人教A版2019年高中数学必修1活页作业11:函数的最大小值_含答案
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数学·必修1(人教A 版)1.3.2 函数的最大(小)值►基础达标1.函数y =1x -1在[2,3]上的最小值为( ) A .2 B.12 C.13 D .-12答案:B2.函数f (x )=11-x (1-x )的最大值是( ) A.45 B.54 C.34 D.43答案:D3.已知函数f (x )=x 2-2,其中x ∈[0,2],这个函数的最大值和最小值分别为( )A .-2和1B .2和-2C .2和-1D .-1和2解析:∵f (x )=x 2-2,x ∈[0,2]是单调递增函数,∴y max =f (2)=2,y min =f (0)=-2.答案:B4.函数y =(x -1)2,x ∈(-1,5)的最小值为______.答案:05.已知f (x +4)=4x 2+4x +3(x ∈R),那么函数f (x )的最小值为________.解析:∵f (x +4)=4x 2+4x +3,设x +4=t ,则x =t -4,∴f (t )=4(t -4)2+4(t -4)+3=4t 2-28t +51.∴f (x )=4x 2-28x +51=4⎝ ⎛⎭⎪⎫x -722+2, ∴f (x )min =2.答案:26.已知0<t ≤14,那么1t -t 的最小值是( ) A.154 B.638C .2D .-2解析:∵y =1t -t 在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,14上为减函数, ∴t =14时有最小值154. 答案:A►巩固提高7.函数y =x 2+x (-1≤x ≤3)的值域是( )A .[0,12] B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-14,12C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,12D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤34,12解析:画y =x 2+x 在[-1,3]部分的图象知y min =-14,y max =12. 即所求值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-14,12. 答案:B8.已知函数f (x )=x 2-4x ,x ∈[1,5),则此函数的值域为( )A .[-4,+∞)B .[-3,5)C .[-4,5]D .[-4,5)答案:D9.设函数f (x )=x 2-2x +2(x ∈[t ,t +1])的最小值为g (t ).求g (t )的表达式.解析:∵f (x )=(x -1)2+1,①当t +1≤1,即t ≤0时,由图1知截取了减区间上的一段g (t )=f (t +1)=t 2+1.②当1<t +1≤2,即0<t ≤1时,正巧将顶点截取在内,g (t )=f (1)=1(图2).③当t +1>2,即t >1时,由图3知截取了增区间上一段g (t )=f (t )=t 2-2t +2.综上知,g (t )=⎩⎪⎨⎪⎧ t 2+1,t ≤0,1,0<t ≤1,t 2-2t +2,t >1.10.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x (-2≤x <1),-x 2+2x (1≤x <3),求f (x )的值域.解析:f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(x -1)2-1(-2≤x <1),-(x -1)2+1(1≤x <3), 作出f (x )的图象(如下图).由图可知,f (x )的值域为(-3,8].1.函数最大(小)首先应该是某一个函数值,即存在x 0∈I ,使得f (x 0)=M .2.函数最大(小)应该是所有函数值中最大(小)的,即对于任意的x ∈I ,都有f (x )≤M [f (x )≥M ].3.判断函数的最大(小)值的方法:①利用二次函数的性质(配方法)求函数的最大(小)值;②利用图象求函数的最大(小)值;③利用函数单调性判断函数的最大(小)值.4.如果函数y =f (x )(x ∈[a ,c ])在区间[a ,b ]上单调递增,在区间[b ,c ]上单调递减,则函数y =f (x )在x =b 处有最大值f (b ).5.如果函数y =f (x )(x ∈[a ,c ])在区间[a ,b ]上单调递减,在区间[b ,c ]上单调递增,则函数y =f (x )在x =b 处有最小值f (b ).。
(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)一、选择题(每小题5分,共20分)1.函数y =x -1x在[1,2]上的最大值为( ) A .0 B.32C .2D .3解析: 函数y =x 在[1,2]上是增函数函数y =-1x在[1,2]上是增函数 ∴函数y =x -1x在[1,2]上是增函数. 当x =2时,y max =2-12=32. 答案: B2.函数y =kx +b 在区间[1,2]上的最大值比最小值大2,则k 的值为( )A .2 B.12C .-2或2D .-2解析: 当k >0时,y max =2k +by min =k +b ,∴2k +b -(k +b )=2∴k =2当k <0时,y max =k +b ,y min =2k +b ,∴k +b -(2k +b )=2∴k =-2,综上k =±2,故选C.答案: C3.函数f (x )=x 2+3x +2在区间(-5,5)上的最大值、最小值分别为( )A .42,12B .42,-14C .12,-14D .无最大值,最小值-14解析: f (x )=x 2+3x +2=(x +32)2-14, ∵-5<-32<5, ∴无最大值f (x )min =f (-32)=-14. 答案: D4.函数y =x +1-x -1的值域为( ) A .(-∞,2] B .(0,2]C .[2,+∞)D .[0,+∞)解析: y =2x +1+x -1,x ≥1时,y 是x 的减函数, 当x =1时,y max =2,0<y ≤ 2.答案: B二、填空题(每小题5分,共10分)5.函数y =f (x )的定义域为[-4,6],且在区间[-4,-2]上递减,在区间[-2,6]上递增,且f (-4)<f (6),则函数f (x )的最小值是________,最大值是________.答案: f (-2) f (6)6.已知二次函数f (x )=ax 2+2ax +1在区间[-2,3]上的最大值为6,则a 的值为________.解析: f (x )=ax 2+2ax +1=a (x +1)2+1-a ,对称轴x =-1,当a >0时,图象开口向上,在[-2,3]上的最大值为f (3)=9a +6a +1=6,所以a =13, 当a <0时,图象开口向下,在[-2,3]上的最大值为f (-1)=a -2a +1=6,所以a =-5.答案: 13或-5 三、解答题(每小题10分,共20分)7.求函数y =x 2x -3在区间[1,2]上的最大值和最小值. 解析: 任取x 1,x 2,且1≤x 1<x 2≤2,则f (x 1)-f (x 2)=x 21x 1-3-x 22x 2-3=x 21x 2-3x 21-x 1x 22+3x 22(x 1-3)(x 2-3)=(x 2-x 1)[3(x 1+x 2)-x 1x 2](x 1-3)(x 2-3)因为1≤x 1<x 2≤2,所以2<x 1+x 2<4,即6<3(x 1+x 2)<12,又1<x 1x 2<4,x 2-x 1>0,故f (x 1)-f (x 2)>0,即y 1>y 2.所以函数y =x 2x -3在区间[1,2]上为减函数, y max =f (1)=-12,y min =f (2)=-4. 8.画出函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2x ,x ∈(-∞,0)x 2+2x -1,x ∈[0,+∞)的图象,并写出函数的单调区间,函数最小值.解析: f (x )的图象如图所示,f (x )的单调递增区间是(-∞,0)和[0,+∞),函数的最小值为f (0)=-1. 尖子生题库☆☆☆9.(10分)某公司试销一种成本单价为50元/件的新产品,规定试销时销售单价不低于成本单价,又不高于80元/件.经试销调查,发现销售量y (件)与销售单价x (元/件)可近似看作一次函数y =kx +b 的关系(如图所示).(1)根据图象,求一次函数y =kx +b 的解析式;(2)设公司获得的利润为S 元(利润=销售总价-成本总价;销售总价=销售单价×销售量,成本总价=成本单价×销售量).①试用销售单价x 表示利润S ;②试问销售单价定为多少时,该公司可获得最大利润?最大利润是多少?此时的销售量是多少?解析: (1)由图象知,当x =60时,y =40;当x =70时,y =30,代入y =kx +b 中,得⎩⎪⎨⎪⎧40=60k +b 30=70k +b , 解得⎩⎪⎨⎪⎧k =-1b =100. ∴y =-x +100(50≤x ≤80).(2)由题意可知:S =xy -50y=x (-x +100)-50(-x +100)=-x 2+150x -5 000=-(x -75)2+625(50≤x ≤80).当x =75时,利润S 取得最大值625,∴当销售单价为75元/件时,可获得最大利润625元,此时销售量为25件.。
