- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知函数f(x)=[3x2+(2a-6)x+12-a]•ex有极大值和极小值,求实数a的取值范围.
正确答案
解:f′(x)=(3x2+2ax+a+6)•ex,
∵f(x)有极大值和极小值,
∴方程3x2+2ax+a+6=0有两个不同的实数解,
∴△=(2a)2-4(a+6)>0,即a2-a-6>0,
解得:a<-2或a>3.
解析
解:f′(x)=(3x2+2ax+a+6)•ex,
∵f(x)有极大值和极小值,
∴方程3x2+2ax+a+6=0有两个不同的实数解,
∴△=(2a)2-4(a+6)>0,即a2-a-6>0,
解得:a<-2或a>3.
已知函数,其中n∈N*,a为常数.
(Ⅰ)当n=2时,求函数f(x)的极值;
(Ⅱ)当a=1时,证明:对任意的正整数n,当x≥2时,有f(x)≤x-1.
正确答案
解:(Ⅰ)解:由已知得函数f(x)的定义域为{x|x>1},
当n=2时,,所以
.
(1)当a>0时,由f‘(x)=0得,
,
此时.
当x∈(1,x1)时,f'(x)<0,f(x)单调递减;
当x∈(x1,+∞)时,f'(x)>0,f(x)单调递增.
(2)当a≤0时,f'(x)<0恒成立,所以f(x)无极值.
综上所述,n=2时,
当a>0时,f(x)在处取得极小值,极小值为
.
当a≤0时,f(x)无极值.
(Ⅱ)证法一:因为a=1,所以.
当n为偶数时,
令,
则(x≥2).
所以当x∈[2,+∞)时,g(x)单调递增,
又g(2)=0,
因此恒成立,
所以f(x)≤x-1成立.
当n为奇数时,要证f(x)≤x-1,由于,所以只需证ln(x-1)≤x-1,
令h(x)=x-1-ln(x-1),
则(x≥2),
所以当x∈[2,+∞)时,h(x)=x-1-ln(x-1)单调递增,又h(2)=1>0,
所以当x≥2时,恒有h(x)>0,即ln(x-1)<x-1命题成立.
综上所述,结论成立.
证法二:当a=1时,.
当x≥2时,对任意的正整数n,恒有,
故只需证明1+ln(x-1)≤x-1.
令h(x)=x-1-(1+ln(x-1))=x-2-ln(x-1),x∈[2,+∞),
则,
当x≥2时,h'(x)≥0,故h(x)在[2,+∞)上单调递增,
因此当x≥2时,h(x)≥h(2)=0,即1+ln(x-1)≤x-1成立.
故当x≥2时,有.
即f(x)≤x-1.
解析
解:(Ⅰ)解:由已知得函数f(x)的定义域为{x|x>1},
当n=2时,,所以
.
(1)当a>0时,由f‘(x)=0得,
,
此时.
当x∈(1,x1)时,f'(x)<0,f(x)单调递减;
当x∈(x1,+∞)时,f'(x)>0,f(x)单调递增.
(2)当a≤0时,f'(x)<0恒成立,所以f(x)无极值.
综上所述,n=2时,
当a>0时,f(x)在处取得极小值,极小值为
.
当a≤0时,f(x)无极值.
(Ⅱ)证法一:因为a=1,所以.
当n为偶数时,
令,
则(x≥2).
所以当x∈[2,+∞)时,g(x)单调递增,
又g(2)=0,
因此恒成立,
所以f(x)≤x-1成立.
当n为奇数时,要证f(x)≤x-1,由于,所以只需证ln(x-1)≤x-1,
令h(x)=x-1-ln(x-1),
则(x≥2),
所以当x∈[2,+∞)时,h(x)=x-1-ln(x-1)单调递增,又h(2)=1>0,
所以当x≥2时,恒有h(x)>0,即ln(x-1)<x-1命题成立.
综上所述,结论成立.
证法二:当a=1时,.
