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时间:2020-02-27
《高中数学第四章导数应用2导数在实际问题中的应用2.2最大值、最小值问题课时跟踪训练北师大版.docx》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、2.2最大值、最小值问题[A组 基础巩固]1.函数y=x4-4x+3在区间[-2,3]上的最小值为( )A.72 B.36C.12D.0解析:y′=4x3-4,令y′=0得x=1.∵当x<1时y′<0,当x>1时y′>0,∴ymin=y极小值=0.答案:D2.从边长为10cm×16cm的矩形纸板的四角截去四个相同的小正方形,做成一个无盖的盒子,则盒子容积的最大值为( )A.24cm3B.72cm3C.144cm3D.288cm3解析:设盒子容积为ycm3,盒子的高为xcm.则y=(10-2x)(16-2x)x(0
2、e时,y′<0,当00,所以ymax=y极大值=f(e)=.答案:A4.已知函数y=-x2-2x+3在区间[a,2]上的最大值为,则a等于( )A.-B.C.-D.或-解析:当a≤-1时,最大值为4,不符合题意,当-13、(a)最大,-a2-2a+3=,解得a=-或a=-(舍去).答案:C5.若函数f(x)=在[-2,2]上的最大值为2,则实数a的取值范围是( )A.B.C.(-∞,0]D.解析:当x≤0时,f′(x)=6x2+6x,易知函数f(x)在(-∞,0]上的最大值点是x=-1,且f(-1)=2,故只要在(0,2]上,eax≤2恒成立即可,即ax≤ln2在(0,2]上恒成立,即a≤在(0,2]上恒成立,故a≤ln2.答案:D6.函数y=xex的最小值为________.解析:令y′=(x+1)ex=0,得x=-1,当x<-1时,y′<0;当4、x>-1时,y′>0.∴ymin=f(-1)=-.答案:-7.设f(x)=若f(0)是f(x)的最小值,则a的取值范围是________.解析:由题意,当x>0时,f(x)的极小值为f(1)=2,当x≤0时,f(x)极小值为f(0)=a,f(0)是f(x)的最小值,则a≤2.答案:(-∞,2]8.用长为90cm,宽为48cm的长方形铁皮做一个无盖的容器,如图,先在四个角分别截去一个小正方形,然后把四边沿虚线折起,再焊接,则该容器的高为__________cm时,容器的容积最大,最大容积是__________cm3.解析:该容器的高为5、xcm,容器的容积为Vcm3,则V(x)=(90-2x)(48-2x)x=4x3-276x2+4320x(00;当x∈(10,24)时,V′(x)<0.∴当x=10时,V(x)有极大值V(10)=19600,这个极大值就是函数V(x)的最大值,∴当x=10时,V(x)有最大值19600.答案:10 196009.已知a为实数,f(x)=(x2-4)(x-a).(1)求导数f′(x);(2)若f′(-1)=0,求f6、(x)在[-2,2]上的最大值和最小值.解析:(1)由原式,得f(x)=x3-ax2-4x+4a,∴f′(x)=3x2-2ax-4.(2)由f′(-1)=0,得a=,此时有f(x)=(x2-4)(x-),f′(x)=3x2-x-4.由f′(x)=0,得x=或x=-1.又f()=-,f(-1)=,f(-2)=0,f(2)=0.∴f(x)在[-2,2]上的最大值为,最小值为-.10.已知函数f(x)=lnx+a(1-x).(1)讨论f(x)的单调性;(2)当f(x)有最大值,且最大值大于2a-2时,求a的取值范围.解析:(1)f(x)的7、定义域为(0,+∞),f′(x)=-a.若a≤0,则f′(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增.若a>0,则当x∈时,f′(x)>0;当x∈时,f′(x)<0.所以f(x)在上单调递增,在上单调递减.(2)由(1)知,当a≤0时,f(x)在(0,+∞)上无最大值;当a>0时,f(x)在x=处取得最大值,最大值为f=ln+a=-lna+a-1.因此f>2a-2等价于lna+a-1<0.令g(a)=lna+a-1,则g(a)在(0,+∞)上单调递增,g(1)=0.于是,当01时,g(a)>0.因8、此,a的取值范围是(0,1).[B组 能力提升]1.已知(a+1)x-1-lnx≤0对任意x∈恒成立,则实数a的最大值为( )A.0B.1C.1-2ln2D.解析:原问题等价于a+1≤对任意x∈恒成立,令h(x)=,则h′(x)=-
