考点53 利用导数求极值与最值——2021年高考数学专题复习真题练习

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高中数学专题训练导数的应用——极值与最值一、选择题1．函数y＝ax3＋bx2取得极大值和极小值时的x的值分别为0和错误!，则（) A．a－2b＝0 B．2a－b＝0C．2a＋b＝0 D．a＋2b＝0答案D解析y′＝3ax2＋2bx，据题意,0、错误!是方程3ax2＋2bx＝0的两根∴－错误!＝错误!，∴a＋2b＝0。

2．当函数y＝x·2x取极小值时,x＝（)A。

错误! B．－错误!C．－ln2 D．ln2答案B解析由y＝x·2x得y′＝2x＋x·2x·ln2令y′＝0得2x（1＋x·ln2）＝0∵2x＞0，∴x＝－错误!3．函数f（x)＝x3－3bx＋3b在(0,1)内有极小值，则( ）A．0＜b＜1 B．b＜1C．b＞0 D．b＜错误!答案A解析f（x)在（0,1）内有极小值，则f′（x)＝3x2－3b在(0，1)上先负后正，∴f′(0)＝－3b＜0，∴b＞0，f′（1)＝3－3b＞0，∴b＜1综上,b的范围为0＜b＜14．连续函数f(x)的导函数为f′(x），若(x＋1)·f′（x)〉0，则下列结论中正确的是（）A．x＝－1一定是函数f(x)的极大值点B．x＝－1一定是函数f（x)的极小值点C．x＝－1不是函数f（x）的极值点D．x＝－1不一定是函数f(x）的极值点答案B解析x>－1时，f′（x）>0x<－1时,f′(x)<0∴连续函数f(x)在（－∞，－1）单减，在（－1，＋∞）单增,∴x＝－1为极小值点．5．函数y＝错误!＋x2－3x－4在［0,2］上的最小值是（）A．－错误!B．－错误!C．－4 D．－错误!答案A解析 y ′＝x 2＋2x －3。

高三数学利用导数求最值和极值试题1.已知函数（1）若是的极值点，求的极大值；（2）求实数的范围，使得恒成立.【答案】（1）极大值为;（2）综上所述：时，恒成立．【解析】（1）通过“求导数、求驻点、讨论驻点附近导数值的符号、确定极值”，“表解法”形象直观；（2）应用转化与化归思想.要使得恒成立，即时，恒成立；构造函数，应用导数研究函数的最值，注意分以下情况：（ⅰ）当时，（ii）当时，（iii）当时，（iv）当a>1时，综上所述：时，恒成立．试题解析：（1）是的极值点解得 2分当时，当变化时，+4分的极大值为 6分（2）要使得恒成立，即时，恒成立 8分设，则（ⅰ）当时，由得单减区间为，由得单增区间为，得 10分（ii）当时，由得单减区间为，由得单增区间为，此时，不合题意． 10分（iii）当时，在上单增，不合题意． 12分（iv）当a>1时，由得单减区间为，由得单增区间为，此时不合题意． 13分综上所述：时，恒成立． 14分【考点】1.应用导数研究函数的单调性、极（最）值，2.应用导数证明不等式3.转化与化归思想.2.函数的极小值是 .【答案】.【解析】，令，解得，列表如下：极大值极小值故函数在处取得极小值，即.【考点】函数的极值3. [2013·浙江高考]已知e为自然对数的底数，设函数f(x)＝(e x－1)(x－1)k(k＝1,2)，则() A．当k＝1时，f(x)在x＝1处取到极小值B．当k＝1时，f(x)在x＝1处取到极大值C．当k＝2时，f(x)在x＝1处取到极小值D．当k＝2时，f(x)在x＝1处取到极大值【答案】C【解析】当k＝1时，f(x)＝(e x－1)(x－1)，f′(x)＝xe x－1，∵f′(1)＝e－1≠0，∴f(x)在x＝1处不能取到极值；当k＝2时，f(x)＝(e x－1)(x－1)2，f′(x)＝(x－1)(xe x＋e x－2)，令H(x)＝xe x＋e x－2，则H′(x)＝xe x＋2e x>0，x∈(0，＋∞)．