- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知m∈R,函数f(x)=(x2+mx+m)ex.
(Ⅰ)若m=-1,求函数f(x)的极值;
(Ⅱ)若函数f(x)没有零点,求实数m的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意可得f‘(x)=(x+2)(x-1)ex,
令f'(x)=0得x=-2或x=1,…(2分)x,f(x),f'(x)的关系列表如下:
由表可得,f(x)在x=-2取到极大值f(-2)=,f(x)在x=-1取到极小值f(1)=-e.…(8分)
(Ⅱ)令f(x)=0,得(x2+mx+m)•ex=0,所以x2+mx+m=0.…(9分)
因为函数f(x)没有零点,所以△=m2-4m<0,…(11分)
所以0<m<4.…(12分)
解析
解:(Ⅰ)由题意可得f‘(x)=(x+2)(x-1)ex,
令f'(x)=0得x=-2或x=1,…(2分)x,f(x),f'(x)的关系列表如下:
由表可得,f(x)在x=-2取到极大值f(-2)=,f(x)在x=-1取到极小值f(1)=-e.…(8分)
(Ⅱ)令f(x)=0,得(x2+mx+m)•ex=0,所以x2+mx+m=0.…(9分)
因为函数f(x)没有零点,所以△=m2-4m<0,…(11分)
所以0<m<4.…(12分)
已知函数f(x)=-x3+3x在点A,B处分别取得极大值和极小值.
(1)求A,B两点的坐标;
(2)过原点O的直线l若与f(x)的图象交于A,B两点,求|OA||OB|.
正确答案
解:(1)f‘(x)=(-x3+3x)'=-3x2+3=0…(1分)
可得x=-1或x=1.…(3分)
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况为
∴x=-1时,函数取得极小值-2,x=1时,函数取得极大值2,
∴A(1,2),B(-1,-2)…(7分)
(2)由(1)得A(1,2),B(-1,-2),
∴|OA|=|OB|=,
∴|OA||OB|=5.…(13分)
解析
解:(1)f‘(x)=(-x3+3x)'=-3x2+3=0…(1分)
可得x=-1或x=1.…(3分)
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况为
∴x=-1时,函数取得极小值-2,x=1时,函数取得极大值2,
∴A(1,2),B(-1,-2)…(7分)
(2)由(1)得A(1,2),B(-1,-2),
∴|OA|=|OB|=,
∴|OA||OB|=5.…(13分)
已知函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a,b,c,d∈R),且函数f(x)的图象关于原点
对称,其图象在x=3处的切线方程为8x-y-18=0
(1)求f(x)的解析式;
(2)是否存在区间[m,n],使得函数g(x)的定义域和值域均为[m,n],且其解析式为f(x)的解析式?若存在,求出这样一个区间[m,n];若不存在,则说明理由.
正确答案
解:(1)∵f(x)的图象关于原点对称,
∴f(-x)+f(x)=0恒成立,
即2bx2+2d=0,∴b=d=0
又f(x)的图象在x=3处的切线方程为8x-y-18=0,
即y-6=8(x-3),…(2分)
∴f‘(3)=8,且f(3)=6.而f(x)=ax3+cx,
∴f'(x)=3ax2+c…(3分)
∴.
故所求的解析式为.…(6分)
(2)解
又f'(x)=x2-1,由f'(x)=0得x=±1,
且当时,f'(x)>0;…(8分)
当x∈(-1,1)时f'(x)<0.
∴递增;在[-1,1]上递减…(9分)
∴上的极大值和极小值分别为
.
而.
故存在这样的区间[m,n],其中一个区间为.…(12分)
解析
解:(1)∵f(x)的图象关于原点对称,
∴f(-x)+f(x)=0恒成立,
即2bx2+2d=0,∴b=d=0
又f(x)的图象在x=3处的切线方程为8x-y-18=0,
即y-6=8(x-3),…(2分)
∴f‘(3)=8,且f(3)=6.而f(x)=ax3+cx,
∴f'(x)=3ax2+c…(3分)
∴.
故所求的解析式为.…(6分)
(2)解
又f'(x)=x2-1,由f'(x)=0得x=±1,
且当时,f'(x)>0;…(8分)
当x∈(-1,1)时f'(x)<0.
∴递增;在[-1,1]上递减…(9分)
∴上的极大值和极小值分别为
.
而.
故存在这样的区间[m,n],其中一个区间为.…(12分)
已知函数f(x)=(x2+bx+b)ex的极值点为x=-和x=1.
(1)当b=1时,求函数f(x)的增区间;
(2)当0<b≤2时,求函数f(x)在[-2b,b]上的最大值.
