2017版数学大一轮复习练习3.4利用导数研究函数的最(极)值.doc(3)

2019-01-12 16:32

?1??0,?当x∈?e?时,F'(x)<0,F(x)单调递减;

?1?,?????时,F'(x)>0,F(x)单调递增, 当x∈?e故F(x)在[a,2a]上的最大值为F(x)max=max{F(a),F(2a)}.

1因为F(a)-F(2a)=ln a-2ln 2a=ln 4a,

1所以当04时,F(a)-F(2a)<0,F(x)max=F(2a)=2ln 2a.

x2x(3)问题等价于证明xln x>e-e(x∈(0,+∞)),由(2)可知f(x)=xln x(x∈(0,+∞))的最小11值为-e,当且仅当x=e时取得.

x21-x1xx设m(x)=e-e(x∈(0,+∞)),则m'(x)=e,易得m(x)max=m(1)=-e,当且仅当x=1时取

得.

12x所以f(x)>m(x),从而对一切x∈(0,+∞),都有ln x>e-ex成立.

1【精要点评】对第(2)问,因为函数不是二次函数,在x=e的两侧不对称,所以如果讨

论区间的位置则比较复杂;对第(3)问构造f(x)是解决问题的关键,如果直接移项构造一个新函数来证明,则相对比较复杂.

1.(2015·哈尔滨三中模拟)已知x=2是函数f(x)=x3-3ax+2的极小值点,那么函数f(x)的极大值

为 . 【答案】18

【解析】因为x=2是函数f(x)=x3-3ax+2的极小值点,即x=2是f'(x)=3x2-3a=0的根,代入x=2,得a=4,所以函数解析式为f(x)=x3-12x+2,则3x2-12=0,即x=±2,故函数在(-2,2)上是减函数,在(-∞,-2),(2,+∞)上是增函数,由此可知当x=-2时,函数f(x)取得极大值f(-2)=18.

x2?a2.(2014·常州模拟)若函数f(x)=x?1在x=1处取得极值,则实数a= .

【答案】3

2x(x?1)-(x2?a)x2?2x-a3-a2(x?1)2【解析】f'(x)==(x?1),由题意得f'(1)=0,即4=0,解得a=3.

3.(2015·全国卷)已知函数f(x)=ex(2x-1)-ax+a,其中a<1,若存在唯一的整数x0,使得f(x0)<0,则实数a的取值范围是 .

?3?,1??2e? 【答案】?【解析】设g(x)=ex(2x-1),y=ax-a,由题知存在唯一的整数x0,使得g(x0)在直线y=ax-a的下方.

111因为g'(x)=ex(2x+1),所以当x<-2时,g'(x)<0;当x>-2时,g'(x)>0,所以当x=-2时,

g(x)min=-2e.

如图,当x=0时,g(0)=-1,当x=1时,g(1)=e>0,直线y=ax-a恒过点(1,0)且斜率为a,故-a>g(0)=-1,

-123且g(-1)=-3e-1≥-a-a,解得2e≤a<1.

(第3题)

m4.(2014·陕西卷)已知函数f(x)=ln x+x,m∈R.

(1)当m=e(e为自然对数的底数)时,求f(x)的极小值;

x(2)讨论函数g(x)=f'(x)-3的零点个数.

ex-e2【解答】(1)当m=e时,f(x)=ln x+x,f'(x)=x,x∈(0,+∞).

当x∈(0,e)时,f'(x)<0, 所以f(x)在(0,e)上单调递减; 当x∈(e,+∞)时,f'(x)>0, 所以f(x)在(e,+∞)上单调递增. 所以当x=e时,f(x)取得极小值f(e)=2.

x1mx2(2)g(x)=f'(x)-3=x-x-3(x>0), 1令g(x)=0,得m=-3x3+x(x>0). 1设φ(x)=-3x3+x(x≥0),

则φ'(x)=-x2+1=-(x-1)(x+1),

当x∈(0,1)时,φ'(x)>0,φ(x)在(0,1)上单调递增. 当x∈(1,+∞)时,φ'(x)<0,φ(x)在(1,+∞)上单调递减, 所以x=1是φ(x)唯一的极大值点, 因此x=1也是φ(x)的最大值点,

2所以φ(x)的最大值为φ(1)=3.

又φ(0)=0,结合y=φ(x)的大致图象如图所示,由图可知:

(第4题)

2①当m>3时,函数g(x)无零点;

2②当m=3时,函数g(x)有且只有一个零点; 2③当0

④当m≤0时,函数g(x)有且只有一个零点.

22综上所述,当m>3时,函数g(x)无零点;当m=3或m≤0时,函数g(x)有且只有一个零点;当20

5. (2016·苏北四市期中)已知函数f(x)=cos x+ax2-1,a∈R. (1)求证:函数f(x)是偶函数.

(2)当a=1,求函数f(x)在[-π,π]上的最大值和最小值. 【解答】(1)函数f(x)的定义域为R, 因为f(-x)=cos(-x)+a(-x)2-1=cos x+ax2-1=f(x), 所以函数f(x)是偶函数. (2)当a=1时,f(x)=cos x+x2-1, 则f'(x)=-sin x+2x,

令g(x)=f'(x)=-sin x+2x,则g'(x)=-cos x+2>0,所以f'(x)是增函数. 又f'(0)=0,所以f'(x)≥0, 所以f(x)在[0,π]上是增函数. 又函数f(x)是偶函数,

故函数f(x)在[-π,π]上的最大值为π2-2,最小值为0.

趁热打铁,事半功倍.请老师布置同学们完成《配套检测与评估》中的练习第35~36页.

【检测与评估】

第18课 利用导数研究函数的最(极)值

一、 填空题

a1.已知函数f(x)=x3+ax2+bx-a2-7a在x=1处取得极大值10,那么b= .

2.已知函数f(x)=x3+ax2+3x-9,且f(x)在x=-3处取得极值,那么实数a= .

3.(2015·陕西卷)函数f(x)=xex的图象在其极值点处的切线方程为 .

4.若函数f(x)=-x3+mx2+1(m≠0)在(0,2)内的极大值为最大值,则实数m的取值范围是 .

5.已知函数f(x)=x3-ax2+3ax+1在区间(-∞,+∞)内既有极大值,又有极小值,则实数a的取值范围是 .

176.已知函数f(x)=3x3+a2x2+ax+b,且当x=-1时,函数f(x)的极值为-12,那么f(2)= .

14227.(2015·中华中学模拟)函数y=sinx+cosx?1(x∈(0,π))的最小值为 .

e2x2?1e2xx,g(x)=ex,对任意的x1,x2∈(0,+∞),不等式8.(2014·厦门模拟)已知函数f(x)=


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