- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知函数,当x=1时,函数y=f(x)取得极小值.
(1)求a的值;
(2)证明:若,则
.
正确答案
解:(1)函数的定义域为(0,+∞).
.
∵x=1时函数y=f(x)取得极小值,
∴f′(1)=0,得a=1.
当a=1时,在(0,1)内f′(x)<0,在(1,+∞)内f′(x)>0,
∴x=1是函数y=f(x)的极小值点.
故a=1.
(2)证明:f(x)-x等价于:f(x)+x
.
令g(x)=f(x)+x,则,
令h(x)=x2+x-1,
∵h(0)=-1<0,h()=
<0,
∴时,h(x)<0,
∴g′(x)<0,
∴g(x)在(0,)上单调递减.
∴g(x),即g(x)>2-ln2+
=
,
∴f(x)+x,
故f(x).
解析
解:(1)函数的定义域为(0,+∞).
.
∵x=1时函数y=f(x)取得极小值,
∴f′(1)=0,得a=1.
当a=1时,在(0,1)内f′(x)<0,在(1,+∞)内f′(x)>0,
∴x=1是函数y=f(x)的极小值点.
故a=1.
(2)证明:f(x)-x等价于:f(x)+x
.
令g(x)=f(x)+x,则,
令h(x)=x2+x-1,
∵h(0)=-1<0,h()=
<0,
∴时,h(x)<0,
∴g′(x)<0,
∴g(x)在(0,)上单调递减.
∴g(x),即g(x)>2-ln2+
=
,
∴f(x)+x,
故f(x).
已知函数.
(Ⅰ)若a=4,求曲线f(x)在点(e,f(e))处的切线方程;
(Ⅱ)求f(x)的极值;
(Ⅲ)若函数f(x)的图象与函数g(x)=1的图象在区间(0,e2]上有公共点,求实数a的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)∵a=4,
∴且
.(1分)
又∵,
∴.(3分)
∴f(x)在点(e,f(e))处的切线方程为:,
即4x+e2y-9e=0.(4分)
(Ⅱ)f(x)的定义域为(0,+∞),,(5分)
令f‘(x)=0得x=e1-a.
当x∈(0,e1-a)时,f'(x)>0,f(x)是增函数;
当x∈(e1-a,+∞)时,f'(x)<0,f(x)是减函数;(7分)
∴f(x)在x=e1-a处取得极大值,即f(x)极大值=f(e1-a)=ea-1.(8分)
(Ⅲ)(i)当e1-a<e2,即a>-1时,
由(Ⅱ)知f(x)在(0,e1-a)上是增函数,在(e1-a,e2]上是减函数,
∴当x=e1-a时,f(x)取得最大值,即f(x)max=ea-1.
又当x=e-a时,f(x)=0,当x∈(0,e-a]时,f(x)<0,
当x∈(e-a,e2]时,f(x)∈(0,ea-1],
所以,f(x)的图象与g(x)=1的图象在(0,e2]上有公共点,
等价于ea-1≥1,解得a≥1,
又因为a>-1,所以a≥1.(11分)
(ii)当e1-a≥e2,即a≤-1时,f(x)在(0,e2]上是增函数,
∴f(x)在(0,e2]上的最大值为,
∴原问题等价于,解得a≥e2-2,
又∵a≤-1∴无解
综上,a的取值范围是a≥1.(14分)
解析
解:(Ⅰ)∵a=4,
∴且
.(1分)
又∵,
∴.(3分)
∴f(x)在点(e,f(e))处的切线方程为:,
即4x+e2y-9e=0.(4分)
(Ⅱ)f(x)的定义域为(0,+∞),,(5分)
令f‘(x)=0得x=e1-a.
当x∈(0,e1-a)时,f'(x)>0,f(x)是增函数;
当x∈(e1-a,+∞)时,f'(x)<0,f(x)是减函数;(7分)
∴f(x)在x=e1-a处取得极大值,即f(x)极大值=f(e1-a)=ea-1.(8分)
(Ⅲ)(i)当e1-a<e2,即a>-1时,
由(Ⅱ)知f(x)在(0,e1-a)上是增函数,在(e1-a,e2]上是减函数,
∴当x=e1-a时,f(x)取得最大值,即f(x)max=ea-1.
又当x=e-a时,f(x)=0,当x∈(0,e-a]时,f(x)<0,
当x∈(e-a,e2]时,f(x)∈(0,ea-1],
所以,f(x)的图象与g(x)=1的图象在(0,e2]上有公共点,
等价于ea-1≥1,解得a≥1,
又因为a>-1,所以a≥1.(11分)
(ii)当e1-a≥e2,即a≤-1时,f(x)在(0,e2]上是增函数,
∴f(x)在(0,e2]上的最大值为,
∴原问题等价于,解得a≥e2-2,
又∵a≤-1∴无解
综上,a的取值范围是a≥1.(14分)
已知函数f(x)=,g(x)=clnx+b,且x=
是函数y=f(x)的极值点.
