- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知函数f(x)=x+alnx
(Ⅰ)若曲线y=f(x)在x=3处取极值,求a的值;
(Ⅱ)求f(x)的单调区间.
正确答案
解:(Ⅰ)∵f′(x)=1+,
∴f′(3)=0⇒+1=0,∴a=-1;
(Ⅱ)∵f(x)=x+alnx,且f′(x)=,
∴当a≥0时,在x∈(0,+∞)时,f′(x)>0,
∴f(x)的单调增区间是(0,+∞),没有减区间;
当a<0时,函数f(x)与f′(x)在定义域上的情况如下:
则函数的增区间是(-a,+∞),减区间是(0,-a).
解析
解:(Ⅰ)∵f′(x)=1+,
∴f′(3)=0⇒+1=0,∴a=-1;
(Ⅱ)∵f(x)=x+alnx,且f′(x)=,
∴当a≥0时,在x∈(0,+∞)时,f′(x)>0,
∴f(x)的单调增区间是(0,+∞),没有减区间;
当a<0时,函数f(x)与f′(x)在定义域上的情况如下:
则函数的增区间是(-a,+∞),减区间是(0,-a).
已知函数f(x)=ax2-gx(a∈R),f′(x)是f(x)的导函数(g为自然对数的底数)
(Ⅰ)解关于x的不等式:f(x)>f′(x);
(Ⅱ)若f(x)有两个极值点x1,x2,求实数a的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)求导数可得f′(x)=2ax-gx,∴f(x)-f′(x)=ax(x-2)…(4分)
原不等式等价于f(x)-f′(x)=ax(x-2)>0,
当a=0时,无解; …(5分)
当a>0时,解集为{x|x<0,或x>2}; …(6分)
当a<0时,解集为{x|0<x<2} …(7分)
(Ⅱ)设g(x)=f′(x)=2ax-gx,
则x1,x2是方程g(x)=0的两个根,则g′(x)=2a-gx…(9分)
若a≤0时,g′(x)<0恒成立,g(x)单调递减,方程g(x)=0不可能有两个根…(11分)
若a>0时,由g′(x)=0,得x=ln2a,
当x∈(-∞,ln2a)时,g′(x)>0,g(x)单调递增,
当x∈(ln2a,+∞)时,g′(x)<0,g(x)单调递减 …(13分)
∴gmax(x)=g(ln2a)=2aln2a-2a>0,解得a> …(15分)
解析
解:(Ⅰ)求导数可得f′(x)=2ax-gx,∴f(x)-f′(x)=ax(x-2)…(4分)
原不等式等价于f(x)-f′(x)=ax(x-2)>0,
当a=0时,无解; …(5分)
当a>0时,解集为{x|x<0,或x>2}; …(6分)
当a<0时,解集为{x|0<x<2} …(7分)
(Ⅱ)设g(x)=f′(x)=2ax-gx,
则x1,x2是方程g(x)=0的两个根,则g′(x)=2a-gx…(9分)
若a≤0时,g′(x)<0恒成立,g(x)单调递减,方程g(x)=0不可能有两个根…(11分)
若a>0时,由g′(x)=0,得x=ln2a,
当x∈(-∞,ln2a)时,g′(x)>0,g(x)单调递增,
当x∈(ln2a,+∞)时,g′(x)<0,g(x)单调递减 …(13分)
∴gmax(x)=g(ln2a)=2aln2a-2a>0,解得a> …(15分)
若函数f(x)=x3-3bx+3b在(0,2)内有极小值,则( )
正确答案
解析
解:因为函数在(0,2)内有极小值,所以极值点在(0,2)上.
令f‘(x)=3x2-3b=0,得x2=b,显然b>0,
∴x=±.
又∵x∈(0,2),∴0<<2.∴0<b<4.
故选A.
已知函数f(x)=x3+mx2+nx-2的图象过点(1,-4),且函数g(x)=f‘(x)+6x的图象关于y轴对称.
(1)求m、n的值及函数f(x)的极值;(2)求函数y=f(x)在区间[-2,a]上的最大值.