当x≥2时,对任意的正整数n,恒有,
故只需证明1+ln(x-1)≤x-1.
令h(x)=x-1-(1+ln(x-1))=x-2-ln(x-1),x∈[2,+∞),
则,
当x≥2时,h'(x)≥0,故h(x)在[2,+∞)上单调递增,
因此当x≥2时,h(x)≥h(2)=0,即1+ln(x-1)≤x-1成立.
故当x≥2时,有.
即f(x)≤x-1.
设函数f(x)=x3-2x2-4x-7
(Ⅰ)求f(x)的单调区间及极小值;
(Ⅱ)确定方程f(x)=0的根的一个近似值,使其误差不超过0.5,并说明理由;
(Ⅲ)当a>2时,证明:对任意的实数x>2,恒有f(x)≥f(a)+f′(a)(x-a).
正确答案
解:(Ⅰ)∵函数f(x)=x3-2x2-4x-7,∴f′(x)=3x2-4x-4=(3x+2)(x-2),
令f′(x)=0,解得x=或2.
列表如下:
由表格可知:函数f(x)的单调递增区间是,(2,+∞);单调递减区间是
.
其图象如图所示:
在x=2处取得极小值f(2)=-15.
(Ⅱ)∵=
<0,f(3)=-10<0,f(4)=9>0.
由(1)可知:函数只有在区间(3,4)内存在唯一的一个零点x0.
∵|x0-3.5|≤0.5,
∴取3.5作为x0的一个近似值可满足所给的误差要求.
(Ⅲ)令g(x)=f(x)-f(a)-f′(a)(x-a),
则g′(x)=3x2-4x-4-f′(a)=3x2-4x-4-(3a2-4a-4)=(x-a)[3(x+a)-4].
∵x>2,a>2,∴3(x+a)-4>0.
∴当2<x<a时,g′(x)<g′(a)=0,g(x)在(2,a)上单调递减;
当x>a时,g′(x)>g′(a)=0,g(x)在(a,+∞)上单调递增.
∴函数g(x)在x=a处取得极小值 也即最小值.
∴当x∈(2,+∞),g(x)≥g(a)=0,
从而命题得证.
解析
解:(Ⅰ)∵函数f(x)=x3-2x2-4x-7,∴f′(x)=3x2-4x-4=(3x+2)(x-2),
令f′(x)=0,解得x=或2.
列表如下:
由表格可知:函数f(x)的单调递增区间是,(2,+∞);单调递减区间是
.
其图象如图所示:
在x=2处取得极小值f(2)=-15.
(Ⅱ)∵=
<0,f(3)=-10<0,f(4)=9>0.
由(1)可知:函数只有在区间(3,4)内存在唯一的一个零点x0.
∵|x0-3.5|≤0.5,
∴取3.5作为x0的一个近似值可满足所给的误差要求.
(Ⅲ)令g(x)=f(x)-f(a)-f′(a)(x-a),
则g′(x)=3x2-4x-4-f′(a)=3x2-4x-4-(3a2-4a-4)=(x-a)[3(x+a)-4].
∵x>2,a>2,∴3(x+a)-4>0.
∴当2<x<a时,g′(x)<g′(a)=0,g(x)在(2,a)上单调递减;
当x>a时,g′(x)>g′(a)=0,g(x)在(a,+∞)上单调递增.
∴函数g(x)在x=a处取得极小值 也即最小值.
∴当x∈(2,+∞),g(x)≥g(a)=0,
从而命题得证.
已知函数y=f(x)在点f(x)处可导,则=( )
正确答案
解析
解:
=
=5f‘(x0)
故选D.
已知函数f(x)=,则( )
正确答案
解析
解:函数f(x)=,则f′(x)=
=
,
由f′(x)>0得x>2,或x<0,f(x)单调递增;
当0<x<1或1<x<2,f′(x)<0,f(x)单调递减,
故x=0时,f(x)取极大值0;x=2时,f(x)取极小值4.
故选D.
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