说明H(x)在(0，＋∞)上为增函数，且H(1)＝2e－2>0，H(0)＝－1<0，因此当x0<x<1(x为H(x)的零点)时，f′(x)<0，f(x)在(x0,1)上为减函数．当x>1时，f′(x)>0，f(x)在(1，＋∞)上是增函数．∴x＝1是f(x)的极小值点，故选C.4.已知a≤＋lnx对任意的x∈[，2]恒成立，则a的最大值为________．【解析】令f(x)＝＋lnx，f′(x)＝，当x∈[，1)时，f′(x)<0，当x∈(1,2]时，f′(x)>0，∴f(x)min＝f(1)＝0，∴a≤0，故a最大值为0.5.已知常数a，b，c都是实数，f(x)＝ax3＋bx2＋cx－34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－115，则a的值是()A．－B．C．2D．5【答案】C【解析】依题意得f′(x)＝3ax2＋2bx＋c≤0的解集是[－2,3]，于是有3a＞0，－2＋3＝－，－2×3＝，解得b＝－，c＝－18a，函数f(x)在x＝3处取得极小值，于是有f(3)＝27a＋9b＋3c－34＝－115，－a＝－81，a＝2，故选C.6.已知函数f(x)＝x(ln x－ax)有两个极值点，则实数a的取值范围是()A．(－∞，0)B．C．(0,1)D．(0，＋∞)【答案】B【解析】由题知，x>0，f′(x)＝ln x＋1－2ax.由于函数f(x)有两个极值点，则f′(x)＝0有两个不等的正根，显然a≤0时不合题意，必有a>0.令g(x)＝ln x＋1－2ax，g′(x)＝－2a，令g′(x)＝0，得x＝，故g(x)在上单调递增，在上单调递减，所以g(x)在x＝处取得极大值，即f′＝ln>0，所以0<a<.7.已知函数f(x)的导函数f′(x)＝a(x＋1)(x－a)，若f(x)在x＝a处取到极大值，则a的取值范围是________．【答案】(－1,0)【解析】根据函数极大值与导函数的关系，借助二次函数图象求解．因为f(x)在x＝a处取到极大值，所以x＝a为f′(x)的一个零点，且在x＝a的左边f′(x)＞0，右边f′(x)＜0，所以导函数f′(x)的开口向下，且a＞－1，即a的取值范围是(－1,0)．8.已知函数在时有极值0，则．【答案】11【解析】对函数求导得,由题意得 ,即解得: 或,当时,故,【考点】函数的极值9.如图，已知点，函数的图象上的动点在轴上的射影为，且点在点的左侧.设，的面积为.（Ⅰ）求函数的解析式及的取值范围；（Ⅱ）求函数的最大值.【答案】（Ⅰ）.（Ⅱ）当时，函数取得最大值8.【解析】（Ⅰ）确定三角形面积，主要确定底和高.（Ⅱ）应用导数研究函数的最值，遵循“求导数，求驻点，讨论驻点两侧导数正负，比较极值与区间端点函数值”.利用“表解法”形象直观，易以理解.试题解析：（Ⅰ）由已知可得，所以点的横坐标为, 2分因为点在点的左侧，所以，即.由已知，所以， 4分所以所以的面积为. 6分（Ⅱ） 7分由，得（舍）,或. 8分函数与在定义域上的情况如下：+↘12所以当时，函数取得最大值8. 13分【考点】三角形面积，应用导数研究函数的最值.10.某商场销售某种商品的经验表明，该商品每日的销售量（单位：千克）与销售价格（单位：元/千克）满足关系式其中为常数．己知销售价格为5元/千克时，每日可售出该商品11千克．（1）求的值；（2）若该商品的成本为3元/千克，试确定销售价格的值，使商场每日销售该商品所获得利润最大．【答案】（1）；（2）【解析】（1）商品每日的销售量与销售价格满足的关系中，只含有一个参数，所以只需一个条件即可，已知，代入解析式，可求；（2）利用函数思想，列利润关于销售价格的函数解析式，再求其最大值，利润=（每千克商品的利润）(每日销售量). 试题解析：（1）∵时，，，∴；（2）销售利润=2+∴于是，当变化时，，的变化情况如下表，由表知，是函数在区间内的极大值点，亦是最大值点，所以当时，函教取得最大值，且最大值为42.