课后作业(二十)复习巩固一、选择题1.函数y =f (x )(-2≤x ≤2)的图象如右图所示,则函数的最大值、最小值分别为( )A .f (2),f (-2)B .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,f (-1)C .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-32D .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,f (0)[解析] 根据函数最值定义,结合函数图象可知,当x =-32时,有最小值f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-32;当x =12时,有最大值f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12. [答案] C2.函数y =x 2-2x +2在区间[-2,3]上的最大值、最小值分别是( )A .10,5B .10,1C .5,1D .以上都不对[解析] 因为y =x 2-2x +2=(x -1)2+1,且x ∈[-2,3],所以当x =1时,y min =1,当x =-2时,y max =(-2-1)2+1=10.故选B.[答案] B3.函数y =3x +2(x ≠-2)在区间[0,5]上的最大值、最小值分别是( )A.37,0 B.32,0C.32,37D .最小值为-14,无最大值[解析] 因为函数y =3x +2在区间[0,5]上单调递减,所以当x =0时,y max =32,当x =5时,y min =37.故选C.[答案] C4.若函数y =ax +1在[1,2]上的最大值与最小值的差为2,则实数a 的值是( )A .2B .-2C .2或-2D .0[解析] 由题意知a ≠0,当a >0时,有(2a +1)-(a +1)=2,解得a =2;当a <0时,有(a +1)-(2a +1)=2,解得a =-2.综上知a =±2.[答案] C5.当0≤x ≤2时,a <-x 2+2x 恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,1]B .(-∞,0]C .(-∞,0)D .(0,+∞)[解析] 令f (x )=-x 2+2x , 则f (x )=-x 2+2x =-(x -1)2+1. 又∵x ∈[0,2],∴f (x )min =f (0)=f (2)=0. ∴a <0. [答案] C 二、填空题6.函数y =-1x ,x ∈[-3,-1]的最大值与最小值的差是________.[解析] 因为函数y =-1x 在[-3,-1]上为增函数,所以y min =13,y max =1,所以y max -y min =1-13=23. [答案] 237.已知函数f (x )=-x 2+4x +a ,x ∈[0,1],若f (x )有最小值-2,则f (x )的最大值为________.[解析] 函数f (x )=-x 2+4x +a =-(x -2)2+4+a ,x ∈[0,1],且函数有最小值-2.故当x =0时,函数有最小值, 当x =1时,函数有最大值.∵当x =0时,f (0)=a =-2,∴f (x )=-x 2+4x -2, ∴当x =1时,f (x )max =f (1)=-12+4×1-2=1. [答案] 18.如图,某地要修建一个圆形的喷水池,水流在各个方向上以相同的抛物线路径落下,以水池的中央为坐标原点,水平方向为x 轴、竖直方向为y 轴建立平面直角坐标系.那么水流喷出的高度h (单位:m)与水平距离x (单位:m)之间的函数关系式为h (x )=-x 2+2x +54,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,52,则水流喷出的高度h 的最大值是________m.[解析] 由函数h (x )=-x 2+2x +54,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,52的图象可知,函数图象的顶点就是水流喷出的最高点.此时函数取得最大值.对于函数h (x )=-x 2+2x +54,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,52,若x =1,函数有最大值h (x )max =-12+2×1+54=94(m).于是水流喷出的最高高度是94m. [答案] 94 三、解答题9.已知函数f (x )=32x -1.(1)证明:函数f (x )在⎝⎛⎭⎪⎫12,+∞上是减函数;(2)求函数f (x )在[1,5]上的最大值和最小值.[解] (1)证明:设x 1、x 2是区间⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞上的任意两个实数,且x 2>x 1>12,则f (x 1)-f (x 2)=32x 1-1-32x 2-1=6(x 2-x 1)(2x 1-1)(2x 2-1). 由于x 2>x 1>12,所以x 2-x 1>0,且(2x 1-1)·(2x 2-1)>0, 所以f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2),所以函数f (x )=32x -1在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞上是减函数.(2)由(1)知,函数f (x )在[1,5]上是减函数,因此,函数f (x )=32x -1在区间[1,5]的两个端点上分别取得最大值与最小值,即最大值为f (1)=3,最小值为f (5)=13.10.求函数f (x )=x 2-2ax +2在[-1,1]上的最小值.[解]函数f(x)图象的对称轴为直线x=a,且函数图象开口向上,如图所示:①当a>1时,f(x)在[-1,1]上单调递减,故f(x)min=f(1)=3-2a;②当-1≤a≤1时,f(x)在[-1,1]上先减后增,故f(x)min=f(a)=2-a2;③当a<-1时,f(x)在[-1,1]上单调递增,故f(x)min=f(-1)=3+2a.综上可知f(x)的最小值为f(x)min=⎩⎪⎨⎪⎧3-2a,a>1,2-a2,-1≤a≤1,3+2a,a<-1.综合运用11.函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧2x+6,x∈[1,2],x+7,x∈[-1,1],则f(x)的最大值与最小值分别为()A.10,6 B.10,8C.8,6 D.以上都不对[解析]∵x∈[1,2]时,f(x)max=2×2+6=10,f(x)min=2×1+6=8;x∈[-1,1]时,f(x)max=1+7=8,f(x)min=-1+7=6,∴f(x)max=10,f(x)min=6.[答案] A12.已知函数y=x2-2x+3在闭区间[0,m]上有最大值3,最小值2,则m的取值范围是()A.[1,+∞) B .[0,2] C .(-∞,2]D .[1,2][解析] f (x )=(x -1)2+2,∵f (x )min =2,f (x )max =3,且f (1)=2,f (0)=f (2)=3,∴1≤m ≤2,故选D.[答案] D13.某公司在甲、乙两地同时销售一种品牌车,销售x 辆该品牌车的利润(单位:万元)分别为L 1=-x 2+21x 和L 2=2x .若该公司在两地共销售15辆,则能获得的最大利润为( )A .90万元B .60万元C .120万元D .120.25万元[解析] 设公司在甲地销售x 辆,则在乙地销售(15-x )辆,公司获利为L =-x 2+21x +2(15-x )=-x 2+19x +30=-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1922+30+1924,∴当x =9或10时,L 最大为120万元. [答案] C14.函数y =|x +1|+|x -2|的最小值为________. [解析] 化简函数为 y =⎩⎪⎨⎪⎧-2x +1,x ≤-1,3,-1<x ≤2,2x -1,x >2,其图象如图所示,所以函数的最小值为3. [答案] 315.已知函数f (x )对任意x ,y ∈R ,总有f (x )+f (y )=f (x +y ),且当x >0时,f (x )<0,f (1)=-23.(1)求证:f (x )是R 上的单调减函数. (2)求f (x )在[-3,3]上的最小值.[解] (1)证明:设x 1,x 2是任意的两个实数,且x 1<x 2, 则x 2-x 1>0,因为x >0时,f (x )<0, 所以f (x 2-x 1)<0, 又因为x 2=(x 2-x 1)+x 1, 所以f (x 2)=f [(x 2-x 1)+x 1] =f (x 2-x 1)+f (x 1),所以f (x 2)-f (x 1)=f (x 2-x 1)<0, 所以f (x 2)<f (x 1).所以f (x )是R 上的单调减函数. (2)由(1)可知f (x )在R 上是减函数, 所以f (x )在[-3,3]上也是减函数, 所以f (x )在[-3,3]上的最小值为f (3).而f (3)=f (1)+f (2)=3f (1)=3×⎝⎛⎭⎪⎫-23=-2.所以函数f (x )在[-3,3]上的最小值是-2.由Ruize收集整理。
课时作业(十一) 函数的最大(小)值一、选择题1.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x +6,x ∈[1,2],x +7,x ∈[-1,1),则f (x )的最大值、最小值分别为( )A .10,6B .10,8C .8,6D .以上都不对答案:A 解析:f (x )在[-1,2]上单调递增,∴最大值为f (2)=10,最小值为f (-1)=6.2.函数y =2--x 2+4x 的值域是( )A .[-2,2]B .[1,2]C .[0,2]D .[-2, 2 ]答案:C 解析:要求函数y =2--x 2+4x 的值域,只需求t =-x 2+4x ,x ∈[0,4]的值域即可.设二次函数f (x )=-x 2+4x =-(x -2)2+4,x ∈[0,4],∴f (x )的值域是[0,4].∵t =f (x ),∴t 的值域是[0,2],∴-t 的值域是[-2,0],∴函数y =2--x 2+4x 的值域是[0,2].故选C.3.某公司在甲、乙两地同时销售一种品牌车,利润(单位:万元)分别为L 1=-x 2+21x 和L 2=2x ,其中x 为销售量(单位:辆).若该公司在两地共销售15辆,则能获得的最大利润为( )A .90万元B .60万元C .120万元D .120.25万元答案:C 解析:设公司在甲地销售x 辆,则在乙地销售(15-x )辆,设两地销售的利润之和为y 万元,则y =-x 2+21x +2(15-x )=-x 2+19x +30.由题意知,⎩⎨⎧ x ≥0,15-x ≥0.∴0≤x ≤15,且x ∈Z . 当x =19-2×(-1)=9.5时,y 值最大, ∵x ∈Z ,∴取x =9或10.当x =9时,y =120,当x =10时,y =120.综上可知,公司获得的最大利润为120万元.