内容正文:
5.3.2 函数的极值与最大(小)值
第一课时 函数的极值
1.D 2.B 3.A 4.D
5.C f(x)=aln x+-(x>0),则f'(x)=-+=(x>0),函数f(x)既有极大值又有极小值,等价于一元二次方程ax2-x+2=0在(0,+∞)上有2个不同的实根,则解得0<a<,即实数a的取值范围为.
6.BC 当x=1时,f'(1)≠0,所以x=1不是f(x)的极值点,所以A错误;当x∈(-3,-1)时,f'(x)<0,当x∈(-1,2)时,f'(x)>0,所以f(x)在(-3,-1)上单调递减,在(-1,2)上单调递增,所以x=-1是f(x)的极小值点,所以B正确;当x∈(2,4)时,f'(x)<0,所以f(x)在(2,4)上单调递减,所以x=2是f(x)的极大值点,所以C正确,D错误.
7.CD f'(x)=3x2-6x.令f'(x)=3x2-6x>0,得x>2或x<0.令f'(x)=3x2-6x<0,得0<x<2,所以函数f(x)在区间(-∞,0)和(2,+∞)上单调递增,在区间(0,2)上单调递减.当x=0和x=2时,函数分别取得极大值0和极小值-4.
8.1 -3 解析:∵f'(x)=3ax2+b,∴f'(1)=3a+b=0①.又当x=1时,函数f(x)有极值-2,∴a+b=-2②.联立①②解得经检验知符合题意,故a,b的值分别为1,-3.
9.0 解析:函数f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)=a-=,所以当a≤0时,f'(x)<0在(0,+∞)上恒成立,所以函数f(x)在(0,+∞)上为减函数,所以f(x)在(0,+∞)上没有极值点.
10.解:(1)因为f(x)=x(a+ln x),x>0.
所以f'(x)=a+ln x+x·=ln x+a+1,x>0.
由题意f'(e)=4⇒ln e+a+1=4⇒a=2.
(2)因为f(x)=x(2+ln x),x>0.
所以f'(x)=ln x+3,x>0.
由f'(x)>0⇒ln x+3>0⇒x>e-3;由f'(x)<0⇒ln x+3<0⇒0<x<e-3.
所以函数f(x)在(0,e-3)上单调递减,在(e-3,+∞)上单调递增.
所以当x=e-3时,函数取得极小值,且f(e-3)=e-3·=-.
11.B 由y=ex-2mx,得y'=ex-2m.因为函数y=ex-2mx有小于零的极值点,所以ex-2m=0有小于零的实根,即m=ex有小于零的实根,因为x<0,所以0<ex<,所以0<m<.
12.AD x0(x0≠0)是f(x)的极大值点,就是存在正数m,使得在(x0-m,x0)上,f'(x)>0,在(x0,x0+m)上,f'(x)<0.设g(x)=f(-x),g'(x)=-f'(-x),当-x0<x<-x0+m时,x0-m<-x<x0,f'(-x)>0,g'(x)<0,同理当-x0-m<x<-x0时,g'(x)>0,所以-x0是f(-x)的一个极大值点,从而-x0是-f(-x)的一个极小值点,x0是-f(x)的一个极小值点.不能判定-x0是不是-f(x)的极值点.
13.[1,5) 解析:因为f'(x)=3x2+2x-a,函数f(x)在区间(-1,1)上恰有一个极值点,即f'(x)=0在(-1,1)内恰有一个根.又函数f'(x)=3x2+2x-a的对称轴为直线x=-,所以应满足即解得1≤a<5.
14.解:(1)∵f(x)=aln x+bx2+x,
∴f'(x)=+2bx+1.
由极值点的必要条件可知:f'(1)=f'(2)=0,
∴a+2b+1=0且+4b+1=0,
解得a=-,b=-.
(2)由(1)可知f(x)=-ln x-x2+x,且其定义域是(0,+∞),
f'(x)=-x-1-x+1=-.
