内容正文:
函数的极值与最值讲义
例1.函数有三个零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
例2.若函数在处有极大值,则实数的值为( )
A.1 B.或 C. D.
例3.已知函数.则的极值点有 个.
例4.设函数.
(1)求在处的切线方程;(2)求的极小值点和极大值点.
例5.已知函数f(x)=x3﹣ax2+3x+m在x=3处取得极值.
(1)求实数a的值;(2)函数y=f(x)有三个零点,求m的取值范围.
例6.已知函数.讨论的极值点个数;
例7.已知函数(且为常数).讨论函数的极值点个数;
例8.已知函数f(x)=ax﹣1﹣lnx(a∈R).讨论函数f(x)的定义域内的极值点的个数;
例9.已知函数,.讨论函数的极值点;
例10.已知函数,的导函数为.讨论的极值点的个数;
例11.已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;(2)求函数的极值点.
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函数的极值与最值讲义
例1.函数有三个零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析 由题意可得:,当时,,单调递增,
当时,,单调递减,当时,,单调递增,
据此可得函数在处取得极大值,在处取得极小值,
结合题意可得:,解得:,
所以实数的取值范围是.故选:B.
例2.若函数在处有极大值,则实数的值为( )
A.1 B.或 C. D.
【答案】D解析函数,,
函数在处有极大值,可得,解得或,
当时,,时,时,
在上单调递减,在上单调递增,在处有极小值,不合题意.
当时,,时,时,
在上单调递增,在上单调递减,在处有极大值,符合题意.
综上可得,.故选:D
例3.已知函数.则的极值点有 个.
【答案】0或1 解析由题知,
,,
①当时,,在上为增函数,不存在极值点;
②当时,令,则,
故在上为增函数,又因为当,,
,所以必存在,使,
当时,为减函数,当时,为增函数,所以是的极小值点,
综上,当时,无极值点,当时,有一个极值点,
故的极值点有0个或1个.故答案为:0或1
例4.设函数.
(1)求在处的切线方程;(2)求的极小值点和极大值点.
解析(1)函数,函数的导数为.
,,
在处的切线方程:,即.
(2)令,,解得,.
当时,可得,即的单调递减区间,
或,可得,∴函数单调递增区间,,.
的极大值点,极小值点.
例5.已知函数f(x)=x3﹣ax2+3x+m在x=3处取得极值.
(1)求实数a的值;(2)函数y=f(x)有三个零点,求m的取值范围.
解析(1)解:f'(x)=3x2﹣2ax+3,
因为函数f(x)=x3﹣ax2+3x+m在x=3处取得极值,
所以f'(3)=0,即27﹣6a+3=0,
解得a=5,经检验符号题意;
(2)因为f(x)=x3﹣5x2+3x+m,
令f'(x)=3x2﹣10x+3=0,
得或,
由f'(x)>0,得或,此时f(x)为增函数,
由f'(x)<0,得,此时f(x)为减函数,
即当时,函数f(x)取得极大值,当x=3时,f(x)取得极小值,
即f(x)极小值=f(3)=m﹣9,f(x)极大值=f()=m+,
因为函数f(x)有三个不同零点,
所以,即,
解得,
故m的范围是.
例6.已知函数.讨论的极值点个数;
解析(1)因为定义域为,且,
当时,恒成立,
在上单调递增,极值点个数为;
当时,对于函数,,
所以恒成立,
所以在上单调递增,极值点个数为;
当时,由得,或,
由得,或;由得,.
所以单调递减区间为,单调递增区间为.
所以为极大值点,为极小值点,极值点个数为.
综上,当时,极值点个数为;当时,极值点个数为2.
例7.已知函数(且为常数).讨论函数的极值点个数;
解析 函数的定义域为,则.
令,则,由,可得,列表如下:
减
极小值
增
所以,.
①当时,即当时,对任意的,且不恒为零,
此时函数在上单调递增,则函数无极值点;
②当时,令,则,由,可得,列表如下:
减
极小值
增
且当时,;当时,.
作出函数与函数的图象如下图所示:
(i)当时,直线与函数的图象有两个交点,
设这两个交点的横坐标分别为、,且,
由图可知,当或时,;当时,.
此时,函数有个极值点;
例8.已知函数f(x)=ax﹣1﹣lnx(a∈R).讨论函数f(x)的定义域内的极值点的个数;
和两种情况讨论得解;
解析: f(x)的定义域为(0,+∞)..
当a≤0时,≤0在 (0,+∞)上恒成立,函数f(x)在(0,+∞)上单调递减.
f(x)在(0,+∞)上没有极值点.
当a>0时,由>0得x,
所以,f(x)在(0,)上递减,在(,+∞)上递增,即f(x)在x处有极小值.
综上,当