- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
设,其中a为正实数.
(1)当时,求f(x)的极值点;
(2)若f(x)为上的单调函数,求a的取值范围.
正确答案
解:∵,
(1)当时,若f‘(x)=0,
则,
∴是极大值点,是极小值点;
(2)记g(x)=ax2-2ax+1,则g(x)=a(x-1)2+(1-a),
∵f(x)为上的单调函数,
则f'(x)在上不变号,
∵,
∴g(x)≥0或g(x)≤0对恒成立,
由g(1)≥0或⇒0<a≤1或,
∴a的取值范围是0<a≤1或.
解析
解:∵,
(1)当时,若f‘(x)=0,
则,
∴是极大值点,是极小值点;
(2)记g(x)=ax2-2ax+1,则g(x)=a(x-1)2+(1-a),
∵f(x)为上的单调函数,
则f'(x)在上不变号,
∵,
∴g(x)≥0或g(x)≤0对恒成立,
由g(1)≥0或⇒0<a≤1或,
∴a的取值范围是0<a≤1或.
设函数
(1)若函数f(x)在点x=2处有极值,求a的值;
(2)讨论函数f(x)的单调性.
正确答案
解:(1)求导函数,可得f′(x)=(x>0)
∵函数f(x)在点x=2处有极值,
∴f′(2)=0,解得a=6;
(2)①当a=4时,f′(x)=≥0在(0,+∞)上恒成立,∴函数的单调增区间为(0,+∞);
②当2<a<4时,即1>,f′(x)>0有解为x>1或0<x<
;f′(x)<0有解为1>x>
,此时函数f(x)增区间为(0,
),(1,+∞);减区间为(
,1);
③当a>4时,即1<,f′(x)>0有解为0<x<1或x>
;f′(x)<0有解为1<x<
,此时函数f(x)增区间为(0,1),(
,+∞);减区间为(1,
).
解析
解:(1)求导函数,可得f′(x)=(x>0)
∵函数f(x)在点x=2处有极值,
∴f′(2)=0,解得a=6;
(2)①当a=4时,f′(x)=≥0在(0,+∞)上恒成立,∴函数的单调增区间为(0,+∞);
②当2<a<4时,即1>,f′(x)>0有解为x>1或0<x<
;f′(x)<0有解为1>x>
,此时函数f(x)增区间为(0,
),(1,+∞);减区间为(
,1);
③当a>4时,即1<,f′(x)>0有解为0<x<1或x>
;f′(x)<0有解为1<x<
,此时函数f(x)增区间为(0,1),(
,+∞);减区间为(1,
).
定义非零向量=(a,b)的“相伴函数”为f(x)=asinx+bcosx(x∈R),向量
=(a,b)称为函数f(x)=asinx+bcosx的“相伴向量”(其中O为坐标原点).记平面内所有向量的“相伴函数”构成的集合为S.
(1)已知h(x)=cos(x+a)+2cosx,求证:h(x)∈S;
(2)求(1)中函数h(x)的“相伴向量”模的取值范围;
(3)已知点M(a,b)满足条件:a=3且0<b≤,向量
的“相伴函数”f(x) 在x=x0处取得最大值.当点M运动时,求tan2x0的取值范围.
正确答案
解:(1)证明:∵h(x)=cos(x+a)+2cosx=-sina•sinx+(2+cosa)cosx,
∴函数h(x)的相伴向量=(-sina,2+cosa),
∴h(x)∈S;
(2)=
,
∴cosa=1时,;
cosa=-1时,.
∴的取值范围为[1,3].
(3)的相伴函数f(x)=asinx+bcosx=
sin(x+φ),
其中cosφ=,sinφ=
.
当x+φ=2kπ+,k∈Z,即x0=2kπ+
φ,k∈Z时,f(x)取得最大值.
∴tanx0=tan(2kπ+-φ)=cotφ=
,
∴tan2x0=,
为直线OM的斜率,由几何意义知
∈(0,
],
令m=,则tan2x0=
,m∈(0,
],
当m∈(0,]时,m-
∈(-∞,-
],
∴tan2x0∈[-,0).
解析
解:(1)证明:∵h(x)=cos(x+a)+2cosx=-sina•sinx+(2+cosa)cosx,
∴函数h(x)的相伴向量=(-sina,2+cosa),
∴h(x)∈S;
(2)=
,
∴cosa=1时,;
cosa=-1时,.
∴的取值范围为[1,3].
(3)的相伴函数f(x)=asinx+bcosx=
sin(x+φ),
其中cosφ=,sinφ=
.
当x+φ=2kπ+,k∈Z,即x0=2kπ+
φ,k∈Z时,f(x)取得最大值.
∴tanx0=tan(2kπ+-φ)=cotφ=
,
∴tan2x0=,
为直线OM的斜率,由几何意义知
∈(0,
],
令m=,则tan2x0=
,m∈(0,
],
当m∈(0,]时,m-
∈(-∞,-
],
∴tan2x0∈[-,0).
已知函数f(x)=+
的两个极值点x1,x2,且x1,x2分别是一个椭圆和一个双曲线的离心率,点P(m,n)表示的平面区域为D,若函数y=ax+4-7(a>1)的图象存在区域D内的点,则实数a的取值范围是( )
正确答案
解析
解:求导函数可得y‘=x2+mx+(m+n),
依题意知,方程y'=0有两个根x1、x2,且x1∈(0,1),x2∈(1,+∞),
构造函数f(x)=x2+mx+(m+n),
∴,∴
,
∵直线m+n=0,2+3m+n=0的交点坐标为(-1,1)
∴要使函数y=ax+4-7(a>1)的图象存在区域D内的点,则必须满足1<a-1+4-7,
∴a3<8,解得a>2,
故选A.
函数f(x)=x2-2x的极值点为( )
正确答案
解析
解:求导函数f′(x)=2x-2
令f′(x)=0,可得2x-2=0,∴x=1
由f′(x)<0,解得x<1,由f′(x)>0,解得x>1
∴1是函数f(x)=x2-2x的极值点
故选A.
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