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题型:简答题
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简答题

已知a∈R,函数f(x)=x2(x-a).

(1)若函数f(x)在区间内是减函数,求实数a的取值范围;

(2)求函数f(x)在区间[1,2]上的最小值h(a);

(3)对(2)中的h(a),若关于a的方程有两个不相等的实数解,求实数m的取值范围.

正确答案

(1)解:∵f(x)=x3-ax2,∴f′(x)=3x2-2ax.

∵函数f(x)在区间内是减函数,

∴f′(x)=3x2-2ax≤0在上恒成立.

上恒成立,

,∴a≥1.

故实数a的取值范围为[1,+∞);

(2)解:∵

令f′(x)=0得

①若a≤0,则当1≤x≤2时,f′(x)>0,

所以f(x)在区间[1,2]上是增函数,

所以h(a)=f(1)=1-a.

②若,即

则当1≤x≤2时,f′(x)>0,

所以f(x)在区间[1,2]上是增函数,

所以h(a)=f(1)=1-a.

③若,即

则当时,f′(x)<0;

时,f′(x)>0.

所以f(x)在区间上是减函数,

在区间上是增函数.

所以

④若a≥3,即,则当1<x<2时,

f′(x)<0,所以f(x)在区间[1,2]上是减函数.

所以h(a)=f(2)=8-4a.

综上所述,函数f(x)在区间[1,2]的最小值

(3)解:由题意有两个不相等的实数解,

即(2)中函数h(a)的图象与直线有两个

不同的交点.

而直线恒过定点

由如图知实数m的取值范围是(-4,-1).

解析

(1)解:∵f(x)=x3-ax2,∴f′(x)=3x2-2ax.

∵函数f(x)在区间内是减函数,

∴f′(x)=3x2-2ax≤0在上恒成立.

上恒成立,

,∴a≥1.

故实数a的取值范围为[1,+∞);

(2)解:∵

令f′(x)=0得

①若a≤0,则当1≤x≤2时,f′(x)>0,

所以f(x)在区间[1,2]上是增函数,

所以h(a)=f(1)=1-a.

②若,即

则当1≤x≤2时,f′(x)>0,

所以f(x)在区间[1,2]上是增函数,

所以h(a)=f(1)=1-a.

③若,即

则当时,f′(x)<0;

时,f′(x)>0.

所以f(x)在区间上是减函数,

在区间上是增函数.

所以

④若a≥3,即,则当1<x<2时,

f′(x)<0,所以f(x)在区间[1,2]上是减函数.

所以h(a)=f(2)=8-4a.

综上所述,函数f(x)在区间[1,2]的最小值

(3)解:由题意有两个不相等的实数解,

即(2)中函数h(a)的图象与直线有两个

不同的交点.

而直线恒过定点

由如图知实数m的取值范围是(-4,-1).

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题型: 单选题
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单选题

下列函数中,x=0是极值点的函数是(  )

Ay=-x3

By=cos2x

Cy=tanx-x

Dy=

正确答案

B

解析

解:①∵y=-x3,∴y′=-2x2≤0,∴函数在x∈R上是减函数,∴x=0不是函数的极值点;

②∵y=cos2x,∴y′=-2cosxsinx=-sin2x;当-<x<0时,y′>0,函数是增函数,当0<x<时,y′<0,函数是减函数;,∴x=0是函数的极值点;

③∵y=tanx-x,∴y′=-1≥0,∴函数在它的定义域上是增函数,∴x=0不是函数的极值点;

④∵y=,y′=-<0,∴函数在它的定义域上是减函数,∴x=0不是函数的极值点;

故选:B.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3-x2-3x在x1、x2(x1<x2)处分别取得极大值和极小值,记点M(x1,f(x1))N(x2,f(x2)).

(1)求x1,x2的值;

(2)证明:线段MN与曲线f(x)存在异于M、N的公共点.

正确答案

解:解法一:∵函数在x1,x2(x1<x2)处取得极值,记点M(x1,f(x1)),N(x2,f(x2)),

f‘(x)=x2-2x-3,

的两个根为x1,x2

由f'(x)=x2-2x-3=0,得x1=-1,x2=3(3分)

令f'(x)>0,x>3或x<-1,f(x)的单调增区间为(-∞,-1)和(3,+∞),f'(x)<0,-1<x<3,单调减区间为(-1,3)(5分)

所以函数f(x)在x1=-1.x2=3处取得极值.

