5.导数及其应用(单调性、极值与最值)

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补讲:导数及其应用(单调性、极值与最值)

一.选择题:

(1) 已知函数)(x f y =在区间),(b a 内可导,且),(0b a x ∈,则=--+→h

h x f h x f h )

()(lim

000

( )

(A))('0x f (B))('20x f (C))('20x f - (D)0 (2) 函数x x y ln =在区间 ( )

(A) )1,0(e 上单调递减 (B) ),1(+∞e

上单调递减 (C) ),0(+∞上单调递减 (D) ),0(+∞上单调递增 (3) 函数512322

3

+--=x x x y 在]3,0[上的最大值和最小值依次是( )

(A) 15,12- (B) 15,5- (C) 4,5- (D) 15,4--

(4) 已知函数1)6()(2

3

++++=x a ax x x f 有极大值和极小值,则实数a 的取值范围是 ( )

(A)21<<-a (B)63<<-a (C)3-a (D)1-a (5) 设点P 是曲线3

2

33

+

-=x x y 上的任意一点,P 点处切线倾斜角为α,则角α的取值范围是 ( ) (A) )32[ππ, (B) ]322(ππ,

(C) ),32[)2,0[πππ (D) ),6

5[)2,0[πππ

(6) 方程010962

3

=-+-x x x 的实根个数是 ( )

(A) 3 (B) 2 (C) 1 (D) 0

二.填空题:

(7) 函数2

)()(c x x x f -=在2=x 处有极大值,则实数=c

(8) 已知曲线x x x y C 232

3

+-=:,直线kx y l =:,若l 与C 相切于点)0)(,(000≠x y x ,则切点坐标是 (9) 函数bx x x f +-=3

)()(R b ∈在区间)1,0(上单调递增,且关于x 的方程

0)(=x f 的根都在区间]2,2[-内,则实数b 的取值范围是

(10) 已知a x x x f ++=2

3

3)()(R a ∈在]33[,-上有最小值3,则在]33[,-上, )(x f 的最大值是 三.解答题:

(11) 函数b ax x x f +-=3)(3)0(>a 的极大值为6,极小值为2,求实数b a ,的值.

(12) 已知函数x x x f -+=)1ln()(.

① 求函数)(x f 的单调区间; ② 若1->x ,证明:x x x ≤+≤+-)1ln(1

1

1.

(13) (全国卷Ⅱ)设a 为实数,函数.)(2

3

a x x x x f +--=

(Ⅰ)求)(x f 的极值.

(Ⅱ)当a 在什么范围内取值时,曲线x x f y 与)(=轴仅有一个交点.

14 ( 全国卷III )用长为90cm,宽为48cm 的长方形铁皮做一个无盖的容器,先在四角分别截去一个小正方形,然后把四边翻转90°角,再焊接而成(如图),问该容器的高为多少时,容器的容积最大?最大容积是多少?

*(15) 设21,x x 是函数x a x b x a x f 22

32

3)(-+=

)0(>a 的两个极值点, 且2||||21=+x x .

① 证明:10≤

3

4||≤

b ③ 若函数)(2)(')(1x x a x f x h --=,证明:当21<

a x h 4|)(|≤.

16. (山东卷)已知1x =是函数3

2

()3(1)1f x mx m x nx =-+++的一个极值点,其中,,0m n R m ∈<, (I )求m 与n 的关系式; (II )求()f x 的单调区间;

(III )当[]1,1x ∈-时,函数()y f x =的图象上任意一点的切线斜率恒大于3m ,求m 的取值范围.

(全国卷Ⅱ)设a 为实数,函数.)(23a x x x x f +--= (Ⅰ)求)(x f 的极值.

(Ⅱ)当a 在什么范围内取值时,曲线x x f y 与)(=轴仅有一个交点.

解:(I)'()f x =32x -2x -1

若'()f x =0,则x ==-

1

3

,x =1 当x 变化时,'()f x ,()f x 变化情况如下表:

∴()f x 的极大值是()327

f a -=+,极小值是(1)1f a =-

(II)函数322()(1)(1)1f x x x x a x x a =--+=-++-

由此可知,取足够大的正数时,有()f x >0,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

结合()f x 的单调性可知:

当()f x 的极大值

527a +<0,即5

(,)27

a ∈-∞-时,

它的极小值也小于0,因此曲线y =()f x 与x 轴仅有一个交点,它在(1,+∞)上。

当()f x 的极小值a -1>0即a ∈(1,+∞)时,它的极大值也大于0,因此曲线y =()f x 与x 轴仅有一个交点,它在(-∞,-

1

3

)上。 ∴当5

(,)27a ∈-∞-

∪(1,+∞)时,曲线y =()f x 与x 轴仅有一个交点。 即a 的取值范围是3

[,)4

+∞

( 全国卷III )用长为90cm,宽为48cm 的长方形铁皮做一个无盖的容器,先在四角分别截去一个小正方形,然后把四边翻转

90°角,再焊接而成(如图),问该容器的高为多少时,容器的容积最大?最大容积是多少? 解:设容器的高为x ,容器的体积为V ,1分 则V=(90-2x )(48-2x )x,(0

∵V ′=12 x 2-552x+4320……7分

(山东卷)已知1x =是函数3

2

()3(1)1f x mx m x nx =-+++的一个极值点,其中,,0m n R m ∈<,(I )求m 与n 的关系式; (II )求()f x 的单调区间;

(III )当[]1,1x ∈-时,函数()y f x =的图象上任意一点的切线斜率恒大于3m ,求m 的取值范围.

解(I)2

()36(1)f x mx m x n '=-+

+因为1x =是函数()f x 的一个极值点,所以(1)0f '=,即36(1)0m m n -++=,所以

36n m =+

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