正确答案
解:(Ⅰ)由函数f(x)图象过点(1,-4),得m-n=-3,①
由f(x)=x3+mx2+nx-2,得f′(x)=3x2+2mx+n,
则g(x)=f′(x)+6x=3x2+(2m+6)x+n;
而g(x)图象关于y轴对称,所以-=0,所以m=-3,
代入①得n=0.所以m、n的值分别为-3、0;
从而f(x)=x3-3x2-2,f′(x)=3x2-6x=3x(x-2).
由f′(x)>0得x>2或x<0,故f(x)的单调递增区间是(-∞,0),(2,+∞);
由f′(x)<0得0<x<2,故f(x)的单调递减区间是(0,2).
∴f(x)的极大值为f(0)=-2,极小值为f(2)=-6;
(Ⅱ)由(Ⅰ)得f′(x)=3x(x-2),
令f′(x)=0得x=0或x=2.
当x变化时,f′(x)、f(x)的变化情况如下表:
由此可得:
①当-2<a≤0时,f(x)在[-2,a]内为增函数,最大值为f(a)=a3-3a2-2;
②当0<a≤3时,由于f(0)≥f(a),f(x)在[-2,a]内最大值为f(0)=-2;
③a>3时,由于f(0)<f(a),可得f(x)在[-2,a]内最大值为f(a)=a3-3a2-2.
解析
解:(Ⅰ)由函数f(x)图象过点(1,-4),得m-n=-3,①
由f(x)=x3+mx2+nx-2,得f′(x)=3x2+2mx+n,
则g(x)=f′(x)+6x=3x2+(2m+6)x+n;
而g(x)图象关于y轴对称,所以-=0,所以m=-3,
代入①得n=0.所以m、n的值分别为-3、0;
从而f(x)=x3-3x2-2,f′(x)=3x2-6x=3x(x-2).
由f′(x)>0得x>2或x<0,故f(x)的单调递增区间是(-∞,0),(2,+∞);
由f′(x)<0得0<x<2,故f(x)的单调递减区间是(0,2).
∴f(x)的极大值为f(0)=-2,极小值为f(2)=-6;
(Ⅱ)由(Ⅰ)得f′(x)=3x(x-2),
令f′(x)=0得x=0或x=2.
当x变化时,f′(x)、f(x)的变化情况如下表:
由此可得:
①当-2<a≤0时,f(x)在[-2,a]内为增函数,最大值为f(a)=a3-3a2-2;
②当0<a≤3时,由于f(0)≥f(a),f(x)在[-2,a]内最大值为f(0)=-2;
③a>3时,由于f(0)<f(a),可得f(x)在[-2,a]内最大值为f(a)=a3-3a2-2.
若函数f(x)=ax3-bx+4,当x=2时,函数f(x)有极值.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数的极值;
(3)若关于x的方程f(x)=k有三个零点,求实数k的取值范围.
正确答案
解:(1)f′(x)=3ax2-b
由题意知,
解得,
∴所求的解析式为f(x)=x3-4x+4;
(2)由(1)可得f′(x)=x2-4=(x-2)(x+2)
令f′(x)=0,得x=2或x=-2,
∴因此,当x=-2时,f(x)有极大值,
当x=2时,f(x)有极小值;
(3)由(2)知,得到当x<-2或x>2时,f(x)为增函数;当-2<x<2时,f(x)为减函数,
∴函数f(x)=x3-4x+4的图象大致如图.
由图可知:.
解析
解:(1)f′(x)=3ax2-b
由题意知,
解得,
∴所求的解析式为f(x)=x3-4x+4;
(2)由(1)可得f′(x)=x2-4=(x-2)(x+2)
令f′(x)=0,得x=2或x=-2,
∴因此,当x=-2时,f(x)有极大值,
当x=2时,f(x)有极小值;
(3)由(2)知,得到当x<-2或x>2时,f(x)为增函数;当-2<x<2时,f(x)为减函数,
∴函数f(x)=x3-4x+4的图象大致如图.
由图可知:.
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