- 函数的极值与导数的关系
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设f(x)=ax3+bx+c为奇函数,其图象在点(1,f(1))处的切线与直线x-6y-7=0垂直,导函数f′(x)的最小值为-12.
(1)求a,b,c的值;
(2)求函数f(x)的单调递增区间,极大值和极小值,并求函数f(x)在[-1,3]上的最大值与最小值.
正确答案
解:(1)∵f(x)为奇函数,
∴f(-x)=-f(x)
即-ax3-bx+c=-ax3-bx-c
∴c=0
∵f‘(x)=3ax2+b的最小值为-12
∴b=-12
又直线x-6y-7=0的斜率为因此,f'(1)=3a+b=-6
∴a=2,b=-12,c=0.
(2)f(x)=2x3-12x.f′(x)=6(x+)(x-
),列表如下:
所以函数f(x)的单调增区间是(-∞,)和(
,+∞),
∵f(-1)=10,f()=-8
,f(3)=18
∴f(x)在[-1,3]上的最大值是f(3)=18,最小值是f()=-8
.
解析
解:(1)∵f(x)为奇函数,
∴f(-x)=-f(x)
即-ax3-bx+c=-ax3-bx-c
∴c=0
∵f‘(x)=3ax2+b的最小值为-12
∴b=-12
又直线x-6y-7=0的斜率为因此,f'(1)=3a+b=-6
∴a=2,b=-12,c=0.
(2)f(x)=2x3-12x.f′(x)=6(x+)(x-
),列表如下:
所以函数f(x)的单调增区间是(-∞,)和(
,+∞),
∵f(-1)=10,f()=-8
,f(3)=18
∴f(x)在[-1,3]上的最大值是f(3)=18,最小值是f()=-8
.
设函数f(x)=x3+3ax2-9x+5,若f(x)在x=1处有极值
(1)求实数a的值
(2)求函数f(x)的极值
(3)若对任意的x∈[-4,4],都有f(x)<c2,求实数c的取值范围.
正确答案
解:(1)f′(x)=3x2+6ax-9,
由已知得f′(1)=0,即3+6a-9=0,
解得a=1.
(2)由(1)得:f(x)=x3+3x2-9x+5,
则f′(x)=3x2+6x-9,
令f′(x)=0,解得x1=-3,x2=1,
当x∈(-∞,-3),f′(x)>0,当x∈(-3,1),f′(x)<0,
当x∈(1,+∞),f′(x)>0,
所以f(x)在x=-3处取得极大值,极大值f(-3)=32,
在x=1处取得极小值,极小值f(1)=0;
(3)由(2)可知极大值f(-3)=32,极小值f(1)=0,
又f(-4)=25,f(4)=81,
所以函数f(x)在[-4,4]上的最大值为81,
对任意的x∈[-4,4],都有f(x)<c2,
则81<c2,
解得c>9或c<-9.
即有c的范围为(-∞,-9)∪(9,+∞).
解析
解:(1)f′(x)=3x2+6ax-9,
由已知得f′(1)=0,即3+6a-9=0,
解得a=1.
(2)由(1)得:f(x)=x3+3x2-9x+5,
则f′(x)=3x2+6x-9,
令f′(x)=0,解得x1=-3,x2=1,
当x∈(-∞,-3),f′(x)>0,当x∈(-3,1),f′(x)<0,
当x∈(1,+∞),f′(x)>0,
所以f(x)在x=-3处取得极大值,极大值f(-3)=32,
在x=1处取得极小值,极小值f(1)=0;
(3)由(2)可知极大值f(-3)=32,极小值f(1)=0,
又f(-4)=25,f(4)=81,
所以函数f(x)在[-4,4]上的最大值为81,
对任意的x∈[-4,4],都有f(x)<c2,
则81<c2,
解得c>9或c<-9.
即有c的范围为(-∞,-9)∪(9,+∞).
已知函数y=ax3+bx2,当x=1时,有极大值3.
(1)求a,b的值;
(2)求函数y的极小值.
