- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知函数f(x)=(其中e为自然对数的底数),若f(x0)是函数f(x)的极大值,则实数x0=______.
正确答案
1
解析
解:函数f(x)=的导数为f′(x)=
,
当x>1时,f′(x)<0,f(x)递减;
当x<1时,f′(x)>0,f(x)递增.
则f(x)在x=1处取得极大值,
则有x0=1.
故答案为:1.
已知函数f(x)=xe-x(x∈R).
(1)求函数f(x)在x=1的切线方程;
(2)求函数f(x)的单调区间和极值.
正确答案
解:(1)∵f(x)=xe-x,∴f′(x)=x(e-x)′+x′e-x=e-x(-x+1)
∴f′(1)=0,f(1)=
即函数f(x)图象在x=1处的切线斜率为0
∴图象在x=1处的切线方程为y=
(2)求导函数,f′(x)=(1-x)e-x,令f′(x)=0,解得x=1
由f′(x)>0,可得x<1;由f′(x)<0,可得x>1
∴函数在(-∞,1)上是增函数,在(1,+∞)上是减函数
∴函数在x=1时取得极大值f(1)=.
解析
解:(1)∵f(x)=xe-x,∴f′(x)=x(e-x)′+x′e-x=e-x(-x+1)
∴f′(1)=0,f(1)=
即函数f(x)图象在x=1处的切线斜率为0
∴图象在x=1处的切线方程为y=
(2)求导函数,f′(x)=(1-x)e-x,令f′(x)=0,解得x=1
由f′(x)>0,可得x<1;由f′(x)<0,可得x>1
∴函数在(-∞,1)上是增函数,在(1,+∞)上是减函数
∴函数在x=1时取得极大值f(1)=.
(2015秋•锦州校级月考)若函数f(x)=x•(x-c)2在x=2处有极大值,则常数c的值为( )
正确答案
解析
解:∵f′(x)=(x-c)2+2x(x-c),
∵函数f(x)=x•(x-c)2在x=2处有极大值,
∴(2-c)2+4(2-c)=0,
解得c=2或c=6;
经检验,c=6,
故选A.
已知函数f(x)=(x-a)2lnx(a为常数).
(Ⅰ)a=0时,比较f(x)与x(x-1)的大小;
(Ⅱ)如果0<a<1,证明f(x)在(a,1)上有唯一极小值点.
正确答案
解;(Ⅰ)当a=0时,f(x)=x2lnx,
f(1)=0,f(e)=e2>e(e-1),猜想f(x)≥x(x-1),下面证明
f(x)-x(x-1)=x2lnx-x(x-1)≥0,⇔,定义域为(0,+∞)
令g(x)=,g′(x)=
=
∴g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
∴g(x)≥g(1)=0,即f(x)≥x(x-1);
(Ⅱ)f′(x)=,令h(x)=
∴>0,即h(x)在(0,+∞)上单调递增,
又h(a)=2lna<0,h(1)=1-a>0,存在唯一x0∈(a,1),使h(x0)=0,
当0<x<x0时,h(x)<0,当x>x0时,h(x)>0
于是0<x<a时,f′(x)>0;a<x<x0时,f′(x)<0,x>x0时,f′(x)>0
即f(x)在(0,a)上单调递增,在(a,x0)上递减,在(x0,+∞)上单调递增,从而在(x0,1)上单调递增,
故f(x)在(a,1)上唯一极小值点.
解析
解;(Ⅰ)当a=0时,f(x)=x2lnx,
f(1)=0,f(e)=e2>e(e-1),猜想f(x)≥x(x-1),下面证明
f(x)-x(x-1)=x2lnx-x(x-1)≥0,⇔,定义域为(0,+∞)
令g(x)=,g′(x)=
=
∴g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
∴g(x)≥g(1)=0,即f(x)≥x(x-1);
(Ⅱ)f′(x)=,令h(x)=
∴>0,即h(x)在(0,+∞)上单调递增,
又h(a)=2lna<0,h(1)=1-a>0,存在唯一x0∈(a,1),使h(x0)=0,
当0<x<x0时,h(x)<0,当x>x0时,h(x)>0
于是0<x<a时,f′(x)>0;a<x<x0时,f′(x)<0,x>x0时,f′(x)>0
即f(x)在(0,a)上单调递增,在(a,x0)上递减,在(x0,+∞)上单调递增,从而在(x0,1)上单调递增,
故f(x)在(a,1)上唯一极小值点.
已知函数f(x)=,其中e是自然对数的底数,实数a>0.
(1)试求函数f(x)的单调区间;
(2)证明:函数f(x)的极值点(x≠±a)与原点连线的斜率之乘积为定值.
正确答案
解析:(1)…1分
①当,
令
∵a>0,∴
∴当
当…4分
②当,
同①可知当,当
∴函数f(x)的单调递增区间为,
,
单调递减区间为(-∞,-a),,
,…7分
法二、先求,
,
令,
,
当x<x1或x>x2时,g‘(x)<0,当x1<x<x2时,g'(x)>0
∴g(x)在(-∞,x1)和(x2,+∞)上单调递减,在(x1,x2)上单调递增
将g(x)图象在x轴下方的图象沿x轴翻折到x轴上方连同g(x)图象原来在x轴上方的图象得到f(x)的图象
又g(-a)=g(a)=0,,及x>x2时,g(x)>0
∴函数f(x)的单调递增区间为,
,
单调递减区间为(-∞,-a),,
,
(2)由(1)可知当时,函数f(x)取极大值,
且
可知当时,函数f(x)取极大值,
且…10分
∴,f(x1)f(x2)=
∴为定值.…13分.
解析
解析:(1)…1分
①当,
令
∵a>0,∴
∴当
当…4分
②当,
同①可知当,当
∴函数f(x)的单调递增区间为,
,
单调递减区间为(-∞,-a),,
,…7分
法二、先求,
,
令,
,
当x<x1或x>x2时,g‘(x)<0,当x1<x<x2时,g'(x)>0
∴g(x)在(-∞,x1)和(x2,+∞)上单调递减,在(x1,x2)上单调递增
将g(x)图象在x轴下方的图象沿x轴翻折到x轴上方连同g(x)图象原来在x轴上方的图象得到f(x)的图象
又g(-a)=g(a)=0,,及x>x2时,g(x)>0
∴函数f(x)的单调递增区间为,
,
单调递减区间为(-∞,-a),,
,
(2)由(1)可知当时,函数f(x)取极大值,
且
可知当时,函数f(x)取极大值,
且…10分
∴,f(x1)f(x2)=
∴为定值.…13分.
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