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题型:简答题
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简答题

(2015秋•安徽月考)已知函数f(x)=lnx+x2-mx

(1)若m=3,求函数f(x)的极小值;

(2)若函数f(x)在定义域内为增函数,求实数m的取值范围.

正确答案

解:(1)若m=3,f(x)=lnx+x2-3x,(x>0),

f′(x)=+2x-3=

由f′(x)=0,得x=1,或x=

当0<x<,或x>1时,f′(x)>0,f(x)单调递增,

<x<1时,f′(x)<0,f(x)单调递减.

所以当x=1时,函数f(x)有极小值f(1)=ln1+1-3=-2;

(2)f′(x)=+2x-m=

若函数f(x)在定义域内为增函数,则f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,

即2x2-mx+1≥0在(0,+∞)上恒成立,

∴m≤=,只需m≤()min,

≥2=2.当且仅当,x=时等号成立,

所以()min=2

所以数m的取值范围为m≤2

解析

解:(1)若m=3,f(x)=lnx+x2-3x,(x>0),

f′(x)=+2x-3=

由f′(x)=0,得x=1,或x=

当0<x<,或x>1时,f′(x)>0,f(x)单调递增,

<x<1时,f′(x)<0,f(x)单调递减.

所以当x=1时,函数f(x)有极小值f(1)=ln1+1-3=-2;

(2)f′(x)=+2x-m=

若函数f(x)在定义域内为增函数,则f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,

即2x2-mx+1≥0在(0,+∞)上恒成立,

∴m≤=,只需m≤()min,

≥2=2.当且仅当,x=时等号成立,

所以()min=2

所以数m的取值范围为m≤2

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题型:填空题
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填空题

函数f(x)=2x3-3x2+a的极大值为2,则a=______

正确答案

2

解析

解:∵函数f(x)=2x3-3x2+a,

∴导数f′(x)=6x2-6x,

令f′(x)=0,可得x=0或x=1,

导数在x=0的左侧大于0,右侧小于0,故f(0)为极大值,导数在x=1的左侧小于0,右侧大于0,故f(1)为极小值.  

∴f(0)=a=2.

故答案为:2.

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题型:简答题
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简答题

已知定义在正实数集上的函数f(x)=x2+2ax,g(x)=3a2lnx+b,其中a>0.设两曲线y=f(x),y=g(x)有公共点,且在该点处的切线相同.

(1)用a表示b,并求b的最大值;

(2)求F(x)=f(x)-g(x)的极值.

正确答案

解:(1)设y=f(x)与y=g(x)(x>0)在公共点(x0,y0)处的切线相同.

∵f′(x)=x+2a,g′(x)=,由题意f(x0)=g(x0),f′(x0)=g′(x0

由x0+2a=得:x02+2ax0-3a2=0,即(x-a)(x+3a)=0,解得x0=a或x0=-3a(舍去).

即有b=a2+2a2-3a2lna=a2-3a2lna,

令h(t)=t2-3t2lnt(t>0),则h′(t)=5t-6tlnt-3t=2t(1-3lnt),于是

当t(1-3lnt)>0,即0<t<时,h′(t)>0;

当t(1-3lnt)<0,即t>时,h′(t)<0,

故h(t)在(0,)上为增函数,在(,+∞)上为减函数,

则h(t)在(0,+∞)的最大值为h()=-3ln=

(2)F(x)=f(x)-g(x)=

则F′(x)=x+2α-=(x>0).

故F(x)在(0,α)为减函数,在(α,+∞)为增函数,

于是函数F(X)在x=a时有极小值F(α),F(X0)=f(x0)-g(x0)=0无极大值.

解析

解:(1)设y=f(x)与y=g(x)(x>0)在公共点(x0,y0)处的切线相同.

∵f′(x)=x+2a,g′(x)=,由题意f(x0)=g(x0),f′(x0)=g′(x0

由x0+2a=得:x02+2ax0-3a2=0,即(x-a)(x+3a)=0,解得x0=a或x0=-3a(舍去).

即有b=a2+2a2-3a2lna=a2-3a2lna,

令h(t)=t2-3t2lnt(t>0),则h′(t)=5t-6tlnt-3t=2t(1-3lnt),于是

当t(1-3lnt)>0,即0<t<时,h′(t)>0;

当t(1-3lnt)<0,即t>时,h′(t)<0,

故h(t)在(0,)上为增函数,在(,+∞)上为减函数,

则h(t)在(0,+∞)的最大值为h()=-3ln=

(2)F(x)=f(x)-g(x)=

则F′(x)=x+2α-=(x>0).

故F(x)在(0,α)为减函数,在(α,+∞)为增函数,

于是函数F(X)在x=a时有极小值F(α),F(X0)=f(x0)-g(x0)=0无极大值.

