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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax3-3x2+1-(a∈R且a≠0),试求函数f(x)的极大值与极小值.

正确答案

解:由题设知a≠0,f′(x)=3ax2-6x=3ax(x-),令f′(x)=0得x=0或x=

当a>0时,随x的变化,f′(x)与f(x)的变化如下表:

∴f(x)极大值=f(0)=1-

f(x)极小值=f()=--+1.

当a<0时,随x的变化,f′(x)与f(x)的变化如下表:

∴f(x)极大值=f(0)=1-

f(x)极小值=f()=--+1.

总之,当a>0时,f(x)极大值=f(0)=1-

f(x)极小值=f()=--+1;

当a<0时,f(x)极大值=f(0)=1-

f(x)极小值=f()=--+1.

解析

解:由题设知a≠0,f′(x)=3ax2-6x=3ax(x-),令f′(x)=0得x=0或x=

当a>0时,随x的变化,f′(x)与f(x)的变化如下表:

∴f(x)极大值=f(0)=1-

f(x)极小值=f()=--+1.

当a<0时,随x的变化,f′(x)与f(x)的变化如下表:

∴f(x)极大值=f(0)=1-

f(x)极小值=f()=--+1.

总之,当a>0时,f(x)极大值=f(0)=1-

f(x)极小值=f()=--+1;

当a<0时,f(x)极大值=f(0)=1-

f(x)极小值=f()=--+1.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=3x4-4(a+1)x3+6ax2-12(a>0),

(1)求函数f(x)的单调递增区间;

(2)当a=2时,求函数f(x)的极大值.

正确答案

解:(1)f‘(x)=12x(x-a)(x-1)

0<a<1时,f'(x)>0,0<x<a,或x>1,

f(x)在[0,a]和[1,+∞]上递增;

a=1时,f'(x)≥0⇔x≥0,则f(x)在[0,+∞)上递增;

a>1时f'(x)>0⇔0<x<1或x>a,f(x)在[0,1],[a,+∞]上递增.

(2)a=2时,f′(x)=0得x=0,x=1,x=2,

∴f(x)在(-∞,0)上递减,在[0,1]上递增,

在[1,2]上递减,在[2,+∞)上递增

∴a=2时,f(x)有极大值-9.

解析

解:(1)f‘(x)=12x(x-a)(x-1)

0<a<1时,f'(x)>0,0<x<a,或x>1,

f(x)在[0,a]和[1,+∞]上递增;

a=1时,f'(x)≥0⇔x≥0,则f(x)在[0,+∞)上递增;

a>1时f'(x)>0⇔0<x<1或x>a,f(x)在[0,1],[a,+∞]上递增.

(2)a=2时,f′(x)=0得x=0,x=1,x=2,

∴f(x)在(-∞,0)上递减,在[0,1]上递增,

在[1,2]上递减,在[2,+∞)上递增

∴a=2时,f(x)有极大值-9.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x+,h(x)=

(Ⅰ)设函数F(x)=18f(x)-x2[h(x)]2,求F(x)的单调区间与极值;

(Ⅱ)设a∈R,解关于x的方程lg[f(x-1)-]=2lgh(a-x)-2lgh(4-x);

(Ⅲ)设n∈Nn,证明:f(n)h(n)-[h(1)+h(2)+…+h(n)]≥

正确答案

解:(Ⅰ)F(x)=18f(x)-x2[h(x)]2=-x3+12x+9(x≥0)

所以F′(x)=-3x2+12=0,x=±2

且x∈(0,2)时,F′(x)>0,当x∈(2,+∞)时,F′(x)<0

所以F(x)在(0,2)上单调递增,在(2,+∞)上单调递减.

故x=2时,F(x)有极大值,且F(2)=-8+24+9=25.

(Ⅱ)原方程变形为lg(x-1)+2lg=2lg

①当1<a<4时,原方程有一解x=3-

②当4<a<5时,原方程有两解x=3±

③当a=5时,原方程有一解x=3,

④当a≤1或a>5时,原方程无解.