(1)当x>0时,求函数f(x)的单调区间;
(2)若函数y=f(x)-m有两个零点,求实数b,m满足的条件;
(3)直线l是函数y=f(x)与函数y=g(x)的图象在x0处的公切线,若x0∈[2,4],求的取值范围.
正确答案
解:(1)当x>0时,f(x)=(x2-2ax)ex,
∴f‘(x)=(2x-2a)ex+(x2-2ax)ex=[x2+2(1-a)x-2a]ex
由已知得,,∴
,解得a=1.
∴f(x)=(x2-2x)ex,∴f'(x)=(x2-2)ex.
当时,f'(x)<0,当
时,f'(x)>0.
当x>0时,f(x)的递增区间为,递减区间为
.
(2)由(1)知,当时,f(x)单调递减,
当,f(x)单调递增,
.
要使函数y=f(x)-m有两个零点,则函数y=f(x)的图象与直线y=m有两个不同的交点.
①当b>0时,m=0或;
②当b=0时,;
③当.
(3)x>0时,f(x)=(x2-2x)ex,∴f'(x)=(x2-2)ex.
∴,
∴
∵g(x)=clnx+b,∴,∴g(x0)=clnx0+b,
∴,∴
,
∴
两式相除得,整理得
,
,
令
则=
∵x0∈[2,4],∴h′(x0)<0,∴h(x0)在[2,4]递减,h(x)≤h(2)=0,
∴仅在x0=2取等号,∴
在[2,4]递减,
∴
解析
解:(1)当x>0时,f(x)=(x2-2ax)ex,
∴f‘(x)=(2x-2a)ex+(x2-2ax)ex=[x2+2(1-a)x-2a]ex
由已知得,,∴
,解得a=1.
∴f(x)=(x2-2x)ex,∴f'(x)=(x2-2)ex.
当时,f'(x)<0,当
时,f'(x)>0.
当x>0时,f(x)的递增区间为,递减区间为
.
(2)由(1)知,当时,f(x)单调递减,
当,f(x)单调递增,
.
要使函数y=f(x)-m有两个零点,则函数y=f(x)的图象与直线y=m有两个不同的交点.
①当b>0时,m=0或;
②当b=0时,;
③当.
(3)x>0时,f(x)=(x2-2x)ex,∴f'(x)=(x2-2)ex.
∴,
∴
∵g(x)=clnx+b,∴,∴g(x0)=clnx0+b,
∴,∴
,
∴
两式相除得,整理得
,
,
令
则=
∵x0∈[2,4],∴h′(x0)<0,∴h(x0)在[2,4]递减,h(x)≤h(2)=0,
∴仅在x0=2取等号,∴
在[2,4]递减,
∴
已知=(cos x,sin x),
=(1,x),函数f(x)=
,其中x>0.
(Ⅰ)求f(x)的单调递增区间;
(Ⅱ)当x∈(0,11π]时,求f(x)所有极值的和.
正确答案
解:(Ⅰ)f(x)==cosx+xsinx,
∴f′(x)=xcosx,
由x>0,f′(x)>0,可得x∈(0,)∪(
+2kπ,
π+2kπ)(k∈Z),
∴f(x)的单调递增区间为(0,),(
+2kπ,
π+2kπ)(k∈Z);
(Ⅱ)x>0,由f′(x)=0,得cosx=0,即x=+kπ(k∈N),
∵f′(x)在x=+kπ(k∈N)两侧异号,
∴x=+kπ(k∈N)是函数的极值点,
∴x∈(0,11π]时,f(x)所有极值的和为=
.
解析
解:(Ⅰ)f(x)==cosx+xsinx,
∴f′(x)=xcosx,
由x>0,f′(x)>0,可得x∈(0,)∪(
+2kπ,
π+2kπ)(k∈Z),
∴f(x)的单调递增区间为(0,),(
+2kπ,
π+2kπ)(k∈Z);
(Ⅱ)x>0,由f′(x)=0,得cosx=0,即x=+kπ(k∈N),
∵f′(x)在x=+kπ(k∈N)两侧异号,
∴x=+kπ(k∈N)是函数的极值点,
∴x∈(0,11π]时,f(x)所有极值的和为=
.
求函数y=2-5x-3x2的极值.
正确答案
解:y′=-5-6x解得x=-
当x∈(-∞,-)时,y′>0
当x∈(-,+∞)时,y′<0
∴当x=-时,y取极大值,y的极大值为
.
解析
解:y′=-5-6x解得x=-
当x∈(-∞,-)时,y′>0
当x∈(-,+∞)时,y′<0
∴当x=-时,y取极大值,y的极大值为
.
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