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导数与函数的极值、最值(见学生用书P323)
1.已知函数f(x)的定义域为(a,b),导函数f′(x)在(a,b)上的图象如下,则函数f(x)在(a,b)上的极大值点的个数为( B )
A.1 B.2
C.3 D.4
2.函数y=x+2cos x在上的极大值点为( C )
A. B.
C. D.
3.函数y=xex的最小值是( C )
A.-1 B.-e
C.- D.不存在
【解析】 因为y=xex,所以y′=ex+xex=(1+x)ex.当x>-1时,y′>0;当x<-1时,y′<0,所以当x=-1时,函数取得最小值,且ymin=-.
4.[2023·烟台模拟] 已知是函数f(x)=x ln -ax的极值点,则实数a的值为( C )
A.1 B.
C.2 D.e
【解析】 由题意可得,f′(x)=ln +x×-a=ln +1-a.因为是函数f(x)=x ln -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 -1,当0<x<时,f′(x)<0,f(x)单调递减,当x>时,f′(x)>0,f(x)单调递增,则是函数f(x)=x ln -ax的极小值点,故a=2.
5.设函数f(x)=ln x+ax2-x,若1是函数f(x)的极大值点,则函数f(x)的极小值为( A )
A.ln 2-2 B.ln 2-1
C.ln 3-2 D.ln 3-1
【解析】 ∵f(x)=ln x+ax2-x(x>0),∴f′(x)=+2ax-,∵1是函数f(x)的极大值点,∴f′(1)=1+2a-=2a-=0,解得a=,∴f′(x)=+-==,∴当0<x<1时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当1<x<2时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x>2时,f′(x)>0,f(x)单调递增.∴当x=2时,f(x)有极小值,且极小值为f(2)=ln 2-2.
6.[2023·绍兴鲁迅学校模拟] 某莲藕种植塘每年的固定成本是1万元,每年最大规模的种植是8万斤,每种植一斤藕,成本增加0.5元,销售额函数是f(x)=-x3+ax2+x,x是莲藕种植量,单位:万斤;销售额的单位:万元,a是常数.若种植2万斤,利润是2.5万元,则要使利润最大,每年应种植莲藕( B )
A.8万斤 B.6万斤
C.3万斤 D.5万斤
【解析】 设销售利润为g(x),得g(x)=-x3+ax2+x-1-x=-x3+ax2-1,当x=2时,g(2)=-×23+a×22-1=2.5,解得a=2.所以g(x)=-x3+x2-1,g′(x)=-x2+x=-x(x-6),所以函数g(x)在(0,6)上单调递增,在(6,8)上单调递减.所以当x=6时,函数g(x)取得极大值即最大值.
7.已知函数f(x)=,以下结论中错误的是( C )
A.f(x)是偶函数 B.f(x)有无数个零点
C.f(x)的最小值为- D.f(x)的最大值为1
【解析】 对于A,∵f(x)定义域为R,
f(-x)===f(x),
∴f(x)为偶函数,A正确;
对于B,令f(x)=0,即cos πx=0,∴πx=+kπ(k∈Z),解得x=+k(k∈Z),
∴f(x)有无数个零点,B正确;
对于C,∵f(1)=-,∴若f(x)的最小值为-,则1是f(x)的一个极小值点,则f′(1)=0.
∵f′(x)=,
∴f′(1)==≠0,
∴1不是f(x)的极小值点,C错误;
对于D,∵-1≤cos πx≤1,x2+1≥1;
则当cos πx=1,x2+1=1,即x=0时,f(x)取得最大值1,D正确.
8.[2023·南通联考] 已知函数f(x)=ln x,g(x)=2x,f(m)=g(n),则mn的最小值是( A )
A.- B.
C.- D.
【解析】 由函数f(x)=ln x,g(x)=2x,f(m)=g(n),得ln m=2n,则mn=m ln m,令h(m)=mn=m ln m,m>0,h′(m)=(1+ln m),当m>时,h′(m)>0,当0<m<时,h′(m)<0,所以函数h(m)在上单调递减,在上单调递增,所以h(m)min=h=-,即mn的最小值是-.
9.[多选题]已知函数f(x)=x3+ax2+(a+6)x+1有极大值和极小值,则a可取的范围有( BD )
A.(-∞,-3] B.(-∞,-3)
C.[6,+∞) D.(6,+∞)
【解析】 依题意f′(x)=3x2+2ax+(a+6)=0有两个不同的根,∴Δ=(2a)2-4×3×(a+6)=4a2-12a-72>0,即a2-3a-18>0,即(a-6)(a+3)>0,解得a<-3或a>