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训练二十二 函数的导数与最值
[对应素能提升训练第45页]
1.已知函数f(x)=ex-2x+3,则f(x)在定义域上 ( )
A.有极小值5-2ln 2 B.有极大值2ln 2
C.有最大值 D.无最小值
解析 因为f(x)=ex-2x+3定义域为R,所以f'(x)=ex-2.令f'(x)>0,即ex-2>0,解得x>ln 2,即f(x)在(ln 2,+∞)上单调递增;令f'(x)<0,即ex-2<0,解得x<ln 2,即f(x)在(-∞,ln 2)上单调递减,所以x=ln 2时函数取得极小值即最小值,所以f(x)min=f(ln 2)=eln 2-2ln 2+3=5-2ln 2,故有极小值5-2ln 2,最小值5-2ln 2,无极大值与最大值,故选A.
答案 A
2.(多选)已知函数f(x)的图象如图所示,则下列选项中正确的是 ( )
A.f(x)在区间(-1,1)上单调递增
B.x=-1是函数f(x)的极小值点
C.函数f(x)在x=1处取得最大值
D.f(x)的图象在x=2处的切线斜率小于零
解析 由图象可知,f(x)在区间(-1,1)上单调递增,故A正确;在区间(-2,-1)和(1,3)上单调递减,所以f(x)在x=-1处取得极小值,即x=-1是函数f(x)的极小值点,故B正确;在x=1处取得极大值,但不一定是最大值,故C错误;由于(1,3)上单调递减,所以x∈(1,3)时,f'(x)<0,所以f'(2)<0,由导数的几何意义可知,f(x)的图象在x=2处的切线斜率小于零,故D正确.
答案 ABD
3.函数f(x)=-cos x在上的最小值为 ( )
A.- B.+1
C.-1 D.--
解析 因为f(x)=-cos x,所以f'(x)=+sin x.当x∈时,f'(x)<0,f(x)单调递减;当x∈时,f'(x)>0,f(x)单调递增,故f(x)min=f=--.
答案 D
4.已知函数f(x)=-x3+3x2+9x+a(a为常数),在区间[-2,2]上有最大值20,那么此函数在区间[-2,2]上的最小值为 ( )
A.-37 B.-7
C.-5 D.-11
解析 由题意,函数f(x)=-x3+3x2+9x+a,x∈[-2,2],可得f'(x)=-3x2+6x+9.令f'(x)=0,即-3x2+6x+9=0,解得x=-1或3(舍去).当-2<x<-1时,f'(x)<0,f(x)单调递减;当-1<x<2时,f'(x)>0,f(x)单调递增,所以当x=-1时取最小值,而f(2)=22+a>f(-2)=2+a,即最大值为22+a=20,所以a=-2,所以此函数在区间[-2,2]上的最小值为f(-1)=-5-2=-7.
答案 B
5.(多选)已知函数f(x)=ln(e2x+1)-x,则下列说法正确的有 ( )
A.f(ln 2)=ln
B.f(x)是奇函数
C.f(x)在(0,+∞)上单调递增
D.f(x)的最小值为ln 2
解析 f(ln 2)=ln(e2ln 2+1)-ln 2=ln 5-ln 2=ln ,A正确;f(x)=ln(e2x+1)-x=ln(ex+e-x)定义域为R,其中f(-x)=ln(e-x+ex)=f(x),故f(x)是偶函数,B错误;f'(x)=,当x∈(0,+∞)时,f'(x)=>0,故f(x)在(0,+∞)上单调递增,C正确;根据f(x)在(0,+∞)上单调递增且f(x)是偶函数,则f(x)在(-∞,0)单调递减,故f(x)的最小值为f(0)=ln 2,故D正确.
答案 ACD
6.已知函数f(x)=x3-3x的值域为[-2,2],则f(x)的定义域可以是 .(写出一个符合条件的即可)
解析 因为f(x)=x3-3x,所以f'(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1).当x>1或x<-1时,f'(x)>0;当-1<x<1时f'(x)<0,即函数的单调增区间为(-∞,-1)和(1,+∞),函数的单调递减区间为(-1,1),所以x=-1和1为函数f(x)的极值点.当x=1时,f(1)=-2;当x=-1时,f(-1)=2.又f(2)=2,f(-2)=-2,函数图象如下所示,
因为函数f(x)=x3-3x的值域为[-2,2],所以函数的定义域可以为[-1,1].
答案 [-1,1](答案不唯一)
7.若函数f(x)=x3-x2在区间(a,a+4)内存在最大值,则实数a的取值范围是 .
解析 由题可知,f'(x)=x2-2x.令f'(x)>0⇒x<0或x>2;令f'(x)<0⇒0<x<2,所以函数f(x)在(0,2)单调递减,在(-∞,0),(2,+∞)单调递增,故函数的极大值为f(0)=0,所以在开区间(a,a+4)内的最大值一定是f(0)=0,又f(3)=f(0)=0,