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题型: 单选题
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单选题

若函数f(x)=x3+ax2+3x-9在x=-1时取得极值,则a等于(  )

A1

B2

C3

D4

正确答案

C

解析

解:∵f′(x)=3x2+2ax+3,f(x)在x=-1时取得极值,

∴f′(-1)=6-2a=0

∴a=3.

故选:C.

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题型:简答题
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简答题

已知函数g(x)=x2-(2a+1)x+alnx

(Ⅰ)当a=1时,求函数g(x)的极值;

(Ⅱ)求函数g(x)在区间[1,e]上的最小值;

(Ⅲ)在(Ⅰ)的条件下,设f(x)=g(x)+4x-x2-2lnx,证明:(n≥2).

参考数据:ln2≈0.6931.

正确答案

解:(Ⅰ)∵a=1,可得g(x)=x2-3x+lnx,(x>0)

∴g′(x)=2x-3+==

令g′(x)=0,x1=,x2=1,

  g′(x)>0,即x>1或x<,g(x)为增函数,

g′(x)<0,即<x<1,g(x)为减函数,

g(x)在x=出取极大值,g(x)极大值=g()=--ln2,

g(x)在x=1出取极小值,g(x)极小值=g(1)=-2,

(Ⅱ)g′(x)=2x-(2a+1)+==

当a≤1时,x∈[1,e],g′(x)≥0,g(x)单调递增,g(x)min=g(1)=-2a,

当1<a<e时,x∈[1,a]时,g′(x)<0,g(x)单调递减,x∈[a,e]时,g′(x)>0,g(x)单调递增,

∴g(x)min=g(a)=-a2-a+alna,

当a≥e时,x∈[1,e],g′(x)<0,g(x)单调递减,

g(x)min=g(e)=e2-(2a+1)e+a,

∴g(x)的最小值为:g(a)=

( III)依题意可得,f(x)=g(x)+4x-x2-lnx=x-lnx(x>0)

∴k-f(k)=lnk,令h(x)=lnx-(x2-1),∵x∈[2,+∞)时,h′(0)=<0,

∴h(x)≤h(2)=ln2-<0,即lnx<(x2-1),∴=2(-

==++…+>2(1-+-+…+-+-)=2(1+--)=,(n≥2);

解析

解:(Ⅰ)∵a=1,可得g(x)=x2-3x+lnx,(x>0)

∴g′(x)=2x-3+==

令g′(x)=0,x1=,x2=1,

  g′(x)>0,即x>1或x<,g(x)为增函数,

g′(x)<0,即<x<1,g(x)为减函数,

g(x)在x=出取极大值,g(x)极大值=g()=--ln2,

g(x)在x=1出取极小值,g(x)极小值=g(1)=-2,

(Ⅱ)g′(x)=2x-(2a+1)+==

当a≤1时,x∈[1,e],g′(x)≥0,g(x)单调递增,g(x)min=g(1)=-2a,

当1<a<e时,x∈[1,a]时,g′(x)<0,g(x)单调递减,x∈[a,e]时,g′(x)>0,g(x)单调递增,

∴g(x)min=g(a)=-a2-a+alna,

当a≥e时,x∈[1,e],g′(x)<0,g(x)单调递减,

g(x)min=g(e)=e2-(2a+1)e+a,

∴g(x)的最小值为:g(a)=

( III)依题意可得,f(x)=g(x)+4x-x2-lnx=x-lnx(x>0)

∴k-f(k)=lnk,令h(x)=lnx-(x2-1),∵x∈[2,+∞)时,h′(0)=<0,

∴h(x)≤h(2)=ln2-<0,即lnx<(x2-1),∴=2(-

==++…+>2(1-+-+…+-+-)=2(1+--)=,(n≥2);

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题型:填空题
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填空题

三次函数f(x),当x=1时有极大值4;当x=3时有极小值0,且函数图象过原点,则f(x)=______

正确答案

x3-6x2+9x

解析

解:设三次函数为f(x)=ax3+bx2+cx+d,

f′(x)=3ax2+2bx+c(a≠0),

∵x=1时有极大值4,当x=3时有极小值0

∴f′(1)=3a+2b+c=0     ①

f′(3)=27a+6b+c=0     ②

f(1)=a+b+c+d=4      ③

又函数图象过原点,所以d=0   ④

①②③④联立得  a=1,b=-6,c=9

故函数f(x)=x3-6x2+9x

故答案为:x3-6x2+9x.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x-ln(x+a)在x=1处取得极值.

