- 导数的概念及其几何意义
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已知函数F(x)=ax﹣lnx(a>0)
(1)若曲线y=f(x)在点(l,f(l))处的切线方程为y=2x+b,求a,b的值;
(2)若当x∈[l,e]时,函数f(x)的最小值是4,求函数f(x)在该区间上的最大值.
正确答案
解:(1)求导函数,可得f′(x)=a﹣ (x>0)
由f′(1)=a﹣1=2,∴a=3
∴f(1)=3
∴b=f(1)﹣2×1=1
(2)定义域为(0,+∞),f′(x)=a﹣ =
由f′(x)>0,得x> ,f′(x)<0,得0<x<
∴f(x)在(0, )上单调递减,在(
)单调递增
若 ,即a≥1时,f(x)在[1,e]单调递增,
∴f(x)min=f(1)=a=4,此时f(x)max=f(e)=4e﹣1
若 ,即0<a≤
时,f(x)在[1,e]单调递减,
∴f(x)min=f(e)=ae﹣1=4,∴ (不合题意)
若 ,即
时,f(x)在(1,
)单调递减,在(
,e)单调递增,
∴f(x)min=f( )=1+lna=4 此时a=e3(不合题意)
综上知,f(x)max=4e﹣1
已知函数f(x)=ax2+1(a>0),g(x)=x3+bx。
(1)若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在它们的交点(1,c)处有公共切线,求a,b的值;
(2)当a=3,b=-9时,函数f(x)+g(x)在区间[k,2]上的最大值为28,求k的取值范围。
正确答案
解:(1)f(x)=ax2+1(a>0),则f'(x)=2ax,k1=2a,g(x)=x3+bx,则f'(x)=3x2+b,k2=3+b,由(1,c)为公共切点,可得:2a=3+b ①
又f(1)=a+1,g(1)=1+b,
∴a+1=1+b,即a=b,代入①式可得:a=3,b=3。
(2)当a=3,b=-9时,设h(x)=f(x)+g(x)=x3+3x2-9x+1
则h′(x)=3x2+6x-9,令h'(x)=0,解得:x1=-3,x2=1;
∴k≤-3时,
函数h(x)在(-∞,-3)上单调增,在(-3,2]上单调减,所以在区间[k,2]上的最大值为h(-3)=28 -3<k<2时,
函数h(x)在在区间[k,2]上的最大值小于28
所以k的取值范围是(-∞,-3] 。
设;
(I)求在
上的最小值;
(II)设曲线在点
的切线方程为
;求
的值。
正确答案
解:(I)设;则
①当时,
在
上是增函数
得:当时,
的最小值为
②当时,
当且仅当时,
的最小值为
。
(II)
由题意得:。
已知函数f(x)=(a,b∈R),若y=f(x)图象上的点(1,
)处的切线斜率为﹣4,求y=f(x)在区间[﹣3,6]上的最值.
正确答案
解:求导函数,f'(x)=x2+2ax﹣b,
∵y=f(x)图象上的点(1,﹣)处的切线斜率为﹣4,
∴f'(1)=﹣4
∴1+2a﹣b=﹣4①
∵f(1)=﹣,
∴+a﹣b=﹣
②
由①②解得a=﹣1,b=3,
∴f(x)=,f'(x)=(x﹣3)(x+1)
∴f'(x)=(x﹣3)(x+1)=0,
解得x=﹣1或3.
∴f(x)极大=f(﹣1)=,f(x)极小=f(3)=﹣9.
又f(﹣3)=﹣9﹣9+9=﹣9,f(6)=72﹣36﹣18=18.
∴f(x)在区间[﹣3,6]上的最小值为f(﹣3)=f(3)=﹣9,最大值为f(6)=18.
已知函数f(x)=ax3+bx2﹣3x在x=±1处取得极值
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求证:对于区间[﹣1,1]上任意两个自变量的值x1,x2,都有|f(x1)﹣f(x2)|≤4;(3)若过点A(1,m)(m≠﹣2)可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的范围.
正确答案
解:(1)f′(x)=3ax2+2bx﹣3,依题意,f′(1)=f′(﹣1)=0,解得a=1,b=0.
∴f(x)=x3﹣3x
(2)∵f(x)=x3﹣3x,
∴f′(x)=3x2﹣3=3(x+1)(x﹣1),
当﹣1<x<1时,f′(x)<0,
故f(x)在区间[﹣1,1]上为减函数,fmax(x)=f(﹣1)=2,fmin(x)=f(1)=﹣2
∵对于区间[﹣1,1]上任意两个自变量的值x1,x2,
都有|f(x1)﹣f(x2)|≤|fmax(x)﹣fmin(x)|
|f(x1)﹣f(x2)|≤|fmax(x)﹣fmin(x)|=2﹣(﹣2)=4
(3)f′(x)=3x2﹣3=3(x+1)(x﹣1),
∵曲线方程为y=x3﹣3x,
∴点A(1,m)不在曲线上.设切点为M(x0,y0),
切线的斜率为(左边用导数求出,右边用斜率的两点式求出),整理得2x03﹣3x02+m+3=0.
∵过点A(1,m)可作曲线的三条切线,故此方程有三个不同解,
下研究方程解有三个时参数所满足的条件设g(x0)=2x03﹣3x02+m+3,
则g′(x0)=6x02﹣6x0,由g′(x0)=0,得x0=0或x0=1.
∴g(x0)在(﹣∞,0),(1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减.
∴函数g(x0)=2x03﹣3x02+m+3的极值点为x0=0,x0=1
∴关于x0方程2x03﹣3x02+m+3=0有三个实根的充要条件是,解得﹣3<m<﹣2.故所求的实数a的取值范围是﹣3<m<﹣2.
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