正确答案
解:(1)y′=3ax2+2bx,当x=1时,y′|x=1=3a+2b=0,y|x=1=a+b=3,
即
(2)y=-6x3+9x2,y′=-18x2+18x,令y′=0,得x=0,或x=1
当x>1或x<0时,y′<0函数为单调递减;当0<x<1时,y′>0,函数单调递增.
∴y极小值=y|x=0=0.
解析
解:(1)y′=3ax2+2bx,当x=1时,y′|x=1=3a+2b=0,y|x=1=a+b=3,
即
(2)y=-6x3+9x2,y′=-18x2+18x,令y′=0,得x=0,或x=1
当x>1或x<0时,y′<0函数为单调递减;当0<x<1时,y′>0,函数单调递增.
∴y极小值=y|x=0=0.
设a∈R,若函数f(x)=ex-x3,x∈R,则该函数的极值点的个数是( )
正确答案
解析
解:∵函数f(x)=ex-x3,∴函数f′(x)=ex-3x2,
令f′(x)=0,得ex=3x2在同一坐标系中作出y=ex与y=3x2的图象
可看出两个函数有三个交点.
∴f′(x)=0有三个解,即函数f(x)=ex-x3有三个极值点
故选D
已知函数f(x)=lnx-ax+1(a>0)
(1)若x=2是函数f(x)的极值点,求实数a的值.
(2)若存在x0>0,使f(x0+a)=f(x0)+f(a),求a的取值范围.
(3)在(2)的条件下,当a取最小整数时,求f(x)的单调区间,并证明不等式:(1×2×3×…×n)2≤en(n-1)(n∈N*)
正确答案
解:(1)∵f(x)=lnx-ax+1,
∴f′(x)=-a,
∵x=2是函数f(x)的极值点,
∴f′(2)=-a=0,
∴a=;
(2)由已知,存在实数x0,使g(x0+a)=g(x0)+g(a)(a为常数),
即ln(x0+a)-a(x0+a)+1=lnx0-ax0+1+lnx-a2+1
∴ln=1
∴=e,
∴x0=>0
∵a>0,∴a>;
(3)由(2)知,a=1,g(x)=lnx-x+1,g′(x)=(x>0)
∴x∈(0,1)时,g′(x)>0,
∴g(x)的增区间是(0,1);
x∈(1,+∞)时,g′(x)<0,∴g(x)的减区间是(1,+∞);
由上知x∈(0,+∞),g(x)≤g(1),即lnx-x+1≤0,∴lnx≤x-1
∴ln1=0,ln2<1,ln3<2,…,lnn<n-1
相加得:ln1+ln2+…+lnn≤1+2…+(n-1)
即lnn!≤,
∴(n!)2≤en(n-1)(当且仅当n=1时取“=”号),
即1×2×3×…×n)2≤en(n-1)(n∈N*).
解析
解:(1)∵f(x)=lnx-ax+1,
∴f′(x)=-a,
∵x=2是函数f(x)的极值点,
∴f′(2)=-a=0,
∴a=;
(2)由已知,存在实数x0,使g(x0+a)=g(x0)+g(a)(a为常数),
即ln(x0+a)-a(x0+a)+1=lnx0-ax0+1+lnx-a2+1
∴ln=1
∴=e,
∴x0=>0
∵a>0,∴a>;
(3)由(2)知,a=1,g(x)=lnx-x+1,g′(x)=(x>0)
∴x∈(0,1)时,g′(x)>0,
∴g(x)的增区间是(0,1);
x∈(1,+∞)时,g′(x)<0,∴g(x)的减区间是(1,+∞);
由上知x∈(0,+∞),g(x)≤g(1),即lnx-x+1≤0,∴lnx≤x-1
∴ln1=0,ln2<1,ln3<2,…,lnn<n-1
相加得:ln1+ln2+…+lnn≤1+2…+(n-1)
即lnn!≤,
∴(n!)2≤en(n-1)(当且仅当n=1时取“=”号),
即1×2×3×…×n)2≤en(n-1)(n∈N*).
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