正确答案
解:(1)当b=1时,f(x)=(x2+x+1)ex,
∴f′(x)=(x2+3x+2)•ex,
由f′(x)>0,得x>-1或x<-2.
故函数f(x)的增区间为(-∞,-2),(-1,+∞);
(2)∵f(x)=(x2+bx+b)ex,
∴f′(x)=[x2+(2+b)x+2b]ex=(x+2)(x+b)ex.
由f′(x)=0,得x=-2或x=-b.
当-2≤-2b,即0<b≤1时,函数f(x)在(-2b,-b)上单调递减,在(-b,b)上单调递增.
∴M=max{f(-2b),f(b)},
∵f(-2b)=(2b2+b)•e-2b,
f(b)=(2b2+b)•eb.
∴M=f(b).
当-2b<-2<-b,即1<b<2时,函数f(x)在(-2b,-2)上单调递增,在(-2,-b)上单调递减,在(-b,b)上单调递增.
∴M=max{f(-2),f(b)},
∵f(-2)=(4-b)•e-2,
且(2b2+b)-(4-b)==0,
∴M=f(b).
当-2=-b,即b=2时,f′(x)≥0,函数f(x)在(-2b,b)上单调递增,
∴M=f(b).
综上所述:M=f(b)=(2b2+b)eb.
解析
解:(1)当b=1时,f(x)=(x2+x+1)ex,
∴f′(x)=(x2+3x+2)•ex,
由f′(x)>0,得x>-1或x<-2.
故函数f(x)的增区间为(-∞,-2),(-1,+∞);
(2)∵f(x)=(x2+bx+b)ex,
∴f′(x)=[x2+(2+b)x+2b]ex=(x+2)(x+b)ex.
由f′(x)=0,得x=-2或x=-b.
当-2≤-2b,即0<b≤1时,函数f(x)在(-2b,-b)上单调递减,在(-b,b)上单调递增.
∴M=max{f(-2b),f(b)},
∵f(-2b)=(2b2+b)•e-2b,
f(b)=(2b2+b)•eb.
∴M=f(b).
当-2b<-2<-b,即1<b<2时,函数f(x)在(-2b,-2)上单调递增,在(-2,-b)上单调递减,在(-b,b)上单调递增.
∴M=max{f(-2),f(b)},
∵f(-2)=(4-b)•e-2,
且(2b2+b)-(4-b)==0,
∴M=f(b).
当-2=-b,即b=2时,f′(x)≥0,函数f(x)在(-2b,b)上单调递增,
∴M=f(b).
综上所述:M=f(b)=(2b2+b)eb.
已知函数f(x)=ax3+bx2-c(其中a,b,c均为常数,x∈R).当x=1时,函数f(x)的极植为-3-c.
(1)试确定a,b的值;
(2)求f(x)的单调区间;
(3)若对于任意x>0,不等式f(x)≥-2c2恒成立,求c的取值范围.
正确答案
解:(1)由f(x)=ax3+bx2-c,得f‘(x)=3ax2+2bx,
当x=1时,f(x)的极值为-3-c,
∴,得
,∴
,
∴f(x)=6x3-9x2-c.
(2)∵f(x)=6x3-9x2-c,∴f′(x)=18x2-18x=18x(x-1),
令f′(x)=0,得x=0或x=1.
当x<0或x>1时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当0<x<1时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
∴函数f(x)的单调递增区间是(-∞,0)和(1,+∞),单调递减区间是[0,1].
(3)∵f(x)≥-2c2对任意x>0恒成立,∴-6x3-9x2-c≥-2c2对任意x>0恒成立,
∵当x=1时,f(x)min=-3-c,∴-3-c≥-2c2,得2c2-c-3≥0,
∴c≤-1或.
∴c的取值范围是.
解析
解:(1)由f(x)=ax3+bx2-c,得f‘(x)=3ax2+2bx,
当x=1时,f(x)的极值为-3-c,
∴,得
,∴
,
∴f(x)=6x3-9x2-c.
(2)∵f(x)=6x3-9x2-c,∴f′(x)=18x2-18x=18x(x-1),
令f′(x)=0,得x=0或x=1.
当x<0或x>1时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当0<x<1时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
∴函数f(x)的单调递增区间是(-∞,0)和(1,+∞),单调递减区间是[0,1].
(3)∵f(x)≥-2c2对任意x>0恒成立,∴-6x3-9x2-c≥-2c2对任意x>0恒成立,
∵当x=1时,f(x)min=-3-c,∴-3-c≥-2c2,得2c2-c-3≥0,
∴c≤-1或.
∴c的取值范围是.
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