- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知时都取得极值.
(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)若x∈[-1,2],都有f(x)-c2<0成立,求c的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)由已知,f‘(x)=3x2+2ax+b,∵时取极值,
∴即
解得,故a,b的值为:
(Ⅱ)(解法一)由(I)知.由
上恒成立.
设.…(8分)
由.…(10分)
∴[g(x)]max=2,∴2<c2-c解得,c<-1或c>2.,
∴c的取值范围为(-∞,-1)∪(2,+∞).
(解法二)由(I)知.,∴f'(x)=3x2-x-2.…(8分)
①当;②当
;
③当.
而,…(10分)
∴当x∈[1,2]时,f(x)的最大值为f(2)=2+c.
对,
故c的取值范围为(-∞,-1)∪(2,+∞).…(12分)
解析
解:(Ⅰ)由已知,f‘(x)=3x2+2ax+b,∵时取极值,
∴即
解得,故a,b的值为:
(Ⅱ)(解法一)由(I)知.由
上恒成立.
设.…(8分)
由.…(10分)
∴[g(x)]max=2,∴2<c2-c解得,c<-1或c>2.,
∴c的取值范围为(-∞,-1)∪(2,+∞).
(解法二)由(I)知.,∴f'(x)=3x2-x-2.…(8分)
①当;②当
;
③当.
而,…(10分)
∴当x∈[1,2]时,f(x)的最大值为f(2)=2+c.
对,
故c的取值范围为(-∞,-1)∪(2,+∞).…(12分)
已知a,b为正实数,且a+b=2,则的最小值为______.
正确答案
解析
解:∵a,b为正实数,且a+b=2,
∴=a+
+
=
+a+b-1+
=
+1=f(a),0<a<2.
f′(a)=+
=
,
令f′(a)>0,解得,此时函数f(a)单调递增;令f′(a)<0,解得
,此时函数f(a)单调递减.
∴当且仅当a=6-3时函数f(a)取得极小值即最小值,
=
.
故答案为:.
已知函数f(x)=ax2-x(a∈R,a≠0),g(x)=1nx.
(1)若函数y=f(x)与y=g(x)的图象有两个不同的交点M,N,求a的取值范围;
(2)设点A(x1,y1),B(x2,y2)(x1<x2)是函数y=g(x)图象上的两点.平行于AB的切线以 P(x0,y0)为切点,求证:x1<x0<x2.
正确答案
解:(1)函数y=f(x)与y=g(x)的图象有两个不同的交点⇔方程f(x)=g(x)有两个不等的实根
⇔ax2-x=1nx有两个不等的实根⇔有两个不等的实根
⇔函数y=a与y=的图象有两个不同的交点.
令r(x)=,则r′(x)=
当0<x<1时,r′(x)>0,则r(x)单调递增,且r(e-1)=,
当x>1时,r′(x)<0,则r(x)单调递减,且,
所以r(x)在x=1处取到最大值r(1)=1
所以要使函数y=a与y=的图象有两个不同的交点.只需0<a<1
(2)由已知:过点P的切线的斜率为k=,所以
=
设t=得
,构造函数y=t-1-lnt,
当t≥1时,y′=,所以函数y=t-1-lnt在t≥1时是增函数.
于是t>1时,t-1-lnt>0,则x0-x1>0即x0>x1成立.
同理可证x2>x0成立.
故有x1<x0<x2.
解析
解:(1)函数y=f(x)与y=g(x)的图象有两个不同的交点⇔方程f(x)=g(x)有两个不等的实根
⇔ax2-x=1nx有两个不等的实根⇔有两个不等的实根
⇔函数y=a与y=的图象有两个不同的交点.
令r(x)=,则r′(x)=
当0<x<1时,r′(x)>0,则r(x)单调递增,且r(e-1)=,
当x>1时,r′(x)<0,则r(x)单调递减,且,
所以r(x)在x=1处取到最大值r(1)=1
所以要使函数y=a与y=的图象有两个不同的交点.只需0<a<1
(2)由已知:过点P的切线的斜率为k=,所以
=
设t=得
,构造函数y=t-1-lnt,
当t≥1时,y′=,所以函数y=t-1-lnt在t≥1时是增函数.
于是t>1时,t-1-lnt>0,则x0-x1>0即x0>x1成立.
同理可证x2>x0成立.
故有x1<x0<x2.
已知函数f(x)=ln(2ax+1)+-2ax(a∈R).
(1)若x=2为f(x)的极值点,求实数a的值;
(2)若y=f(x)在[3,+∞)上为增函数,求实数a的取值范围.
正确答案
解:(1)=
.
∵x=2为f(x)的极值点,∴f′(2)=0,即,解得a=0.
又当a=0时,f′(x)=x(x-2),可知:x=2为f(x)的极值点成立.
