- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知函数f(x)=ex(x2-2ax-2a).
(Ⅰ)设当x=2时为函数f(x)的一个极值点,求a的值;
(Ⅱ)若,讨论关于x的方程f(x)=g(x)的实数根的个数.
正确答案
解:(Ⅰ)函数f′(x)=ex(x2-2ax-2a)+ex(2x-2a)
=ex(x2-2ax+2x-4a)=ex(x+2)(x-2a).
∵x=2时,函数f(x)取得极值,
∴f′(2)=0,
∴a=1;
(Ⅱ)∵,
∴若f(x)=g(x),
则=ex(x2-2ax-2a).
即-x3+x2-6a=x2-2ax-2a.
即x3-2ax+4a=0,
设g(x)=x3-2ax+4a,
则g′(x)=x2-2a,
若a≤0,此时函数g(x)单调递增,则g(x)=x3-2ax+4a只有一个零点,即方程f(x)=g(x)的实数根的个数为1个,
若a>0,由g′(x)=x2-2a=0,得x=±,
此时函数的极小值为g()=a(4-
),
极大值为g(-)═a(4+
),
∵a>0,∴极大值为g(-)=a(4+
)>0,
①若极小值为g()=a(4-
)>0,即0<a<
,此时方程
x3-2ax+4a=0只有一个根,
即方程f(x)=g(x)的实数根的个数为1个.
②若极小值为g()=a(4-
)=0,即a=
,此时方程
x3-2ax+4a=0有2个根,
即方程f(x)=g(x)的实数根的个数为2个.
③若极小值为g()=a(4-
)<0,即a>
,此时方程
x3-2ax+4a=0有3个根,
即方程f(x)=g(x)的实数根的个数为3个.
解析
解:(Ⅰ)函数f′(x)=ex(x2-2ax-2a)+ex(2x-2a)
=ex(x2-2ax+2x-4a)=ex(x+2)(x-2a).
∵x=2时,函数f(x)取得极值,
∴f′(2)=0,
∴a=1;
(Ⅱ)∵,
∴若f(x)=g(x),
则=ex(x2-2ax-2a).
即-x3+x2-6a=x2-2ax-2a.
即x3-2ax+4a=0,
设g(x)=x3-2ax+4a,
则g′(x)=x2-2a,
若a≤0,此时函数g(x)单调递增,则g(x)=x3-2ax+4a只有一个零点,即方程f(x)=g(x)的实数根的个数为1个,
若a>0,由g′(x)=x2-2a=0,得x=±,
此时函数的极小值为g()=a(4-
),
极大值为g(-)═a(4+
),
∵a>0,∴极大值为g(-)=a(4+
)>0,
①若极小值为g()=a(4-
)>0,即0<a<
,此时方程
x3-2ax+4a=0只有一个根,
即方程f(x)=g(x)的实数根的个数为1个.
②若极小值为g()=a(4-
)=0,即a=
,此时方程
x3-2ax+4a=0有2个根,
即方程f(x)=g(x)的实数根的个数为2个.
③若极小值为g()=a(4-
)<0,即a>
,此时方程
x3-2ax+4a=0有3个根,
即方程f(x)=g(x)的实数根的个数为3个.
已知函数f(x)=x+alnx.
(Ⅰ)求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若函数f(x)没有零点,求a的取值范围.
正确答案
解:(I)∵f(x)=x+alnx,∴x>0,,
∴当a≥0时,在x∈(0,+∞)时,f′(x)>0,
∴f(x)的单调增区间是(0,+∞),没的减区间;
当a<0时,函数f(x)与f′(x)在定义域上的情况如下:
函数的增区间是(-a,+∞),减区间是(0,a).
(II)由(I)可知
当a>0时,(0,+∞)是函数f(x)的单调增区间,且有f(e)=
-1<1-1=0,f(1)=1>0,
所以,此时函数有零点,不符合题意;
当a=0时,函数f(x)在定义域(0,+∞)上没零点;
当a<0时,f(-a)是函数f(x)的极小值,也是函数f(x)的最小值,
所以,当f(-a)=a[ln(-a)-1]>0,即a>-e时,函数f(x)没有零点,
综上所述,当-e<a≤0时,f(x)没有零点.
解析
解:(I)∵f(x)=x+alnx,∴x>0,,
∴当a≥0时,在x∈(0,+∞)时,f′(x)>0,
∴f(x)的单调增区间是(0,+∞),没的减区间;
当a<0时,函数f(x)与f′(x)在定义域上的情况如下:
函数的增区间是(-a,+∞),减区间是(0,a).