(1)求实数a的值;

(2)若关于x的方程f(x)+2x=x2+b在[,2]上恰有两个不相等的实数根,求实数b的取值范围;

(3)证明:

(参考数据:ln2≈0.6931)

正确答案

解:(1)f‘(x)=1-,由题意,得f'(1)=0⇒a=0…(2分)

(2)由(1)知f(x)=x-lnx

∴f(x)+2x=x2+b     x-lnx+2x=x2+b     x2-3x+lnx+b=0

设g(x)=x2-3x+lnx+b(x>0)

则g'(x)=2x-3+=    …(4分)

当x变化时,g'(x),g(x)的变化情况如下表

当x=1时,g(x)最小值=g(1)=b-2,g()=b--ln2,g(2)=b-2+ln2

∵方程f(x)+2x=x2+b在[,2]上恰有两个不相等的实数根

+ln2≤b≤2                      (8分)

(3)∵k-f(k)=lnk

(n∈N,n≥2)

设Φ(x)=lnx-(x2-1)

则Φ'(x)=-=

当x≥2时,Φ'(x)<0⇒函数Φ(x)在[2,+∞)上是减函数,

∴Φ(x)≤Φ(2)=ln2-<0⇒lnx<(x2-1)

∴当x≥2时,

>2[(1-)+(-)+(-)+(-)+…()]

=2(1+-

=

∴原不等式成立.(12分)

解析

解:(1)f‘(x)=1-,由题意,得f'(1)=0⇒a=0…(2分)

(2)由(1)知f(x)=x-lnx

∴f(x)+2x=x2+b     x-lnx+2x=x2+b     x2-3x+lnx+b=0

设g(x)=x2-3x+lnx+b(x>0)

则g'(x)=2x-3+=    …(4分)

当x变化时,g'(x),g(x)的变化情况如下表

当x=1时,g(x)最小值=g(1)=b-2,g()=b--ln2,g(2)=b-2+ln2

∵方程f(x)+2x=x2+b在[,2]上恰有两个不相等的实数根

+ln2≤b≤2                      (8分)

(3)∵k-f(k)=lnk

(n∈N,n≥2)

设Φ(x)=lnx-(x2-1)

则Φ'(x)=-=

当x≥2时,Φ'(x)<0⇒函数Φ(x)在[2,+∞)上是减函数,

∴Φ(x)≤Φ(2)=ln2-<0⇒lnx<(x2-1)

∴当x≥2时,

>2[(1-)+(-)+(-)+(-)+…()]

=2(1+-

=

∴原不等式成立.(12分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x2-2lnx,h(x)=x2-x+a.

(1)其求函数f(x)的极值;

(2)设函数k(x)=f(x)-g(x),若函数k(x)在[1,3]上恰有两个不同零点求实数a的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)∵f′(x)=2x-,令f′(x)=0,∵x>0,∴x=1,

所以f(x)的极小值为1,无极大值.

(Ⅱ)∵

又∵k(x)=f(x)-g(x)=-2lnx+x-a,

∴k′(x)=-+1,

若k′(x)=0,则x=2

当x∈[1,2)时,f′(x)<0;

当x∈(2,3]时,f′(x)>0.

故k(x)在x∈[1,2)上递减,在x∈(2,3]上递增.(10分)

,∴,∴2-2ln2<a≤3-2ln3.

所以实数a的取值范围是:(2-2ln2,3-2ln3](15分)

解析

解:(Ⅰ)∵f′(x)=2x-,令f′(x)=0,∵x>0,∴x=1,

所以f(x)的极小值为1,无极大值.

(Ⅱ)∵

又∵k(x)=f(x)-g(x)=-2lnx+x-a,

∴k′(x)=-+1,

若k′(x)=0,则x=2

当x∈[1,2)时,f′(x)<0;

当x∈(2,3]时,f′(x)>0.

故k(x)在x∈[1,2)上递减,在x∈(2,3]上递增.(10分)

,∴,∴2-2ln2<a≤3-2ln3.

所以实数a的取值范围是:(2-2ln2,3-2ln3](15分)

下一知识点 : 函数的最值与导数的关系
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