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题型:简答题
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简答题

函数f(x)=ax3+bx2+cx+d在[-1,0]与[4,5]上的单调性相同,在[0,2]与[4,5]上的单调性相反.

(1)求c的值;

(2)当x为何值时,f(x)取得极值?并判断处这些极值点的横坐标与2、4的大小关系?

(3)f(x)的图象上是否存在点M(x0,y0),使f(x)在M处的切线斜率为3b?

正确答案

解:(1)由条件可知f(x)在区间[-1,0]和[0,2]上有相反的单调性,

∴x=0是f(x)的一个极值点,

∴f′(0)=0

而f′(x)=3ax2+2bx+c,

故c=0.

(2)由(1)得:f′(x)=3ax2+2bx,

令f′(x)=0,则3ax2+2bx=0,

解得:x1=0,x2=-

∴当x=0或x=-时,函数f(x)取得极值,

显然0<2,

又f(x)在区间[0,2]和[4,5]上有相反的单调性,

∴2≤-≤4;

(3)由(2)得:2≤-≤4,

解得:-6≤≤-3,

假设存在点M(x0,y0),使得f(x)在点M处的切线斜率为3b,

则f′(x0)=3b,即3+2bx0-3b=0,

∴△=4ab(+9),

∵-6≤≤-3,

∴ab<0,+9>0,

∴△<0,x0无解,

故不存在点M(x0,y0),使f(x)在M处的切线斜率为3b.

解析

解:(1)由条件可知f(x)在区间[-1,0]和[0,2]上有相反的单调性,

∴x=0是f(x)的一个极值点,

∴f′(0)=0

而f′(x)=3ax2+2bx+c,

故c=0.

(2)由(1)得:f′(x)=3ax2+2bx,

令f′(x)=0,则3ax2+2bx=0,

解得:x1=0,x2=-

∴当x=0或x=-时,函数f(x)取得极值,

显然0<2,

又f(x)在区间[0,2]和[4,5]上有相反的单调性,

∴2≤-≤4;

(3)由(2)得:2≤-≤4,

解得:-6≤≤-3,

假设存在点M(x0,y0),使得f(x)在点M处的切线斜率为3b,

则f′(x0)=3b,即3+2bx0-3b=0,

∴△=4ab(+9),

∵-6≤≤-3,

∴ab<0,+9>0,

∴△<0,x0无解,

故不存在点M(x0,y0),使f(x)在M处的切线斜率为3b.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3-ax2+(a2-1)x+b(a,b∈R).

(Ⅰ)若x=1为f(x)的极值点,求a的值;

(Ⅱ)若y=f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线方程为x+y-3=0,求f(x)在区间[-2,4]上的最大值;

(Ⅲ)当a≠0时,若f(x)在区间(-1,1)上不单调,求a的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)∵f′(x)=x2-2ax+(a2-1)

∵x=1为f(x)的极值点,

∴f′(1)=0,即a2-2a=0,

∴a=0或2;

(II)∵(1,f(1))是切点,

∴1+f(1)-3=0∴f(1)=2

即a2-a+b-=0

∵切线方程x+y-3=0的斜率为-1,

∴f‘(1)=-1,即a2-2a+1=0,

∴a=1,

∵f(x)=

∴f'(x)=x2-2x,可知x=0和x=2是y=f(x)的两个极值点.

∵f(0)=,f(-2)=-4,f(4)=8

∴y=f(x)在区间[-2,4]上的最大值为8.   

                  

(Ⅲ)因为函数f(x)在区间(-1,1)不单调,所以函数f′(x)在(-1,1)上存在零点.

而f'(x)=0的两根为a-1,a+1,相距2,

∴在区间(-1,1)上不可能有2个零点.

所以f′(-1)f′(1)<0

即:a2(a+2)(a-2)<0

∵a2>0,∴(a+2)(a-2)<0,-2<a<2

又∵a≠0,

∴a∈(-2,0)∪(0,+2).

