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题型:简答题
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简答题

已知函数

(1)讨论函数f(x)的极值情况;

(2)设g(x)=ln(x+1),当x1>x2>0时,试比较f(x1-x2)与g(x1-x2)及g(x1)-g(x2)三者的大小;并说明理由.

正确答案

解:(1)解:当x>0时,f(x)=ex-1在(0,+∞)单调递增,且f(x)>0;

当x≤0时,f‘(x)=x2+2mx.

①若m=0,f′(x)=x2≥0,f(x)=在(-∞,0)上单调递增,且

又f(0)=0,∴f(x)在R上是增函数,无极植;

②若m<0,f′(x)=x(x+2m)>0,则f(x)=在(-∞,0)单调递增,同①可知f(x)在R上也是增函数,无极值;(4分)

③若m>0,f(x)在(-∞,-2m)上单调递增,在(-2m,0)单调递减,

又f(x)在(0,+∞)上递增,故f(x)有极小值f(0)=0,(6分)

(2)解:当x>0时,先比较ex-1与ln(x+1)的大小,

设h(x)=ex-1-ln(x+1)(x>0)

h′(x)=恒成立

∴h(x)在(0,+∞)是增函数,h(x)>h(0)=0

∴ex-1-ln(x+1)>0即ex-1>ln(x+1)

也就是f(x)>g(x),对任意x>0成立.

故当x1-x2>0时,f(x1-x2)>g(x1-x2)(10分)

再比较g(x1-x2)=ln(x1-x2+1)与g(x1)-g(x2)=ln(x1+1)-ln(x2+1)的大小.

g(x1-x2)-[g(x1)-g(x2)]

=ln(x1-x2+1)-ln(x1+1)+ln(x2+1)

=

∴g(x1-x2)>g(x1)-g(x2

∴f(x1-x2)>g(x1-x2)>g(x1)-g(x2).(13分)

解析

解:(1)解:当x>0时,f(x)=ex-1在(0,+∞)单调递增,且f(x)>0;

当x≤0时,f‘(x)=x2+2mx.

①若m=0,f′(x)=x2≥0,f(x)=在(-∞,0)上单调递增,且

又f(0)=0,∴f(x)在R上是增函数,无极植;

②若m<0,f′(x)=x(x+2m)>0,则f(x)=在(-∞,0)单调递增,同①可知f(x)在R上也是增函数,无极值;(4分)

③若m>0,f(x)在(-∞,-2m)上单调递增,在(-2m,0)单调递减,

又f(x)在(0,+∞)上递增,故f(x)有极小值f(0)=0,(6分)

(2)解:当x>0时,先比较ex-1与ln(x+1)的大小,

设h(x)=ex-1-ln(x+1)(x>0)

h′(x)=恒成立

∴h(x)在(0,+∞)是增函数,h(x)>h(0)=0

∴ex-1-ln(x+1)>0即ex-1>ln(x+1)

也就是f(x)>g(x),对任意x>0成立.

故当x1-x2>0时,f(x1-x2)>g(x1-x2)(10分)

再比较g(x1-x2)=ln(x1-x2+1)与g(x1)-g(x2)=ln(x1+1)-ln(x2+1)的大小.

g(x1-x2)-[g(x1)-g(x2)]

=ln(x1-x2+1)-ln(x1+1)+ln(x2+1)

=

∴g(x1-x2)>g(x1)-g(x2

∴f(x1-x2)>g(x1-x2)>g(x1)-g(x2).(13分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3+x2+ax+1在(-1,0)上有两个极值点x1,x2,且x1<x2

(1)求实数a的取值范围;

(2)证明:当-<x<0 时,f(x)>

正确答案

(1)解:∵f(x)=x3+x2+ax+1,

∴f′(x)=2x2+2x+a,由题意知方程2x2+2x+a=0在(-1,0)上有两不等实根,

设g(x)=2x2+2x+a,其图象的对称轴为直线x=-

故有,解得0<a<

(2)证明:由题意知x2是方程2x2+2x+a=0的大根,从而x2∈(-,0),

由于0<a<,∴ax2x2

∴f(x2)=x23+x22+ax2+1>x23+x22+x2+1.

设h(x)=x3+x2+x+1,x∈(-,0),

h′(x)=2(x+2+>0,

∴h(x)在(-,0)递增,

∴h(x)>h(-)=,即f(x2)>成立.

解析

(1)解:∵f(x)=x3+x2+ax+1,

∴f′(x)=2x2+2x+a,由题意知方程2x2+2x+a=0在(-1,0)上有两不等实根,

设g(x)=2x2+2x+a,其图象的对称轴为直线x=-

故有,解得0<a<

(2)证明:由题意知x2是方程2x2+2x+a=0的大根,从而x2∈(-,0),

由于0<a<,∴ax2x2

∴f(x2)=x23+x22+ax2+1>x23+x22+x2+1.

设h(x)=x3+x2+x+1,x∈(-,0),

h′(x)=2(x+2+>0,

∴h(x)在(-,0)递增,

∴h(x)>h(-)=,即f(x2)>成立.