3、(a)最大,-a2-2a+3=,解得a=-或a=-(舍去).答案:C5.若函数f(x)=在[-2,2]上的最大值为2,则实数a的取值范围是( )A.B.C.(-∞,0]D.解析:当x≤0时,f′(x)=6x2+6x,易知函数f(x)在(-∞,0]上的最大值点是x=-1,且f(-1)=2,故只要在(0,2]上,eax≤2恒成立即可,即ax≤ln2在(0,2]上恒成立,即a≤在(0,2]上恒成立,故a≤ln2.答案:D6.函数y=xex的最小值为________.解析:令y′=(x+1)ex=0,得x=-1,当x<-1时,y′<0;当
4、x>-1时,y′>0.∴ymin=f(-1)=-.答案:-7.设f(x)=若f(0)是f(x)的最小值,则a的取值范围是________.解析:由题意,当x>0时,f(x)的极小值为f(1)=2,当x≤0时,f(x)极小值为f(0)=a,f(0)是f(x)的最小值,则a≤2.答案:(-∞,2]8.用长为90cm,宽为48cm的长方形铁皮做一个无盖的容器,如图,先在四个角分别截去一个小正方形,然后把四边沿虚线折起,再焊接,则该容器的高为__________cm时,容器的容积最大,最大容积是__________cm3.解析:该容器的高为
5、xcm,容器的容积为Vcm3,则V(x)=(90-2x)(48-2x)x=4x3-276x2+4320x(00;当x∈(10,24)时,V′(x)<0.∴当x=10时,V(x)有极大值V(10)=19600,这个极大值就是函数V(x)的最大值,∴当x=10时,V(x)有最大值19600.答案:10 196009.已知a为实数,f(x)=(x2-4)(x-a).(1)求导数f′(x);(2)若f′(-1)=0,求f
6、(x)在[-2,2]上的最大值和最小值.解析:(1)由原式,得f(x)=x3-ax2-4x+4a,∴f′(x)=3x2-2ax-4.(2)由f′(-1)=0,得a=,此时有f(x)=(x2-4)(x-),f′(x)=3x2-x-4.由f′(x)=0,得x=或x=-1.又f()=-,f(-1)=,f(-2)=0,f(2)=0.∴f(x)在[-2,2]上的最大值为,最小值为-.10.已知函数f(x)=lnx+a(1-x).(1)讨论f(x)的单调性;(2)当f(x)有最大值,且最大值大于2a-2时,求a的取值范围.解析:(1)f(x)的
7、定义域为(0,+∞),f′(x)=-a.若a≤0,则f′(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增.若a>0,则当x∈时,f′(x)>0;当x∈时,f′(x)<0.所以f(x)在上单调递增,在上单调递减.(2)由(1)知,当a≤0时,f(x)在(0,+∞)上无最大值;当a>0时,f(x)在x=处取得最大值,最大值为f=ln+a=-lna+a-1.因此f>2a-2等价于lna+a-1<0.令g(a)=lna+a-1,则g(a)在(0,+∞)上单调递增,g(1)=0.于是,当01时,g(a)>0.因
8、此,a的取值范围是(0,1).[B组 能力提升]1.已知(a+1)x-1-lnx≤0对任意x∈恒成立,则实数a的最大值为( )A.0B.1C.1-2ln2D.解析:原问题等价于a+1≤对任意x∈恒成立,令h(x)=,则h′(x)=-
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