- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c的图象经过原点,且与
是f′(x)=0的两个根.
(Ⅰ) 求a、b、c的值;
(Ⅱ)若方程f(x)=mx有三个互不相同的实根0,x1,x2,其中x1<x2,且对任意的x∈[x1,x2],f(x)<m(x-1)恒成立,求实数m的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)函数f(x)=x3+ax2+bx+c的图象经过原点,则c=0…(1分)
所以f(x)=x3+ax2+bxf‘(x)=3x2+2ax+b,…(2分)
与
是f'(x)=0的两个根
则,得a=-3…(3分)
,得b=2…(4分)
(II)由(Ⅰ)得f(x)=x3-3x2+2x.
依题意,方程x(x2-3x+2-m)=0有三个互不相同的实根0、x1、x2,…(5分)
故x1、x2是方程x2-3x+2-m=0的两相异的实根.
所以△=9-4(2-m)>0,即.…(6分)
又对任意的x∈[x1,x2],f(x)<m(x-1)成立.
特别地,取x=x1时,f(x1)-mx1<-m成立,得m<0.…(7分)
由韦达定理,可得x1+x2=3>0,x1x2=2-m>0,故…(8分)
对任意的x∈[x1,x2],有x-x2≤0,x-x1≥0,x>0.…(9分)
则f(x)-mx=x(x-x1)(x-x2)≤0.
又f(x1)-mx1=0,…(10分)
所以函数f(x)-mx在x∈[x1,x2]的最大值为0.
于是当m<0时,对任意的x∈[x1,x2],f(x)<m(x-1)恒成立.…(11分)
综上,m的取值范围是.…(12分)
解析
解:(Ⅰ)函数f(x)=x3+ax2+bx+c的图象经过原点,则c=0…(1分)
所以f(x)=x3+ax2+bxf‘(x)=3x2+2ax+b,…(2分)
与
是f'(x)=0的两个根
则,得a=-3…(3分)
,得b=2…(4分)
(II)由(Ⅰ)得f(x)=x3-3x2+2x.
依题意,方程x(x2-3x+2-m)=0有三个互不相同的实根0、x1、x2,…(5分)
故x1、x2是方程x2-3x+2-m=0的两相异的实根.
所以△=9-4(2-m)>0,即.…(6分)
又对任意的x∈[x1,x2],f(x)<m(x-1)成立.
特别地,取x=x1时,f(x1)-mx1<-m成立,得m<0.…(7分)
由韦达定理,可得x1+x2=3>0,x1x2=2-m>0,故…(8分)
对任意的x∈[x1,x2],有x-x2≤0,x-x1≥0,x>0.…(9分)
则f(x)-mx=x(x-x1)(x-x2)≤0.
又f(x1)-mx1=0,…(10分)
所以函数f(x)-mx在x∈[x1,x2]的最大值为0.
于是当m<0时,对任意的x∈[x1,x2],f(x)<m(x-1)恒成立.…(11分)
综上,m的取值范围是.…(12分)
设函数f(x)=(x+2)2-2ln(x+2).
(Ⅰ)求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若关于x的方程f(x)=x2+3x+a在区间[-1,1]上只有一个实数根,求实数a的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)函数f(x)的定义域为(-2,+∞),
因为f′(x)=2[(x+2)-]=
,
所以 当-2<x<-1时,f′(x)<0;
当x>-1时,f′(x)>0.
故f(x)的单调递增区间是(-1,+∞);
f(x)的单调递减区间是(-2,-1)(注:-1处写成“闭的”亦可)
(Ⅱ)由f(x)=x2+3x+a得:x-a+4-2ln(2+x)=0,
设g(x)=x-a+4-2ln(2+x),求导数得g′(x)=1-=
在区间[-1,1]上加以讨论:
当-1<x<0时,g′(x)<0,而当0<x<1时,g′(x)>0,
故g(x)在[-1,0]上递减,在[0,1]上递增,
要使方程f(x)=x2+3x+a在区间[-1,-1]上只有一个实数根,
则必须且只需g(0)=0,或或
接下来分类:
①当g(0)=0时,解之得a=4-2ln2;
②当时,
解之得a∈φ
③当时,
解之得a∈(5-2ln3,3]
综上所述,得a=4-2ln2,或a∈(5-2ln3,3]
所以实数a的取值范围(5-2ln3,3]∪{4-2ln2}.
解析
解:(Ⅰ)函数f(x)的定义域为(-2,+∞),
因为f′(x)=2[(x+2)-]=
,
所以 当-2<x<-1时,f′(x)<0;
当x>-1时,f′(x)>0.
故f(x)的单调递增区间是(-1,+∞);
f(x)的单调递减区间是(-2,-1)(注:-1处写成“闭的”亦可)
(Ⅱ)由f(x)=x2+3x+a得:x-a+4-2ln(2+x)=0,
设g(x)=x-a+4-2ln(2+x),求导数得g′(x)=1-=
在区间[-1,1]上加以讨论:
当-1<x<0时,g′(x)<0,而当0<x<1时,g′(x)>0,
故g(x)在[-1,0]上递减,在[0,1]上递增,
要使方程f(x)=x2+3x+a在区间[-1,-1]上只有一个实数根,
则必须且只需g(0)=0,或或
接下来分类:
①当g(0)=0时,解之得a=4-2ln2;
②当时,
解之得a∈φ
③当时,
解之得a∈(5-2ln3,3]
综上所述,得a=4-2ln2,或a∈(5-2ln3,3]
所以实数a的取值范围(5-2ln3,3]∪{4-2ln2}.
已知f(x)=-lnx,f(x)在x=x0处取得最大值,以下各式正确的序号为( )
①x0<;
②x0>;
③f(x0)<x0;
④f(x0)=x0;
⑤f(x0)>x0.
正确答案
解析
解:求导函数,可得f′(x)=-,
∵f′()<0,x→0,f′(x)→+∞,
∴x0<,即①正确,②错误
令g(x)=x+1+lnx,
∵g(x)=lnx+x+1的零点看成y=lnx与y=1+x的交点,
∴-x0-1=lnx0,
∴f(x0)=x0,故④正确,③⑤均错误.
故选:B.
已知a,b,c,d均为实数,函数f(x)=+cx+d(a<0)有两个极值点x1,x2且x1<x2,满足f(x2)=x1,则方程af2(x)+bf(x)+c=0的实根的个数是______.
正确答案
3
解析
解:∵f(x)=
+cx+d(a<0)
∴f′(x)=ax2+bx+c,
由题意知x1,x2是方程ax2+bx+c=0的两根,即x1,x2是函数的两个极值点,
不妨设x2>x1,从而关于f(x)的方程a[f(x)]2+b[f(x)]+c=0有两个根,
所以f(x)=x1,或f(x)=x2根据题意画图,
所以f(x)=x1有两个不等实根,f(x)=x2只有一个不等实根,
综上方程a[f(x)]2+bf(x)+c=0的不同实根个数为3个.
故答案为:3.
设x1,x2是函数f(x)=+2bx的两个极值点,且x1∈(0,1),x2∈(1,2),则
的取值范围是( )
正确答案
解析
解:由题意,f′(x)=x2+ax+2b.
∵f(x)的两个极值点分别是x1,x2,x1∈(0,1),
x2∈(1,2),
∴,
对应的平面区域如图所示,三个顶点坐标为A(-1,0),
B(-2,0),C(-3,1),则
在(-1,0)处,=-2,在(-3,1)处,
=1,
∴的取值范围是(-∞,-2)∪(1,+∞).
故选:D.
扫码查看完整答案与解析