故选C.4.函数f (x )=x 2-4x +5在区间[0,m ]上的最大值为5,最小值为1,则m 的取值范围是( )A .[2,+∞)B .[2,4]C .(-∞,2]D .[0,2]答案:B 解析:由f (x )=(x -2)2+1知,当x =2时,f (x )的最小值为1,当f (x )=5时,即x 2-4x +5=5,解得x =0或x =4.结合函数图象可知,2≤m ≤4.故选B.5.当0≤x ≤2时,a <-x 2+2x 恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,1]B .(-∞,0)C .(-∞,0]D .(0,+∞)答案:B 解析:a <-x 2+2x 恒成立,则a 小于函数f (x )=-x 2+2x ,x ∈[0,2]的最小值,而f (x )=-x 2+2x ,x ∈[0,2]的最小值为0,故a <0.二、填空题6.函数y =1x -1在[2,3]上的最小值为________. 答案:12 解析:易知函数在[2,3]上单调递减,故当x =3时,函数有最小值为12.7.定义在R 上的函数f (x )对任意两个不等实数a ,b ,总有f (a )-f (b )a -b>0成立,且f (-3)=a ,f (-1)=b ,则f (x )在[-3,-1]上的最大值是________.答案:b 解析:由f (a )-f (b )a -b>0,得f (x )在R 上是增函数,则f (x )在[-3,-1]上的最大值是f (-1)=b .8.当x ∈(1,2)时,不等式x 2+mx +4<0恒成立,则m 的取值范围是________.答案:(-∞,-5] 解析:当x ∈(1,2)时,不等式x 2+mx +4<0可化为m <-⎝ ⎛⎭⎪⎫x +4x , 又函数f (x )=-⎝ ⎛⎭⎪⎫x +4x 在(1,2)上递增,则f (x )>-5,则m ≤-5. 9.已知函数y =x 2-2x +3在闭区间[0,m ]上有最大值3,最小值2,则实数m 的取值范围是________.答案:[1,2] 解析:y =x 2-2x +3=(x -1)2+2,作出图象,由图象知,1≤m ≤2.10.在如图所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积最大的内接矩形花园(阴影部分),则其边长x 为________(m).答案:20 解析:设矩形花园的宽为y m ,则x 40=40-y 40,即y =40-x ,矩形花园的面积S =x (40-x )=-x 2+40x =-(x -20)2+400,当x =20 m 时,面积最大.11.已知函数f (x )=4x 2-mx +1,在(-∞,-2]上递减,在[-2,+∞)上递增,则f (x )在[1,2]上的值域为________.答案:[21,49] 解析:由题意知,x =-2是f (x )的对称轴,则m 2×4=-2,m =-16, ∴f (x )=4x 2+16x +1=4(x +2)2-15.又∵f (x )在[1,2]上单调递增,f (1)=21,f (2)=49,∴f (x )在[1,2]上的值域为[21,49].三、解答题12.已知函数f (x )=x 2-x +a +1.(1)若f (x )≥0对一切实数x 恒成立,求实数a 的取值范围;(2)求f (x )在区间(-∞,a ]上的最小值g (a )的表达式.解:(1)由f (x )≥0对一切实数x 恒成立知,x 2-x +a +1≥0对x ∈R 恒成立,∴Δ=1-4(a +1)≤0,解得a ≥-34,∴实数a 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫-34,+∞. (2)∵f (x )=x 2-x +a +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+a +34(x ≤a ), ①当a <12时,g (a )=f (x )min =f (a )=a 2+1,②当a ≥12时,g (a )=f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=a +34, ∴g (a )=⎩⎪⎨⎪⎧ a 2+1,a <12,a +34,a ≥12.13.某厂借嫦娥奔月的东风,推出品牌为“玉兔”的新产品,生产“玉兔”的固定成本为20 000元,每生产一件“玉兔”需要增加投入100元,根据初步测算,总收益(单位:元)满足分段函数φ(x ),其中φ(x )=⎩⎨⎧ 400x -12x 2,0<x ≤400,80 000,x >400,x 是“玉兔”的月产量(单位:件),总收益=成本+利润. (1)试将利润y 表示为月产量x 的函数;(2)当月产量为多少件时利润最大?最大利润是多少?解:(1)依题设,总成本为20 000+100x ,则y =⎩⎨⎧ -12x 2+300x -20 000,0<x ≤400,且x ∈N ,60 000-100x ,x >400,且x ∈N .(2)当0<x ≤400时,y =-12(x -300)2+25 000,则当x =300时,y max =25 000;当x >400时,y =60 000-100x 是减函数,则y <60 000-100×400=25 000,所以当月产量为300件时,有最大利润25 000元.尖子生题库14.已知函数f (x )的定义域为R ,对于任意a ,b ∈R 都有f (a +b )=f (a )+f (b ),且当x >0时,f (x )<0,f (1)=-2,试判断f (x )在[-3,3)上是否有最大值和最小值?如果有,求出最大值和最小值,如果没有,说明理由.解:设-3≤x 1<x 2<3,则x 2-x 1>0.∴f (x 2-x 1)<0,f (x 1)-f (x 2)=f (x 1)-f (x 1+x 2-x 1)=f (x 1)-[]f (x 1)+f (x 2-x 1)=-f (x 2-x 1)>0.∴f (x )在[-3,3)上是减函数,∴f (x )在[-3,3)上有最大值f (-3),但无最小值.由题意,令a =b =0,得f (0)=f (0)+f (0),∴f (0)=0;令a =1,b =-1,得f (1-1)=f (1)+f (-1).∴f(-1)=f(0)-f(1)=2,∴f(-3)=f(-1)+f(-2)=3f(-1)=6,∴f(x)max=f(-3)=6,无最小值.。
第2课时函数的最大(小)值学习目标 1.理解函数的最大(小)值的概念及其几何意义.2.会借助单调性求最值.3.掌握求二次函数在闭区间上的最值.知识点一函数的最大(小)值思考在下图表示的函数中,最大的函数值和最小的函数值分别是多少?1为什么不是最小值?答案最大的函数值为4,最小的函数值为2.1没有A中的元素与之对应,不是函数值.梳理一般地,设函数y=f(x)的定义域为I.如果存在实数M满足:(1)对于任意x∈I,都有f(x)≤M.(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M.那么,称M是函数y=f(x)的最大值.如果存在实数M满足:(1)对于任意x∈I,都有f(x)≥M.(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M.那么,称M是函数y=f(x)的最小值.知识点二函数的最大(小)值的几何意义思考函数y=x2,x∈[-1,1]的图象如下:试指出函数的最大值、最小值和相应的x的值.答案当x=±1时,y有最大值1,对应的点是图象中的最高点,当x=0时,y有最小值0,对应的点为图象中的最低点.梳理一般地,函数最大值对应图象中的最高点,最小值对应图象中的最低点,它们不一定只有一个.1.因为f(x)=x2+1≥0恒成立,所以f(x)的最小值为0.(×)2.f (x )=1x(x >0)的最小值为0.(×)3.函数f (x )取最大值时,对应的x 可能有无限多个.(√)4.如果f (x )的最大值、最小值分别为M ,m ,则f (x )的值域为[m ,M ].(×)类型一 借助单调性求最值 例1 已知函数f (x )=xx 2+1(x >0).(1)求证:f (x )在(0,1]上为增函数; (2)求函数f (x )的最大值和最小值. 考点 函数的最值及其几何意义 题点 由函数单调性求最值(1)证明 设x 1,x 2是区间(0,+∞)上的任意两个实数,且x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 21+1-x 2x 22+1=x 1(x 22+1)-x 2(x 21+1)(x 21+1)(x 22+1)=(x 2-x 1)(x 2x 1-1)(x 21+1)(x 22+1).当0<x 1<x 2≤1时,x 2-x 1>0,x 1x 2-1<0, ∴f (x 1)-f (x 2)<0,f (x 1)<f (x 2), ∴f (x )在(0,1]上单调递增.(2)解 当1≤x 1<x 2时,x 2-x 1>0,x 1x 2-1>0, f (x 1)-f (x 2)>0,f (x 1)>f (x 2), ∴f (x )在[1,+∞)上单调递减.∴结合(1)(2)可知,f (x )max =f (1)=12,无最小值.反思与感悟 (1)若函数y =f (x )在区间[a ,b ]上单调递增,则f (x )的最大值为f (b ),最小值为f (a ).(2)若函数y =f (x )在区间[a ,b ]上单调递减,则f (x )的最大值为f (a ),最小值为f (b ). (3)若函数y =f (x )有多个单调区间,那就先求出各区间上的最值,再从各区间的最值中决出最大(小)值.函数的最大(小)值是整个值域范围内的最大(小)值.(4)如果函数定义域为开区间,则不但要考虑函数在该区间上的单调性,还要考虑端点处的函数值或者发展趋势. 跟踪训练1 已知函数f (x )=2x -1(x ∈[2,6]),求函数的最大值和最小值. 考点 函数的最值及其几何意义 题点 由函数单调性求最值解 设x 1,x 2是区间[2,6]上的任意两个实数,且x 1<x 2, 则f (x 1)-f (x 2)=2x 1-1-2x 2-1 =2[(x 2-1)-(x 1-1)](x 1-1)(x 2-1)=2(x 2-x 1)(x 1-1)(x 2-1).由2≤x 1<x 2≤6,得x 2-x 1>0,(x 1-1)(x 2-1)>0, 于是f (x 1)-f (x 2)>0, 即f (x 1)>f (x 2).