- 函数的极值与导数的关系
- 共7619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
当>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;
当<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≥
,
故≤b≤1,
综上,b≥,即bmin=
.
解析
解:(1)f′(x)=a-+
=
=
,x>0-------(2分)
①若a>0,则
当>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;
当<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≥
,
故≤b≤1,
综上,b≥,即bmin=
.
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<.
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.
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.
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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