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课时提升作业(十四)
导数在研究函数中的应用
(25分钟 60分)[来源:学科网]
一、选择题(每小题5分,共25分)
1.(2015·厦门模拟)函数f(x)=xln x,则( )
A.在(0,+∞)上递增
B.在(0,+∞)上递减
C.在(0,
)上递增
D.在(0,
)上递减
【解析】选D.因为函数f(x)=x ln x,所以f′(x)=ln x+1,f′(x)>0,解得x>
,则函数的单调递增区间为(
,+∞),又f′(x)<0,解得0<x<
,则函数的单调递减区间为(0,
),故选D.
2.已知f(x)=x3+ax2+(a+6)x+1既有极大值又有极小值,则a的取值范围为( )
A.a<-1或a>2
B.-3<a<6
C.-1<a<2
D.a<-3或a>6
【解题提示】求导,令导数等于零,转化为方程在R上的实数根的情况求解.
【解析】选D.由已知得:f′(x)=3x2+2ax+a+6=0在R上有两个不相等的实根,所以Δ=(2a)2-12(a+6)>0,解得:a<-3或a>6,故选D.
【加固训练】设函数y=f(x)在(a,b)上的导函数为f′(x),f′(x)在(a,b)上的导函数为f″(x),若在(a,b)上,f″(x)<0恒成立,则称函数f(x)在(a,b)上为“凸函数”.已知当m≤2时,f(x)=
x3-
mx2+x在(-1,2)上是“凸函数”,则f(x)在(-1,2)上( )
A.既有极大值,也有极小值
B.既有极大值,也有最小值
C.有极大值,没有极小值
D.没有极大值,也没有极小值
【解析】选C.由题设可知:f″(x)<0在(-1,2)上恒成立,由于f′(x)=
x2-mx+1,从而f″(x)=x-m,所以有x-m<0在(-1,2)上恒成立,故知m≥2,又因为m≤2,所以m=2;从而f(x)=
x3-x2+x,令f′(x)=
x2-2x+1=0得x1=2-
∈(-1,2),x2=2+
∉(-1,2);且当x∈(-1,2-
)时f′(x)>0,当x∈(2-
,2)时f′(x)<0,所以在(-1,2)上f(x)在x=2-
处取得极大值,没有极小值.
3.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=3x(x-2),因为-1≤x≤1,所以令f′(x)>0得-1≤x<0,令f′(x)<0得0<x≤1,所以函数f(x)在(-1,0)上单调递增,在(0,1)上单调递减.所以x=0时函数f(x)取得极大值同时也是最大值,即f(x)max=f(0)=2,故C正确.
4.若函数f(x)=x2+ax+
在(
,+∞)上是增函数,则a的取值范围是( )
A.[-1,0]
B.[-1,+∞)
C.[0,3]
D.[3,+∞)
【解题提示】由函数f(x)=x2+ax+
在(
,+∞)上是增函数,可得f′(x)
=2x+a-
≥0在(
,+∞)上恒成立,进而可转化为a≥
-2x在(
,+∞)上恒成立,构造函数求解.
【解析】选D.因为f(x)=x2+ax+
在(
,+∞)上是增函数,
故f′(x)=2x+a-
≥0在(
,+∞)上恒成立,即a≥
-2x在(
,+∞)上恒成立,令h(x)=
-2x,则h′(x)=
-2.
当x∈(
,+∞)时,h′(x)<0,则h(x)为减函数,
所以h(x)<h
=3,所以a≥3,故选D.
5.(2015·兰州模拟)设函数f(x)在R上可导,其导函数为f′(x),且函数y=(1-x)f′(x)的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是( )
A.函数f(x)有极大值f(2)和极小值f(1)
B.函数f(x)有极大值f(-2)和极小值f(1)
C.函数f(x)有极大值f(2)和极小值f(-2)
D.函数f(x)有极大值f(-2)和极小值f(2)
【解析】选D.由图象知,f′(-2)=f′(2)=0,且当x<-2时,f′(x)>0,-2<x<1,
1<x<2时,f′(x)<0,当x>2时,f′(x)>0,故f(-2)是极大值,f(2)是极小值.
二、填空题(每小题5分,共15分)
6.已知函数f(x)=(ax2+x)-xln x在[1,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围是 .
【解题提示】求导利用导数大于等于0转化为恒成立问题,再构造函数求解.
【解析】由题意知:f′(x)=2ax+1-(ln x+1)≥0,即a≥
在x∈[1,+∞)上恒成立;
设g(x)=
,令g′(x)=
=0,解得x=e,当x∈(e,+∞)时,g′(x)<0,g(x)为减