- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
若函数f(x)=x3-x2+bx+c在x=1时取得极值,且当x∈[-1,2]时,f(x)<c2恒成立.
(1)求实数b的值;
(2)求实数c的取值范围.
正确答案
解:(1)∵f(x)=x3-x2+bx+c,
∴f′(x)=3x2-x+b,
∵x=1是方程3x2-x+b=0的一个根,
设另一个根是x0,则,
∴x0=-,b=-2;
(2)由(1)知,f(x)=x3-x2-2x+c,
∴f′(x)=3x2-x-2=(3x+2)(x-1),
令f′(x)=0,解得x1=-,x2=1;
列表如下:
由表格知,f(x)取得极大值f(-)=+c,
又f(2)=2+c,
∴当x=2时,函数取得最大值f(x)max=2+c;
∴2+c<c2,
解得c<-1或c>2,
∴c的取值范围是(-∞,-1)∪(2,+∞).
解析
解:(1)∵f(x)=x3-x2+bx+c,
∴f′(x)=3x2-x+b,
∵x=1是方程3x2-x+b=0的一个根,
设另一个根是x0,则,
∴x0=-,b=-2;
(2)由(1)知,f(x)=x3-x2-2x+c,
∴f′(x)=3x2-x-2=(3x+2)(x-1),
令f′(x)=0,解得x1=-,x2=1;
列表如下:
由表格知,f(x)取得极大值f(-)=+c,
又f(2)=2+c,
∴当x=2时,函数取得最大值f(x)max=2+c;
∴2+c<c2,
解得c<-1或c>2,
∴c的取值范围是(-∞,-1)∪(2,+∞).
已知g(x)=bx2+cx+1,f(x)=x2+ax-lnx+1,g(x)在x=1处的切线为y=2x.
(1)求b,c的值;
(2)若a=-1,求f(x)的极值;
(3)设h(x)=f(x)-g(x),是否存在实数a,当x∈(0,e](e≈2.718为自然常数)时,函数h(x)的最小值为3,若存在,请求出实数a的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)g‘(x)=2bx+c在x=1处的切线为y=2x,所以g'(1)=2,又在x=1处y=2,所以g(1)=2.
故可得
所以g(x)=x2+1.
(2)当a=-1时,f(x)=x2-x-lnx+1,定义域为(0,+∞)
f'(x)=2x-1-=
由表格可知,当x=1时,函数f(x)有极小值f(x)极小值=f(1)=1
(3)因为f(x)=x2+ax-lnx+1,g(x)=x2+1
所以h(x)=f(x)-g(x)=x2+ax-lnx+1-(x2+1)=ax-lnx,
假设存在实数a,使得h(x)=ax-lnx(x∈(0,e])有最小值3,h'(x)=a-,
①当a≤0时,h'(x)<0,所以h(x)在(0,e]上单调递减,h(x)min=h(e)=ae-1=3,a=(舍去);
②当a>0时,h'(x)=
1°,当时,
,h'(x)<0在(0,e]上恒成立.
所以h(x)在(0,e]上单调递减,h(x)min=h(e)=ae-1=3,a=(舍去);
2°,当时,
,当
时,h'(x)<0,所以h(x)在(
)上递减,
当时,h'(x)>0,h(x)在(
)上递增,
所以h(x)min=h()=1+lna=3,a=e2,满足条件;
综上可知,存在a=e2使得x∈(0,e]时h(x)有最小值3.
解析
解:(1)g‘(x)=2bx+c在x=1处的切线为y=2x,所以g'(1)=2,又在x=1处y=2,所以g(1)=2.
故可得
所以g(x)=x2+1.
(2)当a=-1时,f(x)=x2-x-lnx+1,定义域为(0,+∞)
f'(x)=2x-1-=
由表格可知,当x=1时,函数f(x)有极小值f(x)极小值=f(1)=1
(3)因为f(x)=x2+ax-lnx+1,g(x)=x2+1
所以h(x)=f(x)-g(x)=x2+ax-lnx+1-(x2+1)=ax-lnx,
假设存在实数a,使得h(x)=ax-lnx(x∈(0,e])有最小值3,h'(x)=a-,
①当a≤0时,h'(x)<0,所以h(x)在(0,e]上单调递减,h(x)min=h(e)=ae-1=3,a=(舍去);
②当a>0时,h'(x)=
1°,当时,
,h'(x)<0在(0,e]上恒成立.
