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第十节导数的应用
教材梳理
>>>>
知识点1利用导数研究函数的单调性
在(a,b)内可导函数x)
f)>0→)在(a,b)上为单调递增函数,
f)<0→x)在(a,b)上为单调递减函数.
f)=0→fx)在(a,b)上为常函数.
[注意](1)fx)>0(<0)是x)在区间(a,b)内单调递增(减)的充分不必要条件.
(2)f(x)≥0(≤0)是x)在区间(a,b)内单调递增(减)的必要不充分条件,
(3)由x)在区间(a,b)内单调递增(减)可得fx)≥0(≤0)在该区间内恒成立,而不是f
(x)>0(<0)恒成立,“="不能少,必要时还需对“=”进行检验.
思考1:若f(w在(a,b)内的任意子区间都不恒等于零(允许个别点o,使f(o)=
0),则f(x)≥0(≤0)是x在(a,b)内递增(递减)的什么条件?
提示:充要条件。
思考2:在区间b)内fx)的大小与在(a,b)内函数y=fx)的图象的陡峭和平
缓"有什么关系?
提示:函数在某一范围内导数的绝对值较大,函数在这个范围内变化得快,其对应
函数的图象就比较“陡峭"(向上或向下)即导函数y=()在相应范围内是增函数,反之,
函数的图象就“平缓”一些,
知识点2函数的极值
(1)函数的极小值
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函数y=r)在点x=a的函数值a)比它在点x=a附近其他点的函数都小,f(a=
0;而且在点x=a附近的左侧fx)≤0,右侧f(≥0,则点a叫做函数y=x)的
极小点,a)叫做函数y=)的极小值
(2)函数的极大值
函数y=)在点x=b的函数值b)比它在点x=b附近的其他,点的函数值都大,fb)
=0,而且在点x=b附近的左侧f(x)≥0,右侧f(x)≤0,则点b叫做函数y=
x)的极大值点,b)叫做函数y三x)的极大值
极小值点、极大值点统称为极值点,极大值和极小值统称为极值
思考:导函数f(x)的零点与可导函数x)的极值点有何关系?
提示:可导函数x)的极值,点和一定是导函数f)的变号零点
知识点3函数的最值
(1)在闭区间[a,b]上连续的函数在a,b]上必有最大值与最小值,
(2)若函数x)在[a,b]上单调递增,则为函数的最小值,b)为函数的
最大值;若函数x)在[a,b]上单调递减,则为函数的最大值,b)为函数的
最小值
(3)设函数fx)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,求f)在[a,b]上的最大值和最小
值的步骤如下:
①求fx)在(a,b)内的极值;
②将x)的各极值,b)进行比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个
是最小值
诊断自测
思考辨析
1.判断下列结论正误(在括号内打“√"或“×")
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(I)若函数x)在(a,b)内单调递增,那么一定有f(x)>0.()
(2)如果函数x)在某个区间内恒有f(x)=0,则x)在此区间内没有单调性.()
(3)函数的极大值一定大于其极小值.()
(4)对可导函数x),若f()=0,则为极值点.()
(5)函数的最大值不一定是极大值,函数的最小值也不一定是极小值.()
[解析](1))在(a,b)内单调递增,则有fx)≥0.
(3)函数的极大值也可能小于极小值
(4)o为x)的极值,点的充要条件是f)=0,且而两侧导函数异号.
