- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知函数f(x)=ax2-2x+lnx,a为常数,且a∈R.
(1)当a=2时,求函数f(x)在(1,f(1))处的切线方程;
(2)若函数f(x)在定义域上有两个不同的极值点,求常数a的取值范围,并求函数f(x)的单调区间.
正确答案
解:(1)∵a=2时,f(x)=2x2-2x+lnx,
∴f′(x)=4x-2+,
∴f(x)在(1,f(1))处的切线斜率为k=f′(1)=3,
又f(1)=0,
∴切线方程为y-0=3(x-1),
即3x-y-3=0;
(2)∵f(x)=ax2-2x+lnx,定义域是(0,+∞),
∴f′(x)=2ax-2+=
;
∵f(x)在(0,+∞)上有两个不同的极值点,
即2ax2-2x+1=0在(0,+∞)上有两个不同的实数根,
∴,解得0<a<
;
∴a的取值范围是{a|0<a<};
又∵f′(x)=;
令f′(x)=0,得2ax2-2x+1=0;
∵0<a<,
∴解得x1=,x2=
;
∴当0<x<时,f′(x)>0,f(x)是增函数;
当<x<
时,f′(x)<0,f(x)是减函数;
当x>时,f′(x)>0,f(x)是增函数;
∴f(x)的增区间是(0,),(
,+∞);减区间(
,
).
解析
解:(1)∵a=2时,f(x)=2x2-2x+lnx,
∴f′(x)=4x-2+,
∴f(x)在(1,f(1))处的切线斜率为k=f′(1)=3,
又f(1)=0,
∴切线方程为y-0=3(x-1),
即3x-y-3=0;
(2)∵f(x)=ax2-2x+lnx,定义域是(0,+∞),
∴f′(x)=2ax-2+=
;
∵f(x)在(0,+∞)上有两个不同的极值点,
即2ax2-2x+1=0在(0,+∞)上有两个不同的实数根,
∴,解得0<a<
;
∴a的取值范围是{a|0<a<};
又∵f′(x)=;
令f′(x)=0,得2ax2-2x+1=0;
∵0<a<,
∴解得x1=,x2=
;
∴当0<x<时,f′(x)>0,f(x)是增函数;
当<x<
时,f′(x)<0,f(x)是减函数;
当x>时,f′(x)>0,f(x)是增函数;
∴f(x)的增区间是(0,),(
,+∞);减区间(
,
).
设函数f(x)=x-lnx(x>0),则y=f(x)( )
正确答案
解析
解:∵函数f(x)=x-lnx(x>0),
可以令g(x)=x,h(x)=lnx(x>0),由图象得,
可知:f(x)有两个零点A,B,
A点在区间(1,e)内,B点在区间(3,e2)内,
故选D.
已知函数在(-∞,-1)上为增函数,在(-1,1)上为减函数,在(1,+∞)上为增函数,则f(1)的值为______.
正确答案
解析
解:由题意,f′(x)=x2+a
∵函数在(-∞,-1)上为增函数,在(-1,1)上为减函数,在(1,+∞)上为增函数
∴-1,1是方程x2+a=0的两个根
∴a=-1
∴
∴
故答案为
已知函数f(x)=x3+ax2+bx.
(1)若a=2b,试问函数f(x)能否在x=-1处取到极值?若有可能,求出实数a,b的值;否则说明理由.
(2)若函数f(x)在区间(-1,2),(2,3)内各有一个极值点,试求w=a-4b的取值范围.
正确答案
解:(1)由题意f′(x)=3x2+2ax+b,
因为a=2b,所以f′(x)=3x2+4bx+b,
若f(x)在x=-1处取极值,则f′(-1)=3-4b+b=0,即b=1,
此时f′(x)=3x2+4x+1=(3x+1)(x+1),
当x<-1时,f′(x)>0,当-1<x<-时,f′(x)<0,
所以x=-1时f(x)取得极大值,此时a=2,b=1.
(2)∵函数f(x)=x3+ax2+bx在区间(-1,2),(2,3)内分别有一个极值点,
∴f′(x)=3x2+2ax+b=0在(-1,2),(2,3)内分别有一个实根,
∴⇒
,
作出可行域如下图阴影三角形所示(不含边界):
当直线w=a-4b经过点M、N时w分别取得最大值、最小值,
由得M(-3,-9),由
得N(-
,18),
所以w的最大值为:-3-4×(-9)=33;最小值为:--4×18=-
.
所以w=a-4b的取值范围为(-,33).
解析
解:(1)由题意f′(x)=3x2+2ax+b,
因为a=2b,所以f′(x)=3x2+4bx+b,
若f(x)在x=-1处取极值,则f′(-1)=3-4b+b=0,即b=1,
此时f′(x)=3x2+4x+1=(3x+1)(x+1),
当x<-1时,f′(x)>0,当-1<x<-时,f′(x)<0,
所以x=-1时f(x)取得极大值,此时a=2,b=1.
(2)∵函数f(x)=x3+ax2+bx在区间(-1,2),(2,3)内分别有一个极值点,
∴f′(x)=3x2+2ax+b=0在(-1,2),(2,3)内分别有一个实根,
∴⇒
,
作出可行域如下图阴影三角形所示(不含边界):
当直线w=a-4b经过点M、N时w分别取得最大值、最小值,
由得M(-3,-9),由
得N(-
,18),
所以w的最大值为:-3-4×(-9)=33;最小值为:--4×18=-
.
所以w=a-4b的取值范围为(-,33).
已知函数f(x)=x3-6x2+9x+a在x∈R上有三个零点,则实数a的取值范围是______.
正确答案
(-4,0)
解析
解:∵函数f(x)=x3-6x2+9x+a在x∈R上有三个零点,
∴函数f(x)=x3-6x2+9x+a的极大值与极小值异号.
∵f′(x)=3x2-12x+9
∴f′(x)=0时,x=1或x=3
则当x<1或x>3时,函数为单调增函数,当1<x<3时,函数为单调减函数,
∴当x=1时,函数取得极大值,当x=3时,函数取得极小值
∴f(1)×f(3)=(4+a)×a<0
∴-4<a<0
∴实数a的取值范围是:(-4,0).
故答案为:(-4,0).
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