【考点】1、函数的应用；2、利用导数求函数的最值.11.设函数，其中.（1)若在处取得极值，求常数的值；（2）设集合，，若元素中有唯一的整数，求的取值范围.【答案】（1)；（2）【解析】（1）由在处取得极值，可得从而解得，此问注意结合极值定义检验所求值是否为极值点；（2）分，，和三种情况得出集合A，然后由元素中有唯一的整数，分析端点，从而求出的取值范围.试题解析：（1），又在处取得极值，故，解得.经检验知当时，为的极值点，故.（2）,当时，，则该整数为2，结合数轴可知，当时，，则该整数为0，结合数轴可知当时，,不合条件.综上述，.【考点】1.利用导数处理函数的极值；2.集合元素的分析12.已知(a是常数)在[－2，2]上有最大值3，那么在[－2，2]上f(x)的最小值是____________．【答案】－37．【解析】，令得或．当变化时，随的变化如下表+_极大值．【考点】利用导数求函数的最值．13.已知函数，且函数在区间（0，1）内取得极大值，在区间（1，2）内取得极小值，则的取值范围为( )A．B．C．D．【答案】B【解析】试题分析:因为函数在区间（0，1）内取得极大值，在区间（1，2）内取得极小值，所以即画出可行域如图所示，为可行域内的点到的距离的平方，由图可知，距离的最小值为距离的最大值为，所以的取值范围为【考点】本小题主要考查导数与极值的关系以及线性规划的应用.点评：对于此类问题，必须牢固掌握导数的运算，利用导数求单调性以及极值和最值.本题导数与线性规划结合，学生必须熟练应用多个知识点，准确分析问题考查的实质，正确答题.14.若函数（）有大于零的极值点，则实数范围是（）A．B．C．D．【答案】B=【解析】解：因为函数y=e（a-1）x+4x，所以y′=（a-1）e（a-1）x+4（a＜1），所以函数的零点为x0，因为函数y=e（a-1）x+4x（x∈R）有大于零的极值点，故＝0，得到a<-3,选B15.已知函数在区间上的最大值与最小值分别为，则.【答案】32【解析】解：∵函数f（x）=x3-12x+8∴f′（x）=3x2-12令f′（x）＞0，解得x＞2或x＜-2；令f′（x）＜0，解得-2＜x＜2故函数在[-2，2]上是减函数，在[-3，-2]，[2，3]上是增函数，所以函数在x=2时取到最小值f（2）=8-24+8=-8，在x=-2时取到最大值f（-2）=-8+24+8=24 即M=24，m=-8∴M-m=32故选C．16.已知函数与函数.（I）若的图象在点处有公共的切线，求实数的值；（II）设，求函数的极值.【答案】（I）因为，所以点同时在函数的图象上…………… 1分因为，，……………3分……………5分由已知，得，所以，即……………6分（II）因为（………7分所以……………8分当时，因为，且所以对恒成立，所以在上单调递增，无极值………10分；当时，令，解得（舍）………11分所以当时，的变化情况如下表：0+……………13分所以当时，取得极小值，且. ……………15分综上，当时，函数在上无极值；当时，函数在处取得极小值.【解析】略17.函数 (为自然对数的底数)在区间上的最大值是▲ .【答案】【解析】略18.已知函数（为实数）.（I）若在处有极值，求的值；（II）若在上是增函数，求的取值范围.【答案】解：由已知得的定义域为又……3分由题意得……5分（II）解：依题意得对恒成立，……7分……9分的最大值为的最小值为……11分又因时符合题意为所求【解析】略19.设函数的最大值为M，最小值为m，则M+m的值为( )A．1B．2C．3D．4【答案】B【解析】设，则是奇函数；的最大值为最小值为且故选B20.已知函数有绝对值相等，符号相反的极大值和极小值，则常数的值是（）A．或B．或C．或D．或或【答案】D【解析】，∴，令，得，由题意，该方程必定有不相等两实根，可分别设为，则，，∴∴或或．21.设，函数的最大值为1，最小值为，常数的值是_____________.【答案】1【解析】令得或，当时，；当时，；当时，.故函数有极大值，极小值，又，，由于，∵，，又，故最大值为，同理，，故最小值为22.若函数，既有极大值又有极小值，则的取值范围是【答案】【解析】略23.已知函数无极值，则实数的取值范围是 ()A．B．C．D．【答案】A【解析】；由题意知方程无实根或有两个等根。

