内容正文:
6.2 函数的极值
1.已知下列各选项是函数y=f(x)的导函数的图象,则x=a是函数y=f(x)的极小值点的是( )
2.函数f(x)=ln x-x在区间(0,e)上的极大值为( )
A.-e B.1-e
C.-1 D.0
3.若函数f(x)=x3-3bx+3在(-1,2)内有极值,则实数b的取值范围是( )
A.(0,4) B.[0,4)
C.[1,4) D.(1,4)
4.若函数f(x)=x2-x+aln x有两个不同的极值点,则实数a的取值范围为( )
A.( 0,) B.( 0,)
C.( -∞,) D.( -∞,]
5.〔多选〕已知函数f(x)的定义域为R且导函数为f'(x),如图是函数y=xf'(x)的图象,则下列说法正确的是( )
A.函数f(x)的单调递增区间是(-2,0),(2,+∞)
B.函数f(x)的单调递增区间是(-∞,-2),(2,+∞)
C.x=-2是函数的极小值点
D.x=2是函数的极小值点
6.〔多选〕对于函数f(x)=16ln(1+x)+x2-10x,下列说法正确的是( )
A.x=3是函数f(x)的一个极值点
B.f(x)的单调递增区间是(-1,1),(2,+∞)
C.f(x)在区间(1,2)内单调递减
D.直线y=16ln 3-16与函数y=f(x)的图象有2个交点
7.能说明“若f'(0)=0,则x=0是函数y=f(x)的极值点”为假命题的一个函数是 .
8.函数f(x)=ax-1-ln x(a≤0)在定义域内的极值点的个数为 .
9.若函数f(x)=x3+ax2+ax(x∈R)不存在极值点,则a的取值范围是 .
10.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.
11.〔多选〕设函数f(x)在R上可导,其导函数为f'(x),若函数f(x)在x=1处取得极大值,则函数y=-xf'(x)的图象不可能是( )
12.〔多选〕已知函数f(x)=xln x+x2,x0是函数f(x)的极值点,则下列结论正确的是( )
A.0<x0< B.x0>
C.f(x0)+2x0<0 D.f(x0)+2x0>0
13.已知函数f(x)=x3+3mx2+nx+m2在x=-1处取得极值0,则m= ,n= .
14.已知函数f(x)=aln x-bx2,a,b∈R,若f(x)在x=1处与直线y=-相切.
(1)求a,b的值;
(2)求f(x)在上的极值.
15.〔多选〕已知函数f(x)=,则( )
A.f(x)在x=e处取得极大值
B.f(x)有两个不同的零点
C.f(x)的极小值点为x=e
D.f()<f()<f(2)
16.设a为实数,函数f(x)=x3-x2-x+a.
(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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6.2 函数的极值
1.C 在点a的左侧附近,f'(x)<0时,f(x)单调递减;在点a的右侧附近,f'(x)>0时,f(x)单调递增,此时x=a是函数的极小值点.所以,对于A、B选项,x=a不是函数y=f(x)的极值点;对于C选项,x=a是函数 y=f(x)的极小值点;对于D选项,x=a是函数 y=f(x)的极大值点.故选C.
2.C f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)=-1.令f'(x)=0,得x=1.当x∈(0,1)时,f'(x)>0,当x∈(1,e)时,f'(x)<0,故f(x)在x=1处取得极大值f(1)=ln 1-1=0-1=-1.
3.A f'(x)=3x2-3b=0,即x2=b.又∵f(x)在(-1,2)内有极值,∴f'(x)在(-1,2)内有变号零点,∴0≤b<4.当b=0时,f(x)=x3+3在R上是增函数,没有极值,故选A.
4.A 函数的定义域为(0,+∞),因为函数f(x)=x2-x+aln x有两个不同的极值点,所以f'(x)=x-1+==0有两个不同的正根,即x2-x+a=0有两个不同的正根,所以解得0<a<.故选A.
5.BD 由题意,当0<x<2时,f'(x)<0;当x>2时,f'(x)>0;当-2<x<0时,f'(x)<0;当x<-2时,f'(x)>0;即函数f(x)在(-∞,-2)和(2,+∞)上单调递增,在(-2,2)上单调递减,因此函数f(x)在x=2时取得极小值,在x=-2时取得极大值.故选B、D.
