- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知函数,其中a∈R.
(Ⅰ)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;
(Ⅱ)当a<0时,求函数f(x)的单调区间与极值.
正确答案
解:(Ⅰ)由,
当a=1时,f(x)=,f‘(x)=
.
f(2)=,则切点为(2,
).
f'(2)=-,则切线斜率为-
,
用点斜式得切线方程为:y-=-
(x-2),即6x+25y-32=0;
(Ⅱ)由,得
f'(x)==
.
当a<0时,由-2(ax+1)(x-a)>0,解得:.
由-2(ax+1)(x-a)<0,解得:x<a或x>-.
∴递减区间是(-∞,a),(-,+∞),递增区间是(a,-
).
极小值是f(a)=1,极大值是f(-)=-a2.
解析
解:(Ⅰ)由,
当a=1时,f(x)=,f‘(x)=
.
f(2)=,则切点为(2,
).
f'(2)=-,则切线斜率为-
,
用点斜式得切线方程为:y-=-
(x-2),即6x+25y-32=0;
(Ⅱ)由,得
f'(x)==
.
当a<0时,由-2(ax+1)(x-a)>0,解得:.
由-2(ax+1)(x-a)<0,解得:x<a或x>-.
∴递减区间是(-∞,a),(-,+∞),递增区间是(a,-
).
极小值是f(a)=1,极大值是f(-)=-a2.
已知函数f(x)=x3-px2-qx的图象与x轴切于(1,0)点,则f(x)的极大值、极小值分别为______.
正确答案
,0
解析
解:求导函数,可得f′(x)=3x2-2px-q
由函数f(x)=x3-px2-qx的图象与x轴切于点(1,0)得:p+q=1,3-2p-q=0,解出p=2,q=-1
则函数f(x)=x3-2x2+x,f′(x)=3x2-4x+1
令f′(x)=0得到:x=1或x=
①当x≤时,f′(x)<0,f(x)单调减,极值=f(
)=
②当x≥1时,f′(x)>0,f(x)函数单调增,极值为f(1)=0
故比较大小得:f(x)的极大值为,极小值为0.
故答案为:,0.
设f(x)=ax3+bx2+cx+d,f′(x)为其导数,如图是y=x•f′(x)图象的一部分,则f(x)的极大值与极小值分别为( )
正确答案
解析
解:∵f′(x)=3ax2+2bx+c,
∴y=g(x)=x•f′(x)=3ax3+2bx2+cx,
由图可知,,即
,
解得b=0,c=-12a.
∴g(x)=3ax3-12ax,由g′(x)=9ax2-12a>0,结合图象可知,a>0.
∴f(x)=ax3-12ax+d,
f′(x)=3ax2-12a=3a(x+2)(x-2),由f′(x)=0得x=-2或x=2;
令f′(x)>0得x>2或x<-2;
令f′(x)<0得-2<x<2;
∴当x=-2时,f(x)取到极大值,当x=2时,f(x)取到极小值.
故选D.
已知函数f(x)=x2-ax+(a-1)lnx.
(Ⅰ)函数f(x)在点(2,f(2))处的切线与x+y+3=0平行,求a的值;
(Ⅱ)讨论函数f(x)的单调性;
(Ⅲ)对于任意x1,x2∈(0,+∞),x1>x2,有f(x1)-f(x2)>x2-x1,求实数a的范围.
正确答案
解:(Ⅰ)∵f(x)=x2-ax+(a-1)lnx,
∴f′(x)=x-a+,
∵函数f(x)在点(2,f(2))处的切线与x+y+3=0平行,
∴2-a+=-1,
∴a=5;
(Ⅱ)f′(x)=,
∴x=1或a-1.
a>2时,f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,a-1)上单调递减,在(a-1,+∞)上递增;
a=2时,f(x)在(0,+∞)上单调递增;
1<a<2时,f(x)在(0,a-1)上单调递增,在(a-1,1)上单调递减,在(1,+∞)上递增;
a≤1时,f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上递增.
(Ⅲ)∵f(x1)-f(x2)>x2-x1,
∴f(x1)+x1>f(x2)+x2,
令F(x)=f(x)+x,则对于任意x1,x2∈(0,+∞),x1>x2,有f(x1)-f(x2)>x2-x1,等价于F(x)在(0,+∞)上是增函数.
∵F(x)=f(x)+x,
∴F′(x)=[x2-(a-1)x+a-1],
令g(x)=x2-(a-1)x+a-1
a-1<0时,F′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,则g(0)≥0,∴a≥1,不成立;
a-1≥0,则g()≥0,即(a-1)(a-5)≤0,∴1≤a≤5,
综上1≤a≤5.
解析
解:(Ⅰ)∵f(x)=x2-ax+(a-1)lnx,
∴f′(x)=x-a+,
∵函数f(x)在点(2,f(2))处的切线与x+y+3=0平行,
∴2-a+=-1,
∴a=5;
(Ⅱ)f′(x)=,
∴x=1或a-1.
a>2时,f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,a-1)上单调递减,在(a-1,+∞)上递增;
a=2时,f(x)在(0,+∞)上单调递增;
1<a<2时,f(x)在(0,a-1)上单调递增,在(a-1,1)上单调递减,在(1,+∞)上递增;
a≤1时,f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上递增.
(Ⅲ)∵f(x1)-f(x2)>x2-x1,
∴f(x1)+x1>f(x2)+x2,
令F(x)=f(x)+x,则对于任意x1,x2∈(0,+∞),x1>x2,有f(x1)-f(x2)>x2-x1,等价于F(x)在(0,+∞)上是增函数.
∵F(x)=f(x)+x,
∴F′(x)=[x2-(a-1)x+a-1],
令g(x)=x2-(a-1)x+a-1
a-1<0时,F′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,则g(0)≥0,∴a≥1,不成立;
a-1≥0,则g()≥0,即(a-1)(a-5)≤0,∴1≤a≤5,
综上1≤a≤5.
已知函数f(x)=asinx-x+b在处有极值(其中a,b都是正实数).
(I)求a的值;
(II)对于一切;
(III)若函数f(x)在区间上单调递增,求实数m的取值范围.
正确答案
解:(I)∵f(x)=asinx-x+b,∴f‘(x)=acosx-1.
∵函数f(x)=asinx-x+b在处有极值,∴
,解得a=2.…(3分)
(II)由题意b>x+cosx-sinx对一切恒成立.
记g(x)=x+cosx-sinx,∴.
∵,∴
,∴
.
∴g′(x)≤0,∴g(x)在[0,]上是减函数
∴g(x)max=g(0)=1,
∴b>1.…(8分)
(III)求导函数可得f′(x)=2cosx-1,
∵函数f(x)在区间上单调递增,
∴.
即,
∴m∈(0,1].…(12分)
解析
解:(I)∵f(x)=asinx-x+b,∴f‘(x)=acosx-1.
∵函数f(x)=asinx-x+b在处有极值,∴
,解得a=2.…(3分)
(II)由题意b>x+cosx-sinx对一切恒成立.
记g(x)=x+cosx-sinx,∴.
∵,∴
,∴
.
∴g′(x)≤0,∴g(x)在[0,]上是减函数
∴g(x)max=g(0)=1,
∴b>1.…(8分)
(III)求导函数可得f′(x)=2cosx-1,
∵函数f(x)在区间上单调递增,
∴.
即,
∴m∈(0,1].…(12分)
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