- 函数的极值与导数的关系
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(2015秋•三明校级月考)已知函数f(x)=alnx-bx2图象上点P(1,f(1))处的切线方程为2x-y-3=0.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数f(x)的单调区间;
(3)函数g(x)=f(x)+m-ln4,若方程g(x)=0在上恰有两解,求实数m的取值范围.
正确答案
解:(1)∵f(x)=alnx-bx2,(x>0),∴,
∵函数f(x)=alnx-bx2图象上点P(1,f(1))处的切线方程为2x-y-3=0,
∴即
,
∴,
∴a=4,b=1,
∴函数f(x)的解析式为f(x)=4lnx-x2
(2)∵函数f(x)的定义域为(0,+∞),
∴由(1)有,
令,解得:
令,解得:
…(7分)
∴函数f(x)的单调增区间是;单调减区间是
.
(3)由(1)可知:g(x)=f(x)+m-ln4=4lnx-x2+m-ln4(x>4),
∴=-
,
令g′(x)=0,解得x=.
∴当x变化时,如下表:
可得函数的大致图象:
由图象可知:要使方程g(x)=0在上恰有两解,则
,
即,解得2<m≤4-2ln2,
∴实数m的取值范围是(2,4-2ln2].
解析
解:(1)∵f(x)=alnx-bx2,(x>0),∴,
∵函数f(x)=alnx-bx2图象上点P(1,f(1))处的切线方程为2x-y-3=0,
∴即
,
∴,
∴a=4,b=1,
∴函数f(x)的解析式为f(x)=4lnx-x2
(2)∵函数f(x)的定义域为(0,+∞),
∴由(1)有,
令,解得:
令,解得:
…(7分)
∴函数f(x)的单调增区间是;单调减区间是
.
(3)由(1)可知:g(x)=f(x)+m-ln4=4lnx-x2+m-ln4(x>4),
∴=-
,
令g′(x)=0,解得x=.
∴当x变化时,如下表:
可得函数的大致图象:
由图象可知:要使方程g(x)=0在上恰有两解,则
,
即,解得2<m≤4-2ln2,
∴实数m的取值范围是(2,4-2ln2].
函数f(x)=x3+ax2+bx的两个极值点分别为-1,3.
(Ⅰ)求a、b的值;
(Ⅱ)求f(x)的单调区间与极值.
正确答案
解:(Ⅰ)函数f(x)=x3+ax2+bx,f′(x)=3x2+2ax+b,
∵函数f(x)=x3+ax2+bx的两个极值点分别为-1,3,
∴-1,3是方程f′(x)=0的两个根,
由根与系数的关系得,解得
;
(Ⅱ)f(x)=x3-3x2-9x,f′(x)=3x2-6x-9=3(x+1)(x-3),列表可得
f(-1)=5,f(3)=-27,
所以 f(x)=x3-3x2-9x在(-∞,-1),(3,+∞)为增函数,(-1,3)为减函数,
极大值为5,极小值为-27.
解析
解:(Ⅰ)函数f(x)=x3+ax2+bx,f′(x)=3x2+2ax+b,
∵函数f(x)=x3+ax2+bx的两个极值点分别为-1,3,
∴-1,3是方程f′(x)=0的两个根,
由根与系数的关系得,解得
;
(Ⅱ)f(x)=x3-3x2-9x,f′(x)=3x2-6x-9=3(x+1)(x-3),列表可得
f(-1)=5,f(3)=-27,
所以 f(x)=x3-3x2-9x在(-∞,-1),(3,+∞)为增函数,(-1,3)为减函数,
极大值为5,极小值为-27.
已知实数a>0,函数f(x)=ax(x-2)2(x∈R)有极大值32.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)求实数a的值.
正确答案
解:(1)f′(x)=a(x-2)2+2ax(x-2)
=a(x-2)(x-2+2x)=a(x-2)(3x-2)
∵a>0,
∴当x或x≥2时,f′(x)≥0,
则f(x)在区间(-∞,],[2,+∞)上单调递增;
当时,f′(x)≤0,
则f(x)在区间[,2]上单调递减.
即函数f(x)的单调增区间为(-∞,],[2,+∞),单调减区间为[
,2].
(2)f极大值(x)=f()=a
(
-2)2=32,
解得a=27.
解析
解:(1)f′(x)=a(x-2)2+2ax(x-2)
=a(x-2)(x-2+2x)=a(x-2)(3x-2)
∵a>0,
∴当x或x≥2时,f′(x)≥0,
则f(x)在区间(-∞,],[2,+∞)上单调递增;
当时,f′(x)≤0,
则f(x)在区间[,2]上单调递减.
即函数f(x)的单调增区间为(-∞,],[2,+∞),单调减区间为[
,2].
(2)f极大值(x)=f()=a
(
-2)2=32,
解得a=27.
函数y=f(x)的导数y=f′(x)的图象如图所示,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:由函数y=f(x)导函数的图象可知:
当x<x2及x>x3时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
当x2<x<x3时,f′(x)<0,f(x)单调递减.
所以f(x)的单调减区间为(x2,x3);单调增区间为(-∞,x2),(x3,+∞).
则f(x)在x=x3取得极小值,在x=x2处取得极大值.
故选 C.
已知函数f(x)=g(x)•e-x在x=处有极值,则函数y=g(x)的图象可能是( )
正确答案
解析
解:函数f(x)=g(x)•e-x在的导数f′(x)=g′(x)•e-x+g(x)•e-x•(-1)
=e-x•(g′(-x)-g(x)),
由于函数f(x)=g(x)•e-x在x=处有极值,
则f′()=0,即有g′(
)-g(
)=0,即g′(
)=g(
),
由导数的几何意义得在x=处的导数值即切线的斜率,等于
的函数值,
对于A.在x=处的切线的斜率为负值,函数值也为负,故A正确;
对于B.在x=处的切线的斜率为负值,函数值为正,故B错;
对于C.在x=处的切线的斜率为正值,函数值为负,故C错;
对于D.在x=处的切线的斜率为正值,函数值为0,故D错.
故选A.
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