- 函数的极值与导数的关系
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已知函数f(x)=ax-1-lnx(a∈R).
(1)若函数f(x)在x=1处取得极值,对∀x∈(0,+∞),f(x)≥bx-2恒成立,求实数b的取值范围;
(2)当0<x<y<e2且x≠e时,试比较与
的大小.
正确答案
解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞).f′(x)=a-.
∵函数在x=处取得极值,∴a=1,
f(x)=x-1-lnx,
∵f(x)≥bx-2,移项(1-b)x≥lnx-1,将b分离得出,b≤1-,令g(x)=1-
,
则令g′(x)=,可知在(0,e2)上g′(x)<0,在(e2,+∞)上g′(x)>0,
∴g(x)在x=e2处取得极小值,也就是最小值.此时g(e2)=1-,
所以b≤1-.
(1)由(1)g(x)=1-在(0,e2)上为减函数.0<x<y<e2且x≠e时,
有g(x)>g(y),1->1-
,整理得
>
①
当0<x<e时,1-lnx>0,由①得,>
当e<x<e2时,1-lnx<0,由①得<
.
解析
解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞).f′(x)=a-.
∵函数在x=处取得极值,∴a=1,
f(x)=x-1-lnx,
∵f(x)≥bx-2,移项(1-b)x≥lnx-1,将b分离得出,b≤1-,令g(x)=1-
,
则令g′(x)=,可知在(0,e2)上g′(x)<0,在(e2,+∞)上g′(x)>0,
∴g(x)在x=e2处取得极小值,也就是最小值.此时g(e2)=1-,
所以b≤1-.
(1)由(1)g(x)=1-在(0,e2)上为减函数.0<x<y<e2且x≠e时,
有g(x)>g(y),1->1-
,整理得
>
①
当0<x<e时,1-lnx>0,由①得,>
当e<x<e2时,1-lnx<0,由①得<
.
已知函数f(x)=(x2+x-a)e(a>0).
(1)当a=1时,求函数f(x)的单调区间;
(2)当a=5时,求f(x)的极值.
正确答案
解析
解:(1)当a=1时,f(x)=(x2+x-1)ex.
∴f′(x)=(x2+3x)ex.
令f′(x)=0,解得x=0,-3.
列出表格:
由表格可知:函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-3),(0,+∞);单调递减区间为(-3,0).
(2)当a=5时,函数f(x)=(x2+x-5).
∴f′(x)=.
令f′(x)=0,解得x=0,-11.
列出表格如下:
由表格可知:当x=-11时,函数f(x)取得极大值,f(-11)=105;当x=0时,函数f(x)取得极小值,f(0)=-5.
设函数f(x)=alnx-2ax+3(a≠0)
(1)设a=-1,求f(x)的极值;
(2)在(1)的条件下,若g(x)=x3+x2[f′(x)+m]在(1,3)上不是单调函数,求m的范围;
(3)求f(x)=(x-3)ex的单调递增区间.
正确答案
解:(1)当a=-1,f(x)=-lnx+2x+3(x>0),,…(2分)
∴f(x)的单调递减区间为(0,),单调递增区间为(
,+∞) …(4分),
∴f(x)的极小值是.…(6分)
(2),g′(x)=x2+(4+2m)x-1,…(8分)
∴g(x)在区间(1,3)上不是单调函数,
且g′(0)=-1,
∴ …(10分)
∴,
即:-.
故m的取值范围…(12分)
(3)∵f(x)=(x-3)ex,
∴f′(x)=(x-3)′ex+(x-3)(ex)′=(x-2)ex,
令f′(x)>0,解得x>2.
即函数单调递增区间为(2,+∞).
解析
解:(1)当a=-1,f(x)=-lnx+2x+3(x>0),,…(2分)
∴f(x)的单调递减区间为(0,),单调递增区间为(
,+∞) …(4分),
∴f(x)的极小值是.…(6分)
(2),g′(x)=x2+(4+2m)x-1,…(8分)
∴g(x)在区间(1,3)上不是单调函数,
且g′(0)=-1,
∴ …(10分)
∴,
即:-.
故m的取值范围…(12分)
(3)∵f(x)=(x-3)ex,
∴f′(x)=(x-3)′ex+(x-3)(ex)′=(x-2)ex,
令f′(x)>0,解得x>2.
即函数单调递增区间为(2,+∞).
若函数f(x)=在x=1处取得极值,则a等于( )
正确答案
解析
解:由题意得:f′(x)=
因为函数f(x)=在x=1处取得极值,
所以f′(1)=0,即a=3.
故选D.
已知函数f(x)的定义域为[-1,5],部分对应值如下表,f(x)的导函数y=f′(x)的图象如图所示.
(1)f(x)的极小值为______;
(2)若函数y=f(x)-a有4个零点,则实数a的取值范围为______.
正确答案
0
[1,2)
解析
解:(1)由导数图象可知,当-1<x<0或2<x<4时,f‘(x)>0,函数单调递增,
当0<x<2或4<x<5,f'(x)<0,函数单调递减,
所以当x=0和x=4时,函数取得极大值f(0)=2,f(4)=2,
当x=2时,函数取得极小值f(2)=0,
所以f(x)的极小值为0;
(2)函数y=f(x)-a有4个零点,即函数y=f(x)与y=a的图象有4个交点,
由(1)知,函数取得极大值f(0)=2,f(4)=2,取得极小值f(2)=0,
又f(-1)=1,f(5)=1,
所以1≤a<2,
故答案为:(1)0;(2)[1,2).
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