- 函数的极值与导数的关系
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若f(x)=x3+3ax2+3(a+2)x+1没有极值,则a的取值范围为______.
正确答案
[-1,2]
解析
解:f′(x)=3x2+6ax+3a+6=3(x+a)2-3(a-2)(a+1)
当-1≤a≤2时,f′(x)>0,所以函数单调递增,没有极值.
故答案为:[-1,2]
函数f(x)=lnx-x2在[
,2]上的极大值是______.
正确答案
-
解析
解:f′(x)=-x,x∈[
,2],
令f′(x)=0得x=1
令f′(x)>0得≤x<1,令f′(x)<0得1<x≤2
∴f(x)在[,1]上是增函数,在[1,2]上是减函数,
∴f(x)在[,2]上的极大值是f(1)=ln1-
=-
,
故答案为-.
已知函数f(x)=ax3+3x2-6ax-11,g(x)=3x3+6x+12,直线l:y=kx+9,又f′(-1)=0
(1)求函数f(x)=ax3+3x2-6ax-11在区间(-2,3)上的极值;
(2)是否存在k的值,使直线l既是曲线y=f(x)的切线,又是曲线y=g(x)的切线,如果存在,求出k的值;如果不存在,请说明理由.
正确答案
解:(1)f‘(x)=3ax2+6x-6a,由f'(-1)=0,即3a-6-6a=0,得a=-2,
∴f(x)=-2x3+3x2+12x-11.
令f'(x)=-6x2+6x+12=0,解得x=-1或x=2
当x变化时,f'(x),f(x)在区间(-2,3)上的变化情况如下表:
从上表可知,当x=-1时,f(x)在区间(-2,3)上有极小值,极小值为-18,
当x=2时,f(x)在区间(-2,3)上有极大值,极大值为9;
(2)∵直线m恒过点(0,9).
先求直线m是y=g(x) 的切线.设切点为,
∵g'(x0)=6x0+6.
∴切线方程为,
将点(0,9)代入得x0=±1.
当x0=-1时,切线方程为y=9; 当x0=1时,切线方程为y=12x+9.
由f'(x)=0得-6x2+6x+12=0,即有x=-1,x=2
当x=-1时,y=f(x)的切线y=-18,
当x=2时,y=f(x)的切线方程为y=9,
∴y=9是公切线,
又由f'(x)=12得-6x2+6x+12=12
∴x=0或x=1,
当x=0时y=f(x)的切线为y=12x-11;
当x=1时y=f(x)的切线为y=12x-10,
∴y=12x+9不是公切线.
综上所述 k=0时y=9是两曲线的公切线.
解析
解:(1)f‘(x)=3ax2+6x-6a,由f'(-1)=0,即3a-6-6a=0,得a=-2,
∴f(x)=-2x3+3x2+12x-11.
令f'(x)=-6x2+6x+12=0,解得x=-1或x=2
当x变化时,f'(x),f(x)在区间(-2,3)上的变化情况如下表:
从上表可知,当x=-1时,f(x)在区间(-2,3)上有极小值,极小值为-18,
当x=2时,f(x)在区间(-2,3)上有极大值,极大值为9;
(2)∵直线m恒过点(0,9).
先求直线m是y=g(x) 的切线.设切点为,
∵g'(x0)=6x0+6.
∴切线方程为,
将点(0,9)代入得x0=±1.
当x0=-1时,切线方程为y=9; 当x0=1时,切线方程为y=12x+9.
由f'(x)=0得-6x2+6x+12=0,即有x=-1,x=2
当x=-1时,y=f(x)的切线y=-18,
当x=2时,y=f(x)的切线方程为y=9,
∴y=9是公切线,
又由f'(x)=12得-6x2+6x+12=12
∴x=0或x=1,
当x=0时y=f(x)的切线为y=12x-11;
当x=1时y=f(x)的切线为y=12x-10,
∴y=12x+9不是公切线.
综上所述 k=0时y=9是两曲线的公切线.
已知函数f(x)=x3-3x-1,
(Ⅰ)求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若直线y=m与y=f(x)的图象有三个不同的交点,求实数m的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)∵f(x)=x3-3x-1,f′(x)=3x2-3,…(2分)
∴当x<-1或x>1时,f‘(x)>0,当-1<x<1时,f'(x)<0,…(4分)
所以f(x)的单调增区间为(-∞,-1),(1,+∞),单调减区间为[-1,1]. …(6分)
(Ⅱ)由(1)中f(x)的单调性可知,f(x)在x=-1处取得极大值f(-1)=1,
在x=1处取得极小值f(1)=-3. …(10分)
因为直线y=m与函数y=f(x)的图象有三个不同的交点,
∴-3<m<1,即m的取值范围是(-3,1).…(12分)
解析
解:(Ⅰ)∵f(x)=x3-3x-1,f′(x)=3x2-3,…(2分)
∴当x<-1或x>1时,f‘(x)>0,当-1<x<1时,f'(x)<0,…(4分)
所以f(x)的单调增区间为(-∞,-1),(1,+∞),单调减区间为[-1,1]. …(6分)
(Ⅱ)由(1)中f(x)的单调性可知,f(x)在x=-1处取得极大值f(-1)=1,
在x=1处取得极小值f(1)=-3. …(10分)
因为直线y=m与函数y=f(x)的图象有三个不同的交点,
∴-3<m<1,即m的取值范围是(-3,1).…(12分)
已知函数y=x3-ax在(0,1)内有极小值,则实数a的取值范围是( )
正确答案
解析
解:对于函数y=x3-ax+,求导可得y′=3x2-a,
∵函数y=x3-ax在(0,1)内有极小值,
∴y′=3x2-a=0,则其有一根在(0,1)内,a>0时,3x2-a=0两根为±,
若有一根在(0,1)内,则0<<1,即0<a<3.
a=0时,3x2-a=0两根相等,均为0,f(x)在(0,1)内无极小值.
a<0时,3x2-a=0无根,f(x)在(0,1)内无极小值,
综合可得,0<a<3,
故选:D.
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