- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知函数f(x)=ln(1+x2)+ax.(a≤0)
(1)若f(x)在x=0处取得极值,求a的值;
(2)讨论f(x)的单调性;
(3)证明:为自然对数的底数)
正确答案
解:(1)∵,∵x=0使f(x)的一个极值点,则f‘(0)=0,
∴a=0,验证知a=0符合条件.
(2)∵
①若a=0时,∴f(x)在(0,+∞)单调递增,在(-∞,0)单调递减;
②若得,当a≤-1时,f'(x)≤0对x∈R恒成立,
∴f(x)在R上单调递减.
③若-1<a<0时,由f'(x)>0得ax2+2x+a>0
∴
再令f'(x)<0,可得
∴上单调递增,
在
综上所述,若a≤-1时,f(x)在(-∞,+∞)上单调递减;
若-1<a<0时,上单调递增
上单调递减;
若a=0时,f(x)在(0,+∞)单调递增,在(-∞,0)单调递减.
(3)由(2)知,当a=-1时,f(x)在(-∞,+∞)单调递减
当x∈(0,+∞)时,由f(x)<f(0)=0
∴ln(1+x2)<x,∴ln[(1+)(1+
)…(1+
)]=ln(1+
)+ln(1+
)+…+ln(1+
)
<+
+…+
=
=
(1-
)<
,∴(1+
)(1+
)…(1+
)<
=
解析
解:(1)∵,∵x=0使f(x)的一个极值点,则f‘(0)=0,
∴a=0,验证知a=0符合条件.
(2)∵
①若a=0时,∴f(x)在(0,+∞)单调递增,在(-∞,0)单调递减;
②若得,当a≤-1时,f'(x)≤0对x∈R恒成立,
∴f(x)在R上单调递减.
③若-1<a<0时,由f'(x)>0得ax2+2x+a>0
∴
再令f'(x)<0,可得
∴上单调递增,
在
综上所述,若a≤-1时,f(x)在(-∞,+∞)上单调递减;
若-1<a<0时,上单调递增
上单调递减;
若a=0时,f(x)在(0,+∞)单调递增,在(-∞,0)单调递减.
(3)由(2)知,当a=-1时,f(x)在(-∞,+∞)单调递减
当x∈(0,+∞)时,由f(x)<f(0)=0
∴ln(1+x2)<x,∴ln[(1+)(1+
)…(1+
)]=ln(1+
)+ln(1+
)+…+ln(1+
)
<+
+…+
=
=
(1-
)<
,∴(1+
)(1+
)…(1+
)<
=
设函数f(x)=2sinx-cosx.
(1)若x0是函数f(x)的一个零点,求cos2x0的值;
(2)若x0是函数f(x)的一个极值点,求sin2x0的值.
正确答案
解:(1)∵x0是函数f(x)的一个零点,∴2sinx0-cosx0=0,从而.
∴
(2)f‘(x)=2cosx+sinx,
∵x0是函数f(x)的一个极值点
∴f′(x0)=0,
∴2cosx0+sinx0=0,从而tanx0=-2.
∴
解析
解:(1)∵x0是函数f(x)的一个零点,∴2sinx0-cosx0=0,从而.
∴
(2)f‘(x)=2cosx+sinx,
∵x0是函数f(x)的一个极值点
∴f′(x0)=0,
∴2cosx0+sinx0=0,从而tanx0=-2.
∴
函数y=x3-3x极大值是( )
正确答案
解析
解:∵y′=3x2-3=3(x+1)(x-1)
∴函数y=x3-3x在(-∞,-1)是增函数,在(-1,1)上是减函数,在(1,+∞)是增函数
∴函数y=x3-3x在x=-1时取得极大值2
故选C
已知函数f(x)=x3+2x2+x.
(I)求函数f(x)的单调区间与极值;
(II)若对于任意x∈(0,+∞),f(x)≥ax2恒成立,求实数a的取值范围.
正确答案
解:(I)∵f‘(x)=3x2+4x+1=(3x+1)(x+1)
令f'(x)>0得x>-或x<-1
故函数在(-∞,-1)与(-,+∞)是增函数,在(-1,-
)是减函数,故函数在x=-1处取到极大值,在x=-
处取到极小值
极大值为0,极小值-
(II)若对于任意x∈(0,+∞),f(x)≥ax2恒成立,则必有a≤=x+
+2对于任意x∈(0,+∞),恒成立,
∵x++2≥4,等号当且仅当x=
=1时成立
∴a≤4
∴实数a的取值范围(-∞,4]
解析
解:(I)∵f‘(x)=3x2+4x+1=(3x+1)(x+1)
令f'(x)>0得x>-或x<-1
故函数在(-∞,-1)与(-,+∞)是增函数,在(-1,-
)是减函数,故函数在x=-1处取到极大值,在x=-
处取到极小值
极大值为0,极小值-
(II)若对于任意x∈(0,+∞),f(x)≥ax2恒成立,则必有a≤=x+
+2对于任意x∈(0,+∞),恒成立,
∵x++2≥4,等号当且仅当x=
=1时成立
∴a≤4
∴实数a的取值范围(-∞,4]
已知函数f(x)=mx-lnx-3(m∈R).
(1)讨论函数f(x)在定义域内的极值点的个数;
(2)若函数f(x)在x=1处取得极值,存在x∈(0,+∞)使f(x)≤nx-4有解,求实数n的取值范围;
(3)当0<a<b<4且b≠e时试比较与
.
正确答案
解:(1)
当m≤0时,f‘(x)<0无极值
当m>0时,f'(x)=0时,
则函数f(x)在区间上单调递减,在区间
上单调递增.
∴为极小值点,无极大值点
(2)f'(1)=m-1=0,∴m=1,∴f(x)=x-lnx-3
由题意知,x-ln3-3≤nx-4在x∈(0,+∞)有解
∴有解,
令,即n≥g(x)min,
则函数f(x)在区间(0,e2)上单调递减,在区间(e2,+∞)上单调递增.
∴
∴
(3)由 (2)知在 (0,4)上是减函数
∵0<a<b<4,∴g(a)>g(b)
∴,∴b(1-lna)>a(1-lnb)
当0<b<e时,1-lnb>0,∴;
当e<b<4时,1-lnb<0,∴
解析
解:(1)
当m≤0时,f‘(x)<0无极值
当m>0时,f'(x)=0时,
则函数f(x)在区间上单调递减,在区间
上单调递增.
∴为极小值点,无极大值点
(2)f'(1)=m-1=0,∴m=1,∴f(x)=x-lnx-3
由题意知,x-ln3-3≤nx-4在x∈(0,+∞)有解
∴有解,
令,即n≥g(x)min,
则函数f(x)在区间(0,e2)上单调递减,在区间(e2,+∞)上单调递增.
∴
∴
(3)由 (2)知在 (0,4)上是减函数
∵0<a<b<4,∴g(a)>g(b)
∴,∴b(1-lna)>a(1-lnb)
当0<b<e时,1-lnb>0,∴;
当e<b<4时,1-lnb<0,∴
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