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“四翼”检测评价(四十)最大值与最小值
(一)基础落实
1.设M,m分别是函数f(x)在[a,b]上的最大值和最小值,若M=m,则f′(x)( )
A.等于0 B.小于0
C.等于1 D.不确定
解析:选A 因为M=m,所以f(x)为常函数,故f′(x)=0.故选A.
2.函数f(x)=x3-3x2+2在区间[-1,1]上的最大值是( )
A.-2 B.0
C.2 D.4
解析:选C f′(x)=3x2-6x,令f′(x)=0,
即3x2-6x=0,解得x=0或x=2(舍去).
∵f(-1)=(-1)3-3×(-1)2+2=-2,
f(0)=2,f(1)=13-3×12+2=0,
∴f(x)的最大值是f(0)=2.
3.如图所示,函数f(x)导函数的图象是一条直线,则( )
A.函数f(x)没有最大值也没有最小值
B.函数f(x)有最大值,没有最小值
C.函数f(x)没有最大值,有最小值
D.函数f(x)有最大值,也有最小值
解析:选C 由导函数图象可知,函数f(x)只有一个极小值点1,即f(x)在x=1处取得最小值,没有最大值.
4.已知f(x)=2x3-6x2+m(m为常数)在[-2,2]上有最大值3,那么此函数在[-2,2]上的最小值是( )
A.-37 B.-29
C.-5 D.以上都不对
解析:选A ∵f′(x)=6x2-12x=6x(x-2),
∴f(x)在(-2,0)上为增函数,在(0,2)上为减函数,
∴当x=0时,f(0)=m最大,∴m=3.
∵f(-2)=-37,f(2)=-5,∴最小值为-37.
5.函数f(x)=x3-x2+a,函数g(x)=x2-3x,它们的定义域均为[1,+∞),并且函数f(x)的图象始终在函数g(x)图象的上方,那么a的取值范围是( )
A.(0,+∞) B.(-∞,0)
C. D.
解析:选A 设h(x)=f(x)-g(x)=x3-x2+a-x2+3x=x3-2x2+3x+a,则h′(x)=x2-4x+3=(x-3)(x-1),所以当x∈(1,3)时,h(x)单调递减;当x∈(3,+∞)时,h(x)单调递增.当x=3时,函数h(x)取得最小值.因为f(x)的图象始终在g(x)图象的上方,则有h(x)min>0,即h(3)=a>0,所以a的取值范围是(0,+∞).
6.已知函数f(x)=x3-12x+8在区间[-3,3]上的最大值与最小值分别为M,m,则M-m=________.
解析:令f′(x)=3x2-12=0,解得x=±2.
计算f(-3)=17,f(-2)=24,f(2)=-8,f(3)=-1,所以M=24,m=-8,故M-m=32.
答案:32
7.已知f(x)=-x2+mx+1在区间[-2,-1]上的最大值就是函数f(x)的极大值,则m的取值范围是________.
解析:f′(x)=m-2x,令f′(x)=0,得x=.由题设得∈(-2,-1),故m∈(-4,-2).
答案:(-4,-2)
8.若关于x的不等式x2-4x≥m对任意x∈[0,1]恒成立,则m的取值范围是________.
解析:设y=x2-4x,y′=2x-4,令y′=0,得x=2.
所以y=x2-4x在(-∞,2)上是减函数,即在x∈[0,1]上也是减函数,所以ymin=12-4=-3,
所以m≤-3,即m的取值范围是(-∞,-3].
答案:(-∞,-3]
9.求下列函数的最值:
(1)f(x)=sin x+cos x,x∈;
(2)f(x)=ln (1+x)-x2,x∈[0,2].
解:(1)f′(x)=cos x-sin x.
令f′(x)=0,即tan x=1,
且x∈,所以x=.
又因为f=,
f=-1,f=1,
所以当x∈时,
函数的最大值为f=,
最小值为f=-1.
(2)f′(x)=-x,
令-x=0,化简为x2+x-2=0,
解得x1=-2(舍去),x2=1.
当0≤x<1时,f′(x)>0,f(x)是增函数;
当1<x≤2时,f′(x)<0,f(x)是减函数,
所以f(1)=ln 2-为函数f(x)的极大值.
又f(0)=0,f(2)=ln 3-1>0,f(1)>f(2).
所以f(0)=0为函数在[0,2]上的最小值,
f(1)=ln 2-为函数在[0,2]上的最大值.
10.已知函数f(x)=x3+2x2+x+2,x∈.
(1)求f(x)的单调区间;
(2)求f(x)的最大值和最小值.
解:(1)f′(x)=3x2+4x+1=3(x+1).
由f′(x)>0,得x<-1或x>-;
由f′(x)<0,得-1<x<-.
因此,函数f(x)在上的单调递增区间为和,单调递减区间为.
(2)f(x)在x