内容正文:
第3节 利用导数研究函数的极值、最值
[基础训练组]
1.(2023·沈阳市一模)设函数f(x)=xex+1,则( )
A.x=1为f(x)的极大值点
B.x=1为f(x)的极小值点
C.x=-1为f(x)的极大值点
D.x=-1为f(x)的极小值点
解析:D [由于f(x)=xex+1,可得
f′(x)=(x+1)ex,
令f′(x)=(x+1)ex=0,可得x=-1,
令f′(x)=(x+1)ex>0,可得x>-1,即函数在(-1,+∞)上是增函数,令f′(x)=(x+1)ex<0可得x<-1,即函数在(-∞,-1)上是减函数,所以x=-1为f(x)的极小值点.]
2.已知函数f(x)=-x+2sin x,x∈,则函数f(x)的最大值为( )
A.0 B.2-
C.- D.-
解析:C [∵f′(x)=-1+2cos x,∴当x∈时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
当x∈时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
∴f(x)max=f=-.]
3.(2023·辽宁模拟)已知x=是函数f(x)=xln(2x)-ax的极值点,则实数a的值为( )
A.1 B.
C.2 D.e
解析:C [由题意可得:
f′(x)=ln(2x)+x×-a=ln(2x)+1-a,
因为x=是函数f(x)=xln(2x)-ax的极值点,
故f′=ln e+1-a=2-a=0,得a=2,
经验证:a=2时,f′(x)=ln(2x)-1,
当0<x<时,f′(x)<0, f(x)递减,当x>时,f′(x)>0,f(x)递增,
则x=是函数f(x)=xln(2x)-ax的极小值点,故a=2.]
4.若关于x的不等式x3-3x+3--a≤0有解,其中x≥-2,则实数a的最小值为( )
A.1- B.2-
C.-1 D.1+2e2
解析:A [化简可得a≥x3-3x+3-,设f(x)=x3-3x+3-,则a≥f(x)min,
∴f′(x)=3x2-3-
=(x-1)(3x+3+e-x).
可证3x+3+e-x>0恒成立.
令f′(x)=0,解得x=1,故当x∈[-2,1)时,g′(x)<0;当x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,故f(x)在[-2,1)上是减函数,在(1,+∞)上是增函数.
所以f(x)min=g(1)=1-3+3-=1-,故选A.]
5.已知y=f(x)是奇函数,当x∈(0,2)时,f(x)=ln x-ax,当x∈(-2,0)时,f(x)的最小值为1,则a的值等于( )
A. B.
C. D.1
解析:D [∵f(x)是奇函数,∴f(x)在(0,2)上的最大值为-1.当x∈(0,2)时,f′(x)=-a,令f′(x)=0得x=,又a>,∴0<<2.当0<x<时,f′(x)>0,f(x)在上单调递增;当x>时,f′(x)<0,f(x)在上单调递减,∴f(x)max=f=ln-a·=-1,解得a=1.]
6.函数f(x)=x2-sin x,若f(x)在上有最小值,则实数a的取值范围是( )
A.(0,+∞) B.(0,1)
C.(-∞,0) D.(-1,0)
解析:A [由题意,函数f(x)=x2-sin x,可得f′(x)=ax-cos x,
若a≤0时,当x∈时,可得f′(x)<0,f(x)在上单调递减,
此时函数f(x)在上没有最小值,不符合题意;
当a>0时,令f′(x)=0,即ax-cos x=0,即y=ax与y=cos x的交点,
画出函数y=ax与y=cos x的图象,如图所示,
结合图象,可得存在x0∈,使得f′(x0)=0
当x∈(0,x0)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
当x∈时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
此时函数f(x)在上有最小值,符合题意,
综上可得,实数a的取值范围是(0,+∞).]
7.(多选)(2023·青铜峡期中)函数y=f(x)的导函数y=f′(x)的图象如图所示,下列命题中正确的是( )
A.-3是函数y=f(x)的极值点
B.y=f(x)在区间(-3,1)上单调递增
C.-1是函数y=f(x)的最小值点
D. y=f(x)在x=0处切线的斜率小于零
解析:AB [根据导函数图象可知:当x∈(-∞,-3)时,f′(x)<0,在x∈(-3,1)时,f′(x)≥0,∴函数y=f(x)在(-∞,-3)上单调递减,在(-3,1)上单调递增,故B正确;则-3是函数y=f(x)的极小值点,故A正确;∵在(-3,1)上单调递增,∴-1不是函数y=f(x)的最小值点,故C不正确;∵函数y=f(x)在x=0处的导数大于0,∴切线的斜率大于零,故D不正确. 故选AB.]
8.(多选)(2023·湖北襄阳模拟)设函数f(x)的定义域为R,x0(x0≠