当x∈(0,1)∪(2,+∞)时,f'(x)<0;
当x∈(1,2)时,f'(x)>0,
∴x=1是函数f(x)的极小值点,
x=2是函数f(x)的极大值点.
15.解:(1)f(x)的定义域为R.
f'(x)=3x2-2x-1=(3x+1)(x-1).
令f'(x)=0,得x=-或x=1.
当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:
x
(-∞,-)
-
(-,1)
1
(1,+∞)
f'(x)
+
0
-
0
+
f(x)
单调递增
极大值
单调递减
极小值
单调递增
所以f(x)的极大值是f(-)=+a,极小值是f(1)=a-1.
(2)函数f(x)=x3-x2-x+a=(x-1)2(x+1)+a-1,
由此可知,x取足够大的正数时,有f(x)>0,
x取足够小的负数时,有f(x)<0,
所以曲线y=f(x)与x轴至少有一个交点.
由(1)知f(x)极大值=f(-)=+a,
f(x)极小值=f(1)=a-1.
因为曲线y=f(x)与x轴仅有一个交点,
所以f(x)极大值<0或f(x)极小值>0,即+a<0或a-1>0,
所以a<-或a>1,
所以当a∈(-∞,-)∪(1,+∞)时,曲线y=f(x)与x轴仅有一个交点.
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第一课时 函数的极值
1.下列函数中,存在极值的是( )
A.y=ex B.y=ln x
C.y= D.y=x2-2x
2.已知函数f(x)的图象如图所示,则f(x)的极小值点组成的集合为( )
A.{x1,x2,x3}
B.{x1,x3}
C.{x1,x2,x4}
D.{x3}
3.设函数f(x)=x+,则f(x)的极大值点和极小值点分别为( )
A.x=-2,x=2
B.x=2,x=-2
C.x=5,x=-3
D.x=-5,x=3
4.已知a是函数f(x)=x3-12x的极小值点,则a=( )
A.-4 B.-2
C.4 D.2
5.若函数f(x)=aln x+-既有极大值又有极小值,则a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
6.〔多选〕如图为函数f(x)的导函数f'(x)的图象,则下列判断正确的是( )
A.f(x)在x=1处取得极大值
B.x=-1是f(x)的极小值点
C.f(x)在(2,4)上单调递减,在(-1,2)上单调递增
D.x=2是f(x)的极小值点
7.〔多选〕对于函数f(x)=x3-3x2,下列给出的选项中正确的是( )
A.f(x)是增函数,无极值
B.f(x)是减函数,无极值
C.f(x)的单调递增区间为(-∞,0),(2,+∞),单调递减区间为(0,2)
D.f(0)=0是极大值,f(2)=-4是极小值
8.函数f(x)=ax3+bx在x=1处有极值-2,则a= ,b= .
9.函数f(x)=ax-1-ln x(a≤0)在定义域内的极值点的个数为 .
10.已知函数f(x)=x(a+ln x),曲线y=f(x)在点(e,f(e))处的切线与y=4x-1平行.
(1)求a的值;
(2)求f(x)的极值.
11.若函数y=ex-2mx有小于零的极值点,则实数m的取值范围是( )
A.m< B.0<m<
C.m> D.0<m<1
12.〔多选〕定义在R上的函数f(x),已知x0(x0≠0)是它的极大值点,则以下结论正确的是( )
A.-x0是f(-x)的一个极大值点
B.-x0是-f(x)的一个极小值点
C.x0是-f(x)的一个极大值点
D.-x0是-f(-x)的一个极小值点
13.若函数f(x)=x3+x2-ax-4在区间(-1,1)上恰有一个极值点,则实数a的取值范围为 .
14.设x=1与x=2是函数f(x)=aln x+bx2+x的两个极值点.
(1)试确定常数a和b的值;
(2)判断x=1,x=2是函数f(x)的极大值点还是极小值点,并说明理由.
15.设函数f(x)=x3-x2-x+a(a∈R).
(1)求 f(x)的极值;
(2)当a在什么范围内取值时,曲线y=f(x)与x轴仅有一个交点?
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