- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
已知函数f(x)=lnx-ax++1
(1)当a=时,求函数y=f(x)的极值;
(2)当时,若对任意实数b∈[2,3],当x∈(0,b]时,函数f(x)的最小值为f(b),求实数a的取值范围.
正确答案
解:(1)当a=时,
,
则,
∴当x∈(0,1)或x∈(3,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
当x∈(1,3)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
∴当x=1时,f(x)有极小值为,
当x=3时,f(x)有极大值为.
(2)由已知.
①当时,
,
∴x∈(0,1)和时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
又∵,要对任意实数b∈[2,3],当x∈(0,b]时,函数f(x)的最小值为f(b),只需要f(2)≤f(1),
即,解得a≥2ln2-1,
∵,∴
.
②当时,
,
,在x∈(0,+∞)上,恒有f‘(x)≤0,且仅有f′(x)=0,故f(x)在(0,+∞)上单调递减.显然成立.
③当时,
,
于是和x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
要对任意实数b∈[2,3],当x∈(0,b]时,函数f(x)的最小值为f(b),只需要,
化为:+
a-ln2-
≥0.
令g(a)=+
a-ln2-
,a∈
.
g′(x)=+
=
,
∴g(a)在上单调递增,在
上单调递减.
∴,所以此时
.
综上所述:a∈[2ln2-1,1).
解析
解:(1)当a=时,
,
则,
∴当x∈(0,1)或x∈(3,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
当x∈(1,3)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
∴当x=1时,f(x)有极小值为,
当x=3时,f(x)有极大值为.
(2)由已知.
①当时,
,
∴x∈(0,1)和时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
又∵,要对任意实数b∈[2,3],当x∈(0,b]时,函数f(x)的最小值为f(b),只需要f(2)≤f(1),
即,解得a≥2ln2-1,
∵,∴
.
②当时,
,
,在x∈(0,+∞)上,恒有f‘(x)≤0,且仅有f′(x)=0,故f(x)在(0,+∞)上单调递减.显然成立.
③当时,
,
于是和x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
要对任意实数b∈[2,3],当x∈(0,b]时,函数f(x)的最小值为f(b),只需要,
化为:+
a-ln2-
≥0.
令g(a)=+
a-ln2-
,a∈
.
g′(x)=+
=
,
∴g(a)在上单调递增,在
上单调递减.
∴,所以此时
.
综上所述:a∈[2ln2-1,1).
已知函数f(x)=x3-
(m+3)x2+(m+6)x,x∈R.(其中m为常数)
(1)当m=4时,求函数的极值点和极值;
(2)若函数y=f(x)在区间(0,+∞)上有两个极值点,求实数m的取值范围.
正确答案
解:函数的定义域为R
(1)当m=4时,f(x)=x3-
x2+10x,
∴f′(x)=x2-7x+10,令f′(x)>0,解得x>5或x<2.令令f′(x)<0,解得2<x<5列表
所以函数的极大值点是x=2,极大值是;函数的极小值点是x=5,极小值是.
(2)f′(x)=x2-(m+3)x+m+6,要使函数y=f(x)在(0,+∞)有两个极值点,则,
解得m>3.
故实数m的取值范围为(3,+∞)
解析
解:函数的定义域为R
(1)当m=4时,f(x)=x3-
x2+10x,
∴f′(x)=x2-7x+10,令f′(x)>0,解得x>5或x<2.令令f′(x)<0,解得2<x<5列表
所以函数的极大值点是x=2,极大值是;函数的极小值点是x=5,极小值是.
(2)f′(x)=x2-(m+3)x+m+6,要使函数y=f(x)在(0,+∞)有两个极值点,则,
解得m>3.
故实数m的取值范围为(3,+∞)
已知a<2,函数f(x)=(x2+ax+a)ex.
(1)当a=1时,求f(x)的单调递增区间;
(2)若f(x)的极大值是,求a的值.
正确答案
解:(1)当a=1时,f(x)=(x2+x+1)ex,
∴f′(x)=(x2+3x+2)ex,
由f′(x)≥0,得x≤-2,或x≥-1,
∴f(x)的增区间为(-∞,-2],[-1,+∞).
(2)f′(x)=[x2+(a+2)x+2a]ex,
由f′(x)=0,得x=-2,或x=-a,
列表讨论,得:
∴x=-2时,f(x)取得极大值,
又f(-2)=(4-a)•e-2,f(x)的极大值是6•e-2,
∴(4-a)•e-2=6•e-2,解得a=-2.
