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题型:简答题
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简答题

已知函数,函数g(x)=f(x)+ex(x-1),函数g(x)的导函数为g′(x).

(1)求函数f(x)的极值;

(2)若a=e(e为自然对数的底数)(i)求函数g(x)的单调区间;(ii)求证:x>0时,不等式g′(x)≥1+lnx恒成立.

正确答案

解:(1)∵,∴f′(x)=x-ax2=-ax(x-);

∴当f′(x)=0时,解得x=0或x=

又a>0,∴当x∈(-∞,0)时,f′(x)<0,f(x)是减函数;

当x∈(0,)时,f′(x)>0,f(x)是增函数;

当x∈(,+∞)时,f′(x)<0,f(x)是减函数;

∴f(x)的极小值是f(0)=0,f(x)的极大值是f()=

(2)∵a=e,∴g(x)=x2-ex3+ex(x-1),∴g′(x)=x(ex-ex+1);

(i)设h(x)=(ex-ex+1),则h′(x)=ex-e,

当x∈(-∞,1)时,h′(x)<0,h(x)是减函数;

x∈(1,+∞)时,h′(x)>0,h(x)是增函数;

∴h(x)≥h(1)=1>0;

∴在(0,+∞)上,g′(x)>0,在(-∞,0)上,g′(x)<0;

∴g(x)的单调增区间是(0,+∞),单调减区间是(-∞,0);

(ii)x>0时,g′(x)=x(ex-ex+1)≥1+lnx⇔ex-ex+1≥

由(i)知,h(x)=ex-ex+1≥1,∴1≥,∴1+lnx-x≤0;

设φ(x)=1+lnx-x(x>0),则φ′(x)=

在区间(0,1)上,φ′(x)>0,φ(x)是增函数,在区间(1,+∞)上,φ′(x)<0,φ(x)是减函数;

∴φ(x)≤φ(1)=0,即1+lnx-x≤0,≤1,

∴ex-ex+1≥1≥,即g′(x)≥1+lnx恒成立;

解析

解:(1)∵,∴f′(x)=x-ax2=-ax(x-);

∴当f′(x)=0时,解得x=0或x=

又a>0,∴当x∈(-∞,0)时,f′(x)<0,f(x)是减函数;

当x∈(0,)时,f′(x)>0,f(x)是增函数;

当x∈(,+∞)时,f′(x)<0,f(x)是减函数;

∴f(x)的极小值是f(0)=0,f(x)的极大值是f()=

(2)∵a=e,∴g(x)=x2-ex3+ex(x-1),∴g′(x)=x(ex-ex+1);

(i)设h(x)=(ex-ex+1),则h′(x)=ex-e,

当x∈(-∞,1)时,h′(x)<0,h(x)是减函数;

x∈(1,+∞)时,h′(x)>0,h(x)是增函数;

∴h(x)≥h(1)=1>0;

∴在(0,+∞)上,g′(x)>0,在(-∞,0)上,g′(x)<0;

∴g(x)的单调增区间是(0,+∞),单调减区间是(-∞,0);

(ii)x>0时,g′(x)=x(ex-ex+1)≥1+lnx⇔ex-ex+1≥

由(i)知,h(x)=ex-ex+1≥1,∴1≥,∴1+lnx-x≤0;

设φ(x)=1+lnx-x(x>0),则φ′(x)=

在区间(0,1)上,φ′(x)>0,φ(x)是增函数,在区间(1,+∞)上,φ′(x)<0,φ(x)是减函数;

∴φ(x)≤φ(1)=0,即1+lnx-x≤0,≤1,

∴ex-ex+1≥1≥,即g′(x)≥1+lnx恒成立;

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题型: 单选题
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单选题

可导函数y=f(x)在某一点的导数值为0是该函数在这点取极值的(  )

A充分条件

B必要条件

C充要条件

D必要非充分条件

正确答案

D

解析

解:如y=x3,y′=3x2,y′|x=0=0,但x=0不是函数的极值点.

若函数在x0取得极值,由定义可知f′(x0)=0,所以f′(x0)=0是x0为函数y=f(x)的极值点的必要不充分条件

故选D.