所以,函数f (x )=2x -1在区间[2,6]上是减函数.因此,函数f (x )=2x -1在区间[2,6]的两个端点处分别取得最大值与最小值,即在x =2时取得最大值,最大值是2, 在x =6时取得最小值,最小值是25.类型二 求二次函数的最值例2 (1)已知函数f (x )=x 2-2x -3,若x ∈[0,2],求函数f (x )的最值; (2)已知函数f (x )=x 2-2x -3,若x ∈[t ,t +2],求函数f (x )的最值; (3)已知函数f (x )=x -2x -3,求函数f (x )的最值. 考点 函数的最值及其几何意义 题点 二次函数最值解 (1)∵函数f (x )=x 2-2x -3开口向上,对称轴x =1,∴f (x )在[0,1]上单调递减,在[1,2]上单调递增,且f (0)=f (2). ∴f (x )max =f (0)=f (2)=-3,f (x )min =f (1)=-4. (2)∵对称轴x =1, ①当1≥t +2即t ≤-1时, f (x )max =f (t )=t 2-2t -3,f (x )min =f (t +2)=(t +2)2-2(t +2)-3=t 2+2t -3. ②当t +t +22≤1<t +2,即-1<t ≤0时,f (x )max =f (t )=t 2-2t -3, f (x )min =f (1)=-4.③当t ≤1<t +t +22,即0<t ≤1时,f (x )max =f (t +2)=t 2+2t -3, f (x )min =f (1)=-4.④当1<t ,即t >1时,f (x )max =f (t +2)=t 2+2t -3, f (x )min =f (t )=t 2-2t -3.设函数f (x )的最大值为g (t ),最小值为φ(t ),则有g (t )=⎩⎪⎨⎪⎧t 2-2t -3,t ≤0,t 2+2t -3,t >0,φ(t )=⎩⎪⎨⎪⎧t 2+2t -3,t ≤-1,-4,-1<t ≤1,t 2-2t -3,t >1.(3)设x =t (t ≥0),则x -2x -3=t 2-2t -3.由(1)知y =t 2-2t -3(t ≥0)在[0,1]上单调递减,在[1,+∞)上单调递增. ∴当t =1即x =1时,f (x )min =-4,无最大值.反思与感悟 (1)二次函数在指定区间上的最值与二次函数的开口、对称轴有关,求解时要注意这两个因素.(2)图象直观,便于分析、理解;配方法说理更严谨,一般用于解答题. 跟踪训练2 (1)已知函数f (x )=x 4-2x 2-3,求函数f (x )的最值; (2)求二次函数f (x )=x 2-2ax +2在[2,4]上的最小值;(3)求函数f (x )=x 2-4x -4在闭区间[t ,t +1](t ∈R )上的最小值. 考点 函数的最值及其几何意义 题点 二次函数最值解 (1)设x 2=t (t ≥0),则x 4-2x 2-3=t 2-2t -3.y =t 2-2t -3(t ≥0)在[0,1]上单调递减,在[1,+∞)上单调递增. ∴当t =1即x =±1时,f (x )min =-4,无最大值. (2)∵函数图象的对称轴是x =a , ∴当a <2时,f (x )在[2,4]上是增函数, ∴f (x )min =f (2)=6-4a .当a >4时,f (x )在[2,4]上是减函数, ∴f (x )min =f (4)=18-8a .当2≤a ≤4时,f (x )min =f (a )=2-a 2.∴f (x )min=⎩⎪⎨⎪⎧6-4a ,a <2,2-a 2,2≤a ≤4,18-8a ,a >4.(3)f (x )=x 2-4x -4=(x -2)2-8. 设f (x )在[t ,t +1]上的最小值为g (t ). 当t >2时,f (x )在[t ,t +1]上是增函数, ∴g (t )=f (t )=t 2-4t -4;当t ≤2≤t +1,即1≤t ≤2时,g (t )=f (2)=-8; 当t +1<2即t <1时,f (x )在[t ,t +1]上是减函数, ∴g (t )=f (t +1)=t 2-2t -7.综上,g(t)=⎩⎪⎨⎪⎧t2-2t-7,t<1,-8,1≤t≤2,t2-4t-4,t>2.类型三借助图象求最值例3(2017·昌平区检测)若x∈R,f(x)是y=2-x2,y=x这两个函数中的较小者,则f(x)的最大值为()A.2 B.1C.-1 D.无最大值考点函数的最值及其几何意义题点由函数图象求最值答案 B解析在同一坐标系中画出函数y=2-x2,y=x的图象,如图:根据题意,图中实线部分即为函数f(x)的图象.所以当x=1时,f(x)max=1.反思与感悟借助图象求最值注意两点(1)作图要准确;(2)最值的几何意义要理解.跟踪训练3已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧-x,-1≤x≤0,x2,0<x≤1,x,1<x≤2,则f(x)的最大值为________.考点函数的最值及其几何意义题点由函数图象求最值答案 2解析f(x)的图象如图:则f(x)的最大值为f(2)=2.类型四 函数最值的应用例4 已知x 2-x +a >0对任意x ∈(0,+∞)恒成立,求实数a 的取值范围. 考点 函数的最值及其几何意义 题点 含参二次函数最值 解 方法一 令y =x 2-x +a ,要使x 2-x +a >0对任意x ∈(0,+∞)恒成立, 只需y min =4a -14>0,解得a >14. ∴实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫14,+∞. 方法二 x 2-x +a >0可化为a >-x 2+x . 要使a >-x 2+x 对任意x ∈(0,+∞)恒成立, 只需a >(-x 2+x )max , 又(-x 2+x )max =14,∴a >14.∴实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫14, +∞. 引申探究把本例中“x ∈(0,+∞)”改为“x ∈⎝⎛⎭⎫12,+∞”,再求a 的取值范围. 解 f (x )=-x 2+x 在⎝⎛⎭⎫12,+∞上为减函数, ∴f (x )的值域为⎝⎛⎭⎫-∞,14, 要使a >-x 2+x 对任意x ∈⎝⎛⎭⎫12,+∞恒成立, 只需a ≥14,∴a 的取值范围是⎣⎡⎭⎫14,+∞. 反思与感悟 恒成立的不等式问题,任意x ∈D ,f (x )>a 恒成立,一般转化为最值问题:f (x )min >a 来解决.任意x ∈D ,f (x )<a 恒成立一般可转化为f (x )max <a .跟踪训练4 已知ax 2+x ≤1对任意x ∈(0,1]恒成立,求实数a 的取值范围. 考点 函数的最值及其几何意义 题点 含参二次函数最值解 ∵x >0,∴ax 2+x ≤1可化为a ≤1x 2-1x.要使a ≤1x 2-1x 对任意x ∈(0,1]恒成立,只需a ≤⎝⎛⎭⎫1x 2-1x min .设t =1x ,∵x ∈(0,1],∴t ≥1.1x 2-1x=t 2-t =⎝⎛⎭⎫t -122-14. 当t =1时,(t 2-t )min =0,即当x =1时,⎝⎛⎭⎫1x 2-1x min =0, ∴a ≤0.∴实数a 的取值范围是(-∞,0].1.函数y =-x +1在区间⎣⎡⎦⎤12,2上的最大值是( ) A .-12 B .-1 C.12 D .3考点 函数的最值及其几何意义题点 利用一次函数、分式函数单调性求最值 答案 C2.函数f (x )=1x 在[1,+∞)上( )A .有最大值无最小值B .有最小值无最大值C .有最大值也有最小值D .无最大值也无最小值 考点 函数的最值及其几何意义题点 利用一次函数、分式函数单调性求最值 答案 A3.函数f (x )=x 2,x ∈[-2,1]的最大值、最小值分别为( ) A .4,1 B .4,0 C .1,0D .以上都不对考点 函数的最值及其几何意义 题点 二次函数最值 答案 B4.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +7,-1≤x <1,2x +6,1≤x ≤2,则f (x )的最大值、最小值分别为( )A .10,6B .10,8C .8,6D .以上都不对考点 函数的最值及其几何意义 题点 分段函数最值 答案 A5.若不等式-x +a +1≥0对一切x ∈⎝⎛⎦⎤0,12成立,则a 的最小值为( ) A .0 B .-2 C .-52D .-12考点 函数的最值及其几何意义题点 利用一次函数、分式函数单调性求最值 答案 D1.函数的最值与值域、单调性之间的联系(1)对一个函数来说,其值域是确定的,但它不一定有最值,如函数y =1x .如果有最值,则最值一定是值域中的一个元素.(2)若函数f (x )在闭区间[a ,b ]上单调,则f (x )的最值必在区间端点处取得.即最大值是f (a )或f (b ),最小值是f (b )或f (a ). 2.二次函数在闭区间上的最值探求二次函数在给定区间上的最值问题,一般要先作出y =f (x )的草图,然后根据图象的增减性进行研究.特别要注意二次函数的对称轴与所给区间的位置关系,它是求解二次函数在已知区间上最值问题的主要依据,并且最大(小)值不一定在顶点处取得.3.许多数学问题如不等式证明,恒成立的不等式,图象与y =a (a 为常数)的交点问题等,都与函数最值有关,所以会求函数最值是一种基础技能.。
