内容正文:
第三节 导数与函数的极值、最值
[基础巩固练]
1.函数f(x)=2x3+9x2-2在[-4,2]上的最大值和最小值分别是( )
A.25,-2 B.50,14
C.50,-2 D.50,-14
解析:C [因为f(x)=2x3+9x2-2,所以f′(x)=6x2+18x,当x∈[-4,-3)或x∈(0,2]时,f′(x)>0,f(x)为增函数,当x∈(-3,0)时,f′(x)<0,f(x)为减函数,由f(-4)=14,f(-3)=25,f(0)=-2,f(2)=50,故函数f(x)=2x3+9x2-2在[-4,2]上的最大值和最小值分别是50,-2.]
2.(2022·全国甲卷)当x=1时,函数f(x)=aln x+取得最大值-2,则f′(2)=( )
A.-1 B.- C. D.1
解析:B [f′(x)=-,由条件,得,所以a=b=-2,即f′(x)=-+,所以f′(2)=-+=-.故选B.]
3.(2023·松原质检)已知不等式(x-2)ex≥a,对任意的x∈R恒成立,则整数a的最大值为( )
A.-3 B.-2 C.-1 D.0
解析:A [令f(x)=(x-2)ex,则a≤f(x)min,f′(x)=(x-1)ex,令f′(x)=0,则x=1.当x>1时,f′(x)>0,所以f(x)=(x-2)ex单调递增;当x<1时,f′(x)<0,所以f(x)=(x-2)ex单调递减.所以当x=1时,f(x)有最小值,f(x)min=f(1)=-e,所以a≤-e,即整数a的最大值是-3.故选A.]
4.(2023·齐齐哈尔三模)如图所示为某“胶囊”形组合体,由中间是底面半径为1,高为2的圆柱,两端是半径为1的半球组成,现欲加工成一个圆柱,使得圆柱的两个底面的圆周落在半球的球面上,则当圆柱的体积最大时,圆柱的底面半径为( )
A. B.
C. D.
解析:A [设该几何体的内接圆柱的底面半径为x(0<x≤1),则其高为2+2,
该内接圆柱的体积为V(x)=πx2·2(1+),因为V′(x)=4πx·(1+)+2πx2·=,
令V′(x)=0,则有2+2-3x2=0,解得x=,
当x∈时,V′(x)>0,当x∈时,V′(x)<0,
所以当x=时体积有最大值;故选A.]
5.(多选)(2022·新高考Ⅰ卷)已知函数f(x)=x3-x+1,则( )
A.f(x)有两个极值点
B.f(x)有三个零点
C.点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心
D.直线y=2x是曲线y=f(x)的切线
解析:AC [f′(x)=3x2-1,所以f(x)有两个极值点-与,又f=1->0,所以f(x)只有一个零点;由f(x)+f(-x)=2可知,点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心;令f′(x)=3x2-1=2,可得x=±1,
又f(1)=f(-1)=1,
当切点为(1,1)时,切线方程为y=2x-1,
当切点为(-1,1)时,切线方程为y=2x+3.所以答案选AC.]
6.(多选)(2023·海口模拟)已知函数ft(x)=(t∈R,t≠0),则下列判断正确的是( )
A.直线y=x-1与曲线y=ft(x)相切
B.函数ft(x)只有极大值,无极小值
C.若t1与t2互为相反数,则ft1(x)的极值与ft2(x)的极值互为相反数
D.若t1与t2互为倒数,则ft1(x)的极值与ft2(x)的极值互为倒数
解析:AC [ft(x)=(t∈R,t≠0),ft′(x)=,
因为ft′(1)=1,ft(1)=0,所以曲线y=ft(x)在点(1,0)处的切线方程为y=x-1,故A正确;令ft′(x)=0,得ln x=,所以xt=e,当t<0时,存在x0∈(0,+∞)使ft′(x0)=0,且当x∈(0,x0)时,ft′(x0)<0;
当x∈(x0,+∞)时,ft′(x0)>0,即ft(x)有极小值,无极大值,故B错误;设x0为ft(x)的极值点,则x=e,ln x0=,
所以=,当t1+t2=0时,
==0;当t1t2=1时,=≠1,故C正确,D错误.故选AC.]
7.已知函数f(x)=ln x+-1的最小值为0,则实数a的值为__________.
解析:f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=-=,当a≤0时,f′(x)>0,f(x)在区间(0,+∞)上递增,没有最小值.当a>0时,f(x)在区间(0,a),f′(x)<0,f(x)递减;在区间(a,+∞),f′(x)>0,f′(x)递增.
所以f(x)在区间(0,+∞)上的最小值为f(a)=ln a+1-1=ln a=0,a=1.
答案:1
8.若f(x)=3x-x3的两个极值点为x1,x2,则x1+x2=_______.
解析:由f(