－1e［因为y＝x e x、所以y′＝e x＋x e x＝(1＋x)e x.当x＞－1时、y′＞0；当x＜－1时、y′＜0、所以当x＝－1时函数取得最小值、且y min＝－1e .］4.函数f(x)＝x－a ln x(a＞0)的极小值为.a－a ln a［因为f(x)＝x－a ln x(a＞0)、所以f(x)的定义域为(0、＋∞)、f′(x)＝1－ax(a＞0)、由f′(x)＝0、解得x＝a.当x∈(0、a)时、f′(x)＜0；当x∈(a、＋∞)时、f′(x)＞0、所以函数f(x)在x＝a处取得极小值、且极小值为f(a)＝a－a ln a.］考点1利用导数解决函数的极值问题A ［因为f (x )＝(x 2＋ax －1)e x －1、所以f ′(x )＝(2x ＋a )e x －1＋(x 2＋ax －1)e x －1＝［x 2＋(a ＋2)x ＋a －1］e x －1.因为x ＝－2是函数f (x )＝(x 2＋ax －1)e x －1的极值点、所以－2是x 2＋(a ＋2)x ＋a －1＝0的根、所以a ＝－1、f ′(x )＝(x 2＋x －2)e x－1＝(x ＋2)(x －1)e x －1.令f ′(x )＞0、解得x ＜－2或x ＞1、令f ′(x )＜0、解得－2＜x ＜1、所以f (x )在(－∞、－2)上单调递增、在(－2,1)上单调递减、在(1、＋∞)上单调递增、所以当x ＝1时、f (x )取得极小值、且f (x )极小值＝f (1)＝－1.］2.已知函数f (x )＝x (x －c )2在x ＝2处有极小值、则实数c 的值为( ) A.6 B.2 C.2或6D.0B ［由f ′(2)＝0可得c ＝2或6.当c ＝2时、结合图象(图略)可知函数先增后减再增、在x ＝2处取得极小值；当c ＝6时、结合图象(图略)可知、函数在x ＝2处取得极大值.故选B.］3.(20xx·××市质量监测)若函数f (x )＝(x 2＋ax ＋3)e x 在(0、＋∞)内有且仅有一个极值点、则实数a 的取值范围是( )A.(－∞、－22］B.(－∞、－22)C.(－∞、－3］D.(－∞、－3)C ［f ′(x )＝(2x ＋a )e x ＋(x 2＋ax ＋3)e x ＝［x 2＋(a ＋2)x ＋a ＋3］e x 、令g (x )＝x 2＋(a ＋2)x ＋a ＋3.由题意知、g (x )在(0、＋∞)内先减后增或先增后减、结合函数g (x )的图象特征知、⎩⎨⎧－a ＋22＞0，a ＋3≤0，或⎩⎨⎧－a ＋22≤0，a ＋3＜0，解得a ≤－3.故选C.］考点2 用导数求函数的最值单调递减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ，＋∞.(2)①当0＜1a≤1、即a ≥1时、函数f (x )在区间［1,2］上是减函数、 所以f (x )的最小值是f (2)＝ln 2－2a .②当1a ≥2、即0＜a ≤12时、函数f (x )在区间［1,2］上是增函数、所以f (x )的最小值是f (1)＝－a .③当1＜1a ＜2、即12＜a ＜1时、 函数f (x )在上是增函数、在上是减函数.又f (2)－f (1)＝ln 2－a 、所以当12＜a ＜ln 2时、最小值是f (1)＝－a ；当ln 2≤a ＜1时、最小值为f (2)＝ln 2－2a . 综上可知、当0＜a ＜ln 2时、函数f (x )的最小值是f (1)＝－a ； 当a ≥ln 2时、函数f (x )的最小值是f (2)＝ln 2－2a .