- 函数的极值与导数的关系
- 共7619题
设y=alnx+bx2+x在x=1在x=2时都取得极值.
(1)求a与b的值;
(2)f(x)在x=1处取得的是极大值还是极小值?并说明理由.
正确答案
解:(1)f′(x)=+2bx+1,
由已知得:⇒
,
∴.
(2)x变化时.f′(x),f(x)的变化情况如表:
故在x=1处,函数f(x)取极小值 .
解析
解:(1)f′(x)=+2bx+1,
由已知得:⇒
,
∴.
(2)x变化时.f′(x),f(x)的变化情况如表:
故在x=1处,函数f(x)取极小值 .
若函数f(x)=x2-lnx+1在其定义域内的一个子区间(a-1,a+1)内存在极值,则实数a的取值范围______.
正确答案
解析
解:f(x)=x2-lnx+1的定义域为(0,+∞),
f′(x)=2x-•
=
;
∵函数f(x)=x2-lnx+1在其定义域内的一个子区间(a-1,a+1)内存在极值,
∴f′(x)=2x-•
=
在区间(a-1,a+1)上有零点,
而f′(x)=2x-•
=
的零点为
;
故∈(a-1,a+1);
故a-1<<a+1;
解得,<a<
;
又∵a-1≥0,
∴a≥1;
故答案为:.
已知函数f(x)=(x2-ax+a)ex-x2,a∈R
(Ⅰ)若函数f(x)在(0,+∞)内单调递增,求a的取值范围;
(Ⅱ)若函数f(x)在x=0处取得极小值,求a的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)f′(x)=(2x-a)ex+(x2-ax+a)ex-2x=x[(x+2-a)ex-2],
∵f(x)在(0,+∞)内单调递增,
∴f′(x)≥0在(0,+∞)内恒成立,
即(x+2-a)ex-2≥0在(0,+∞)内恒成立,即在(0,+∞)内恒成立.
又函数在(0,+∞)上单调递增,∴g(x)>g(0)=0.
∴a≤0.
(Ⅱ)考查f(x)的单调性,令f′(x)>0,即x[(x+2-a)ex-2]>0
∴或
,即
或
.(*)
∵单调递增,设方程
的根为x0
①若x0>0,则不等式组(*)的解集为(-∞,0)和(x0,+∞),
此时f(x)在(-∞,0)和(x0,+∞)上单调递增,在(0,x0)上单调递减,与f(x)在x=0处取极小值矛盾;
②若x0=0,则不等式组(*)的解集为(-∞,0)和(0,+∞),此时f(x)在R上单调递增,与f(x)在x=0处取极小值矛盾;
③若x0<0,则不等式组(*)的解集为(-∞,x0)和(0,+∞),
此时f(x)在(-∞,x0)和(0,+∞)上单调递增,在(x0,0)上单调递减,满足f(x)在x=0处取极小值,
由g(x)单调性,.
综上所述:a<0.
解析
解:(Ⅰ)f′(x)=(2x-a)ex+(x2-ax+a)ex-2x=x[(x+2-a)ex-2],
∵f(x)在(0,+∞)内单调递增,
∴f′(x)≥0在(0,+∞)内恒成立,
即(x+2-a)ex-2≥0在(0,+∞)内恒成立,即在(0,+∞)内恒成立.
又函数在(0,+∞)上单调递增,∴g(x)>g(0)=0.
∴a≤0.
(Ⅱ)考查f(x)的单调性,令f′(x)>0,即x[(x+2-a)ex-2]>0
∴或
,即
或
.(*)
∵单调递增,设方程
的根为x0
①若x0>0,则不等式组(*)的解集为(-∞,0)和(x0,+∞),
此时f(x)在(-∞,0)和(x0,+∞)上单调递增,在(0,x0)上单调递减,与f(x)在x=0处取极小值矛盾;
②若x0=0,则不等式组(*)的解集为(-∞,0)和(0,+∞),此时f(x)在R上单调递增,与f(x)在x=0处取极小值矛盾;
③若x0<0,则不等式组(*)的解集为(-∞,x0)和(0,+∞),
此时f(x)在(-∞,x0)和(0,+∞)上单调递增,在(x0,0)上单调递减,满足f(x)在x=0处取极小值,
由g(x)单调性,.
