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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)的导函数是f′(x)=3x2+2mx+9,f(x)在x=3处取得极值,且f(0)=0

(1)求f(x)的极大值和极小值

(2)设M(x,y)是曲线y=f(x)上的任意一点,当x∈(0,1]时,求直线OM斜率的最小值.

正确答案

解:(1)依题意,f′(3)=0,解得m=-6,…(1分)

由已知可设f(x)=x3-6x2+9x+p,

因为f(0)=0,所以p=0,

则f(x)=x3-6x2+9x,导函数f′(x)=3x2-12x+9.…(3分)

列表:

由上表可知f(x)在x=1处取得极大值为f(1)=4,f(x)在x=3处取得极小值为f(3)=0.…(8分)

(2)当x∈(0,1]时,直线OM斜率k==(x-3)2

因为0<x≤1,所以-3<x-3≤-2,

则4≤(x-3)2<9,

即直线OM斜率的最小值为4. …(12分)

解析

解:(1)依题意,f′(3)=0,解得m=-6,…(1分)

由已知可设f(x)=x3-6x2+9x+p,

因为f(0)=0,所以p=0,

则f(x)=x3-6x2+9x,导函数f′(x)=3x2-12x+9.…(3分)

列表:

由上表可知f(x)在x=1处取得极大值为f(1)=4,f(x)在x=3处取得极小值为f(3)=0.…(8分)

(2)当x∈(0,1]时,直线OM斜率k==(x-3)2

因为0<x≤1,所以-3<x-3≤-2,

则4≤(x-3)2<9,

即直线OM斜率的最小值为4. …(12分)

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题型: 单选题
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单选题

在下列结论中,正确的结论是(  )

A单调函数的导函数也是单调函数

B在定义域内,若满足f′(x)>0,则f(x)单调递增

C极大值一定是最大值,极小值一定是最小值

D若f′(x0)=0,则x0是f(x)的一个极值点

正确答案

B

解析

解:选项A,函数y=x3,是单调递增的函数,但其导函数y=3x2不是单调的函数,故错误;

选项B,由导数的几何意义可得f′(x)>0,则f(x)单调递增,故正确;

选项C,函数的最值在函数的极值和区间的端点处取到,故该说法错误;

选项D,f′(x0)=0,再满足两侧的单调性相反,x0才会是f(x)的一个极值点,故错误.

故选B

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3+bx2+(b+3)x,在x=1处取极值;

(1)求b及f(x)在区间[-1,1]上的最小值;

(2)若函数g(x)=f(x)-mx在区间[-2,2]上为减函数,求实数m的取值范围.

正确答案

解:(1)f′(x)=3x2+2bx+b+3,

∵函数f(x)在x=1处取极值,

∴f′(1)=3+2b+b+3=0,解得:b=-2,

∴f(x)=x3-2x2+x,f′(x)=3x2-4x+1=(3x-1)(x-1),

令f′(x)>0,解得:x>1或x<

令f′(x)<0,解得:<x<1,

∴函数f(x)在[-1,)递增,在(,1]递减,

∴f(x)的最小值是f(-1)或f(1),

而f(-1)=-4,f(1)=0,

∴函数f(x)的最小值是-4;

(2)g(x)=f(x)-mx=x3-2x2+x-mx,

∴g′(x)=3x2-4x+1-m,

若函数g(x)=f(x)-mx在区间[-2,2]上为减函数,

则:g′(x)≤0在[-2,2]上恒成立,

即:m≥3x2-4x+1在[-2,2]恒成立,

令h(x)=3x2-4x+1,x∈[-2,2],

对称轴x=

∴h(x)在[-2,)递减,在(,2]递增,

∴h(x)的最大值是:f(-2)=21,

∴m≥21.

解析

解:(1)f′(x)=3x2+2bx+b+3,

∵函数f(x)在x=1处取极值,

∴f′(1)=3+2b+b+3=0,解得:b=-2,

∴f(x)=x3-2x2+x,f′(x)=3x2-4x+1=(3x-1)(x-1),

令f′(x)>0,解得:x>1或x<

令f′(x)<0,解得:<x<1,

∴函数f(x)在[-1,)递增,在(,1]递减,

∴f(x)的最小值是f(-1)或f(1),

而f(-1)=-4,f(1)=0,

∴函数f(x)的最小值是-4;

(2)g(x)=f(x)-mx=x3-2x2+x-mx,

∴g′(x)=3x2-4x+1-m,

若函数g(x)=f(x)-mx在区间[-2,2]上为减函数,

则:g′(x)≤0在[-2,2]上恒成立,

即:m≥3x2-4x+1在[-2,2]恒成立,

令h(x)=3x2-4x+1,x∈[-2,2],

对称轴x=

∴h(x)在[-2,)递减,在(,2]递增,

∴h(x)的最大值是:f(-2)=21,

∴m≥21.

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题型:填空题
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填空题

设f′(x)为f(x)的导函数,若f′(x)存在极小值点x0,则称x0为f(x)的“下凸拐点”.

(1)f(x)=x3的“下凸拐点”为______

(2)f(x)=ex-在区间(0,2)上存在“下凸拐点”,则a的取值范围为______

正确答案

0

解析

解:(1)由题意得,f′(x)=(x3)′=3x2,∴f″(x)=6x,

由f″(x)=6x=0得,x=0,

∵当x<0时,f″x)<0,当x>0时,f″x)>0,

∴f′(x)存在极小值点x0=0,

即f(x)=x3的“下凸拐点”为0;

(2)由题意得,f′(x)=,∴f″(x)=ex-3ax,

设g(x)=ex-3ax,则g′(x)=ex-3a,

由g′(x)=ex-3a=0得,x=ln(3a),

∵f(x)=ex-在区间(0,2)上存在“下凸拐点”,

,解得

∴a的取值范围为

故答案为:(1)0;(2)().

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题型:填空题
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填空题

设函数f(x)=x(x3-3),则f(x)在区间[0,2]上的最小值为______

正确答案

解析

解:∵函数f(x)=x(x3-3),

∴f′(x)=(x3-3)+x•3x2=4x3-3,

令f′(x)>0可解得x>,可得函数f(x)的单调递增区间为[,2];

令f′(x)<0可解得x<,可得函数f(x)的单调递减区间为[0,]

∴f(x)在区间[0,2]上的最小值为f()=

故答案为:

下一知识点 : 函数的最值与导数的关系
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