- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知函数有两个极值点.
(I)求实数a的取值范围;
(II)若存在实数a,使函数f(x)在区间[b,b+2]上单调递增,求实数b的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ),由题意:a≠0,又
①当a<0时,,f‘(x)=0两根异号,不合题意;
②当a>0时,可知△=16-4a>0,即0<a<4,
此时由f′(x)=0得,,
,(4分)
由下表
故当0<a<4时,函数f(x)的两个极值点.(6分)
(Ⅱ)结合(Ⅰ)可得“∃a∈(0,4),使ax2-4x+1≥0对x∈[b,b+2]恒成立”,
即 a>-+
=-
+4 恒成立,由[b,b+2]⊂(0,+∞)得b>0,
又恒成立,
∴,
,或
,从而
.(13分)
解析
解:(Ⅰ),由题意:a≠0,又
①当a<0时,,f‘(x)=0两根异号,不合题意;
②当a>0时,可知△=16-4a>0,即0<a<4,
此时由f′(x)=0得,,
,(4分)
由下表
故当0<a<4时,函数f(x)的两个极值点.(6分)
(Ⅱ)结合(Ⅰ)可得“∃a∈(0,4),使ax2-4x+1≥0对x∈[b,b+2]恒成立”,
即 a>-+
=-
+4 恒成立,由[b,b+2]⊂(0,+∞)得b>0,
又恒成立,
∴,
,或
,从而
.(13分)
设函数f(x)的导函数为f′(x),那么下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:根据f′(x0)=0是函数在x=x0处取得极值的必要不充分条件,
举反例:取f(x)=x3,则f′(0)=0,但是x=0却不是函数f(x)的极值点.
故选:B.
设函数f(x)=x2+aln(1+x)有两个极值点x1、x2,且x1<x2.
(Ⅰ)求a的取值范围,并讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)求f(x2)的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)求导函数可得f′(x)=
令g(x)=2x2+2x+a,其对称轴为x=-.
由题意知x1、x2是方程g(x)=0的两个均大于-1的不相等的实根,
其充要条件为△=4-8a>0且g(-1)=a>0,得0<a< …(2分)
(1)当x∈(-1,x1)时,f‘(x)>0,∴f(x)在(-1,x1)内为增函数;
(2)当x∈(x1,x2)时,f'(x)<0,∴f(x)在(x1,x2)内为减函数;
(3)当x∈(x2,+∞)时,f'(x)>0,∴f(x)在(x2,+∞)内为增函数;
(Ⅱ)由(I)g(0)=a>0,∴-<x2<0,a=-(2x22+2x2)
∴f(x2)=x22+aln(1+x2)=x22-(2x22+2x2)ln(1+x2)
设h(x)=x2-(2x2+2x)ln(1+x)(x>-),…(8分)
则h'(x)=2x-2(2x+1)ln(1+x)-2x=-2(2x+1)ln(1+x)…(10分)
(1)当x∈(-,0)时,h'(x)>0,∴h(x)在(-
,0)单调递增;
(2)当x∈(0,+∞)时,h'(x)<0,h(x)在(0,+∞)单调递减 …(12分)
∴当x∈(-,0)时,h(x)>h(-
)=
故f(x2)=h(x2)>. …(14分)
解析
解:(Ⅰ)求导函数可得f′(x)=
令g(x)=2x2+2x+a,其对称轴为x=-.
由题意知x1、x2是方程g(x)=0的两个均大于-1的不相等的实根,
其充要条件为△=4-8a>0且g(-1)=a>0,得0<a< …(2分)
(1)当x∈(-1,x1)时,f‘(x)>0,∴f(x)在(-1,x1)内为增函数;
(2)当x∈(x1,x2)时,f'(x)<0,∴f(x)在(x1,x2)内为减函数;
(3)当x∈(x2,+∞)时,f'(x)>0,∴f(x)在(x2,+∞)内为增函数;
(Ⅱ)由(I)g(0)=a>0,∴-<x2<0,a=-(2x22+2x2)
∴f(x2)=x22+aln(1+x2)=x22-(2x22+2x2)ln(1+x2)
设h(x)=x2-(2x2+2x)ln(1+x)(x>-),…(8分)
则h'(x)=2x-2(2x+1)ln(1+x)-2x=-2(2x+1)ln(1+x)…(10分)
(1)当x∈(-,0)时,h'(x)>0,∴h(x)在(-
,0)单调递增;
(2)当x∈(0,+∞)时,h'(x)<0,h(x)在(0,+∞)单调递减 …(12分)
∴当x∈(-,0)时,h(x)>h(-
)=
故f(x2)=h(x2)>. …(14分)
函数f(x)=x3+ax2+bx在x=-1处取得极值,且f(x)的图象在P(1,f(1))处的切线平行于直线y=8x.