[答案](1)×(2)N(3)×(4)×(5)V
教材衍化
2.函数x)=x2一2lnx的单调递减区间是()
A.(0,1]
B.[1,+∞)
C.(-∞,-1]
D.[-1,0)U(0,1]
[解析]由题意知fw=2x-=(心0),由f)s0,得0<x≤1.故单减区间为(0,1]
[答案]A
3.(25一26高三上·湖南常德·开学考试)函数y=)的导函数y=(x)的图象如图所
示,则()
y=f(x)
-10
A.一3是函数y=x)的一个零点
B.一1是函数y=x)的极小值点
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C.一2是函数y=x)的极大值茧
D.函数y三fx)在区间3,1)上单调递增
[解析]根据导函数的图象可知,当x∈(-∞,一3)时,fx大0,当x∈(-3,1)时,
fx)20,所以函数y=x)在(-∞,-3)上单调递减,在(-3,1)上单调递增,可知-3是
函数y=)的极值,点,不足以说明一3是函数y=x)零点.因为函数y=x)在(一3,
1)上单调递增,可知一1不是函数y=x)的极小值,点,一2也不是函数y=尤的极大值
点,所以A、B、C不正确,故D正确.故选D
[答案]D
考题体验
4.(浙江卷)函数y=x)的导函数y=x)的图象如图所示,则函数y三x)的图象可
能是()
[解析]设导函数y=)与x轴交点的横坐标从左往右依次为x,,,由导函数
y=fx)的图象易得当x∈(-oo,x)U(2,)时,f(x<0;当x∈(:,3U(,十oo)时,f
(x)>0(其中<0<<),所以函数x)在(一∞,),(2,)上单调递减,在(:,),
(心3,十∞)上单调递增,观察各选项,只有D选项符合
[答案]D
5.(多选题(2026·新高考8省联考)已知函数fx)=xn(1+),则()
A.孔x)在(0,+∞)上单调递增
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B.有两个零点
C.曲线y=)在点处的切线的斜率为-1一ln2
D.)是偶函数
[解析])=xln(x+1),所以当x>0时,fy=ln(x+1)+>0,所以)在(0,+
oo)上单调递增,所以A正确;令xn(c十1)=0,所以x=0或ln(x十1)=0,所以x=
0,故x)只有1个零点0,所以B不正确;f(x)=n(c+1)+,所以=ln-1=-1-ln
2,所以C正确;定义域不关于原,点对称,所以尤)不是偶函数,所以D不正确,故选
AC.
[答案]AC
6.(2026·青岛检测)已知函数x)=sin2x+4cosx一ax在R上单调递减,则实数a的
取范是
[]f(x)=2cos 2x-4sin x-a=2(1-2sin'x)-4sinx-a=-4sin'x-4sinx+2-a
=-(2sinx+1)2+3-a.由题设,f(d)≤0在R上恒成立.因此a23-(2sinx+1)P恒成立,
则a23
[答案][3,+∞)
7.(25一26高二下·湖北·期末)若函数x)=ax3+3x2一x+1恰好有三个区,
则实数a的取值范围为
[解析]依题意知,当a=0时,x)=3.x2-x+1,只有两个单调区间,不符合题
意,则当a≠0时,fx)=3ax2+6r-1,因为函数x)恰有三个单调区间,即尤x)恰有两个
极值点,故f(x)必有两个不相等的零点,则,解得a心一3且a0.
[答案](-3,0)U(0,+∞)
8.已知x=是函数r)=x(nax+1)的极值点,则实数a的值为()
A.
B
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C.1
D.e
[解析]因为函数fx)=(nax+1)有极值,点,所以f)=(nax+1)+1=2+lnax.因
为x=是函数)=x(lnar十1)的极值点,所以f=2+n=0.所以ln=-2,解得a=.经
检验,a=待合题意,
[答案]B
典例精讲
>>)>>,④
[例1](25-26高二下·贵州贵阳期末)已知函数x)=a2-2x-lnx.
(1)若函数fx)在点(1,1)的切与x平行,求a;
(2)若>0,讨论)的单调性
[思路点拨](1)利用导数的几何意义,在点(1,1)处的切线与x轴平行,即f1)=
0代入即可求解;
(2)确定函数定义域,求导确定导函数的零点,根据导数确定函数单调性即可,
[自主解答](1)由题可知函数)定义域为(0,+∞),f(x)=2ax-2-,
由于函数fx)=ax2-2x-lnx在,点(1,1)处的切线与x轴平行,
所以f(1)=0,即2a-3=0,所以a=
(2)由(1)可知函数定义域为(0,+),
fx)=2ax-2-=(a>0),
令g(r)=2ax2-2x-1,
.=4+8a心0恒成立,
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令x)=0,解得x=<0(舍去)或x=>0,
若x∈,f(x大0,fw)单调递减;
若x∈,fx)>0,fx)单调递增.
