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题型:简答题
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简答题

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,

∴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),

,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,

∴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),

,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).

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简答题

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,+∞)

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简答题

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.

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简答题

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.

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简答题

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.

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