(20xx·郑州模拟)已知函数f(x)＝1－xx＋k ln x、k＜1e、求函数f(x)在上的最大值和最小值.［解］f′(x)＝－x－（1－x）x2＋kx＝kx－1x2.①若k＝0、则f′(x)＝－1x2在上恒有f′(x)＜0、所以f(x)在上单调递减.②若k≠0、则f′(x)＝kx－1x2＝k⎝⎛⎭⎪⎫x－1kx2.(ⅰ)若k＜0、则在上恒有k⎝⎛⎭⎪⎫x－1kx2＜0.所以f(x)在上单调递减、(ⅱ)若k＞0、由k＜1 e 、得1k＞e、则x－1k＜0在上恒成立、所以k⎝⎛⎭⎪⎫x－1kx2＜0、所以f(x)在上单调递减.综上、当k＜1e时、f(x)在上单调递减、所以f(x)min＝f(e)＝1e＋k－1、f(x)max＝f⎝⎛⎭⎪⎫1e＝e－k－1.考点3利用导数研究生活中的优化问题利用导数解决生活中的优化问题的一般步骤(1)分析实际问题中各量之间的关系、列出实际问题的数学模型、写出实际问题中变量之间的函数关系式y＝f(x).(2)求函数的导数f′(x)、解方程f′(x)＝0.(3)比较函数在区间端点和f′(x)＝0的点的函数值的大小、最大(小)者为最大(小)值.(4)回归实际问题、结合实际问题作答.某商场销售某种商品的经验表明、该商品每日的销售量y(单位：千克)与销售价格x(单位：元/千克)满足关系式y＝ax－3＋10(x－6)2、其中3＜x＜6、a为常数.已知销售价格为5元/千克时、每日可售出该商品11千克.(1)求a的值；(2)若该商品的成本为3元/千克、试确定销售价格x的值、使商场每日销售该商品所获得的利润最大.［解］(1)因为当x＝5时、y＝11、所以a2＋10＝11、解得a＝2.(2)由(1)可知、该商品每日的销售量为y＝2x－3＋10(x－6)2.所以商场每日销售该商品所获得的利润为f(x)＝(x－3)＝2＋10(x－3)(x－6)2,3＜x＜6.则f′(x)＝10［(x－6)2＋2(x－3)(x－6)］＝30(x－4)(x－6).。

2021年高考数学一轮总复习 2.12.2导数与函数的极值、最值练习一、选择题1．y ＝x ·2x 取极小值时，x ＝( ) A.1ln2B ．－1ln2C ．－ln2D ．ln2解析 y ′＝2x＋x ·2xln2＝0，∴x ＝－1ln2.答案 B2．函数f (x )＝x 33＋x 2－3x －4在[0,2]上的最小值是( )A ．－173B ．－103C ．－4D ．－643解析 f ′(x )＝x 2＋2x －3，令f ′(x )＝0得x ＝1(x ＝－3舍去)， 又f (0)＝－4，f (1)＝－173，f (2)＝－103， 故f (x )在[0,2]上的最小值是f (1)＝－173. 答案 A3．已知函数f (x )＝x 3＋ax 2＋bx ＋a 2在x ＝1处有极值10，则f (2)等于( ) A ．11或18 B ．11 C ．18D ．17或18解析 ∵函数f (x )＝x 3＋ax 2＋bx ＋a 2在x ＝1处有极值10，∴f (1)＝10，且f ′(1)＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧1＋a ＋b ＋a 2＝10，3＋2a ＋b ＝0.解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－3，b ＝3，或⎩⎪⎨⎪⎧a ＝4，b ＝－11.而当⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－3，b ＝3时，函数在x ＝1处无极值，故舍去．∴f (x )＝x 3＋4x 2－11x ＋16. ∴f (2)＝18.故选C. 答案 C4．