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时间:2020-08-11
《利用导数研究函数的极值、最值 (1).doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第2课时 利用导数研究函数的极值、最值一、选择题1.(2016·四川卷)已知a为函数f(x)=x3-12x的极小值点,则a=( )A.-4B.-2C.4D.2解析 f′(x)=3x2-12,∴x<-2时,f′(x)>0,-22时,f′(x)>0,∴x=2是f(x)的极小值点.答案 D2.函数f(x)=x2-lnx的最小值为( )A.B.1C.0D.不存在解析 f′(x)=x-=,且x>0.令f′(x)>0,得x>1;令f′(x)<0,得02、是最小值,且f(1)=-ln1=.令f′(x)=0,得x=k-1.f(x)与f′(x)随x的变化情况如下表:x(-∞,k-1)k-1(k-1,+∞)f′(x)-0+f(x)-ek-1所以,f(x)的单调递减区间是(-∞,k-1);单调递增区间是(k-1,+∞).(2)当k-1≤0,即k≤1时,f(x)在[0,1]上单调递增,所以f(x)在区间[0,1]上的最小值为f(0)=-k;当03、值为f(k-1)=-ek-1;当k-1≥1,即k≥2时,f(x)在[0,1]上单调递减,所以f(x)在区间[0,1]上的最小值为f(1)=(1-k)e.综上,当k≤1时,f(x)在[0,1]上的最小值为f(0)=-k;当10,b>0,且函数f(x)=4x3-ax2-2bx+2在x=1处有极值,若t=ab,则t的最大值为( )A.2B.3C.64、D.9解析 f′(x)=12x2-2ax-2b,则f′(1)=12-2a-2b=0,则a+b=6,又a>0,b>0,则t=ab≤=9,当且仅当a=b=3时取等号.答案 D12.(2017·长沙调研)若函数f(x)=x3+x2-在区间(a,a+5)上存在最小值,则实数a的取值范围是( )A.[-5,0)B.(-5,0)C.[-3,0)D.(-3,0)解析 由题意,f′(x)=x2+2x=x(x+2),故f(x)在(-∞,-2),(0,+∞)上是增函数,在(-2,0)上是减函数,作出其图象如图所示.令x3+x2-=-5、得,x=0或x=-3,则结合图象可知,解得a∈[-3,0),故选C.答案 C13.函数f(x)=x3-3ax+b(a>0)的极大值为6,极小值为2,则f(x)的单调递减区间是________.解析 令f′(x)=3x2-3a=0,得x=±,则f(x),f′(x)随x的变化情况如下表:x(-∞,-)-(-,)(,+∞)f′(x)+0-0+f(x)极大值极小值从而解得所以f(x)的单调递减区间是(-1,1).答案 (-1,1)14.(2017·济南模拟)设函数f(x)=ln(x+a)+x2.(1)若当x=-1时,6、f(x)取得极值,求a的值,并讨论f(x)的单调性;(2)若f(x)存在极值,求a的取值范围,并证明所有极值之和大于ln.解 (1)f′(x)=+2x,依题意,有f′(-1)=0,故a=.从而f′(x)=,且f(x)的定义域为,当-0;当-1-时,f′(x)>0.∴f(x)在区间,上单调递增,在上单调递减.(2)f(x)的定义域为(-a,+∞),f′(x)=.方程2x2+2ax+1=0的判别式Δ=4a2-8,①若Δ≤0,即-≤a≤时,f′(x)≥0,故f(7、x)无极值.②若Δ>0,即a<-或a>,则2x2+2ax+1=0有两个不同的实根,x1=,x2=.当a<-时,x1<-a,x2<-a,故f′(x)>0在定义域上恒成立,故f(x)无极值.当a>时,-a8、n(-x2)+ln(-x1)+(x+x)=ln(x1x2)+(x1+x2)2-2x1x2=ln+a2-1>ln+()2-1=ln.