综上所述:a<0.
设函数f(x)=-x3+3x+2分别在x1、x2处取得极小值、极大值.xoy平面上点A、B的坐标分别为(x1,f(x1))、(x2,f(x2)),该平面上动点P满足=4,点Q是点P关于直线y=x的对称点.
(Ⅰ)求点A、B的坐标;
(Ⅱ)求动点Q的轨迹方程.
正确答案
解:(Ⅰ)令f‘(x)=-3x2+3=0解得x=-1或x=1,
当x<-1时,f'(x)<0,
当-1<x<1时,f'(x)>0,
当x>1时,f'(x)<0
所以,函数在x=-1处取得极小值,在x=1取得极大值,
故x1=-1,x2=1,f(-1)=0,f(1)=4
所以,点A、B的坐标为A(-1,0),B(1,4).
(Ⅱ)设Q(x,y),P(x0,y0),
∵•
=4,
∴,
∴①,
又∵点Q是点P关于直线y=x的对称点,∴,代入①得:
y2+x2-4x-5=0,即为Q的轨迹方程.
解析
解:(Ⅰ)令f‘(x)=-3x2+3=0解得x=-1或x=1,
当x<-1时,f'(x)<0,
当-1<x<1时,f'(x)>0,
当x>1时,f'(x)<0
所以,函数在x=-1处取得极小值,在x=1取得极大值,
故x1=-1,x2=1,f(-1)=0,f(1)=4
所以,点A、B的坐标为A(-1,0),B(1,4).
(Ⅱ)设Q(x,y),P(x0,y0),
∵•
=4,
∴,
∴①,
又∵点Q是点P关于直线y=x的对称点,∴,代入①得:
y2+x2-4x-5=0,即为Q的轨迹方程.
已知函数f(x)=ax4lnx+bx4-c(x>0)在x=1处取得极值-3-c,其中a,b,c为常数.
(1)试确定a,b的值;
(2)讨论函数f(x)的单调区间;
(3)若对任意x>0,不等式f(x)≥-2c2恒成立,求c的取值范围.
正确答案
解:(1)由题意知f(1)=-3-c,因此b-c=-3-c,从而b=-3
又对f(x)求导得=x3(4alnx+a+4b)
由题意f‘(1)=0,因此a+4b=0,解得a=12
(2)由(I)知f'(x)=48x3lnx(x>0),令f'(x)=0,解得x=1
当0<x<1时,f'(x)<0,此时f(x)为减函数;
当x>1时,f'(x)>0,此时f(x)为增函数
因此f(x)的单调递减区间为(0,1),而f(x)的单调递增区间为(1,+∞)
(3)由(II)知,f(x)在x=1处取得极小值f(1)=-3-c,此极小值也是最小值,
要使f(x)≥-2c2(x>0)恒成立,只需-3-c≥-2c2
即2c2-c-3≥0,从而(2c-3)(c+1)≥0,解得或c≤-1
所以c的取值范围为(-∞,-1]∪
解析
解:(1)由题意知f(1)=-3-c,因此b-c=-3-c,从而b=-3
又对f(x)求导得=x3(4alnx+a+4b)
由题意f‘(1)=0,因此a+4b=0,解得a=12
(2)由(I)知f'(x)=48x3lnx(x>0),令f'(x)=0,解得x=1
当0<x<1时,f'(x)<0,此时f(x)为减函数;
当x>1时,f'(x)>0,此时f(x)为增函数
因此f(x)的单调递减区间为(0,1),而f(x)的单调递增区间为(1,+∞)
(3)由(II)知,f(x)在x=1处取得极小值f(1)=-3-c,此极小值也是最小值,
要使f(x)≥-2c2(x>0)恒成立,只需-3-c≥-2c2
即2c2-c-3≥0,从而(2c-3)(c+1)≥0,解得或c≤-1
所以c的取值范围为(-∞,-1]∪
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