利用导数研究函数的极值、最值

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利用导数研究函数的极值、最值

【例1-1】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)

角度2已知函数求极值

【例1-2】已知函数f(x)=ln x-ax(a∈R).

(1)当a=1

2

时,求f(x)的极值;

(2)讨论函数f(x)在定义域内极值点的个数.

【训练1】 (1)(角度1)已知函数f(x)的定义域为(a,b),导函数f′(x)在(a,b)上的图象如图所示,则函数f(x)在(a,b)上的极大值点的个数为( )

A.1

B.2

C.3

D.4

(2)(角度2) 设函数f(x)=(x-a)(x-b)(x-c),a,b,c∈R,f′(x)为f(x)的导函数.

①若a=b=c,f(4)=8,求a的值;

②若a≠b,b=c,且f(x)和f′(x)的零点均在集合{-3,1,3}中,求f(x)的极小值.

考点二已知函数的极值求参数

【例2】设函数f (x )=[ax 2-(4a +1)x +4a +3]e x

.

(1)若曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线与x 轴平行,求a ; (2)若f (x )在x =2处取得极小值,求a 的取值范围.

【训练2】 已知函数f (x )=ax 3

+bx 2

+cx -17(a ,b ,c ∈R)的导函数为f ′(x ),f ′(x )≤0的解集为{x |-2≤x ≤3},若f (x )的极小值等于-98,则a 的值是( ) A.-8122 B.1

3 C.2 D.5

考点三 利用导数求函数的最值 【例3】 已知函数f (x )=2x 3

-ax 2+2. (1)讨论f (x )的单调性;

(2)(经典母题)当0

【迁移 】 把本例(2)改为“是否存在正实数a ,使得f (x )在[0,1]上的最小值为-2,且最大值为2?若存在,求出实数a 的值;若不存在,说明理由.”

【训练3】 已知函数f (x )=x -1

x

-ln x . (1)求f (x )的单调区间;

(2)求函数f (x )在⎣⎡⎦⎤1

e ,e 上的最大值和最小值(其中e 是自然对数的底数).

强化训练 一、选择题

1.函数y =x e x

的最小值是( )

A.-1

B.-e

C.-1e

D.不存在

2. 设函数f (x )在R 上可导,其导函数为f ′(x ),且函数f (x )在x =-2处取得极小值,则函数y =x ·f ′(x )的图象可能是( )

3. 若x =-2是函数f (x )=(x 2

+ax -1)·e

x -1

的极值点,则f (x )的极小值为( )

A.-1

B.-2e -3

C.5e -3

D.1

4. 函数f (x )=3x 2

+ln x -2x 的极值点的个数是( ) A.0 B.1 C.2 D.无数

5. 已知函数f (x )=2ln x +ax 2

-3x 在x =2处取得极小值,则f (x )的极大值为( ) A.2 B.-5

2 C.3+ln 2 D.-2+2ln 2

二、填空题

6.若商品的年利润y (万元)与年产量x (百万件)的函数关系式为y =-x 3

+27x +123(x >0),则获得最大利润时的年产量为________百万件.

7. 已知x =1是函数f (x )=(x 2

+ax )e x

的一个极值点,则曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线斜率为________.

8. 直线y =b 分别与直线y =2x +1和曲线y =ln x 相交于点A ,B ,则|AB |的最小值为________.

三、解答题

9.已知函数f (x )=e x

cos x -x .

(1)求曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程;

(2)求函数f (x )在区间⎣

⎡⎦

0,

π2上的最大值和最小值.

10.设函数f (x )=(x -t 1)(x -t 2)(x -t 3),其中t 1,t 2,t 3∈R,且t 1,t 2,t 3是公差为d 的等差数列.

(1)若t 2=0,d =1,求曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程; (2)若d =3,求f (x )的极值.

11.若函数f (x )=12x 2

+(a -1)x -a ln x 存在唯一的极值,且此极值不小于1,则a 的取值范围为

( )

A.⎣⎡⎭⎫32,2

B.⎣⎡⎭⎫32,+∞

C.⎣⎡⎭⎫0,32

D.(-1,0)∪⎣⎡⎭⎫3

2,+∞ 12. 若函数f (x )=(1-x )(x 2

+ax +b )的图象关于点(-2,0)对称,x 1,x 2分别是f (x )的极大值点与极小值点,则x 2-x 1=( ) A.- 3

B.2 3

C.-2 3

D. 3

13.传说中孙悟空的“如意金箍棒”是由“定海神针”变形得来的.这定海神针在变形时永远保持为圆柱体,其底面半径原为12 cm 且以每秒1 cm 等速率缩短,而长度以每秒20 cm 等速率增长.已知神针的底面半径只能从12 cm 缩到4 cm ,且知在这段变形过程中,当底面半径为10 cm 时其体积最大.假设孙悟空将神针体积最小时定形成金箍棒,则此时金箍棒的底面半径为________ cm.

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