[解题心得]解题3步骤
(1)确定函数x)的定义域;
(2)求导数fd,并求方程fx)=0的根;
(3)利用f(=0的根将函数的定义域分成若干个子区间,在这些子区间上讨论f(x)
的正负,由f(x)的正负确定x)在相应子区间上的单调性。
[例2]已知函数x)=-lnx.
(1)求x)在的单调区间:
(2)求函数x)在上的最大值和最小值其中e是自然对数的底数)
[思路点拨](1)可导函数的极值点一定满足f(o)=0.(2)方程x)=k的根的个数可
以看成yⅥ=)与=k两函数的交点个数.
[自主解答](1)x)=-lnx=1--lnx,fx)的定义域为(0,+∞)
∴f)=-=,
由f(x)>0,得0<1,由fx)0,得x>1,
fx)=1--lnx在(0,1)上单调递增,在(1,十o∞)上单调递减.
(2)由(1)得x)在上单调递增,在[1,]上单调递减,
f八x)在上的最大值为
1)=1-1-ln1=0.
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又f=1-e-ln=2-e,e)=1--lhe=-,且fe)
f代x)在上的最小值为f=2-e.
∴f)在上的最大值为0,最小值为2-e.
[解题心得]掌握求函数x)在区间b]上的最值的方法
(1)若函数在区间[a,b]上单调递增或递减,a)与b)一个为最大值,一个为最小
值
(2)若函数在闭区间[a,b]内有极值,要先求出[a,b]上的极值,与a),fb)比较,
最大的是最大值,最小的是最小值,可列表完成;
(3)函数x)在区间b)上有唯一一个极值点,这个极值点就是最大(或最小)值点,此
结论在导数的实际应用中经常用到.
[例3](25一26高二下.北京丰台期末)已知函数x)=x一3.x.
(1)求曲线y=在(0,0)处的切线方程;
(2)求x)在区间1,2]上的最小值和最大值;
(3)写出不等式代x)P2的解集.(不用说明理由)
[思路点拨](1)计算f(O),O),然后根据点斜式求出方程即可;
(2)利用导数判断函数单调性,然后计算;
(3)根据(2)的结果,判断函数的单调性,然后计算可得-1)=2,1)=一2,-2)
=-2,2)=2,判断即可
[自主解答](1)x)定义域为R,x=3x2-3,f0)=-3,又因为f0)=0,所以曲
线y=x)在(0,0)处的切线方程为y=一3x
(2)令fx)=0得,x=±1,
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当x变化时,f(x),孔x)的变化情况如下表:
x
(-1,1)
(1,2)
f(x)
0
Ar)
0
-2
◇
又因为-1)=2,2)=2,
所以x)在区间[-1,2]上的最小值为-2,最大值为2.
(3)由(2)可知,函数在(-∞,一1),(1,十∞)单调递增,在(-1,1)单调递减,
-1)=2,1)=-2,-2)=-2,2)=2,所以不等式x>2的解集为{K-2或
心2}.
[解题心得]1.熟记运用导数解决函数极值问题的一般流程
求定义域
求导数f(x)
求极值
用极值
解方程f'(x)=0
知P(x)=0根的情况
验根左右f(x)的符号
得关于参数的方程(不等式)
极值
参数值(范围
2.
掌握已知函数极值点或极值求参数的2个要领
列式
根据极值点处导数为0和极值这两个条件列方程组,利用待定系数法求解
因数等于零不是此点极点的充要条件,所以利用待定系数法求解后必
验证
须验证根的合理性
高考再现
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1.(2026·全国1卷)已知函数x)=的最大值为1,则a=()
A.
B.1
C.
D.2
[解析]由选项知a心0,则定义域为R,由0)=≤1(心0),解得a21.验证:当a=1
时,由不等式e2x+1可得e+1≥x+2,故x)=≤1,当且仅当x=0时等号成立,故a
=1满足题意,由选项唯一可得.