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题型: 单选题
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单选题

设函数f(x)=ex(sinx-cosx)(0≤x≤2011π),则函数f(x)的各极大值之和为(  )

A

B

C

D

正确答案

D

解析

解:∵f(x)=ex(sinx-cosx),

∴令f′(x)=ex(sinx-cosx)+ex(cosx+sinx)

=2exsinx=0;

则x=kπ,

故函数f(x)的极大值点为π+2kπ,

故函数f(x)的各极大值为eπ(sinπ-cosπ),e(sin3π-cos3π),e(sin5π-cos5π),…,e2009π(sin2009π-cos2009π);

即eπ,e,e,…,e2009π

故其和为eπ+e+e+…+e2009π

==

故选D.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=+在x=1处取到极值.

(1)求a的值,并求出f(x)的极值;

(2)若x≥1时,不等式(x+1)f(x)≥5x+k+5恒成立,求实数k的取值范围.

正确答案

解:(1)函数f(x)=+的导数f′(x)=-

由f(x)在x=1处取极值,则f′(1)=0,

即1-=0,lna=36,a=e36

且f(1)=0+=6.

又令f′(x)=0,则由于x>0,则-=0,

令h(x)=-,则h(x)在(0,e)上单调递减,且h(1)=0,

故只有一个极值,f′(x)在(0,1)上递增,(1,e)上递减,

故为极大值6.

(2)若x≥1时,不等式(x+1)f(x)≤5x+k+5恒成立,

等价为若x≥1时,不等式f(x)≤+5恒成立,

由(1)得,f(x)在x=1处取得极大值,也为最大值6.

则只需在x=1处f(x)的最大值不大于+5在x=1处的最小值即可(k>0)..

故6≤5+,即k≥2.

故实数k的取值范围是[2,+∞).

解析

解:(1)函数f(x)=+的导数f′(x)=-

由f(x)在x=1处取极值,则f′(1)=0,

即1-=0,lna=36,a=e36

且f(1)=0+=6.

又令f′(x)=0,则由于x>0,则-=0,

令h(x)=-,则h(x)在(0,e)上单调递减,且h(1)=0,

故只有一个极值,f′(x)在(0,1)上递增,(1,e)上递减,

故为极大值6.

(2)若x≥1时,不等式(x+1)f(x)≤5x+k+5恒成立,

等价为若x≥1时,不等式f(x)≤+5恒成立,

由(1)得,f(x)在x=1处取得极大值,也为最大值6.

则只需在x=1处f(x)的最大值不大于+5在x=1处的最小值即可(k>0)..

故6≤5+,即k≥2.

故实数k的取值范围是[2,+∞).

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=ax-1-lnx(a∈R).

(Ⅰ)讨论函数f(x)在定义域内的极值点的个数;

(Ⅱ)已知函数f(x)在x=1处取得极值,且对∀x∈(0,+∞),f(x)≥bx-2恒成立,求实数b的取值范围.

正确答案

解:(Ⅰ)∵f(x)=ax-1-lnx,

∴f′(x)=a-=,(1分)

当a≤0时,f‘(x)≤0在(0,+∞)上恒成立,函数f(x)在(0,+∞)单调递减,

∴f(x)在(0,+∞)上没有极值点;(3分)

当a>0时,f'(x)≤0得 0<x≤,f'(x)≥0得

∴f(x)在(0,]上递减,在[,+∞)上递增,即f(x)在处有极小值.(5分)

∴当a≤0时f(x)在(0,+∞)上没有极值点,当a>0时,f(x)在(0,+∞)上有一个极值点.

(Ⅱ)∵函数f(x)在x=1处取得极值,

∴a=1,

∴f(x)≥bx-2⇔1+-≥b,(8分)

令g(x)=1+-,则g′(x)=--=-(2-lnx),

由g′(x)≥0得,x≥e2,由g′(x)≤0得,0<x≤e2

∴g(x)在(0,e2]上递减,在[e2,+∞)上递增,(10分)

,即b≤1-.(12分)

解析

解:(Ⅰ)∵f(x)=ax-1-lnx,

∴f′(x)=a-=,(1分)

当a≤0时,f‘(x)≤0在(0,+∞)上恒成立,函数f(x)在(0,+∞)单调递减,

∴f(x)在(0,+∞)上没有极值点;(3分)

当a>0时,f'(x)≤0得 0<x≤,f'(x)≥0得

∴f(x)在(0,]上递减,在[,+∞)上递增,即f(x)在处有极小值.(5分)

∴当a≤0时f(x)在(0,+∞)上没有极值点,当a>0时,f(x)在(0,+∞)上有一个极值点.

(Ⅱ)∵函数f(x)在x=1处取得极值,

∴a=1,

∴f(x)≥bx-2⇔1+-≥b,(8分)

令g(x)=1+-,则g′(x)=--=-(2-lnx),

由g′(x)≥0得,x≥e2,由g′(x)≤0得,0<x≤e2

∴g(x)在(0,e2]上递减,在[e2,+∞)上递增,(10分)

,即b≤1-.(12分)

下一知识点 : 函数的最值与导数的关系
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