课时作业(十)函数的最大(小)值[学业水平层次]一、选择题1.函数f(x)在[-2,+∞)上的图象如图1-3-2所示,则此函数的最大、最小值分别为()图1-3-2A.3,0B.3,1C.3,无最小值D.3,-2【解析】 观察图象可以知道,图象的最高点坐标是(0,3),从而其最大值是3;另外从图象看,无最低点,即该函数不存在最小值.故选C.【答案】 C2.已知函数f (x )=2x -1(x ∈[2,6]),则函数的最大值为( ) A .0.4 B .1 C .2 D .2.5【解析】 ∵函数f (x )=2x -1在[2,6]上是单调递减函数,∴f (x )max =f (2)=22-1=2.【答案】 C3.函数f (x )=⎩⎨⎧2x +6 x ∈[1,2],x +7 x ∈[-1,1),则f (x )的最大值、最小值分别为( ) A .10,6B .10,8C .8,6D .以上都不对 【解析】 当1≤x ≤2时,8≤2x +6≤10,当-1≤x <1时,6≤x +7<8.∴f (x )min =f (-1)=6,f (x )max =f (2)=10.故选A.【答案】 A4.函数y =x +2x -1的最值的情况为( )A .最小值为12,无最大值B .最大值为12,无最小值C .最小值为12,最大值为2D .无最大值,也无最小值【解析】 ∵y =x +2x -1在定义域⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞)上是增函数,∴函数最小值为12,无最大值,故选A. 【答案】 A二、填空题5.已知函数y =x 2-4x +6,当x ∈[1,4]时,则函数的值域为________.【解析】 ∵y =x 2-4x +6=(x -2)2+2,∴当x =2时,y 取得最小值2.∵函数y =x 2-4x +6在[1,2]上递减,在[2,4]上递增.又当x=1时,y=3,当x=4时,y=6,∴函数的最大值为6.∴函数的值域为[2,6].【答案】[2,6]6.(2014·济宁高一检测)函数f(x)=1x在[1,b](b>1)上的最小值是14,则b=________.【解析】因为f(x)=1x在[1,b]上是减函数,所以f(x)在[1,b]上的最小值为f(b)=1b=14,所以b=4.【答案】 4图1-3-37.(2013·陕西高考)在如图1-3-3所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积最大的内接矩形花园(阴影部分),则其边长x为________(m).【解析】 设矩形花园的宽为y m ,则x 40=40-y 40,即y =40-x ,矩形花园的面积S =x (40-x )=-x 2+40x =-(x -20)2+400,当x =20 m 时,面积最大.【答案】 20三、解答题8.(2014·新田高一检测)已知函数f (x )=⎩⎨⎧-x ,-1≤x ≤0,x 2,0<x ≤1,x ,1<x ≤2.(1)求f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32的值; (2)作出函数的简图;(3)求函数的最大值和最小值.【解】 (1)当-1≤x ≤0时,f (x )=-x ,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-23=-⎝ ⎛⎭⎪⎫-23=23, 当0<x ≤1时,f (x )=x 2,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=⎝ ⎛⎭⎪⎫122=14, 当1<x ≤2时,f (x )=x ,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32=32. (2)如图:(3)由图象可知:f (x )max =f (2)=2;f (x )min =f (0)=0.9.(2014·宁波高一检测)已知f (x )=3x 2-12x +5,当f (x )的定义域为下列区间时,求函数的最大值和最小值.(1)[0,3];(2)[-1,1];(3)[3,+∞).【解】作出f(x)=3x2-12x+5的图象如图所示,(1)由图可知,函数f(x)在[0,2]上单调递减,在[2,3]上单调递增.且f(0)=5,f(2)=-7,f(3)=-4.故在区间[0,3]上,当x=2时,f(x)min=-7;当x=0时,f(x)max=5.(2)由图可知,f(x)在[-1,1]上单调递减,∴f(x)min=f(1)=-4,f(x)max=f(-1)=20.(3)由图可知,f(x)在[3,+∞]上单调递增,∴f(x)min=f(3)=-4,无最大值.[能力提升层次]1.已知函数f(x)=-x2+4x+a,x∈[0,1],若f(x)有最小值-2,则f(x)的最大值为()A.-1B.0C.1D.2【解析】f(x)=-(x2-4x+4)+a+4=-(x-2)2+4+a,∴函数f(x)图象的对称轴为直线x=2,∴f(x)在[0,1]上单调递增.又∵f(x)min=f(0)=a=-2,∴f(x)max=f(1)=-1+4-2=1.【答案】 C2.已知函数y=x2-2x+3在闭区间[0,m]上有最大值3,最小值2,则m的取值范围是() A.[1,+∞) B.[0,2]C.(-∞,-2] D.[1,2]【解析】f(x)=(x-1)2+2,∵f(x)min=2,f(x)max=3,且f(1)=2,f(0)=f(2)=3,∴1≤m≤2,故选D.【答案】 D3.已知f(x)=x2+2(a-1)x+2在区间[1,5]上的最小值为f(5),则a的取值范围是________.【解析】对称轴方程为x=1-a,因为f(x)在区间[1,5]上的最小值为f(5),所以1-a≥5,得a≤-4.【答案】a≤-44.为减少空气污染,某市鼓励居民用电(减少燃气或燃煤),采用分段计费的方法计算.电费每月用电不超过100度时,按每度0.57元计算,每月用电量超过100度时,其中的100度仍按原标准收费,超过的部分每度按0.5元计算.(1)设月用电x度时,应交电费y元,写出y关于x的函数关系式;(2)小明家第一季度缴纳电费情况如下:【解】(1)由题可得y =⎩⎨⎧0.57x ,0≤x ≤100,57+12(x -100)=12x +7,x >100.(2)一月用电12x +7=76,即x =138; 二月用电12x +7=63,即x =112; 三月用电0.57x =45.6,即x =80; ∴138+112+80=330(度) ∴第一季度共用电330度.。
第2课时 函数的最大(小)值刷新题夯基础题组一 求函数的最大(小)值1.函数f (x )在[-2,2]上的图象如图所示,则此函数的最小值,最大值分别是 ( )A.f (-2),0B.0,2C.f (-2),2D.f (2),22.(2021北京房山高一上期中)函数y =2x 2-2x -1在区间[-1,1]上的最小值为 ( ) A.-12B.-1C.-32D.-23.函数y ={x +3,x <1,-x +6,x ≥1的最大值是 ( )A.3B.4C.5D.64.(2021北京丰台高一上期中)已知x >2,函数y =4x -2+x 的最小值是 ( )A.5B.4C.6D.85.(2020北京石景山高一上期末)已知函数f (x )=2x -3x+1. (1)判断函数f (x )在区间[0,+∞)上的单调性,并用定义证明; (2)求函数f (x )在区间[2,9]上的最大值与最小值.题组二函数最大(小)值在实际问题中的应用6.某商场经营一批进价为每件30元的商品,在市场试销中发现,该商品销售单价x(不低于进价,单位:元)与日销售量y(单位:件)之间有如下关系:x45 50y27 12(1)确定x与y的一个一次函数关系式y=f(x)(注明函数的定义域);(2)若日销售利润为P(单位:元),根据(1)中的关系式写出P关于x的函数关系式,并指出当销售单价为多少元时,能获得最大的日销售利润.7.(2020山东济南历城二中高一上期末)有一批材料,可以建成长为240 m的围墙.如图,如果用这批材料在一面靠墙的地方围成一块矩形的场地,中间用同样的材料隔成三个面积相等的矩形,怎样围才能使矩形场地的面积最大?最大面积为多少?题组三函数最大(小)值在求参中的应用8.若函数y=ax+1在[1,2]上的最大值与最小值的差为2,则实数a的值是()A.2B.-2C.2或-2D.09.(2021山东淄博高一上期中)若函数f(x)=x2+(m+1)x+3在区间(3,5)内存在最小值,则m的取值范围是()A.(5,9)B.(-11,-7)C.[5,9]D.[-11,-7]10.(2021江苏南通如东高一上期中)设f(x)=x2-2ax+1,x∈[0,2],当a=3时, f(x)的最小值是,若f(x)的最小值为1,则a的取值范围为.11.已知函数f(x)=-x2+2ax+1-a.(1)若a=2,求函数f(x)在区间[0,3]上的最小值;(2)若函数f(x)在区间[0,1]上有最大值3,求实数a的值.题组四函数的最大(小)值在方程与不等式中的应用12.若∀x∈(0,12],都有不等式-x+a+1≥0成立,则a的最小值为()A.0B.-2C.-52 D.-1213.已知函数f(x)=-x2+4x+m,若∃x∈[0,1],f(x)=0,则m的取值范围是()A.[-4,+∞)B.[-3,+∞)C.[-3,0]D.[-4,0]14.(2021天津南开学校高一上期中)若对任意x>0,xx2+3x+1≤a恒成立,则a的取值范围为.15.已知函数f(x)=x-1,x∈[3,5].x+2(1)判断函数f(x)的单调性并证明;(2)若不等式f(x)>a在[3,5]上恒成立,求实数a的取值范围;(3)若不等式f(x)>a在[3,5]上有解,求实数a的取值范围.16.(2021安徽合肥八中高一上期中)已知二次函数f(x)满足f(x)-f(x-1)=2x+1,且f(x)的图象经过点(2,-4).(1)求f(x)的解析式;(2)若x∈[-3,2],不等式f(x)≤mx恒成立,求实数m的取值范围.刷新题培素养题组一求函数的最大(小)值1.(2020天津滨海高一上期末,)给定函数f(x)=x2,g(x)=x+2,∀x∈R,用M(x)表示f(x),g(x)中的较大者,记为M(x)=max{f(x),g(x)},则M(x)的最小值为()A.-1B.1C.2D.42.(2020河北承德一中高一上月考,)函数f(x)=2x-√x+1的最小值为()A.-178B.-2 C.-198D.-943.(多选)(2021江苏徐州六县高一上期中,)已知函数y=11-x-x(x>1),则该函数 () A.最大值为-3 B.最小值为1C.没有最小值D.最小值为-34.(2021山西太原高一上期中,)若函数f(x)=|x-2|-|x+1|的最大值为m,最小值为n,则m+n=.5.(2020江西临川一中高一上月考,)已知函数f(x)=x2+2ax-1,x∈[-1,1].(1)若a=12,求函数f(x)的最值;(2)若a∈R,记函数f(x)的最小值为g(a),求g(a)关于a的函数解析式.题组二函数最大(小)值的综合应用6.(2020河南洛阳一中高一上月考,)若函数y=f(x)=x2-3x-4的定义域为[0,m],值域为[-254,-4],则m的取值范围是()A.(0,4]B.[32,4] C.[32,3] D.[32,+∞)7.()已知函数f(x)={-x 3+2,x<0,-x+3,x≥0,g(x)=kx+5-2k(k>0),若对任意的x1∈[-1,1],总存在x2∈[-1,1]使得f(x1)≤g(x2)成立,则实数k的取值范围为() A.