[答案]B
2.(多选题(2024·新课标1卷)设函数fx)=(x一1)(x-4),则()
A.x=3是x)的极小值点
B.当0<1,fx)fx)
C.当1<2,-4<f2x-1)K0
D.当-1<<0,2一x)>)
[分析]求出函数)的导数,得到极值,点,即可判断A;利用函数的单调性可判断
B;根据函数x)在(1,3)上的值域即可判断C,直接作差可判断D
[解析]因为函数)的定义域为R,而fw=2(x-1)x-4)+(x-1)2=3(c-1)x-
3),易知当x∈(1,3)时,fx)0,当x∈(-∞,1)或x∈(3,+∞)时,f(x)>0,函数在
(-∞,1)上单调递增,在(1,3)上单调递减,在(3,十)上单调递增,故x=3是函数
x)的极小值,点,A正确;当0<1时,x-x2=x(1-x)>0,所以1>x>2>0,而由上可
知,函数x)在(0,1)上单调递增,所以)>x),B错误;当1<2时,1<2x-1<3,
而由上可知,函数x)在(1,3)上单调递减,所以1)>f2x-1)>3),即-4≤2x
1)0,C正确;当-1<心0时,2--x)=(1-x)(-2-x)-(c-1)(x-4)=(-1)2(2
-2x)>0,所以2-)>x,D正确;故选ACD
[答案]ACD
3.(多选题(2024新课标川卷)设函数fx)=2x一3ax2+1,则()
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A.当a>1,x)有三个零点
B.当<0,x=0是r)的极大值点
C.存在a,b,使得x=b为曲线y=)的对称轴
D.存在a,使得点(1,1)为曲线y=)的对称中心
[分析]A选项,先分析出函数的极值点为x=0,x=α,根据零,点存在定理和极值
的符号判断出x)在(-1,0),(0,a),(a,2上各有一个零点;B选项,根据极值和导
函数符号的关系进行分析;C选项,假设存在这样的a,b,使得x=b为x)的对称轴,
则x)=2b-)为恒等式,据此计算判断;D选项,若存在这样的a,使得(1,3-3a
为x)的对称中心,则x)十2-)=6-6a,据此进行计算判断,亦可利用拐点结论直
接求解
[解析]fx)=6x2-6ax=6x(x-a,由于a心1,故x∈(-o∞,0)U(a,+oo)时f
(x)>0,故)在(-∞,0),(a,+)上单调递增,x∈(0,a时,f(x0,d)单调递减,
则x)在x=0处取到极大值,在x=a处取到极小值,由0)=1>0,=1-<0,则
0)a0,根据零,点存在定理x)在(0,a)上有一个零点,又f-1)=-1-3a<0,f2a
=4d+1>0,则-1)0)<0,fa2a<0,则x)在(-1,0),(a,2a上各有一个零,点,
于是a心l时,fx)有三个零,点,A选项正确;f)=6r(x-a),a<0时,x∈(a,0),f
()<0,)单调递减,x∈(0,十)时fw)>0,)单调递增;此时x)在x=0处取到极小
值,B选项错误;假设存在这样的a,b,使得x=b为x)的对称轴,即存在这样的α,
b使得)=2b-x),即2e3-3ax2+1=2(2b-x)3-3a(2b-x2+1,根据二项式定理,等
式右边(2b一x)展开式含有x的项为2C(2b)°(-x)3=一2x,于是等式左右两边x的系数
都不相等,原等式不可能恒成立,所以不存在这样的α,b,使得x=b为x)的对称轴,
C选项错误;
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法一:利用对称中心的表达式化简1)=3-3a,若存在这样的a,使得(1,3-3)
为fx)的对称中心,则fx)+2-x)=6-6a,事实上,x)+2-x)=2x3-3ax2+1+2(2
-x)3-3a(2-x)2+1=(12-6a)x2+(12a-24)x+18-12a,于是6-6a=(12-6x2+(12a
-24)x+18-12a,
即解得a=2,即存在α=2使得(1,1)是x)的对称中心,D选项正确.
