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题型:简答题
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简答题

(2015春•武陵区校级月考)已知函数f(x)=ax-(1+a)lnx-,其中a为实数.

(1)求函数f(x)的极大值点和极小值点;

(2)已知函数f(x)的图象在x=2处的切线与x轴平行,g(x)=.且对任意x1∈(0,e],存在x2∈[1,3],使得f(x1)+g(x2)≤0,求实数b的最小值(其中e为自然对数的底数).

正确答案

解:(1)f′(x)=a-+==,x>0-------(2分)

①若a>0,则

>1,即0<a<1时,f′(x)>0⇒0<x<1或x>;f′(x)<0⇒1<x<

f(x)的单调增区间为(0,1)和(,+∞),减区间为(1,

此时f(x)的极大值点为1,极小值点为

<1,即a>1时,同理,此时f(x)的极大值点为,极小值点为1;

当a=1时,没有极值点;

②若a<0,则f′(x)>0⇒0<x<1;f′(x)<0⇒x>1

此时f(x)的极大值点为1,没有极小值点.

综上,若a<0,则f(x)的极大值点为1,没有极小值点;

若0<a<1,则f(x)的极大值点为1,极小值点为

若a=1,则没有极值点;

若a>1时,则f(x)的极大值点为,极小值点为1.-------(6分)

(2)易知,f′(2)=0⇒a=,由(1)可知函数f(x)的单调增区间为(0,1)和(2,+∞),减区间为(1,2),

又f(1)=-,f(e)=--<-,可知当x∈(0,e]时,≤-

而f(x1)+g(x2)≤0⇔g(x2)≤-f(x1),又x1∈(0,e]时,

-f(x1)≥由已知,应存在x∈[1,3],使得g(x)min,-------(8分)

当b<0时,g(x)在[1,3]上递增,g(x)min=g(1)=1-b≤⇒b≥,不合题意;

当b>1时,g(x)在[1,3]上递减,g(x)min=g(3)=2-3b≤⇒b≥,故b>1,

当0≤b≤1时,若x∈[1,2],g(x)=1-bx,g(2)≤g(x)≤g(3),

若x∈[2,3],g(x)=(1-b)x-1,g(2)≤g(x)≤g(3),

故g(x)min=g(2)=1-2b≤⇒b≥

≤b≤1,

综上,b≥,即bmin=

解析

解:(1)f′(x)=a-+==,x>0-------(2分)

①若a>0,则

>1,即0<a<1时,f′(x)>0⇒0<x<1或x>;f′(x)<0⇒1<x<

f(x)的单调增区间为(0,1)和(,+∞),减区间为(1,

此时f(x)的极大值点为1,极小值点为

<1,即a>1时,同理,此时f(x)的极大值点为,极小值点为1;

当a=1时,没有极值点;

②若a<0,则f′(x)>0⇒0<x<1;f′(x)<0⇒x>1

此时f(x)的极大值点为1,没有极小值点.

综上,若a<0,则f(x)的极大值点为1,没有极小值点;

若0<a<1,则f(x)的极大值点为1,极小值点为

若a=1,则没有极值点;

若a>1时,则f(x)的极大值点为,极小值点为1.-------(6分)

(2)易知,f′(2)=0⇒a=,由(1)可知函数f(x)的单调增区间为(0,1)和(2,+∞),减区间为(1,2),

又f(1)=-,f(e)=--<-,可知当x∈(0,e]时,≤-

而f(x1)+g(x2)≤0⇔g(x2)≤-f(x1),又x1∈(0,e]时,

-f(x1)≥由已知,应存在x∈[1,3],使得g(x)min,-------(8分)

当b<0时,g(x)在[1,3]上递增,g(x)min=g(1)=1-b≤⇒b≥,不合题意;

当b>1时,g(x)在[1,3]上递减,g(x)min=g(3)=2-3b≤⇒b≥,故b>1,

当0≤b≤1时,若x∈[1,2],g(x)=1-bx,g(2)≤g(x)≤g(3),

若x∈[2,3],g(x)=(1-b)x-1,g(2)≤g(x)≤g(3),

故g(x)min=g(2)=1-2b≤⇒b≥

≤b≤1,

综上,b≥,即bmin=

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题型:填空题
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填空题

函数f(x)=ax3+x2+x有极值的充要条件是______

正确答案

a<

解析

解:求得导函数f′(x)=3ax2+2x+1,

若a≠0,三次函数f(x)有极值,则f′(x)=0有不相等的两个解,

∴△=4-12a>0,∴a<

若a=0,导函数f′(x)=3ax2+2x+1=2x+1

令f′(x)>0,则x>-;令f′(x)<0,则x<-

∴函数在x=-处取得极小值.