解析

解:(Ⅰ)∵f′(x)=x2-2ax+(a2-1)

∵x=1为f(x)的极值点,

∴f′(1)=0,即a2-2a=0,

∴a=0或2;

(II)∵(1,f(1))是切点,

∴1+f(1)-3=0∴f(1)=2

即a2-a+b-=0

∵切线方程x+y-3=0的斜率为-1,

∴f‘(1)=-1,即a2-2a+1=0,

∴a=1,

∵f(x)=

∴f'(x)=x2-2x,可知x=0和x=2是y=f(x)的两个极值点.

∵f(0)=,f(-2)=-4,f(4)=8

∴y=f(x)在区间[-2,4]上的最大值为8.   

                  

(Ⅲ)因为函数f(x)在区间(-1,1)不单调,所以函数f′(x)在(-1,1)上存在零点.

而f'(x)=0的两根为a-1,a+1,相距2,

∴在区间(-1,1)上不可能有2个零点.

所以f′(-1)f′(1)<0

即:a2(a+2)(a-2)<0

∵a2>0,∴(a+2)(a-2)<0,-2<a<2

又∵a≠0,

∴a∈(-2,0)∪(0,+2).

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题型:填空题
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填空题

若函数f(x)=-lnx+ax2+bx-a-2b有两个极值点x1,x2,其中-,b>0,且f(x2)=x2>x1,则方程2a[f(x)]2+bf(x)-1=0的实根个数为______

正确答案

5

解析

解:∵函数f(x)=-lnx+ax2+bx-a-2b有两个极值点x1,x2

∴f′(x)=-+2ax+b=

即为2ax2+bx-1=0有两个不相等的正根,

∴△=b2+8a>0.解得x=

∵x1<x2,-,b>0,

∴x1=,x2=

而方程2a(f(x))2+bf(x)-1=0的△1=△>0,

∴此方程有两解且f(x)=x1或x2

即有0<x1<x2,:∵x1,x2>0又x1x2=->1

∴x2>1,∵f(1)=-b<0∴f(x1)<0,

f(x2)>0.

①根据f′(x)画出f(x)的简图,

∵f(x2)=x2,由图象可知方程f(x)=x2有两解,方程f(x)=x1有三解.

综上①②可知:方程f(x)=x1或f(x)=x2共有5个实数解.

即关于x的方程2a(f(x))2+bf(x)-1=0的共有5不同实根.

故答案为:5.

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题型:简答题
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简答题

(2015春•海南校级期末)已知函数,f(x)=x3-ax2-9x+11且f′(1)=-12.

(I)求函数f(x)的解析式;

(II)求函数f(x)的极值.

正确答案

解:(Ⅰ)由f(x)=x3-ax2-9x+11,得:f(x)=3x2-2ax-9,

又f(1)=3×12-2a-9=-12,∴a=3.

则f(x)=x3-3x2-9x+11;

(Ⅱ)由f(x)=3x2-2ax-9=3x2-6x-9=3(x+1)(x-3).

当x<-1或x>3时,f(x)>0,当-1<x<3时,f(x)<0,

∴f(x)在(-∞,-1),(3,+∞)上为增函数,在(-1,3)上为减函数.

∴函数f(x)的极大值为f(-1)=16,极小值为f(3)=-16.

解析

解:(Ⅰ)由f(x)=x3-ax2-9x+11,得:f(x)=3x2-2ax-9,

又f(1)=3×12-2a-9=-12,∴a=3.

则f(x)=x3-3x2-9x+11;

(Ⅱ)由f(x)=3x2-2ax-9=3x2-6x-9=3(x+1)(x-3).

当x<-1或x>3时,f(x)>0,当-1<x<3时,f(x)<0,

∴f(x)在(-∞,-1),(3,+∞)上为增函数,在(-1,3)上为减函数.

∴函数f(x)的极大值为f(-1)=16,极小值为f(3)=-16.

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题型:填空题
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填空题

已知函数y=f(x)的导函数y=f′(x)的图象如图所示,则函数y=f(x)在区间(a,b)内的极小值点为______.(写出所有你认为取得极小值处的点的横坐标,若有多个用逗号隔开)

正确答案

x4

解析

解:极小值点满足导数值为0,且左侧单调递减,右侧单调递增,

即该点处导数为0,且导数左侧负,右侧正,

即图象从左到右是从下方穿过x轴,

结合图象可知,仅有x4处符合题意,

故答案为:x4

下一知识点 : 函数的最值与导数的关系
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