法二:直接利用拐点结论
任何三次函数都有对称中心,对称中心的横坐标是二阶导数的零点,)=2x-
3a+1,fx)=6x2-6ax,f"(x)=12x-6a,由f(x)=0台x=,于是该三次函数的对称中
心为,由题意(1,1)也是对称中心,故=1台a=2,即存在a=2使得(1,1)》是x)的
对称中心,D选项正确.故选AD
[答案]AD
4.(2025·新高考川卷)若x=2是函数x)=(x一1)x一2)(x一a的极值点,则f0)=
[解析]由题意有x)=(x-1)x-2)(x-,
所以fx)=(x-a(x-1)+(x-1)c-2)+(x-a(x-2),
因为2是函数x)极值点,所以f2)=2-a=0,得a=2,
当a=2时,f(d)=2(x-2)x-1)+(x-2)2=(x-2)3x-4),
当x∈,f(x)>0,fx)单调递增,
当x∈,fx0,fx)单调递减,
当x∈(2,+∞),f(x)>0,x)单调递增,
所以x=2是函数fx)=(c-1)x-2)x一a)的极小值点,符合题意;
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所以0)=-1×(-2)×(-a)=-2a=-4.
[答案]一4
5.(2026·天津卷)已知fx)=e*-sinx
(1)求曲线y=在点(0,0)处的切线方程;
(2)当x∈时,证明x)21+.
[解](I)由于fx)=e-cosx,x∈R
所以0)=1,f0)=1-=,
则曲线y=x)在点(0,0)处的切线方程为:y-1=x-0),即x-3y十3=0;
(2)4g(x)=e*-sinx-x-1,
则g'()=e-cosx-(x∈R),
当x20时,e21,-≤-co5x≤,则
g()=e-co5x->1--=0,
所以gx)在[0,+∞)上单调递增,则g()2g(0)=1-0-0-1=0,
所以g(x)20在[0,+∞)上恒成立,即e-snx之x+1在[0,十∞)上恒成立;
当一≤心0时,
令m(r)=g(x)=e-cosx-,
所以n'(x)=e+sinx,因为y=e和y=snx在上单调递增,
所以m'(x)=e+sinx在上单调递增,
所以m'(x)=e+sinx2e+sin=esin,
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因为33>23e,所以>,所以e>,由于0<in<1,
所以'(x)=e+sinx2esin>0,
则g'(r)=ex-cosx-在上单调递增,
则g'(w)=e-cosx-<g(0)=0,即g'()<0在恒成立,
所以g()在上单调递减,
所以g(x)-g(0)=1-0-0-1=0,
即g(x)>0在成立,
故e-sinx之x+1在成立,
综上,e-sinx之x+1在上恒成立.
6.(2026·全国川卷)已知函数fx)=xe+ax+b,曲线y=x)在点(0,f0)处的切线
方程为y=一2x+1.
(1)求a,b;
(2)当>0,fx十m)一f)>m,求m的取值围
(3)当>0,k+x)+k一x>2,求k的最小值,
[解](I)x)=xe+ax+b,x∈R,
由切,点(0,f0)在直线y=-2x+1上,也在函数fx)图象上,
可知0)=-2×0+1=1且尤0)=0e°+a0+b=b,可得b=1;
由fx)=(x十1)e*+a,则切线的斜率为f(0)=1十a=-2,
解得a=-3;
故a=-3,b=1.
