- 函数的极值与导数的关系
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已知函数f(x)=+a2x2+ax+b(a>0),当x=-1时函数f(x)的极值为
,则f(2)=______.
正确答案
解析
解:由f(x)=+a2x2+ax+b(a>0),得f′(x)=x2+2a2x+a.
因为当x=-1时函数f(x)的极值为,
所以,解①得:a=-
(舍),或a=1.
把a=1代入②得:b=1.
所以f(x)=.
所以.
故答案为.
已知函数f(x)=a(x-1)2+lnx+1.
(Ⅰ)当a=-时,求函数f(x)的极值;
(Ⅱ)当x∈[1,+∞)时,函数y=f(x)图象上的点都在所表示的平面区域内,求数a的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)当时,
,
;
由f′(x)>0解得0<x<2,由f′(x)<0解得x>2;
故当0<x<2时,f(x)单调递增;当x>2时,f(x)单调递减;
所以当x=2时,函数f(x)取得极大值;
(Ⅱ)因f(x)图象上的点在所表示的平面区域内,
即当x∈[1,+∞)时,不等式f(x)≤x恒成立,
即a(x-1)2+lnx-x+1≤0恒成立;
设g(x)=a(x-1)2+lnx-x+1(x≥1),
只需g(x)max≤0即可;
由=
;
(ⅰ)当a=0时,,当x>1时,g′(x)<0,
函数g(x)在(1,+∞)上单调递减,
故g(x)≤g(1)=0成立;
(ⅱ)当a>0时,由,
令g′(x)=0,得x1=1或;
①若,即
时,在区间(1,+∞)上,g′(x)>0,
函数g(x)在(1,+∞)上单调递增函数,
g(x)在[1,+∞)上无最大值,不满足条件;
②若,即
时,
函数g(x)在上单调递减,在区间
上单调递增,
同样g(x)在[1,+∞)上无最大值,不满足条件;
(ⅲ)当a<0时,由,
因为x∈(1,+∞),故g′(x)<0;
则函数g(x)在(1,+∞)上单调递减,
故g(x)≤g(1)=0成立.
综上,数a的取值范围是a≤0.
解析
解:(Ⅰ)当时,
,
;
由f′(x)>0解得0<x<2,由f′(x)<0解得x>2;
故当0<x<2时,f(x)单调递增;当x>2时,f(x)单调递减;
所以当x=2时,函数f(x)取得极大值;
(Ⅱ)因f(x)图象上的点在所表示的平面区域内,
即当x∈[1,+∞)时,不等式f(x)≤x恒成立,
即a(x-1)2+lnx-x+1≤0恒成立;
设g(x)=a(x-1)2+lnx-x+1(x≥1),
只需g(x)max≤0即可;
由=
;
(ⅰ)当a=0时,,当x>1时,g′(x)<0,
函数g(x)在(1,+∞)上单调递减,
故g(x)≤g(1)=0成立;
(ⅱ)当a>0时,由,
令g′(x)=0,得x1=1或;
①若,即
时,在区间(1,+∞)上,g′(x)>0,
函数g(x)在(1,+∞)上单调递增函数,
g(x)在[1,+∞)上无最大值,不满足条件;
②若,即
时,
函数g(x)在上单调递减,在区间
上单调递增,
同样g(x)在[1,+∞)上无最大值,不满足条件;
(ⅲ)当a<0时,由,
因为x∈(1,+∞),故g′(x)<0;
则函数g(x)在(1,+∞)上单调递减,
故g(x)≤g(1)=0成立.
综上,数a的取值范围是a≤0.
函数f(x)=ax3-3x+1 对于x∈[-1,1]总有f(x)≥0成立,则a 的取值范围为( )
正确答案
解析
解:①当x=0时,f(x)=1≥0,对于a∈R皆成立.
②当0<x≤1时,若总有f(x)≥0,则ax3-3x+1≥0,∴,
令g(x)=,g′(x)=
=
,令g′(x)=0,解得x=
.
当0时,g′(x)>0;当
时,g′(x)<0.
∴g(x)在x=时取得最大值,g(
)=4,∴a≥4.
③当-1≤x<0时,若总有f(x)=0,则 ax3-3x+1≥0,∴a≤.
令h(x)=,则h′(x)=
≥0,
∴h(x)在[-1,0)上单调递增,
∴当x=-1时,h(x)取得最小值,h(-1)=4,∴a≤4.
由①②③可知:若函数f(x)=ax3-3x+1 对于x∈[-1,1]总有f(x)≥0成立,则a必须满足,解得a=4.
∴a 的取值范围为{4}.
故选C.
已知函数f(x)=ax3+bx2+1在x=1处取极大值3,则a的值为( )
正确答案
解析
解:∵f(x)=ax3+bx2+1,
∴f′(x)=3ax2+2bx,
∵当x=1时,有极大值3,
∴f′(1)=0,f(1)=3,
∴3a+2b=0,a+b+1=3,
∴a=-4,b=6,
故选C.
已知a>0,b>0,且4a-b≥0,若函数f(x)=ax3+x2+bx无极值,则
的取值范围为( )
正确答案
解析
解:由题意,f′(x)=ax2+2x+b;
则由函数f(x)=ax3+x2+bx无极值知,
则△=4-4ab≤0;故ab≥1;
由题意做出平面区域得,
的几何意义是点A(-1,2)与阴影内的点连线的斜率,
故由图可知,
2-4≤
<4;
故选A.
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