- 函数的极值与导数的关系
- 共7619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)
在下列结论中,正确的结论是( )
正确答案
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
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.
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)(,
).
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:.
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