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(2)由(1)知,x)=xe-3x+1,
则f尤x+m)-尤)-=(x十m)e+m-xe-3(c+m十3.x-m=(c+m)e+m-xe-4,
故题意可转化为(x十mex+m-e'-4>0对任意x∈R+恒成立,
令g()=(x+m)e*+m-xe-4n,x>0,
则g'(x)=(c+m+1)e+m-(x+1)e=e'[(x+m+1)em-(x+1)],
①当>0时,由x+m+1>x+1>0且e">1>0,
则(c+m+1)e"-(x+1)>0,即g(x)>0,
则gx)在(0,十∞)上单调递增,
又因为g(0)=me"-4m,
要使gx)>0对任意x∈R+恒成立,
则me"-420,解得22lh2;
②当m=0时,x+m)-y=0>0不成立;
③当m<0时,0<e"<1,x+m+1<x+1,且x+1>0,
则(x+m+1)e”-(x+1)<(x+1)em-(x+1)=(x+1)(em-1)<0,
即g'(x)<0,则g(x)在(0,+∞)上单调递减,
又因为当x→十∞时,g(x)→-∞,不满足题意;
综上所述,m的取值范围为[2ln2,十∞).
(3)设Fx)=fx+A+k-x)-2f,>0,
则F(x)=fx十)-f(k-)
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=(x+k+1)e+k-(k-x+1)ex
=(x+k+1)e++(x-k-1)ex,
(x)=(x++1)e*k+(x-k-1)e**,
则(x)=(x十k十2)e++(2+k-x)ex,
其中F(0)=0,F'(0)=0,t(0)=2(k+2)e
①当k=-2时,t'(r)=xe2+(-x)e2-x=xe2(e*-e9>0,
则F(x)在(0,+∞)上单调递增,故F(x)>F(0)=0,
故F(x)在(0,十oo)上单调递增,故Fx)>F(O)=0,
即当>0时,x+)+k-)>2)恒成立,满足题意;
②当e-2时,设o(同=(x+k+2)ex++(2+k-x)ex
=[e'(k+x+2)+exk-x+2)]e
=[e+e)k+2)+x(e-e-)]e,
由x>0,e-2,可知e+ex>0且k+2>0,
则(e+ek+2)+x(e-e)>0,可知p(内在(-2,+o)上单调递增,
故(>p(-2)=xe2+(-x)e2-x=xe2(e-e)>0,即t(x)>0,
故F(x)在(0,+∞)上单调递增,故F'(x)>F(O)=0,
故F()在(0,十∞)上单调递增,故F(xPFO)=0,
即当>0时,fx+)+k-)>2f)恒成立,满足题意;
③当K-2时,此时t(0)=2(k+2)e<0,又因为F(0)=0,
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则存在正实数o,使得Vx∈(0,o),F(x)<0,
则F(x)在(0,o)上单调递减,则F(x大F(O)=0,
即当0<≤,x+)+k-)<2),不满足题意;
综上所述,2一2,即k的最小值为一2.
课时作业(十五)
1.函数fx)=3+xnx的单调递减区间是()
A.
B.
C
D.
[解析]因为函数x)的定义域为(0,+oo),且f(w)=lnx+x·=lnx十1,令f
(x0,解得0<<,故x)的单调递减区间是
[答案]B
2.(25一26高二下·福建泉州·期末)已知函数)=x(x2+bx+c)的图象如图所示,则
62=()
A.0
B.1
C.2
D.
[解析]由图象知,0,1,2是函数r)的3个零,点,则x)=x(x-1)x-2)=x-3x2
+2x,求导得fx)=3x2-6x+2,:,是函数f)的两个极值点,即为函数fx)的两个
变号零,点,而=(-6)2-4×3×2>0,所以12=.故选D.
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[答案]D
3.(2026山东东营期末)已知函数f孔)=lnx一x,若函数x)在[1,2]上单调递
减,则实数的最小值为()
A.1
B.
C.2
D.2
[解析]由x)=lnx-mx在[1,2]上单调递减,可得f(x)=-s0在[1,2]上恒成
立,故m2ar
所以21,故选A.
[答案]A
4.(2026·河南开封高二统考期末)已知函数x)=a-3x+1的极小值为一1,则a
=()
A.-1
B.-2
C.1
D.2
[解析]因为fr)=ax-3x十1,所以fx)=3ax2-3;当a≤0时,fx)<0,x)为减函
数,没有极值.当心0时,由fx)=3a2-3=0得x=±,x∈时,fx)>0,)为增函数;
x∈时,fx)<0,x)为减函数;x∈时,f(x)>0,x)为增函数;所以当x=时,f)有极小
值,f=1-=-1,解得a=1.故选C.