6.AC f'(x)=+2x-10=(x>-1),∴当-1<x<1时,f'(x)>0,当1<x<3时,f'(x)<0,当x>3时,f'(x)>0,∴f(x)在(-1,1)内单调递增,在(1,3)内单调递减,在(3,+∞)内单调递增,故x=3是f(x)的极小值点,故A正确,B错误,C正确;由单调性可知f(3)<f(2)<f(1),而f(2)=16ln 3-16,又当x→-1时,f(x)→-∞,当x→+∞时,f(x)→+∞,故直线y=16ln 3-16与y=f(x)的图象有3个交点,故D错误.
7.f(x)=x5(答案不唯一) 解析:极值点的导数必须为零,且极值点左右两侧的函数单调性相反.如函数f(x)=x5,当x=0时,f'(0)=5×04=0,但是f(x)=x5在R上是增函数,所以x=0不是函数f(x)=x5的极值点.
8.0 解析:因为x>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,+∞)上是减函数,所以f(x)在(0,+∞)上没有极值点.
9.[0,3] 解析:由f(x)=x3+ax2+ax(x∈R),得f'(x)=3x2+2ax+a.∵函数f(x)=x3+ax2+ax(x∈R)不存在极值点,且f'(x)的图象开口向上,∴f'(x)≥0对x∈R恒成立,∴Δ=4a2-12a≤0,解得0≤a≤3,∴a的取值范围是[0,3] .
10.解:(1)因为f(x)=aln x+bx2+x,
所以f'(x)=+2bx+1(x>0).
依题意得f'(1)=f'(2)=0,即
解方程组得a=-,b=-.
(2)由(1)知,f(x)=-ln x-x2+x(x>0),
故f'(x)=--x+1=.
当x∈(0,1)时,f'(x)<0;当x∈(1,2)时,f'(x)>0;
当x∈(2,+∞)时,f'(x)<0.
故x=1是函数f(x)的极小值点,x=2是函数f(x)的极大值点.
11.ACD 因为f(x)在x=1处取得极大值,所以可知x>1时,f'(x)<0,x<1时,f'(x)>0,所以当x>1时,y=-xf'(x)>0,A、C不可能,当0<x<1时,y=-xf'(x)<0,D不可能,故选A、C、D.
12.AD ∵函数f(x)=xln x+x2(x>0),∴f'(x)=ln x+1+2x,易得f'(x)=ln x+1+2x在(0,+∞)上是增函数,f'=>0,∵当x→0时,f'(x)→-∞,∴0<x0<,∴A正确,B错误.∵f'(x0)=ln x0+1+2x0=0,∴f(x0)+2x0=x0ln x0++2x0=x0(ln x0+x0+2)=x0(1-x0)>0,∴C错误,D正确.故选A、D.
13.2 9 解析:由题可得,f'(x)=3x2+6mx+n,
∴
解得或当时,f'(x)=3x2+6x+3=3(x+1)2≥0恒成立,不满足题意.故m=2,n=9.
14.解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)=-2bx,∵函数f(x)在x=1处与直线y=-相切,
∴即解得
(2)由(1)得f(x)=ln x-x2,f'(x)=-x=,令f'(x)>0,得0<x<1,令f'(x)<0,得x>1,∴f(x)在上单调递增,在(1,e)上单调递减,
∴f(x)在上的极大值为f(1)=-,无极小值.
15.AD 由题意可得函数的定义域为(0,+∞),由f(x)=可得f'(x)==,令f'(x)=0,解得x=e.当0<x<e时,f'(x)>0,则f(x)在区间(0,e)上单调递增;当x>e时,f'(x)<0,则f(x)在(e,+∞)上单调递减.所以当x=e时,函数f(x)取得极大值为f(e)=,无极小值,故选项A正确,选项C不正确;因为f(1)==0,且f(x)在区间(0,e)上单调递增,所以函数f(x)在(0,e)上有一个零点.当x≥e时,ln x>0,x>0,所以f(x)>0,此时无零点.综上所述,f(x)有一个零点,故选项B不正确;因为0<<<<e,f(x)在区间(0,e)上单调递增,所以f()<f()<f(2),故选项D正确.故选A、D.
16.解:(1)f'(x)=3x2-2x-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)
↗
极大
值
↘
极小
值
↗
∴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,
∴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.
∵曲线y=f(x)与x轴仅有一个交点,
∴f(x)极大值<0或f(x)极小值>0,
即+a<0或a-1>0,
∴a<-或a>1,
∴当a∈∪(1,+∞)时,曲线y=f(x)与x轴仅有一个交点.
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