(2)∵y=f(x)在[3,+∞)上为增函数,
∴f′(x)=≥0,在[3,+∞)上恒成立.
①当a=0时,f′(x)=x(x-2)≥0在[3,+∞)上恒成立,∴f(x)在[3,+∞)上为增函数,故a=0符合题意.
②当a≠0时,由函数f(x)的定义域可知:必须2ax+1>0对x≥3恒成立,故只能a>0,
∴2ax2+(1-4a)x-(4a2+2)≥0在区间[3,+∞)上恒成立.
令g(x)=2ax2+(1-4a)x-(4a2+2),其对称轴为.
∵a>0,,从而g(x)≥0在区间[3,+∞)上恒成立,只要g(3)≥0即可.
由g(3)=-4a2+6a+1≥0,解得.
∵a>0,∴.
综上所述,a的取值范围为.
解析
解:(1)=
.
∵x=2为f(x)的极值点,∴f′(2)=0,即,解得a=0.
又当a=0时,f′(x)=x(x-2),可知:x=2为f(x)的极值点成立.
(2)∵y=f(x)在[3,+∞)上为增函数,
∴f′(x)=≥0,在[3,+∞)上恒成立.
①当a=0时,f′(x)=x(x-2)≥0在[3,+∞)上恒成立,∴f(x)在[3,+∞)上为增函数,故a=0符合题意.
②当a≠0时,由函数f(x)的定义域可知:必须2ax+1>0对x≥3恒成立,故只能a>0,
∴2ax2+(1-4a)x-(4a2+2)≥0在区间[3,+∞)上恒成立.
令g(x)=2ax2+(1-4a)x-(4a2+2),其对称轴为.
∵a>0,,从而g(x)≥0在区间[3,+∞)上恒成立,只要g(3)≥0即可.
由g(3)=-4a2+6a+1≥0,解得.
∵a>0,∴.
综上所述,a的取值范围为.
已知函数f(x)=ax3-2bx2+cx(a,b,c∈R)的图象关于原点对称,且当x=1时,f(x)取得极值.
(Ⅰ)求a,b,c的值;
(Ⅱ)若点A(x1,y1),B(x2,y2)是函数f(x)图象上任意两点,且x1,x2∈[-1,1].求证:过A点的切线不可能与过B点的切线垂直;
(Ⅲ)若x1,x2∈[-1,1],且|f(x1)-f(x2)|=λ|x1-x2|,求证:λ∈[0,1].
正确答案
解:(Ⅰ)f′(x)=3ax2-4bx+c,
∵函数f(x)=ax3-2bx2+cx(a,b,c∈R)的图象关于原点对称,
∴f(-x)=-ax3-2bx2-cx=f(x),∴b=0
∵当x=1时,f(x)取得极值.∴f′(1)=3a-4b+c=0,
f(1)=a-2b+c=
∴a=,b=0,c=-1
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,f(x)=x3-x,f′(x)=x2-1
证明:假设过A点的切线与过B点的切线垂直.
则f‘(x1)•f'(x2)=-1
∴(x12-1)(x22-1)=-1
∵x1,x2∈[-1,1]所以x12-1,x22-1∈[-1,0]
∴(x12-1)(x22-1)∈[0,1],
∴假设不成立.
∴过A点的切线不可能与过B点的切线垂直.
(Ⅲ)∵|f(x1)-f(x2)|=λ|x1-x2|,∴λ==
=||=|
|
∵|x1,x2∈[-1,1],∴(x1+x2)2∈[0,
]
x1x2∈[0,
],∴|
|∈[0,1]
即 λ∈[0,1].
解析
解:(Ⅰ)f′(x)=3ax2-4bx+c,
∵函数f(x)=ax3-2bx2+cx(a,b,c∈R)的图象关于原点对称,
∴f(-x)=-ax3-2bx2-cx=f(x),∴b=0
∵当x=1时,f(x)取得极值.∴f′(1)=3a-4b+c=0,
f(1)=a-2b+c=
∴a=,b=0,c=-1
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,f(x)=x3-x,f′(x)=x2-1
证明:假设过A点的切线与过B点的切线垂直.
则f‘(x1)•f'(x2)=-1
∴(x12-1)(x22-1)=-1
∵x1,x2∈[-1,1]所以x12-1,x22-1∈[-1,0]
∴(x12-1)(x22-1)∈[0,1],
∴假设不成立.
∴过A点的切线不可能与过B点的切线垂直.
(Ⅲ)∵|f(x1)-f(x2)|=λ|x1-x2|,∴λ==
=||=|
|
∵|x1,x2∈[-1,1],∴(x1+x2)2∈[0,
]
x1x2∈[0,
],∴|
|∈[0,1]
即 λ∈[0,1].
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