(I)求函数f(x)解要式和极值;
(II)对任意α,β∈R,求证.
正确答案
解:(I)由得
得
,
∴f(x)=x3+2x2+x.
则f‘(x)=3x2+4x+1,由f'(x)=0得x=-1或x=-
.
(II)∵α,β∈R,∴-1≤sinα≤1,-1≤cosβ≤1,
由(I)知f(x)在[-1,1]上的最大,最小值分别为,
∴.
解析
解:(I)由得
得
,
∴f(x)=x3+2x2+x.
则f‘(x)=3x2+4x+1,由f'(x)=0得x=-1或x=-
.
(II)∵α,β∈R,∴-1≤sinα≤1,-1≤cosβ≤1,
由(I)知f(x)在[-1,1]上的最大,最小值分别为,
∴.
已知函数.
(1)若f‘(-3)=0,求a的值;
(2)若a>1,求函数发f(x)的单调区间与极值点;
(3)设函数g(x)=f'(x)是偶函数,若过点可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的取值范围.
正确答案
解:f′(x)=x2+2ax+2a-1
(1)∵f‘(-3)=0,∴9-6a+2a-1=0,
解得:a=2;
(2)f'(x)=(x+1)(x+2a-1),
∵a>1,由f'(x)=(x+1)(x+2a-1)>0
得x<1-2a或x>-1,所以f(x)的单调增区间为(-∞,1-2a)和(-1,+∞);
由f'(x)=(x+1)(x+2a-1)<0得1-2a<x<-1,
所以f(x)的单调减区间为(1-2a,-1);
且x=1-2a是极大值点,x=-1是极小值点;
(3)∵g(x)=f'(x)是偶函数,
∴a=0
∴,设曲线线 过点
的切线相切于点P(x0,
),
则切线的斜率 k=x02-1,
∴切线方程为y-()═(x02-1)(x-x0),
∵点A(1,m)在切线上,
∴m-()=(x02-1)(1-x0),
解得m=
令h(x)=,
则h′(x)=-2x2+2x=2x(1-x)=0,解得x=0,x=1,
当x=0时,h(x)取极小值-1,
当x=1时,h(x)取极大值-,
∴实数m的取值范围是-1<m<-.
解析
解:f′(x)=x2+2ax+2a-1
(1)∵f‘(-3)=0,∴9-6a+2a-1=0,
解得:a=2;
(2)f'(x)=(x+1)(x+2a-1),
∵a>1,由f'(x)=(x+1)(x+2a-1)>0
得x<1-2a或x>-1,所以f(x)的单调增区间为(-∞,1-2a)和(-1,+∞);
由f'(x)=(x+1)(x+2a-1)<0得1-2a<x<-1,
所以f(x)的单调减区间为(1-2a,-1);
且x=1-2a是极大值点,x=-1是极小值点;
(3)∵g(x)=f'(x)是偶函数,
∴a=0
∴,设曲线线 过点
的切线相切于点P(x0,
),
则切线的斜率 k=x02-1,
∴切线方程为y-()═(x02-1)(x-x0),
∵点A(1,m)在切线上,
∴m-()=(x02-1)(1-x0),
解得m=
令h(x)=,
则h′(x)=-2x2+2x=2x(1-x)=0,解得x=0,x=1,
当x=0时,h(x)取极小值-1,
当x=1时,h(x)取极大值-,
∴实数m的取值范围是-1<m<-.
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