[答案]C
5.(25一26高二下·青海西宁·期末)函数x)=x-x2一6x+1的极小值()
A.
B.-1
C.-9
D.-
[解析]由题意可得fx=3x-3x-6=3(2-x-2)=3(c-2)x+1),
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令fx)=0,得x=2或x=-1,
当一1时,f)>0,则fx)单调递增;
当一1<2时,f()<0,则x)单调递减;
当>2时,fw)>0,则fx)单调递增;
所以当x=一2时,x)取到极小值2)=8一6-12十1=一9,故C正确.故选C.
[答案]C
6.已知x)是定义在区间(0,+∞)内的函数,其导函数为f(,且不等式f
x)<2x恒成立,则()
A.4f1)f2)
B.41)>2)
C.1)4f2)
D.f1)>4f2)
[解析]设函数g(x)=(>0),则g'()==<0,所以函数g(x在(0,+∞)上为减函
数,因此g(1)>g(2),即>,所以41)P2)
[答案]B
7.(25一26高二下·湖北恩施·期末)已知函数x)=sinx+x(0<<),则fx)()
A.
极大值为+,无极小值
B.极小值为+,无极大值
C.极大值为+,无极小值
D.极小值为+,无极大值
[解析]fx)=cosx十,令fx)=0,解得x=,xE,fx>0,x)单调递增;x∈,f
(x)<0,尤单调递减,因此,)在x=处取得极大值,极大值为f=+,无极小值.故选
A.
[答案]A
8.(25一26高二下.天津西青·期末)已知函数x)=(x2-a)e2在区间1,2]上单调递
增,则a的取值范围为(
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A.(-∞,0]
B.
C.(-∞,6]
D
[解析]x)=e2(2x2+2x-2a,由题意得:fx)≥0在[-1,2]上恒成立,即2x2+2x
-2a20→a≤(x+)在x∈[-1,2]上恒成立,则a≤(2+x)mm,x∈[-1,2].对于函数g(c)=
x十x=一,其在上单调递减,在上单调递增.则≤g=一故选B.
[答案]B
9.(2026·上海-期末)设x)=sin+3,则函数y=x)的极值点为
[解析]根据三角函数极值点即为其最值点,则转化为求解其对称轴通式,令2x十
=十π(kEZ,x=+(kEZ,其对称轴为x=十π(k∈Z,则其极值,点为x=十
c(k∈Z
[答案]x=十m(EZ
10.(2026·广东汕头一模)函数x)=ax-6x的一个极值点为1,则fx)的极大
[解析]x)=ax-6x定义域为R,fx)=3ax2-6,由题意得,f(1)=3a-6=0,解
得a=2,故f(x)=6x2-6,令fw)=0,解得x=±1,令fx)>0得,>1或K-1,)=
2x-6x单调递增,令fx)0得,-1≤1,x)=2x3-6x单调递减,故fx)=2x3-6x在
x=-1处取得极大值,极大值为尤-1)=-2+6=4.
[答案]4
11.若函数x)=一x2+ax在区间1,0)上恰有一个极值点,则a的取值园
[解析]二次函数fx)=一x2+ax的对称轴为x=一x=,要想函数fx)=一x十ax
在区间(-1,0)上恰有一个极值,点,只需-1<<0→-2<a<0.
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[答案](-2,0)
12.(2025新高考川卷)已知函数x)=ln(1+x)-x+x2-kx3,其中0<K
(I)证明:)在区间+∞)存在唯一的极点和唯一的零点;
(2)设,分别为fx)在区间+∞)的极值点和零点
(①)设函数g()=:十)一x一t)证明:g()在区间)单调递减:
()比较2与2的大小,并证明你的结论.