(0,2] B.(0,23] C.(0,3] D.(1,2]8.(多选)()已知函数f (x )=-2x +1(x ∈[-2,2]),g (x )=x 2-2x (x ∈[0,3]),则下列结论正确的是( )A.∀x ∈[-2,2], f (x )>a 恒成立,则a 的取值范围是(-∞,-3)B.∃x ∈[-2,2], f (x )>a ,则a 的取值范围是(-∞,-3)C.∃x ∈[0,3],g (x )=a ,则a 的取值范围是[-1,3]D.∀x ∈[-2,2],∃t ∈[0,3],f (x )=g (t ) 9.(多选)(2020山东济南高一上期末,)一般地,若函数f (x )的定义域为[a ,b ],值域为[ka ,kb ],则称[a ,b ]为f (x )的“k 倍跟随区间”.特别地,若函数f (x )的定义域为[a ,b ],值域也为[a ,b ],则称[a ,b ]为f (x )的“跟随区间”.下列结论正确的是 ( ) A.若[1,b ]为f (x )=x 2-2x +2的跟随区间,则b =3 B.函数f (x )=2-3x 不存在跟随区间C.若函数f (x )=m -√x +1存在跟随区间,则m ∈(-14,0] D.二次函数f (x )=-12x 2+x 存在“3倍跟随区间” 10.(2020天津河西高一上期末,)设f (x )={(x -a )2,x ≤0,x +1x +a ,x >0.若f (0)是f (x )的最小值,则实数a 的取值范围为 . 11.(2021北京房山高一上期中,)定义在实数集R 上的函数f (x ),如果存在函数g (x )=Ax +B (A ,B 为常数),使得f (x )≥g (x )对一切实数x 都成立,那么称g (x )为函数f (x )的一个承托函数.(1)判断函数g (x )=x 是不是函数f (x )=2x 2的一个承托函数,并说明理由; (2)请写出函数f (x )=|x |的一个承托函数;(3)若函数g (x )=2x -a 为函数f (x )=ax 2的一个承托函数,求实数a 的取值范围.答案全解全析刷新题夯基础1.C 由题图可知,此函数的最小值是f (-2),最大值是2. 2.C 因为y =2x 2-2x -1的图象开口向上,对称轴为直线x =12, 所以在区间[-1,1]上,当x =12时,函数取得最小值-32.故选C .3.C 当x <1时,函数y =x +3单调递增,有y <4,无最大值;当x ≥1时,函数y =-x +6单调递减,在x =1处取得最大值5.所以该函数的最大值为5.4.C 已知x >2,则x -2>0,y =4x -2+x =4x -2+(x -2)+2 ≥2√4x -2·(x -2)+2=6,当且仅当4x -2=x -2,即x =4时等号成立, ∴函数的最小值是6.故选C .5.解析 (1)函数f (x )在区间[0,+∞)上是增函数. 证明如下:任取x 1,x 2∈[0,+∞),且x 1<x 2, 则f (x 1)-f (x 2)=2x 1-3x 1+1-2x 2-3x 2+1=(2x 1-3)(x 2+1)(x 1+1)(x 2+1)-(2x 2-3)(x 1+1)(x 1+1)(x 2+1)=5(x 1-x 2)(x1+1)(x 2+1).∵x 1<x 2,∴x 1-x 2<0,又x 1,x 2∈[0,+∞), ∴(x 1+1)(x 2+1)>0,∴f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2). ∴函数f (x )在区间[0,+∞)上是增函数. (2)由(1)知函数f (x )在区间[2,9]上是增函数, 故函数f (x )在区间[2,9]上的最大值为f (9)=2×9-39+1=32,最小值为f (2)=2×2-32+1=13.6.解析 (1)因为f (x )是一次函数,所以设f (x )=ax +b (a ≠0). 由题中表格可得{45a +b =27,50a +b =12,解得{a =-3,b =162,所以y =f (x )=-3x +162.又y≥0,所以30≤x≤54,故所求函数关系式为y=f(x)=-3x+162,x∈[30,54].(2)由题意得,P=(x-30)y=(x-30)(162-3x)=-3x2+252x-4 860=-3(x-42)2+432,x∈[30,54].所以当x=42时,P max=432,即当销售单价为42元时,能获得最大的日销售利润.7.信息提取①一批材料可以建成长为240米的围墙;②用这批材料在一面靠墙的地方围成一块矩形的场地;③中间用同样的材料隔成三个面积相等的矩形.数学建模以建造矩形场地为背景构建函数模型,利用基本不等式求解问题.解析设每个小矩形与墙垂直的一边长为x m,其邻边长为y m,其中x>0,y>0,依题意可知4x+3y=240,则0<x<60.故矩形场地的面积S=3xy=x(240-4x)=4x·(60-x)≤4×(x+60-x2)2=3 600,当且仅当x=30时取等号,所以当x=30时,矩形场地的面积最大,为3 600 m2.8.C由题意知a≠0,当a>0时,函数y=ax+1在[1,2]上单调递增,有(2a+1)-(a+1)=2,解得a=2;当a<0时,函数y=ax+1在[1,2]上单调递减,有(a+1)-(2a+1)=2,解得a=-2.综上知,a=±2.9.B由题意可得3<-m+12<5,解得-11<m<-7.故选B.10.答案-7;(-∞,0]解析当a=3时, f(x)=x2-6x+1在x∈[0,2]上单调递减,∴f(x)min=f(2)=-7.由函数的解析式知f(0)=1,若f(x)的最小值为1,则f(x)在x∈[0,2]上单调递增,而f(x)=x2-2ax+1的图象开口向上,对称轴为直线x=a,∴a≤0,即a的取值范围是(-∞,0].11.解析(1)若a=2,则f(x)=-x2+4x-1=-(x-2)2+3,该函数的图象开口向下,图象的对称轴为直线x=2,∴函数f(x)在区间[0,2]上单调递增,在区间[2,3]上单调递减,又f(0)=-1, f(3)=2,∴f(x)min=f(0)=-1.(2)易知函数f(x)的图象开口向下,对称轴为直线x=a,①当a≤0时,函数f(x)在区间[0,1]上单调递减,则f(x)max=f(0)=1-a=3,解得a=-2;②当0<a<1时,函数f(x)在区间[0,a]上单调递增,在区间[a,1]上单调递减,则f (x )max =f (a )=a 2-a +1=3,解得a =2或a =-1,均不符合,舍去;③当a ≥1时,函数f (x )在区间[0,1]上单调递增,则f (x )max =f (1)=-1+2a +1-a =3,解得a =3. 综上所述,a =-2或a =3.12.D 设f (x )=-x +a +1,由不等式-x +a +1≥0对任意x ∈(0,12]都成立,可得f (x )min ≥0.因为f (x )在(0,12]上是减函数,所以当x ∈(0,12]时, f (x )min =a +12,所以a +12≥0,即a ≥-12,所以a min =-12.故选D .13.C ∵函数f (x )=-x 2+4x +m 的图象开口向下,对称轴方程为x =2,∴函数f (x )在区间[0,1]上单调递增,∴f (x )max =f (1)=3+m , f (x )min =f (0)=m ,即函数f (x )的值域为[m ,m +3]. 由方程f (x )=0有解,知0∈[m ,m +3],因此m ≤0,且m +3≥0,解得-3≤m ≤0.故选C. 14.答案 [15,+∞)解析 ∵x >0,∴xx 2+3x+1>0,根据题意知a >0. ∴x 2+3x+1x≥1a ,∴1a ≤x +1x +3.∵x >0,∴x +1x +3≥2√x ·1x +3=5(当且仅当x =1时取等号), ∴1a ≤5,∴a ≥15.15.解析 (1)f (x )在[3,5]上为增函数. 证明:任取x 1,x 2∈[3,5],且x 1<x 2, 则f (x 1)-f (x 2)=x 1-1x 1+2-x 2-1x 2+2=3(x 1-x 2)(x1+2)(x 2+2).∵3≤x 1<x 2≤5,∴x 1-x 2<0,(x 1+2)(x 2+2)>0, ∴f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), ∴f (x )在[3,5]上为增函数.(2)由不等式f (x )>a 在[3,5]上恒成立,知f (x )min >a. 由(1)知f (x )在[3,5]上为增函数, ∴f (x )min =f (3)=25,∴25>a ,即a <25, 故实数a 的取值范围是(-∞,25).(3)由不等式f (x )>a 在[3,5]上有解,知f (x )max >a. 由(1)知f (x )在[3,5]上为增函数, ∴f (x )max =f (5)=47,∴47>a ,即a <47,故实数a 的取值范围是(-∞,47). 16.解析 (1)设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),则f (x -1)=a (x -1)2+b (x -1)+c =ax 2+(-2a +b )x +a -b +c , 所以f (x )-f (x -1)=2ax -a +b , 又因为f (x )-f (x -1)=2x +1, 所以{2a =2,-a +b =1,解得{a =1,b =2,所以f (x )=x 2+2x +c.因为f (x )的图象过点(2,-4), 所以-4=22+2×2+c ,解得c =-12, 所以f (x )=x 2+2x -12.(2)由题意知,x 2+2x -12≤mx ,x ∈[-3,2], 所以x 2+(2-m )x -12≤0,x ∈[-3,2]. 记g (x )=x 2+(2-m )x -12,x ∈[-3,2]. 则g (x )max ≤0,由g (x )的图象开口向上,知函数g (x )的最大值是g (2)或g (-3), 所以{g (2)≤0,g (-3)≤0,即{-4-2m ≤0,-9+3m ≤0, 解得-2≤m ≤3,所以m ∈[-2,3].刷新题培素养1.B 在同一直角坐标系中,作出函数f (x )=x 2,g (x )=x +2的图象,由M (x )的定义知,函数M (x )的图象如图中实线部分所示.由图象知,当x =-1时,M (x )取得最小值1.故选B .2.A 设t =√x +1(t ≥0),则x =t 2-1(t ≥0),所以g (t )=2(t 2-1)-t =2t 2-t -2(t ≥0).