设函数f (x )在R 上可导，其导函数是f ′(x )，且函数f (x )在x ＝－2处取得极小值，则函数y ＝xf ′(x )的图象可能是( )解析 f (x )在x ＝－2处取得极小值，即x <－2，f ′(x )<0；x >－2，f ′(x )>0，那么y ＝xf ′(x )过点(0,0)及(－2,0)．当x <－2时，x <0，f ′(x )<0，则y >0；当－2<x <0时，x <0，f ′(x )>0，y <0；当x >0时，f ′(x )>0，y >0，故C 正确．答案 C5．已知f (x )＝12x 2－cos x ，x ∈[－1,1]，则导函数f ′(x )是( )A ．仅有最小值的奇函数B ．既有最大值，又有最小值的偶函数C ．仅有最大值的偶函数D ．既有最大值，又有最小值的奇函数解析 f ′(x )＝x ＋sin x ，显然f ′(x )是奇函数，令h (x )＝f ′(x )，则h (x )＝x ＋sin x ，求导得h ′(x )＝1＋cos x .当x ∈[－1,1]时，h ′(x )>0，所以h (x )在[－1,1]上单调递增，有最大值和最小值，所以f ′(x )是既有最大值又有最小值的奇函数．答案 D6．(xx·山东德州期末)设函数y ＝f (x )在(0，＋∞)内有定义，对于给定的正数K ，定义函数f K (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧f x ，f x ≤K ，K ，f x >K ，取函数f (x )＝ln x ＋1ex，恒有f K (x )＝f (x )，则( ) A ．K 的最大值为1eB ．K 的最小值为1eC ．K 的最大值为2D ．K 的最小值为2解析 由f (x )＝ln x ＋1e x， 令f ′(x )＝exx－ln x ＋1exe2x＝1x－ln x ＋1ex＝0，得x ＝1.当x ∈(0,1)时，f ′(x )>0； 当x ∈(1，＋∞)时，f ′(x )<0， 即f (x )＝ln x ＋1e x在x ＝1时取得最大值1e， 而f (x )≤K 恒成立，所以1e ≤K ，故K 的最小值为1e ，选B.答案 B 二、填空题7．函数f (x )＝12x 2－ln x 的最小值为________．解析 由⎩⎪⎨⎪⎧f ′x ＝x －1x >0，x >0，得x >1.⎩⎪⎨⎪⎧f ′x ＝x －1x <0，x >0，得0<x <1，∴f (x )在x ＝1时，取得最小值f (1)＝12－ln1＝12.答案128．已知函数f (x )＝x 3＋mx 2＋(m ＋6)x ＋1既存在极大值又存在极小值，则实数m 的取值范围是________．解析 f ′(x )＝3x 2＋2mx ＋m ＋6＝0有两个不等实根，即Δ＝4m 2－12×(m ＋6)>0.所以m >6或m <－3.答案 (－∞，－3)∪(6，＋∞)9．已知f (x )＝x 3－6x 2＋9x －abc ，a <b <c ，且f (a )＝f (b )＝f (c )＝0.现给出如下结论： ①f (0)f (1)>0；②f (0)f (1)<0； ③f (0)f (3)>0；④f (0)f (3)<0. 其中正确结论的序号是________．解析 ∵f ′(x )＝3x 2－12x ＋9＝3(x －1)(x －3)， 由f ′(x )<0，得1<x <3，由f ′(x )>0，得x <1或x >3.∴f (x )在区间(1,3)上是减函数，在区间(－∞，1)(3，＋∞)上是增函数． 又a <b <c ，f (a )＝f (b )＝f (c )＝0. ∴y 极大值＝f (1)＝4－abc >0，y 极小值＝f (3)＝－abc <0.∴0<abc <4.∴a ，b ，c 均大于零，或者a <0，b <0，c >0.又x ＝1，x ＝3为函数f (x )的极值点，后一种情况不可能成立，如图．∴f (0)<0，∴f (0)f (1)<0，f (0)f (3)>0. ∴正确结论的序号是②③. 