综上得,a<

故答案为:a<

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题型:简答题
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简答题

设函数f(x)=(2x+1)ln(2x+1).

(1)求f(x)的极小值;

(2)若x≥0时,都有f(x)≥2ax成立,求实数a的取值范围.

正确答案

解:(1)∵f(x)=2ln(2x+1)+2,

f(x)=0,

∴x=

当x,f(x)>0

当x,f(x)<0

∴函数的极小值是f(+=-

(2)x≥0时,都有f(x)≥2ax成立,

令g(x)=(2x+1)ln(2x+1)-2ax

g(x)=2[ln(2x+1)+1-a]=0,x=

当a≤1,a-1≤0,

g(x)≥0恒成立,

∴g(x)在[0,+∞)上单增,

∴g(x)≥g(0)=0成立,对于x≥0时,都有f(x)≥2ax成立,

当a>1时,a-1>0,

当x,g(x)<0恒成立,

又g(0)=0,∴当x时,g(x)≤g(0)=0成立,

即当a>1时,不是所有的x≥0都有f(x)≥2ax,

综上可知a≤1.

解析

解:(1)∵f(x)=2ln(2x+1)+2,

f(x)=0,

∴x=

当x,f(x)>0

当x,f(x)<0

∴函数的极小值是f(+=-

(2)x≥0时,都有f(x)≥2ax成立,

令g(x)=(2x+1)ln(2x+1)-2ax

g(x)=2[ln(2x+1)+1-a]=0,x=

当a≤1,a-1≤0,

g(x)≥0恒成立,

∴g(x)在[0,+∞)上单增,

∴g(x)≥g(0)=0成立,对于x≥0时,都有f(x)≥2ax成立,

当a>1时,a-1>0,

当x,g(x)<0恒成立,

又g(0)=0,∴当x时,g(x)≤g(0)=0成立,

即当a>1时,不是所有的x≥0都有f(x)≥2ax,

综上可知a≤1.

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题型:填空题
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填空题

已知函数f(x)=1--ln(x+1)(a为实常数),若函数f(x)的区间(-1,1)内无极值.则实数a的取值范围为______

正确答案

a≤0或a≥2

解析

解:∵f(x)=1--ln(x+1),

∴f′(x)=-=

又∵函数f(x)的区间(-1,1)内无极值,

∴a-(x+1)=0在(-1,1)上没有根,

x=a-1在(-1,1)上没有根,

故a-1≤-1或a-1≥1;

故a≤0或a≥2;

故实数a的取值范围为a≤0或a≥2;

故答案为:a≤0或a≥2.

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3+mx2+nx+2;

(1)如果函数f(x)有两个极值点-1和2,求实数m、n的值;

(2)若函数f(x)有两个极值点x1和x2,且x1∈[-1,1],x2∈[1,+∞],求(m-2)2+(n-1)2的最小值.

正确答案

解:(1)由f(x)=x3+mx2+nx+2,

故f′x)=x2+mx+n,

函数f(x)有两个极值点-1和2,

故f′(x)=(x+1)(x-2),

∴m=-1,n=-2.

经检验,m=-1,n=-2满足题意.

(2)由函数f(x)有两个极值点x1和x2,且x1∈[-1,1],x2∈[1,+∞),

故有,即

画出上述不等式组的可行域Ω如右图:

又(m-2)2+(n-1)2表示点(m,n)到点A(2,1)距离的平方.

而点A(2,1)到可行域Ω的点的最小距离是点A到点B(0,-1)的距离.

|AB|==2

∴(m-2)2+(n-1)2的最小值是|AB|2==8,

此时,m=0,n=-1;

经检验,m=0,n=-1满足题意.

解析

解:(1)由f(x)=x3+mx2+nx+2,

故f′x)=x2+mx+n,

函数f(x)有两个极值点-1和2,

故f′(x)=(x+1)(x-2),

∴m=-1,n=-2.

经检验,m=-1,n=-2满足题意.

(2)由函数f(x)有两个极值点x1和x2,且x1∈[-1,1],x2∈[1,+∞),

故有,即

画出上述不等式组的可行域Ω如右图:

又(m-2)2+(n-1)2表示点(m,n)到点A(2,1)距离的平方.

而点A(2,1)到可行域Ω的点的最小距离是点A到点B(0,-1)的距离.

|AB|==2

∴(m-2)2+(n-1)2的最小值是|AB|2==8,

此时,m=0,n=-1;

经检验,m=0,n=-1满足题意.

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