∴a的值为-2.
解析
解:(1)当a=1时,f(x)=(x2+x+1)ex,
∴f′(x)=(x2+3x+2)ex,
由f′(x)≥0,得x≤-2,或x≥-1,
∴f(x)的增区间为(-∞,-2],[-1,+∞).
(2)f′(x)=[x2+(a+2)x+2a]ex,
由f′(x)=0,得x=-2,或x=-a,
列表讨论,得:
∴x=-2时,f(x)取得极大值,
又f(-2)=(4-a)•e-2,f(x)的极大值是6•e-2,
∴(4-a)•e-2=6•e-2,解得a=-2.
∴a的值为-2.
已知函数f(x)=x3+(4-a)x2-15x+a,a∈R.
(I)若点P(0,-2)在函数f(x)的图象上,求a的值和函数f(x)的极小值;
(II)若函数f(x)在(-1,1)上是单调递减函数,求a的最大值.
正确答案
解:(I)∵点P(0,-2)在函数f(x)的图象上
∴a=-2
∴f(x)=x3+6x2-15x-2
∴f′(x)=3x2+12x-15=3(x-1)(x+5)
令f′(x)=0,解得x=-5或x=1
令f′(x)<0,解得-5<x<1,∴函数的单调减区间为(-5,1)
令f′(x)>0,解得x<-5或x>1,∴函数的单调增区间为(-∞,-5),(1,+∞)
∴x=1时,函数f(x)取到极小值为f(x)=1+6-15-2=-10
(II)f′(x)=3x2+2(4-a)x-15
要使函数f(x)在(-1,1)上是单调递减函数,则f′(x)≤0在(-1,1)上恒成立
∴
∴
∴
∴-2≤a≤10
∴a的最大值为10.
解析
解:(I)∵点P(0,-2)在函数f(x)的图象上
∴a=-2
∴f(x)=x3+6x2-15x-2
∴f′(x)=3x2+12x-15=3(x-1)(x+5)
令f′(x)=0,解得x=-5或x=1
令f′(x)<0,解得-5<x<1,∴函数的单调减区间为(-5,1)
令f′(x)>0,解得x<-5或x>1,∴函数的单调增区间为(-∞,-5),(1,+∞)
∴x=1时,函数f(x)取到极小值为f(x)=1+6-15-2=-10
(II)f′(x)=3x2+2(4-a)x-15
要使函数f(x)在(-1,1)上是单调递减函数,则f′(x)≤0在(-1,1)上恒成立
∴
∴
∴
∴-2≤a≤10
∴a的最大值为10.
已知函数f(x)=ex-alnx,a∈R.
( I)若x=1是f(x)的极值点,求a的值:
(Ⅱ)当a=e时,求证:f(x)≥e.
正确答案
( I)解:函数f(x)的定义域为(0,+∞).
∵f′(x)=,
又x=1是f(x)的极值点,
∴f′(1)=e-a=0,
解得a=e.
经检验,x=1是f(x)的极值点,
∴a=e.
(Ⅱ)证明:当a=e时,f(x)=ex-elnx.
∴f′(x)=ex-=
.
当0<x<1,则1<ex<e,
∴xex<e,即xex-e<0.
∴函数f(x)在(0,1)内单调递减.
当x>1,则ex>e,
可得xex-e>0.
∴函数f(x)在(1,+∞)上单调递增.
∴当x=1时,f(x)取得最小值,f(1)=e.
∴f(x)≥e.
解析
( I)解:函数f(x)的定义域为(0,+∞).
∵f′(x)=,
又x=1是f(x)的极值点,
∴f′(1)=e-a=0,
解得a=e.
经检验,x=1是f(x)的极值点,
∴a=e.
(Ⅱ)证明:当a=e时,f(x)=ex-elnx.
∴f′(x)=ex-=
.
当0<x<1,则1<ex<e,
∴xex<e,即xex-e<0.
∴函数f(x)在(0,1)内单调递减.
当x>1,则ex>e,
可得xex-e>0.
∴函数f(x)在(1,+∞)上单调递增.
∴当x=1时,f(x)取得最小值,f(1)=e.
∴f(x)≥e.
扫码查看完整答案与解析