(2)正整数m的值为______.
正确答案
6
1
解析
解:由题意,设f(x)=a(x+1)x(x-1)-12x(x-1)+1=ax3-12x2-(a-12)x+1,
∴f′(x)=3ax2-24x-(a-12),
f′(1)=3a-24-(a-12)=0,
故a=6;
方程f(x)=6x-等价于18x3-36x2+19=0.
令g(x)=18x3-36x2+19.
则g‘(x)=54x2-72x=18x(3x-4),
令g'(x)=0得x=0或x=;
当x∈(0,)时,g'(x)<0,g(x)是单调递减函数;
当x∈(,+∞)时,g'(x)>0,g(x)是单调递增函数;
∵g(1)=1>0,g()=-
<0,g(2)=19>0,
∴方程g(x)=0在区间(1,),(
,2)内分别有唯一实根;
∴存在正整数m=1使得方程f(x)=6x-在区间(1,2)上有且只有两个不相等的实数根;
故答案为:6,1.
函数f(x)=+ax+2lnx,(a∈R)在x=2处取得极值.
(Ⅰ)求实数a的值及函数f(x)单调区间;
(Ⅱ)方程f(x)=m有三个实数x1,x2,x3(x1<x2<x3),求证:x3-x1<2.
正确答案
解:(1)f′(x)=x+a+,
∵在x=2处取得极值,
∴f′(2)=2+a+1=0,
∴a=-3,
∴f′(x)=x-3+=
,
当x∈(0,1)和(2,+∞)时,f′(x)>0,f(x)递增,
当x∈(1,2)时,f′(x)<0,f(x)递减;
(2)由(1)可知:f(1)=是函数f(x)的极大值;f(2)=ln4-4是函数f(x)的极小值,
∵方程f(x)=m有三个实数x1,x2,x3(x1<x2<x3);
∴函数y=f(x)与直线y=m有三个交点,
画出函数y=f(x)与y=m的图象,如图所示:
由图可知:ln4-4<m<;则
<x1<1;2<x3<
∴x3-x1<-
=2.
解析
解:(1)f′(x)=x+a+,
∵在x=2处取得极值,
∴f′(2)=2+a+1=0,
∴a=-3,
∴f′(x)=x-3+=
,
当x∈(0,1)和(2,+∞)时,f′(x)>0,f(x)递增,
当x∈(1,2)时,f′(x)<0,f(x)递减;
(2)由(1)可知:f(1)=是函数f(x)的极大值;f(2)=ln4-4是函数f(x)的极小值,
∵方程f(x)=m有三个实数x1,x2,x3(x1<x2<x3);
∴函数y=f(x)与直线y=m有三个交点,
画出函数y=f(x)与y=m的图象,如图所示:
由图可知:ln4-4<m<;则
<x1<1;2<x3<
∴x3-x1<-
=2.
设函数f(x)=ax2+bx+clnx,(其中a,b,c为实常数且a>0),曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=3x-3.
(Ⅰ) 若函数f(x)无极值点且f‘(x)存在零点,求a,b,c的值;
(Ⅱ) 若函数f(x)有两个极值点,证明f(x)的极小值小于.
正确答案
(Ⅰ)解:求导函数可得,
由曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=3x-3,可得得,
即,∴
.
此时f(x)=ax2-ax+(3-a)lnx,;
由f(x)无极值点且f‘(x)存在零点,得a2-8a(3-a)=0(a>0)
解得,于是
,
.…(7分)
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知,要使函数f(x)有两个极值点,只要方程2ax2-ax+3-a=0有两个不等正根,
那么实数a应满足 ,解得
,
设两正根为x1,x2,且x1<x2,可知当x=x2时,有极小值f(x2).
其中这里,由于对称轴为
,所以
,且
,得
记g(x)=x2-x-lnx,,有
对
恒成立,
又g(1)=0,故对恒有g(x)>g(1),即g(x)>0.
所以有=
而对于
恒成立,
即f(x2)在上单调递增,故
.…(15分)
解析
(Ⅰ)解:求导函数可得,
由曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=3x-3,可得得,
即,∴
.
此时f(x)=ax2-ax+(3-a)lnx,;
由f(x)无极值点且f‘(x)存在零点,得a2-8a(3-a)=0(a>0)
解得,于是
,
.…(7分)
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知,要使函数f(x)有两个极值点,只要方程2ax2-ax+3-a=0有两个不等正根,
那么实数a应满足 ,解得
,
设两正根为x1,x2,且x1<x2,可知当x=x2时,有极小值f(x2).
其中这里,由于对称轴为
,所以
,且
,得
记g(x)=x2-x-lnx,,有
对
恒成立,
又g(1)=0,故对恒有g(x)>g(1),即g(x)>0.
所以有=
而对于
恒成立,
即f(x2)在上单调递增,故
.…(15分)
已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c在点M(1,f(1))处的切线方程为3x-y+1=0,且在x=处有极值.
(1)求函数y=f(x)的解析式;
(2)求函数y=f(x)的极大值与极小值.
正确答案
解:(1)由题意得 M(1,4),f′(x)=3x2+2ax+b,
即有解得,a=2,b=-4,c=5
则f(x)=x3+2x2-4x+5;
(2)f′(x)=3x2+4x-4,
令f′(x)=0得,
当x>或x<-2时,f′(x)>0,f(x)递增,
当-2<x<时,f′(x)<0,f(x)递减,
则x=-2时,f(x)取得极大值,且为-8+8+8+5=13,
当x=时,f(x)取得极小值,且为
-
+5=
.
解析
解:(1)由题意得 M(1,4),f′(x)=3x2+2ax+b,
即有解得,a=2,b=-4,c=5
则f(x)=x3+2x2-4x+5;
(2)f′(x)=3x2+4x-4,
令f′(x)=0得,
当x>或x<-2时,f′(x)>0,f(x)递增,
当-2<x<时,f′(x)<0,f(x)递减,
则x=-2时,f(x)取得极大值,且为-8+8+8+5=13,
当x=时,f(x)取得极小值,且为
-
+5=
.
(2014春•利川市校级期末)f′(x0)=0是可导函数y=f(x)在点x=x0处有极值的( )
正确答案
解析
解:若函数y=f(x)在点x=x0处有极值,则f′(x0)=0;
反之不一定,例如取f(x)=x3,虽然f′(0)=0,但是函数f(x)在x=0处没有极值.
因此f′(x0)=0是可导函数y=f(x)在点x=x0处有极值的必要非充分条件.
故选:B.
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