(2)由(1)可知,(7分)

所以直线MN的方程为(8分)

得x3-3x2-x+3=0,(9分)

令F(x)=x3-3x2-x+3,易得F(0)=3>0,F(2)=-3<0,(11分)

而F(x)的图象在(0,2)内是一条连续不断的曲线,故F(x)在(0,2)内存在零点x0,这表明线段MN与曲线f(x)有异于M,N的公共点.(12分)

解法二:同解法一,可得直线MN的方程为 (8分)

得x3-3x2-x+3=0(9分)

解得x1=-1,x2=1.x3=3,

(11分)

所以线段MN与曲线f(x)有异于M,N的公共点.  (12分)

解析

解:解法一:∵函数在x1,x2(x1<x2)处取得极值,记点M(x1,f(x1)),N(x2,f(x2)),

f‘(x)=x2-2x-3,

的两个根为x1,x2

由f'(x)=x2-2x-3=0,得x1=-1,x2=3(3分)

令f'(x)>0,x>3或x<-1,f(x)的单调增区间为(-∞,-1)和(3,+∞),f'(x)<0,-1<x<3,单调减区间为(-1,3)(5分)

所以函数f(x)在x1=-1.x2=3处取得极值.

(2)由(1)可知,(7分)

所以直线MN的方程为(8分)

得x3-3x2-x+3=0,(9分)

令F(x)=x3-3x2-x+3,易得F(0)=3>0,F(2)=-3<0,(11分)

而F(x)的图象在(0,2)内是一条连续不断的曲线,故F(x)在(0,2)内存在零点x0,这表明线段MN与曲线f(x)有异于M,N的公共点.(12分)

解法二:同解法一,可得直线MN的方程为 (8分)

得x3-3x2-x+3=0(9分)

解得x1=-1,x2=1.x3=3,

(11分)

所以线段MN与曲线f(x)有异于M,N的公共点.  (12分)

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=x3-6x+5

(1)求函数的极值

(2)若关于x的方程f(x)=a有三个不同的根,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(1)f′(x)=3(x2-2),令f′(x)=0,得x=-

当 x<-或x>时,f′(x)>0,当-<x<时,f′(x)<0,

∴f(x)的单调递增区间是 (-∞,-)和(,+∞),单调递减区间是 (-),

当 x=-时,f(x)有极大值5+4;当 x=时,f(x)有极小值5-4

(2)由(1)可作出y=f(x)图象的大致形状,如下图所示:

由图象知:当 5-4<a<5+4时,直线y=a与y=f(x)的图象有3个不同交点,即方程f(x)=a有三个不同的根.

故实数a的取值范围为:(5-4,5+4).

解析

解:(1)f′(x)=3(x2-2),令f′(x)=0,得x=-

当 x<-或x>时,f′(x)>0,当-<x<时,f′(x)<0,

∴f(x)的单调递增区间是 (-∞,-)和(,+∞),单调递减区间是 (-),

当 x=-时,f(x)有极大值5+4;当 x=时,f(x)有极小值5-4

(2)由(1)可作出y=f(x)图象的大致形状,如下图所示:

由图象知:当 5-4<a<5+4时,直线y=a与y=f(x)的图象有3个不同交点,即方程f(x)=a有三个不同的根.

故实数a的取值范围为:(5-4,5+4).

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题型: 单选题
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单选题

已知函数在区间(-2,1)上有极大值,则实数a的取值范围是(  )

A(-1,0)∪(0,1)

B(-2,0)∪(0,1)

C(-2,1)

D

正确答案

A

解析

解:求导数,得y‘=x2-3ax+2a2

∵函数在区间(-2,1)上有极大值,

∴令y'=0,得x=a或2a,

当a=0时,显然函数没有极值点;

当a>0时,x=a为较小的根,可得a∈(-2,1),得0<a<1;

当a<0时,x=2a为较小的根,可得2a∈(-2,1),得-1<a<0

可得a∈(-1,0)∪(0,1)

故选:A

下一知识点 : 函数的最值与导数的关系
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