易知函数g (t )=2t 2-t -2在[0,14]上单调递减,在[14,+∞)上单调递增,∴f (x )min =g (t )min =g (14)=-178,故选A . 3.AC ∵x >1,∴y =11-x -x =-(1x -1+x -1)-1≤-2√1x -1·(x -1)-1=-2-1=-3,当且仅当1x -1=x -1,即x =2时取等号,∴函数的最大值为-3,无最小值,故选AC .4.答案 0解析 当x <-1时, f (x )=-x +2+x +1=3,当-1≤x ≤2时, f (x )=-x +2-x -1=-2x +1,此时f (x )min =f (2)=-3, f (x )max =f (-1)=3,当x >2时, f (x )=x -2-x -1=-3.综上, f (x )的最大值m =3,最小值n =-3,所以m +n =0,故答案为0.5.解析 (1)当a =12时,f (x )=x 2+x -1,x ∈[-1,1],其图象开口向上,且对称轴方程为x =-12, ∴函数y =f (x )在[-1,-12]上单调递减,在[-12,1]上单调递增,∴f (x )的最小值为f (-12)=-54,又f (-1)=-1, f (1)=1,∴f (x )的最大值为f (1)=1,最小值为f (-12)=-54.(2)函数f (x )=x 2+2ax -1的图象开口向上,且对称轴方程为x =-a ,当-a ≤-1,即a ≥1时,y =f (x )在[-1,1]上单调递增,∴f (x )min =f (-1)=-2a ;当-1<-a <1,即-1<a <1时,y =f (x )在[-1,-a ]上单调递减,在[-a ,1]上单调递增,∴f (x )min =f (-a )=-a 2-1;当-a ≥1,即a ≤-1时,y =f (x )在[-1,1]上单调递减,∴f (x )min =f (1)=2a.综上可得,g (a )={-2a ,a ≥1,-a 2-1,-1<a <1,2a ,a ≤-1.6.C ∵y =f (x )=x 2-3x -4=(x -32)2-254,∴f (32)=-254,且f (0)=f (3)=-4, 由已知及二次函数的图象可知,m 的值最小为32,最大为3,即m 的取值范围是[32,3],故选C .7.A 在函数f (x )中,当x ∈[-1,0)时, f (x )是减函数,因此, f (x )∈(2,3];当x ∈[0,1]时, f (x )也是减函数,因此, f (x )∈[2,3].∴当x ∈[-1,1]时, f (x )∈[2,3],即f (x )max =3.在函数g (x )中,由k >0知,g (x )在[-1,1]上单调递增,∴g (x )max =g (1)=k +5-2k =5-k.若∀x 1∈[-1,1],总存在x 2∈[-1,1]使得f (x 1)≤g (x 2),则3≤5-k ,解得k ≤2,又k >0,∴0<k ≤2.故选A .8.AC 在A 中,因为f (x )=-2x +1(x ∈[-2,2])是减函数,所以当x =2时,函数取得最小值,最小值为-3,因此a <-3,A 正确;在B 中,因为f (x )=-2x +1(x ∈[-2,2])是减函数,所以当x =-2时,函数取得最大值,最大值为5,因此a <5,B 错误;在C 中,g (x )=x 2-2x =(x -1)2-1(x ∈[0,3]),∴当x =1时,函数取得最小值,最小值为-1,当x =3时,函数取得最大值,最大值为3,故函数的值域为[-1,3],由g (x )=a 有解,知a ∈[-1,3],C 正确;在D 中,∀x ∈[-2,2],∃t ∈[0,3], f (x )=g (t )等价于f (x )的值域是g (t )的值域的子集,而f (x )的值域是[-3,5],g (t )的值域是[-1,3],故D 错误.故选AC . 解题模板 不等式恒成立(有解)等问题的求解,常将问题转化为最大(小)值问题,记住下列转化有利于解题:①f (x )>a 恒成立⇔f (x )min >a ;②f (x )<a 恒成立⇔f (x )max <a ;③f (x )>a 有解⇔f (x )max >a ;④ f (x )<a 有解⇔f (x )min <a.9.BCD 对于A,因为f (x )=x 2-2x +2在区间[1,b ]上为增函数,故其值域为[1,b 2-2b +2],若[1,b ]为f (x )=x 2-2x +2的跟随区间,则b 2-2b +2=b ,解得b =1或b =2,因为b >1,所以b =2.故A 错误. 对于B,因为函数f (x )=2-3x 在区间(-∞,0)与(0,+∞)上均为增函数,所以若f (x )=2-3x 存在跟随区间[a ,b ],则有{a =2-3a ,b =2-3b ,即a ,b 为2-3x =x 的两根. 因为x 2-2x +3=0无解,所以函数f (x )=2-3x 不存在跟随区间.故B 正确.对于C, 因为f (x )=m -√x +1为减函数,所以若函数f (x )=m -√x +1存在跟随区间[a ,b ],则{b =m -√a +1,a =m -√b +1,则a -b =√a +1-√b +1,a <b , 所以(a -b )(√a +1+√b +1)=(a +1)-(b +1)=a -b ,因为a ≠b ,所以√a +1+√b +1=1.易得0≤√a +1<√b +1≤1.所以a =m -√b +1=m -(1-√a +1),令t =√a +1,则t 2-t -m =0,同理t =√b +1也满足t 2-t -m =0,即t 2-t -m =0在区间[0,1]上有两个不相等的实数根,故{1+4m >0,-m ≥0,解得m ∈(-14,0],故C 正确. 对于D,若f (x )=-12x 2+x 存在“3倍跟随区间”,则可设定义域为[a ,b ],值域为[3a ,3b ].当a <b ≤1时,易得f (x )=-12x 2+x 在区间[a ,b ]上单调递增,此时易得a ,b 为方程-12x 2+x =3x 的两根,解得x =0或x =-4.故存在定义域为[-4,0],使得值域为[-12,0].故D 正确.故选BCD . 10.答案 [0,2]解析 当x >0时, f (x )=x +1x +a ≥2·√x ·1x +a =2+a ,当且仅当x =1x ,即x =1时,等号成立,此时f (x )有最小值2+a.因为f (0)是f (x )的最小值,所以当x ≤0时, f (x )=(x -a )2单调递减,故a ≥0,此时最小值f (0)=a 2,故2+a ≥a 2,解得-1≤a ≤2,又a ≥0,所以0≤a ≤2.故实数a 的取值范围为[0,2].11.解析 (1)函数g (x )=x 不是函数f (x )=2x 2的一个承托函数,当x =14时,g (x )=14, f (x )=18,此时f (x )<g (x ),不满足承托函数的定义, 故函数g (x )=x 不是函数f (x )=2x 2的承托函数.(2)根据承托函数的定义可得函数f (x )=|x |的一个承托函数是g (x )=12x.(答案不唯一)(3)若函数g (x )=2x -a 为函数f (x )=ax 2的一个承托函数,则ax 2≥2x -a 对一切实数x 都成立,即ax 2-2x +a ≥0对一切实数x 都成立,当a =0时,g (x )=2x , f (x )=0,此时g (x )不是f (x )的承托函数,当a ≠0时,要满足题意,则有{a >0,4-4a 2≤0,解得a ≥1,故实数a 的取值范围为[1,+∞).。
课题:§1.3.1函数的最大(小)值教学过程:一、引入课题画出下列函数的图象,并根据图象解答下列问题:○1 说出y=f(x)的单调区间,以及在各单调区间上的单调性; ○2 指出图象的最高点或最低点,并说明它能体现函数的什么特征? (1)32)(+-=x x f(2)32)(+-=x x f ]2,1[-∈x (3)12)(2++=x x x f(4)12)(2++=x x x f ]2,2[-∈x 二、新课教学(一)函数最大(小)值定义1.最大值一般地,设函数y=f(x)的定义域为I ,如果存在实数M 满足:(1)对于任意的x ∈I ,都有f(x)≤M ;(2)存在x 0∈I ,使得f(x 0) = M那么,称M 是函数y=f(x)的最大值(Maximum Value ).思考:仿照函数最大值的定义,给出函数y=f(x)的最小值(Minimum Value )的定义.(学生活动)注意:○1 函数最大(小)首先应该是某一个函数值,即存在x 0∈I ,使得f(x 0) = M ; ○2 函数最大(小)应该是所有函数值中最大(小)的,即对于任意的x ∈I ,都有f(x)≤M (f(x)≥M ).2.利用函数单调性的判断函数的最大(小)值的方法○1 利用二次函数的性质(配方法)求函数的最大(小)值 ○2 利用图象求函数的最大(小)值 ○3 利用函数单调性的判断函数的最大(小)值 如果函数y=f(x)在区间[a ,b]上单调递增,在区间[b ,c]上单调递减则函数y=f(x)在x=b 处有最大值f(b);如果函数y=f(x)在区间[a ,b]上单调递减,在区间[b ,c]上单调递增则函数y=f(x)在x=b 处有最小值f(b);(二)典型例题例1.(教材P 36例3)利用二次函数的性质确定函数的最大(小)值.解:(略)说明:对于具有实际背景的问题,首先要仔细审清题意,适当设出变量,建立适当的函数模型,然后利用二次函数的性质或利用图象确定函数的最大(小)值.巩固练习:如图,把截面半径为25cm 的圆形木头锯成矩形木料, 如果矩形一边长为x ,面积为y试将y 表示成x 的函数,并画出函数的大致图象,并判断怎样锯才能使得截面面积最大?例2.(新题讲解)25旅 馆 定 价一个星级旅馆有150个标准房,经过一段时间的经营,经理得到一些定价和住房率的数据如下:解:根据已知数据,可假设该客房的最高价为160元,并假设在各价位之间,房价与住房率之间存在线性关系.设y 为旅馆一天的客房总收入,x 为与房价160相比降低的房价,因此当房价为)160(x -元时,住房率为)%102055(⋅+x ,于是得 y =150·)160(x -·)%102055(⋅+x . 由于)%102055(⋅+x ≤1,可知0≤x ≤90. 因此问题转化为:当0≤x ≤90时,求y 的最大值的问题.将y 的两边同除以一个常数0.75,得y 1=-x 2+50x +17600.由于二次函数y 1在x =25时取得最大值,可知y 也在x =25时取得最大值,此时房价定位应是160-25=135(元),相应的住房率为67.5%,最大住房总收入为13668.75(元).所以该客房定价应为135元.(当然为了便于管理,定价140元也是比较合理的) 例3.(教材P 37例4)求函数12-=x y 在区间[2,6]上的最大值和最小值. 解:(略)注意:利用函数的单调性求函数的最大(小)值的方法与格式.巩固练习:(教材P 38练习4)。