(II)由(I)可知
当a>0时,(0,+∞)是函数f(x)的单调增区间,且有f(e)=
-1<1-1=0,f(1)=1>0,
所以,此时函数有零点,不符合题意;
当a=0时,函数f(x)在定义域(0,+∞)上没零点;
当a<0时,f(-a)是函数f(x)的极小值,也是函数f(x)的最小值,
所以,当f(-a)=a[ln(-a)-1]>0,即a>-e时,函数f(x)没有零点,
综上所述,当-e<a≤0时,f(x)没有零点.
已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c在x=-与x=1时都取得极值.
(1)求a、b的值与函数f(x)的单调区间;
(2)若对x∈[-1,2],不等式f(x)<c2恒成立,求c的取值范围.
正确答案
解;(1)f(x)=x3+ax2+bx+c,f‘(x)=3x2+2ax+b
由解得,
f'(x)=3x2-x-2=(3x+2)(x-1),函数f(x)的单调区间如下表:
所以函数f(x)的递增区间是(-∞,-)和(1,+∞),递减区间是(-,1).
(2),
当x=-时,f(x)=+c为极大值,而f(2)=2+c,所以f(2)=2+c为最大值.
要使f(x)<c2对x∈[-1,2]恒成立,须且只需c2>f(2)=2+c.
解得c<-1或c>2.
解析
解;(1)f(x)=x3+ax2+bx+c,f‘(x)=3x2+2ax+b
由解得,
f'(x)=3x2-x-2=(3x+2)(x-1),函数f(x)的单调区间如下表:
所以函数f(x)的递增区间是(-∞,-)和(1,+∞),递减区间是(-,1).
(2),
当x=-时,f(x)=+c为极大值,而f(2)=2+c,所以f(2)=2+c为最大值.
要使f(x)<c2对x∈[-1,2]恒成立,须且只需c2>f(2)=2+c.
解得c<-1或c>2.
已知函数
(1)求函数f(x)的极值;
(2)若函数y=f(x)的图象与直线y=0恰有三个交点,求实数a的取值范围;
(3)已知不等式f‘(x)<x2-x+1对任意a∈(1,+∞)都成立,求实数x的取值范围.
正确答案
解:(1)∵f′(x)=x2-ax-2a2,令f′(x)=x2-ax-2a2=0,则 x=-a或x=2a
f′(x)=x2-ax-2a2>0时,x<-a或x>2a
x=-a时,f(x)取得极大值f(-a)=,x=2a时,f(x)取极小值
f(2a)=
(2)要使函数y=f(x)的图象与值线y=0恰有三个交点,则函数y=f(x)的极大值大于零,极小值小于零,由(1)的极值可得解之得
(3)要使f′(x)<x2-x+1对任意a∈(1,+∞)都成立
即x2-ax-2a2<x2-x+1,
(1-a)x<2a2+1
∵a∈(1,+∞)∴1-a<0
对任意a∈(1,+∞)都成立,则x大于
的最大值
∵
由a∈(1,+∞),,
当且仅当时取等号,∴
故
解析
解:(1)∵f′(x)=x2-ax-2a2,令f′(x)=x2-ax-2a2=0,则 x=-a或x=2a
f′(x)=x2-ax-2a2>0时,x<-a或x>2a
x=-a时,f(x)取得极大值f(-a)=,x=2a时,f(x)取极小值
f(2a)=
(2)要使函数y=f(x)的图象与值线y=0恰有三个交点,则函数y=f(x)的极大值大于零,极小值小于零,由(1)的极值可得解之得
(3)要使f′(x)<x2-x+1对任意a∈(1,+∞)都成立
即x2-ax-2a2<x2-x+1,
(1-a)x<2a2+1
∵a∈(1,+∞)∴1-a<0
对任意a∈(1,+∞)都成立,则x大于
的最大值
∵
由a∈(1,+∞),,
当且仅当时取等号,∴
故
函数f(x)=lnx-的极值是______.
正确答案
-
解析
解:f′(x)=-x=
,(x>0),
令f′(x)>0,解得:0<x<1,
令f′(x)<0,解得:x>1,
∴函数f(x)在(0,1)递增,在(1,+∞)递减,
∴f(x)极大值=f(1)=,
故答案为:-.
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