(Ⅲ)由已知得h(1)+h(2)+…+h(n)=

f(n)h(n)-=

从而a1=s1=1,

当k≥2时,an=sn-sn-1=

=

=

=>0

即对任意的k≥2,有

又因为a1=1=

所以a1+a2+…+an

则sn≥h(1)+h(2)+…+h(n),故原不等式成立.

解析

解:(Ⅰ)F(x)=18f(x)-x2[h(x)]2=-x3+12x+9(x≥0)

所以F′(x)=-3x2+12=0,x=±2

且x∈(0,2)时,F′(x)>0,当x∈(2,+∞)时,F′(x)<0

所以F(x)在(0,2)上单调递增,在(2,+∞)上单调递减.

故x=2时,F(x)有极大值,且F(2)=-8+24+9=25.

(Ⅱ)原方程变形为lg(x-1)+2lg=2lg

①当1<a<4时,原方程有一解x=3-

②当4<a<5时,原方程有两解x=3±

③当a=5时,原方程有一解x=3,

④当a≤1或a>5时,原方程无解.

(Ⅲ)由已知得h(1)+h(2)+…+h(n)=

f(n)h(n)-=

从而a1=s1=1,

当k≥2时,an=sn-sn-1=

=

=

=>0

即对任意的k≥2,有

又因为a1=1=

所以a1+a2+…+an

则sn≥h(1)+h(2)+…+h(n),故原不等式成立.

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=x3-ax2-4x(a是实数)

(1)若在x=-1时取得极值,求a

(2)是否存在实数a使函数f(x)在[-2,2]上单调递减,若存在,求a的取值范围;若不存在,请说明理由.

正确答案

解:(1)函数f(x)=x3-ax2-4x的导数为f′(x)=3x2-2ax-4,

在x=-1时取得极值,可得f′(-1)=0,

即有3+2a-4=0,解得a=

(2)假设存在实数a,使函数f(x)在[-2,2]上单调递减.

即有f′(x)=3x2-2ax-4≤0在[-2,2]上恒成立,

令g(x)=3x2-2ax-4,即有g(-2)≤0,且g(2)≤0,

即有8+4a≤0且8-4a≤0,解得-2≤a≤2.

故存在,a的取值范围为[-2,2].

解析

解:(1)函数f(x)=x3-ax2-4x的导数为f′(x)=3x2-2ax-4,

在x=-1时取得极值,可得f′(-1)=0,

即有3+2a-4=0,解得a=

(2)假设存在实数a,使函数f(x)在[-2,2]上单调递减.

即有f′(x)=3x2-2ax-4≤0在[-2,2]上恒成立,

令g(x)=3x2-2ax-4,即有g(-2)≤0,且g(2)≤0,

即有8+4a≤0且8-4a≤0,解得-2≤a≤2.

故存在,a的取值范围为[-2,2].

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题型: 单选题
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单选题

已知函数f(x)=x3+ax2-x+c(x∈R),则下列结论错误的是(  )

A函数f(x)一定存在极大值和极小值

B若f(x)在(-∞,x1)、(x2,+∞)上是增函数,则x2-x1

C函数f(x)在点(x0,f(x0))处的切线与f(x)的图象必有两个不同公共点

D函数f(x)的图象是中心对称图形

正确答案

C

解析

解:∵f′(x)=3x2+2ax-1.

∴△=4a2+12>0,

∴f′(x)=0有两解,不妨设为x1<x2,列表如下

由表格可知:

①x=x1时,函数f(x)取到极大值,x=x2时,函数f(x)取到极小值,故选项A正确,

②函数f(x)在(-∞,x1),(x2,+∞)上是增函数,

x2-x1==,故选项B正确,

③∵f(-a-x)+f(x)=+,f(-)=+

∴f(--x)+f(x)=2f(-),∴(-,f(-))为对称中心,故选项D正确,

选项A,B,D都正确,利用排除法,选项C错误,

即函数f(x)在点(x0,f(x0))处的切线与f(x)的图象可以有一个不同公共点.

故选C.

下一知识点 : 函数的最值与导数的关系
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