课题:§1.3.1函数的最大(小)值教学目的:(1)理解函数的最大(小)值及其几何意义;(2)学会运用函数图象理解和研究函数的性质;教学重点:函数的最大(小)值及其几何意义.教学难点:利用函数的单调性求函数的最大(小)值.教学过程:一、引入课题画出下列函数的图象,并根据图象解答下列问题:○1 说出y=f(x)的单调区间,以及在各单调区间上的单调性; ○2 指出图象的最高点或最低点,并说明它能体现函数的什么特征? (1)32)(+-=x x f(2)32)(+-=x x f ]2,1[-∈x (3)12)(2++=x x x f(4)12)(2++=x x x f ]2,2[-∈x 二、新课教学(一)函数最大(小)值定义1.最大值一般地,设函数y=f(x)的定义域为I ,如果存在实数M 满足:(1)对于任意的x ∈I ,都有f(x)≤M ;(2)存在x 0∈I ,使得f(x 0) = M 那么,称M 是函数y=f(x)的最大值(Maximum Value ).思考:仿照函数最大值的定义,给出函数y=f(x)的最小值(Minimum Value )的定义.(学生活动)注意:○1 函数最大(小)首先应该是某一个函数值,即存在x 0∈I ,使得f(x 0) = M ; ○2 函数最大(小)应该是所有函数值中最大(小)的,即对于任意的x ∈I ,都有f(x)≤M(f(x)≥M).2.利用函数单调性的判断函数的最大(小)值的方法○1利用二次函数的性质(配方法)求函数的最大(小)值○2利用图象求函数的最大(小)值○3利用函数单调性的判断函数的最大(小)值如果函数y=f(x)在区间[a,b]上单调递增,在区间[b,c]上单调递减则函数y=f(x)在x=b处有最大值f(b);如果函数y=f(x)在区间[a,b]上单调递减,在区间[b,c]上单调递增则函数y=f(x)在x=b处有最小值f(b);(二)典型例题例1.(教材P36例3)利用二次函数的性质确定函数的最大(小)值.解:(略)说明:对于具有实际背景的问题,首先要仔细审清题意,适当设出变量,建立适当的函数模型,然后利用二次函数的性质或利用图象确定函数的最大(小)值.巩固练习:如图,把截面半径为2525cm的圆形木头锯成矩形木料,如果矩形一边长为x,面积为y试将y表示成x的函数,并画出函数的大致图象,并判断怎样锯才能使得截面面积最大?例2.(新题讲解)旅馆定价一个星级旅馆有150个标准房,经过一段时间的经营,经理得到一些定价和住房率的数据如下:房价(元)住房率(%)。
活页作业(十一) 函数的最大(小)值
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题5分,共25分)
1.设函数f (x )=2x -1(x <0),则f (x )( ) A .有最大值 B .有最小值 C .是增函数
D .是减函数
解析:画出函数f (x )=2x -1(x <0)的图象,如图中实线部分所示.由图象可知,函数
f (x )=2x -1(x <0)是增函数,无最大值及最小值.
答案:C
2.函数f (x )=x 2
+3x +2在区间(-5,5)上的最大、最小值分别为( ) A .42,12 B .42,-1
4
C .12,-1
4
D .无最大值,最小值为-1
4
解析:∵f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +322-1
4
,x ∈(-5,5),
∴当x =-32时,f (x )有最小值-1
4,f (x )无最大值.
答案:D 3.已知f (x )=1
x -2
,则y =f (x +2)在区间[2,8]上的最小值与最大值分别为( ) A .18,1
2 B .1
3,1 C .19,13 D .18,13
解析:∵f (x )=
1x -2,∴f (x +2)=1x +
-2=1
x
. ∵y =1
x
在[2,8]上为减函数,
∴y max =12,y min =1
8.
答案:A
4.函数f (x )=
⎩
⎪⎨⎪⎧
x +7,x ∈[-1,,2x +6,x ∈[1,2],则f (x )的最大值、最小值分别为( )
A .10,6
B .10,8
C .8,6
D .以上都不对
解析:当-1≤x <1时,6≤x +7<8, 当1≤x ≤2时,8≤2x +6≤10. ∴f (x )min =f (-1)=6,
f (x )max =f (2)=10.故选A.
答案:A
5.某公司在甲、乙两地同时销售一种品牌车,销售x 辆该品牌车的利润(单位:万元)分别为L 1=-x 2
+21x 和L 2=2x .若该公司在两地共销售15辆,则能获得的最大利润为( )
A .90万元
B .60万元
C .120万元
D .120.25万元
解析:设公司在甲地销售x 辆, 则在乙地销售(15-x )辆,
公司获利为L =-x 2
+21x +2(15-x )=-x 2
+19x +30=-⎝
⎛⎭⎪⎫x -1922
+30+192
4,
∴当x =9或10时,L 最大为120万元. 答案:C
二、填空题(每小题5分,共15分)
6.函数y =-1
x
,x ∈[-3,-1]的最大值与最小值的差是________.
解析:易证函数y =-1
x
在[-3,-1]上为增函数,
∴y min =13,y max =1.∴y max -y min =1-13=2
3.
答案:2
3
7.函数f (x )=x -1的最小值是________.
解析:设x =t ,t ≥0,所以f (t )=t 2
-1,t ≥0,所以f (x )=x 2
-1,x ≥0,因为f (x )=x 2
-1在[0,+∞)上为增函数,所以f (x )的最小值为-1.即f (x )=x -1的最小值是-1.
答案:-1
8.函数y =ax +1在区间[1,3]上的最大值为4,则a =________.
解析:若a <0,则函数y =ax +1在区间[1,3]上是减函数,则在区间左端点处取得最
大值,即a +1=4,a =3,不满足a <0;若a >0,则函数y =ax +1在区间[1,3]上是增函数,则在区间右端点处取得最大值,即3a +1=4,a =1,满足a >0,所以a =1.
答案:1
三、解答题(每小题10分,共20分) 9.求函数f (x )=⎩⎪⎨⎪
⎧
1x
<x <
,
x
x
的最值.
解:函数f (x )的图象如图,
由图象可知f (x )的最小值为f (1)=1.无最大值.
10.已知函数f (x )=x 2
-2ax +5(a >1),若f (x )的定义域和值域均是[1,a ],求实数a 的值.
解:∵f (x )开口向上,对称轴x =a >1,∴f (x )在[1,a ]上是减函数.
∴f (x )的最大值为f (1)=6-2a ,f (x )的最小值为f (a )=5-a 2
.∴6-2a =a,5-a 2
=1.∴a =
2.
一、选择题(每小题5分,共10分) 1.函数f (x )=11-x
-x
的最大值是( )
A.4
5 B.54 C.34
D .43
解析:f (x )=
11-x -x
=
1
x 2
-x +1=
1⎝ ⎛
⎭
⎪⎫x -122+34,∴当x =12时,f (x )max =4
3. 答案:D
2.当0≤x ≤2时,a <-x 2
+2x 恒成立,则实数a 的取值范围是( ) A .(-∞,1] B .(-∞,0] C .(-∞,0)
D .(0,+∞)
解析:a <-x 2
+2x 恒成立,则a 小于函数f (x )=-x 2
+2x ,x ∈[0,2]的最小值,而f (x )=-x 2
+2x ,x ∈[0,2]的最小值为0,故a <0.
答案:C
二、填空题(每小题5分,共10分)
3.对于函数f (x )=x 2
+2x ,在使f (x )≥M 成立的所有实数M 中,我们把M 的最大值M max
=-1叫做函数f (x )=x 2
+2x 的下确界,则对于a ∈R ,且a ≠0,a 2
-4a +6的下确界为________.
解析:a 2
-4a +6=(a -2)2
+2≥2, 则a 2
-4a +6的下确界为2. 答案:2
4.定义在R 上的函数f (x )对任意两个不等的实数x 1,x 2,总有
f x 1-f x 2
x 1-x 2
>0成
立,且f (-3)=a ,f (-1)=b ,则f (x )在[-3,-1]上的最大值是________.
解析:由
f x 1-f x 2
x 1-x 2
>0,得f (x )在R 上是增函数,则f (x )在[-3,-1]上的最
大值是f (-1)=b .
答案:b
三、解答题(每小题10分,共20分)
5.已知函数f (x )=x 2+2x +a
x
,若对任意x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立,试求a 的取
值范围.
解:在区间[1,+∞)上,f (x )=x 2+2x +a x
>0恒成立⇔x 2+2x +a >0恒成立,即a >-(x
2
+2x )在[1,+∞)上恒成立.由于g (x )=-(x 2
+2x )=-(x +1)2
+1在[1,+∞)上单调递减,
∴g (x )max =g (1)=-3.∴a >-3.
6.某公司生产一种电子仪器的固定成本为20 000元,每生产一台仪器需增加投入100元,已知总收益满足如下函数:
R (x )=⎩
⎪⎨
⎪⎧
400x -12x 2x
,
x ,
其中x 是仪器的产量.
(1)将利润f (x )表示为产量x 的函数.(利润=总收益-总成本) (2)当产量x 为何值时,公司所获利润最大?最大利润是多少元? 解:(1)由题意知f (x )=R (x )-100x -20 000=
⎩⎪⎨⎪⎧
-12x 2+300x -x
,
-100x +
x
(2)当0≤x ≤400时,f (x )=-12(x -300)2
+25 000,
即当x =300时,f (x )有最大值25 000, 当x >400时,f (x )<20 000.
综上可知,当月产量为300台时,公司获得最大利润25 000元.。