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题型:填空题
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填空题

(2015秋•兴庆区校级期末)已知f(x)=x3-ax2+4x有两个极值点x1、x2,且f(x)在区间(0,1)上有极大值,无极小值,则a的取值范围是______

正确答案

解析

解:f′(x)=3x2-2ax+4

∵f(x)在区间(0,1)上有极大值,无极小值

即3-2a+4<0

解得a

故答案为

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题型:简答题
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简答题

已知函数在x=1和处取得极值.

(Ⅰ)求实数a,b的值;

(Ⅱ)若函数f(x)在区间上存在x0,使得不等式f(x0)-c≤0成立,求实数c的最小值.(参考数据e2≈7.389,e3≈20.08)

正确答案

解:(Ⅰ)函数f(x)定义域为(0,+∞)…(2分)

依题意得,,解得,

故所求a,b的值为…(5分)

(Ⅱ)在上存在x0,使不等式f(x0)-c≤0成立,只需c≥[f(x0)]min

由(Ⅰ)知

时,f′(x)<0,故函数f(x)在上单调递减,

时,f′(x)>0,故函数f(x)在上单调递增,

当x∈[1,2]时,f′(x)<0,故函数f(x)在上单调递减…(7分)

是f(x)在上的极小值,且函数f(x)的最小值必是两者中较小的…(8分)

∵e3≈20.08>16,…(9分)∴

所以,实数c的最小值为.…(10分)

解析

解:(Ⅰ)函数f(x)定义域为(0,+∞)…(2分)

依题意得,,解得,

故所求a,b的值为…(5分)

(Ⅱ)在上存在x0,使不等式f(x0)-c≤0成立,只需c≥[f(x0)]min

由(Ⅰ)知

时,f′(x)<0,故函数f(x)在上单调递减,

时,f′(x)>0,故函数f(x)在上单调递增,

当x∈[1,2]时,f′(x)<0,故函数f(x)在上单调递减…(7分)

是f(x)在上的极小值,且函数f(x)的最小值必是两者中较小的…(8分)

∵e3≈20.08>16,…(9分)∴

所以,实数c的最小值为.…(10分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ln(ax+1)+x2-ax,a>0,

(Ⅰ)若是函数f(x)的一个极值点,求a;

(Ⅱ)讨论函数f(x)的单调区间A;

(Ⅲ)若对于任意的a∈[1,2],不等式f(x)≤m在上恒成立,求m的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)

因为是函数f(x)的一个极值点,所以,得a2-a-2=0.

因为a>0,所以a=2.

(Ⅱ)因为f(x)的定义域是

(1)当时,列表

f(x)在是增函数;

f(x)在是减函数.

(2)当时,34.gif,f(x)在是增函数.

(3)当时,列表

f(x)在,(0,+∞)是增函数;

f(x)在是减函数.

(Ⅲ)当时,

由(Ⅱ)可知f(x)在上是增函数.

时,也有f(x)在上是增函数,

所以对于对于任意的a∈[1,2],f(x)的最大值为f(1)=ln(a+1)+1-a,

要使不等式f(x)≤m在上恒成立,

须ln(a+1)+1-a≤m,

记g(a)=ln(a+1)+1-a,因为

所以g(a)在[1,2]上递减,g(a)的最大值为g(1)=ln2,所以m≥ln2.

故m的取值范围为[ln2,+∞).

解析

解:(Ⅰ)

因为是函数f(x)的一个极值点,所以,得a2-a-2=0.

因为a>0,所以a=2.

(Ⅱ)因为f(x)的定义域是

(1)当时,列表

f(x)在是增函数;

f(x)在是减函数.

(2)当时,34.gif,f(x)在是增函数.

(3)当时,列表

f(x)在,(0,+∞)是增函数;

f(x)在是减函数.

(Ⅲ)当时,

由(Ⅱ)可知f(x)在上是增函数.

时,也有f(x)在上是增函数,

所以对于对于任意的a∈[1,2],f(x)的最大值为f(1)=ln(a+1)+1-a,

要使不等式f(x)≤m在上恒成立,

须ln(a+1)+1-a≤m,

记g(a)=ln(a+1)+1-a,因为

所以g(a)在[1,2]上递减,g(a)的最大值为g(1)=ln2,所以m≥ln2.

故m的取值范围为[ln2,+∞).

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