- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
若函数y=x3-2ax+a在(0,1)内有极小值,没有极大值,则实数a的取值范围是( )
正确答案
解析
解:对于函数y=x3-2ax+a,求导可得y′=3x2-2a,
∵函数y=x3-2ax+a在(0,1)内有极小值,
∴y′=3x2-2a=0,则其有一根在(0,1)内,a>0时,3x2-2a=0两根为±,
若有一根在(0,1)内,则0<<1,即0<a<
;
a=0时,3x2-3a=0两根相等,均为0,f(x)在(0,1)内无极小值.
a<0时,3x2-3a=0无根,f(x)在(0,1)内无极小值,
综合可得,0<a<,
故选:D.
函数y=的极大值为( )
正确答案
解析
解:=
令y′=0得x=-1或x=1
当x<-1时,y′<0;当-1<x<1时,y′>0;当x>1时,y′<0
所以当x=1时函数取极大值3
故选A
已知函数f(x)=x+
,h(x)=
.
(Ⅰ)若函数h(x)=图象上一点A(4,h(4)),则求在A点处的切线方程;
(Ⅱ)设函数F(x)=18f(x)-x2[h(x)]2,求F(x)的单调区间与极值;
(Ⅲ)设a∈R,解关于x的方程lg[f(x-1)-
]=2lgh(a-x)-2lgh(4-x).
正确答案
解:(Ⅰ)函数h(x)=的导数为h′(x)=
,
在A点处的切线斜率为k=,切点为(4,2),
即有在A点处的切线方程为y-2=(x-4),
即为x-4y+4=0;
(Ⅱ)F(x)=18f(x)-x2[h(x)]2=-x3+12x+9(x≥0),
即有F′(x)=-3x2+12,
令F′(x)=0,得x=2(x=-2舍去).
当x∈(0,2)时.F′(x)>0;当x∈(2,+∞)时,F′(x)<0,
故当x∈[0,2)时,F(x)为增函数;当x∈[2,+∞)时,F(x)为减函数.
x=2为F(x)的极大值点,且F(2)=-8+24+9=25.
(Ⅲ)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.
解析
解:(Ⅰ)函数h(x)=的导数为h′(x)=
,
在A点处的切线斜率为k=,切点为(4,2),
即有在A点处的切线方程为y-2=(x-4),
即为x-4y+4=0;
(Ⅱ)F(x)=18f(x)-x2[h(x)]2=-x3+12x+9(x≥0),
即有F′(x)=-3x2+12,
令F′(x)=0,得x=2(x=-2舍去).
当x∈(0,2)时.F′(x)>0;当x∈(2,+∞)时,F′(x)<0,
故当x∈[0,2)时,F(x)为增函数;当x∈[2,+∞)时,F(x)为减函数.
x=2为F(x)的极大值点,且F(2)=-8+24+9=25.
(Ⅲ)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.
已知a∈R,函数f(x)=ln(x+1)-x2+ax+2.
(1)若函数f(x)在[1,+∞)上为减函数,求实数a的取值范围;
(2)令a=-1,b∈R,已知函数g(x)=b+2bx-x2.若对任意x1∈(-1,+∞),总存在x2∈[-1,+∞),使得f(x1)=g(x2)成立,求实数b的取值范围.
正确答案
解:(1)函数f(x)在[1,+∞)上为减函数⇒f′(x)=-2x+a≤0
在[1,+∞)上恒成立⇒a≤2x-在[1,+∞)上恒成立,
令h(x)=2x-,由h′(x)>0(或利用增函数减减函数)⇒h(x)在[1,+∞)上为增函数⇒h(x)min=h(1)=
,
所以a≤;
(2)若对任意x1∈[-1,+∞),总存在x2∈[-1,+∞),使得f(x1)=g(x2)成立,则函数f(x)在(-1,+∞)上的值域是函数g(x)在[-1,+∞)上的值域的子集.对于函数f(x),因为
a=-1,所以f(x)=ln(x+1)-x2-x+2,定义域(-1,+∞)
f′(x)=-2x-1=
令f′(x)=0得x1=0x2=(舍去).
当x变化时,f(x)与f′(x)的变化情况如下表:
所以f(x)max=f(0)=2⇒所以f(x)的值域为(-∞,2)
对于函数g(x)=-x2+2bx+b=-(x-b)2+b+b2
①当b≤-1时,g(x)的最大值为g(-1)=-1-b⇒g(x)值域为(-∞,-1-b]
由-1-b≥2⇒b≤3;
②当b>-1时,g(x)的最大值为g(b)=b2+b⇒g(x)值域为(-∞,b2+b]
由b2+b≥2⇒b≥1或b≤-2(舍去),
综上所述,b的取值范围是(-∞,-3]∪[1.+∞).
解析
解:(1)函数f(x)在[1,+∞)上为减函数⇒f′(x)=-2x+a≤0
在[1,+∞)上恒成立⇒a≤2x-在[1,+∞)上恒成立,
令h(x)=2x-,由h′(x)>0(或利用增函数减减函数)⇒h(x)在[1,+∞)上为增函数⇒h(x)min=h(1)=
,
所以a≤;
(2)若对任意x1∈[-1,+∞),总存在x2∈[-1,+∞),使得f(x1)=g(x2)成立,则函数f(x)在(-1,+∞)上的值域是函数g(x)在[-1,+∞)上的值域的子集.对于函数f(x),因为
a=-1,所以f(x)=ln(x+1)-x2-x+2,定义域(-1,+∞)
f′(x)=-2x-1=
令f′(x)=0得x1=0x2=(舍去).
当x变化时,f(x)与f′(x)的变化情况如下表:
所以f(x)max=f(0)=2⇒所以f(x)的值域为(-∞,2)
对于函数g(x)=-x2+2bx+b=-(x-b)2+b+b2
①当b≤-1时,g(x)的最大值为g(-1)=-1-b⇒g(x)值域为(-∞,-1-b]
由-1-b≥2⇒b≤3;
②当b>-1时,g(x)的最大值为g(b)=b2+b⇒g(x)值域为(-∞,b2+b]
由b2+b≥2⇒b≥1或b≤-2(舍去),
综上所述,b的取值范围是(-∞,-3]∪[1.+∞).
已知函数f(x)=x3--2x+c
(1)求函数f(x)的极值;
(2)求函数f(x)的单调区间.
正确答案
解:函数f(x)=x3--2x+c的导数f′(x)=3x2-x-2,
由f′(x)>0,解得x>1或x<-,
由f′(x)<0,解得-<x<1.
(1)f(x)在x=1处取得极小值,且为c-,
在x=-处取得极大值,且为c+
;
(2)f(x)的单调增区间为(-∞,-),(1,+∞);
单调减区间为(-,1).
解析
解:函数f(x)=x3--2x+c的导数f′(x)=3x2-x-2,
由f′(x)>0,解得x>1或x<-,
由f′(x)<0,解得-<x<1.
(1)f(x)在x=1处取得极小值,且为c-,
在x=-处取得极大值,且为c+
;
(2)f(x)的单调增区间为(-∞,-),(1,+∞);
单调减区间为(-,1).
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