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时间:2019-07-08
《2018_2019学年高中数学第三章导数及其应用3.3.3函数的最大(小)值与导数综合提升案新人教A版选修》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、3-3-3函数的最大(小)值与导数综合提升案·核心素养达成[限时40分钟;满分80分]一、选择题(每小题5分,共30分)1.函数y=2x3-3x2-12x+5在[0,3]上的最大值和最小值分别是A.5,15 B.5,-4C.5,-16D.5,-15解析 ∵y′=6x2-6x-12,∴令y′=0得x=-1(舍去)或x=2.故函数y=f(x)=2x3-3x2-12x+5在[0,3]上的最值可能是x取0,2,3时的函数值,而f(0)=5,f(2)=-15,f(3)=-4,故最大值为5,最小值为-15.答案 D2.已知f(x)=2x3-6x2+m(m为常数)在[-2,2]上
2、有最大值3,那么此函数在[-2,2]上的最小值为A.-37B.-29C.-5D.-11解析 由f′(x)=6x2-12x=6x(x-2)=0,解得x=0或x=2,又f(0)=m,f(2)=m-8,f(-2)=m-40,所以f(x)max=m=3,f(x)min=f(-2)=m-40=3-40=-37.答案 A3.函数f(x)=2x-cosx在(-∞,+∞)上A.无最值B.有极值C.有最大值D.有最小值解析 f′(x)=2+sinx>0恒成立,所以f(x)在(-∞,+∞)上单调递增,无极值,也无最值.答案 A4.函数f(x)=2+,x∈(0,5]的最小值为A.2B.3C.D.2
3、+5解析 由f′(x)=-==0,得x=1,且x∈(0,1)时,f′(x)<0;x∈(1,5]时,f′(x)>0,∴x=1时f(x)最小,最小值为f(1)=3.答案 B5.函数y=x+2cosx在上取最大值时,x的值为A.0B.C.D.解析 ∵y′=1-2sinx,解y′>0得sinx<,故0≤x<,解y′<0得sinx>,故<x≤,∴原函数在上单调递增,在上单调递减,当x=时函数取极大值,同时也为最大值.答案 B6.已知函数f(x)、g(x)均为[a,b]上的可导函数,在[a,b]上连续且f′(x)4、)-g(b)C.f(a)-g(b)D.f(b)-g(a)解析 令u(x)=f(x)-g(x),则u′(x)=f′(x)-g′(x)<0,∴u(x)在[a,b]上为减函数,∴u(x)的最大值为u(a)=f(a)-g(a).答案 A二、填空题(每小题5分,共15分)7.函数f(x)=+x(x∈[1,3])的值域为________.解析 f′(x)=-+1=,当x∈[1,3]时,f′(x)>0.故f(x)在[1,3]上为增函数,又f(1)=,f(3)=,∴函数f(x)的值域为.答案 58.已知:f(x)=x·ex,x∈[-2,2]的最大值为M,最小值为m,则M+m=________5、.解析 f′(x)=ex+x·ex=ex(x+1),令f′(x)=0得:x=-1.f(-2)=-2×e-2=,f(-1)=-1×e-1=-,f(2)=2·e2.所以M=2·e2,m=.∴M+m=2e2-.答案 2e2-9.已知函数f(x)=+2lnx,若当a>0时,f(x)≥2恒成立,则实数a的取值范围是________.解析 函数的定义域为(0,+∞),f′(x)=-+=.由f′(x)<0得00得x>,∴f(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增,∴f(x)min=f()=1+2ln=1+lna.∵f(x)≥2恒成立,∴f(x)min≥2,即6、1+lna≥2,∴a≥e.答案 [e,+∞)三、解答题(共35分)10.(10分)已知函数f(x)=x3+ax2+2,且f(x)的导函数f′(x)的图像关于直线x=1对称.(1)求导函数f′(x)及实数a的值;(2)求函数y=f(x)在[-1,2]上的最大值和最小值.解析 (1)由f(x)=x3+ax2+2得:f′(x)=3x2+2ax.∵f′(x)的图像关于直线x=1对称,∴-=1.∴a=-3,f′(x)=3x2-6x.(2)由(1)知f(x)=x3-3x2+2,f′(x)=3x2-6x.令f′(x)=0得x1=0,x2=2.当x在[-1,2]上变化时,f′(x),f(x)7、的变化情况如下表:x-1(-1,0)0(0,2)25f′(x)+0-0f(x)-22-2由上表可知,当x=-1或x=2时,函数有最小值-2,当x=0时,函数有最大值2.11.(10分)已知函数f(x)=-x3+3x2+9x+a.(1)求f(x)的单调递减区间;(2)若f(x)在区间[-2,2]上的最大值为20,求它在该区间上的最小值.解析 (1)f′(x)=-3x2+6x+9=-3(x2-2x-3)=-3(x+1)(x-3).令f′(x)<0,则-3(x+1)(x-3)<0,解得x<-1或x>3.∴
4、)-g(b)C.f(a)-g(b)D.f(b)-g(a)解析 令u(x)=f(x)-g(x),则u′(x)=f′(x)-g′(x)<0,∴u(x)在[a,b]上为减函数,∴u(x)的最大值为u(a)=f(a)-g(a).答案 A二、填空题(每小题5分,共15分)7.函数f(x)=+x(x∈[1,3])的值域为________.解析 f′(x)=-+1=,当x∈[1,3]时,f′(x)>0.故f(x)在[1,3]上为增函数,又f(1)=,f(3)=,∴函数f(x)的值域为.答案 58.已知:f(x)=x·ex,x∈[-2,2]的最大值为M,最小值为m,则M+m=________
5、.解析 f′(x)=ex+x·ex=ex(x+1),令f′(x)=0得:x=-1.f(-2)=-2×e-2=,f(-1)=-1×e-1=-,f(2)=2·e2.所以M=2·e2,m=.∴M+m=2e2-.答案 2e2-9.已知函数f(x)=+2lnx,若当a>0时,f(x)≥2恒成立,则实数a的取值范围是________.解析 函数的定义域为(0,+∞),f′(x)=-+=.由f′(x)<0得00得x>,∴f(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增,∴f(x)min=f()=1+2ln=1+lna.∵f(x)≥2恒成立,∴f(x)min≥2,即
6、1+lna≥2,∴a≥e.答案 [e,+∞)三、解答题(共35分)10.(10分)已知函数f(x)=x3+ax2+2,且f(x)的导函数f′(x)的图像关于直线x=1对称.(1)求导函数f′(x)及实数a的值;(2)求函数y=f(x)在[-1,2]上的最大值和最小值.解析 (1)由f(x)=x3+ax2+2得:f′(x)=3x2+2ax.∵f′(x)的图像关于直线x=1对称,∴-=1.∴a=-3,f′(x)=3x2-6x.(2)由(1)知f(x)=x3-3x2+2,f′(x)=3x2-6x.令f′(x)=0得x1=0,x2=2.当x在[-1,2]上变化时,f′(x),f(x)
7、的变化情况如下表:x-1(-1,0)0(0,2)25f′(x)+0-0f(x)-22-2由上表可知,当x=-1或x=2时,函数有最小值-2,当x=0时,函数有最大值2.11.(10分)已知函数f(x)=-x3+3x2+9x+a.(1)求f(x)的单调递减区间;(2)若f(x)在区间[-2,2]上的最大值为20,求它在该区间上的最小值.解析 (1)f′(x)=-3x2+6x+9=-3(x2-2x-3)=-3(x+1)(x-3).令f′(x)<0,则-3(x+1)(x-3)<0,解得x<-1或x>3.∴
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