[解](I)证明:由题得fx)=-1+x-3kx
=-3x2=x2(x>-1),
因为x∈(0,十∞),所以x2>0,
设g(x)=-3k,x>0,
则g(w)=-<0在(0,十∞)上恒成立,
所以g(x)在(0,十∞)上单调递减,
g(0)=1-3>0,令g(x)=0→=-1,
所以当x∈(0,o)时,g(x)>0,则fx)>0;
当x∈(,+o)时,g(x)<0,则f(y<0,
所以x)在(0,)上单调递增,在(o,十∞)上单调递减,
所以x)在(0,+∞)上存在唯一极值,点,
对函数y=ln(1+)-x有y'=-1=-<0在(0,十∞)上恒成立,
所以y=ln(1+x)一x在(0,+∞)上单调递减,
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所以y=ln(1十-心x=0=0在(0,十)上恒成立,
又因为0)=0,x→+o∞时2-c3=x2(1-2)<0,所以x→+o∞时)<0,所以存在
唯一∈(0,十∞)使得)=0,即)在(0,十∞)上存在唯一零,点.
(2)(①由(1)知=-1,
则G十1=,fx)=x2,
.g()=fx+)-x1-),
则g'(0=(6+)2+(6一t)2
三十
=3过
.>0,te(0,),
.t2--26<0,(1+)2-t2>0,
g(0=<0,
即g()在tE(0,)上单调递减.
(ii)2x1>,证明如下:
由(①知:函数g()在区间(0,)上单调递减,
所以g(0)>g(x)即0>2),
又因为x)=0,由(1)可知)在(:1,+)上单调递减,∈(o,十∞),且对任意
x∈(0,)x)>0,所以2x1>.3
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13.(25一26高二下·福建漳州期末)已知函数fx)=e(x2+a(a<0)在x=一3处取得
极值求:
(1)a的值
(2)优在区间2]上的最大值和最小值
[解](I)函数f)=e(2+a(x∈R)的导数为f(x)=e(r2+2x+a)
由题意,f(-3)=0,代入得:e(9-6+a)=0,
解得a=-3,
经检验,特合题意;故a的值为一3.
(2)当a=-3时,x)=e(x2-3),
导数为f(x)=e(x2+2x-3)
令fx)=0,解得x=1,x=-3(舍去),
当x∈[0,1),f(x)<0;当x∈[1,2],f(x)>0;
所以fx)在[0,1)上单调递减,在[1,2]上单调递增,所以x=1时,fx)取到极小值
也是最小值1)=-2e;
又0)=-3,2)=e,从而可求最大值为e2,
故最大值为e2,最小值为-2e.
14.(2024天津卷(节选))设函数fx)=xlnx.
(1)求x)图象上点(1,1)处的切线方程;
(2)若x)2a(x一)在xE(0,+∞)时恒成立,求a的值
[分析]()直接使用导数的几何意义;
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(2)先由题设条件得a=2,再证明a=2时条件满足.
[解](I)由于)=xlnx,
故f(x)=lnx+1(>0).
所以1)=0,1)=1,所以所求的切线经过(1,0),且斜率为1,故其方程为y=x
-1
(2)设h()=t-1-lnt,则h'(t)=1-=,从而当0<t长1时h'()<0,当1时h'(t)>0.
所以h()在(0,1]上递减,在[1,+o∞)上递增,这就说明h()≥h(1),即t-1≥nt,且
等号成立当且仅当t=1.
设g()=a(t-1)-2lnt,则
Ax)-a(x-)=xInx-a
-x-xg.
当x∈(0,十∞)时,的取值范围是(0,十∞),所以命题等价于对任意t∈(0,十∞),
都有g)20,
一方面,若对任意E(0,+∞),都有()20,则对tE(0,十∞)有
0sg()=a(t-1)-2nt=at-1)+2ln≤a(t-1)+2=at+-a-2,
取t=2,得0sa-1,故a21>0.
再取t=,得0sa:+2-a-2=2-a-2=-(-P,所以a=2.
另一方面,若a=2,则对任意∈(0,+o∞)都有g()=2(t-1)-2lnt=2h(t)20,满足
条件
综合以上两个方面,知a的值是2.
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