所以h(x)在(0,e]上单调递减,h(x)min=h(e)=ae-1=3,a=(舍去);
2°,当时,
,当
时,h'(x)<0,所以h(x)在(
)上递减,
当时,h'(x)>0,h(x)在(
)上递增,
所以h(x)min=h()=1+lna=3,a=e2,满足条件;
综上可知,存在a=e2使得x∈(0,e]时h(x)有最小值3.
已知函数f(x)=(x2-2x+a)•ex,函数f(x)图象在(0,f(0))处切线的斜率为-1;
(1)求实数a的值;
(2)求函数f(x)的单调区间和极值.
正确答案
解:(1)由函数f(x)=(x2-2x+a)•ex,得f′(x)=(x2+a-2)ex.
∵函数f(x)图象在(0,f(0))处切线的斜率为-1,
∴f′(0)=a-2=-1⇒a=1;
(2)由f′(x)=(x2-1)ex<0,得-1<x<1.
由f′(x)=(x2-1)ex>0,得x<-1或x>1.
∴f(x)的单调增区间为(-∞,1),(1,+∞),单调减区间为(-1,1),
∴f(x)极大=f(-1)=4e-1,f(x)极小=f(1)=0.
解析
解:(1)由函数f(x)=(x2-2x+a)•ex,得f′(x)=(x2+a-2)ex.
∵函数f(x)图象在(0,f(0))处切线的斜率为-1,
∴f′(0)=a-2=-1⇒a=1;
(2)由f′(x)=(x2-1)ex<0,得-1<x<1.
由f′(x)=(x2-1)ex>0,得x<-1或x>1.
∴f(x)的单调增区间为(-∞,1),(1,+∞),单调减区间为(-1,1),
∴f(x)极大=f(-1)=4e-1,f(x)极小=f(1)=0.
(文科做)函数f(x)=ax3-6ax2+3bx+b,其图象在x=2处的切线方程为3x+y-11=0.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若函数y=f(x)的图象与的图象有三个不同的交点,求实数m的取值范围.
正确答案
解:(1)由题意得f‘(x)=3ax2-12ax+3b,f'(2)=-3且f(2)=5,
∴即
解得a=1,b=3,
∴f(x)=x3-6x2+9x+3. (6分)
(2)由f(x)=x3-6x2+9x+3,可得f'(x)=3x2-12x+9,=x2+x+3+m,
则由题意可得x3-6x2+9x+3=x2+x+3+m有三个不相等的实根,
即g(x)=x3-7x2+8x-m的图象与x轴有三个不同的交点,g'(x)=3x2-14x+8=(3x-2)(x-4),则g(x),g'(x)的变化情况如下表.
则函数f(x)的极大值为,极小值为g(4)=-16-m.y=f(x)的图象与的图象有三个不同交点,则有:解得.(12分)
解析
解:(1)由题意得f‘(x)=3ax2-12ax+3b,f'(2)=-3且f(2)=5,
∴即
解得a=1,b=3,
∴f(x)=x3-6x2+9x+3. (6分)
(2)由f(x)=x3-6x2+9x+3,可得f'(x)=3x2-12x+9,=x2+x+3+m,
则由题意可得x3-6x2+9x+3=x2+x+3+m有三个不相等的实根,
即g(x)=x3-7x2+8x-m的图象与x轴有三个不同的交点,g'(x)=3x2-14x+8=(3x-2)(x-4),则g(x),g'(x)的变化情况如下表.
则函数f(x)的极大值为,极小值为g(4)=-16-m.y=f(x)的图象与的图象有三个不同交点,则有:解得.(12分)
已知函数f(x)=ax3-x2+x-5在(-∞,+∞)上既有极大值,也有极小值,则实数a的取值范围为( )
正确答案
解析
解:求导函数:f′(x)=3ax2-2x+1,
∵函数f(x)=ax3-x2+x-6既有极大值又有极小值,
∴a≠0,且△=4-12a>0,∴a<且a≠0.
故选:C.
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