2、是最小值,且f(1)=-ln1=.令f′(x)=0,得x=k-1.f(x)与f′(x)随x的变化情况如下表:x(-∞,k-1)k-1(k-1,+∞)f′(x)-0+f(x)-ek-1所以,f(x)的单调递减区间是(-∞,k-1);单调递增区间是(k-1,+∞).(2)当k-1≤0,即k≤1时,f(x)在[0,1]上单调递增,所以f(x)在区间[0,1]上的最小值为f(0)=-k;当03、值为f(k-1)=-ek-1;当k-1≥1,即k≥2时,f(x)在[0,1]上单调递减,所以f(x)在区间[0,1]上的最小值为f(1)=(1-k)e.综上,当k≤1时,f(x)在[0,1]上的最小值为f(0)=-k;当10,b>0,且函数f(x)=4x3-ax2-2bx+2在x=1处有极值,若t=ab,则t的最大值为( )A.2B.3C.64、D.9解析 f′(x)=12x2-2ax-2b,则f′(1)=12-2a-2b=0,则a+b=6,又a>0,b>0,则t=ab≤=9,当且仅当a=b=3时取等号.答案 D12.(2017·长沙调研)若函数f(x)=x3+x2-在区间(a,a+5)上存在最小值,则实数a的取值范围是( )A.[-5,0)B.(-5,0)C.[-3,0)D.(-3,0)解析 由题意,f′(x)=x2+2x=x(x+2),故f(x)在(-∞,-2),(0,+∞)上是增函数,在(-2,0)上是减函数,作出其图象如图所示.令x3+x2-=-5、得,x=0或x=-3,则结合图象可知,解得a∈[-3,0),故选C.答案 C13.函数f(x)=x3-3ax+b(a>0)的极大值为6,极小值为2,则f(x)的单调递减区间是________.解析 令f′(x)=3x2-3a=0,得x=±,则f(x),f′(x)随x的变化情况如下表:x(-∞,-)-(-,)(,+∞)f′(x)+0-0+f(x)极大值极小值从而解得所以f(x)的单调递减区间是(-1,1).答案 (-1,1)14.(2017·济南模拟)设函数f(x)=ln(x+a)+x2.(1)若当x=-1时,6、f(x)取得极值,求a的值,并讨论f(x)的单调性;(2)若f(x)存在极值,求a的取值范围,并证明所有极值之和大于ln.解 (1)f′(x)=+2x,依题意,有f′(-1)=0,故a=.从而f′(x)=,且f(x)的定义域为,当-0;当-1-时,f′(x)>0.∴f(x)在区间,上单调递增,在上单调递减.(2)f(x)的定义域为(-a,+∞),f′(x)=.方程2x2+2ax+1=0的判别式Δ=4a2-8,①若Δ≤0,即-≤a≤时,f′(x)≥0,故f(7、x)无极值.②若Δ>0,即a<-或a>,则2x2+2ax+1=0有两个不同的实根,x1=,x2=.当a<-时,x1<-a,x2<-a,故f′(x)>0在定义域上恒成立,故f(x)无极值.当a>时,-a8、n(-x2)+ln(-x1)+(x+x)=ln(x1x2)+(x1+x2)2-2x1x2=ln+a2-1>ln+()2-1=ln.
3、值为f(k-1)=-ek-1;当k-1≥1,即k≥2时,f(x)在[0,1]上单调递减,所以f(x)在区间[0,1]上的最小值为f(1)=(1-k)e.综上,当k≤1时,f(x)在[0,1]上的最小值为f(0)=-k;当10,b>0,且函数f(x)=4x3-ax2-2bx+2在x=1处有极值,若t=ab,则t的最大值为( )A.2B.3C.6
4、D.9解析 f′(x)=12x2-2ax-2b,则f′(1)=12-2a-2b=0,则a+b=6,又a>0,b>0,则t=ab≤=9,当且仅当a=b=3时取等号.答案 D12.(2017·长沙调研)若函数f(x)=x3+x2-在区间(a,a+5)上存在最小值,则实数a的取值范围是( )A.[-5,0)B.(-5,0)C.[-3,0)D.(-3,0)解析 由题意,f′(x)=x2+2x=x(x+2),故f(x)在(-∞,-2),(0,+∞)上是增函数,在(-2,0)上是减函数,作出其图象如图所示.令x3+x2-=-
5、得,x=0或x=-3,则结合图象可知,解得a∈[-3,0),故选C.答案 C13.函数f(x)=x3-3ax+b(a>0)的极大值为6,极小值为2,则f(x)的单调递减区间是________.解析 令f′(x)=3x2-3a=0,得x=±,则f(x),f′(x)随x的变化情况如下表:x(-∞,-)-(-,)(,+∞)f′(x)+0-0+f(x)极大值极小值从而解得所以f(x)的单调递减区间是(-1,1).答案 (-1,1)14.(2017·济南模拟)设函数f(x)=ln(x+a)+x2.(1)若当x=-1时,
6、f(x)取得极值,求a的值,并讨论f(x)的单调性;(2)若f(x)存在极值,求a的取值范围,并证明所有极值之和大于ln.解 (1)f′(x)=+2x,依题意,有f′(-1)=0,故a=.从而f′(x)=,且f(x)的定义域为,当-0;当-1-时,f′(x)>0.∴f(x)在区间,上单调递增,在上单调递减.(2)f(x)的定义域为(-a,+∞),f′(x)=.方程2x2+2ax+1=0的判别式Δ=4a2-8,①若Δ≤0,即-≤a≤时,f′(x)≥0,故f(
7、x)无极值.②若Δ>0,即a<-或a>,则2x2+2ax+1=0有两个不同的实根,x1=,x2=.当a<-时,x1<-a,x2<-a,故f′(x)>0在定义域上恒成立,故f(x)无极值.当a>时,-a8、n(-x2)+ln(-x1)+(x+x)=ln(x1x2)+(x1+x2)2-2x1x2=ln+a2-1>ln+()2-1=ln.
8、n(-x2)+ln(-x1)+(x+x)=ln(x1x2)+(x1+x2)2-2x1x2=ln+a2-1>ln+()2-1=ln.
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