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题型:简答题
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简答题

给定函数f(x)=-ax2+(a2-1)x和g(x)=x

(Ⅰ)求证:f(x)总有两个极值点;

(Ⅱ)若f(x)和g(x)有相同的极值点,求a的值.

正确答案

证明:(I)因为f‘(x)=x2-2ax+(a2-1)=[x-(a+1)][x-(a-1)],

令f'(x)=0,则x1=a+1,x2=a-1,------------------------------------------(2分)

则当x<a-1时,f'(x)>0,当a-1<x<a+1,f'(x)<0

所以x=a-1为f(x)的一个极大值点,-----------------------(4分)

同理可证x=a+1为f(x)的一个极小值点.-------------------------------------(5分)

另解:(I)因为f′(x)=x2-2ax+(a2-1)是一个二次函数,

且△=(-2a)2-4(a2-1)=4>0,-------------------------------------(2分)

所以导函数有两个不同的零点,

又因为导函数是一个二次函数,

所以函数f(x)有两个不同的极值点.---------------------------------------(5分)

(II) 因为

令g'(x)=0,则x1=a,x2=-a---------------------------------------(6分)

因为f(x)和g(x)有相同的极值点,且x1=a和a+1,a-1不可能相等,

所以当-a=a+1时,,当-a=a-1时,

经检验,时,x1=a,x2=-a都是g(x)的极值点.--------------(8分)

解析

证明:(I)因为f‘(x)=x2-2ax+(a2-1)=[x-(a+1)][x-(a-1)],

令f'(x)=0,则x1=a+1,x2=a-1,------------------------------------------(2分)

则当x<a-1时,f'(x)>0,当a-1<x<a+1,f'(x)<0

所以x=a-1为f(x)的一个极大值点,-----------------------(4分)

同理可证x=a+1为f(x)的一个极小值点.-------------------------------------(5分)

另解:(I)因为f′(x)=x2-2ax+(a2-1)是一个二次函数,

且△=(-2a)2-4(a2-1)=4>0,-------------------------------------(2分)

所以导函数有两个不同的零点,

又因为导函数是一个二次函数,

所以函数f(x)有两个不同的极值点.---------------------------------------(5分)

(II) 因为

令g'(x)=0,则x1=a,x2=-a---------------------------------------(6分)

因为f(x)和g(x)有相同的极值点,且x1=a和a+1,a-1不可能相等,

所以当-a=a+1时,,当-a=a-1时,

经检验,时,x1=a,x2=-a都是g(x)的极值点.--------------(8分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=[ax2+(a-1)2x+a-(a-1)2]ex(其中a∈R).

(Ⅰ)若x=0为f(x)的极值点,求a的值;

(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,解不等式

正确答案

解:(Ⅰ)∵f(x)=[ax2+(a-1)2x+a-(a-1)2]ex

∴f′(x)=[ax2+(a2+1)x+a]ex

∵x=0为f(x)的极值点,

∴f′(0)=a•e0=0,

∴a=0;

经检验成立;

(Ⅱ)当a=0时,不等式可化为

(x-1)ex>(x-1)(x2+x+1),

即(x-1)(ex-(x2+x+1))>0,

令g(x)=ex-(x2+x+1),h(x)=g′(x)=ex-x-1,

h′(x)=ex-1;

当x>0时,h′(x)=ex-1>0,当x<0时,h′(x)=ex-1<0;

故h(x)在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,

所以h(x)>h(0)=0;

故g(x)在R上单调递增,且g(0)=0;

故ex-(x2+x+1)>0,x>0;

ex-(x2+x+1)<0,x<0;

所以原不等式的解集为{x|x<0或x>1}.

解析

解:(Ⅰ)∵f(x)=[ax2+(a-1)2x+a-(a-1)2]ex

∴f′(x)=[ax2+(a2+1)x+a]ex

∵x=0为f(x)的极值点,

∴f′(0)=a•e0=0,

∴a=0;

经检验成立;

(Ⅱ)当a=0时,不等式可化为

(x-1)ex>(x-1)(x2+x+1),

即(x-1)(ex-(x2+x+1))>0,

令g(x)=ex-(x2+x+1),h(x)=g′(x)=ex-x-1,

h′(x)=ex-1;

当x>0时,h′(x)=ex-1>0,当x<0时,h′(x)=ex-1<0;

故h(x)在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,

所以h(x)>h(0)=0;

故g(x)在R上单调递增,且g(0)=0;

故ex-(x2+x+1)>0,x>0;

ex-(x2+x+1)<0,x<0;

所以原不等式的解集为{x|x<0或x>1}.

下一知识点 : 函数的最值与导数的关系
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