答案 ②③ 三、解答题10．已知函数f (x )＝ax 3＋x 2＋bx (a 、b 为常数)，g (x )＝f (x )＋f ′(x )是奇函数． (1)求f (x )的表达式；(2)讨论g (x )的单调性，并求g (x )在区间[1,2]上的最大值、最小值． 解 (1)由已知，f ′(x )＝3ax 2＋2x ＋b ，因此g (x )＝f (x )＋f ′(x )＝ax 3＋(3a ＋1)x 2＋(b ＋2)x ＋b . ∵g (x )为奇函数．∴g (－x )＝－g (x )．∴⎩⎪⎨⎪⎧3a ＋1＝0，b ＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－13，b ＝0.∴f (x )＝－13x 3＋x 2.(2)由(1)知g (x )＝－13x 3＋2x ，∴g ′(x )＝－x 2＋2. 令g ′(x )＝0，解得x 1＝－2，x 2＝2，∴当x ∈(－∞，－2)，(2，＋∞)时，g (x )单调递减， 当x ∈(－2，2)时，g (x )单调递增． 又g (1)＝53，g (2)＝423，g (2)＝43，∴g (x )在区间[1,2]上的最大值为g (2)＝423， 最小值为g (2)＝43.11．已知函数f (x )＝x 2－1与函数g (x )＝a ln x (a ≠0)．(1)若f (x )，g (x )的图象在点(1,0)处有公共的切线，求实数a 的值； (2)设F (x )＝f (x )－2g (x )，求函数F (x )的极值． 解 (1)因为f (1)＝0，g (1)＝0.所以点(1,0)同时在函数f (x )，g (x )的图象上， 因为f (x )＝x 2－1，g (x )＝a ln x ， 所以f ′(x )＝2x ，g ′(x )＝a x.由已知，得f ′(1)＝g ′(1)，所以2＝a1，即a ＝2.(2)因为F (x )＝f (x )－2g (x )＝x 2－1－2a ln x (x >0)．所以F ′(x )＝2x －2a x＝2x 2－ax， 当a <0时，因为x >0，且x 2－a >0，所以F ′(x )>0对x >0恒成立． 所以F (x )在(0，＋∞)上单调递增，F (x )无极值； 当a >0时，令F ′(x )＝0，解得x 1＝a ，x 2＝－a (舍去)． 所以当x >0时，F ′(x )，F (x )的变化情况如下表：x (0，a ) a(a ，＋∞)F ′(x ) － 0 ＋ F (x )递减极小值递增所以当x ＝a 时，F (x )取得极小值，且F (a )＝(a )2－1－2a ln a ＝a －1－a ln a . 综上，当a <0时，函数F (x )在(0，＋∞)上无极值； 当a >0时，函数F (x )在x ＝a 处取得极小值a －1－a ln a .培 优 演 练1．(理)f (x )满足x 2f ′(x )＋2xf (x )＝e x x ，f (2)＝e28，则x >0时，f (x )( )A ．有极大值，无极小值B ．有极小值，无极大值C ．既有极大值又有极小值D ．既无极大值也无极小值 解析 由题意知f ′(x )＝e xx3－2fx x＝e x －2x 2fxx3，令g (x )＝e x－2x 2f (x )，则g ′(x )＝e x －2x 2f ′(x )－4xf (x ) ＝e x－2(x 2f ′(x )＋2xf (x ))＝e x－2exx＝e x ⎝ ⎛⎭⎪⎫1－2x. 由g ′(x )＝0得x ＝2，当x ＝2时， g (x )min ＝e 2－2×22×e28＝0.即g (x )≥0，则当x >0时，f ′(x )＝g xx 3≥0. 故f (x )在(0，＋∞)上单调递增，既无极大值也无极小值． 答案 D(文)如图是函数f (x )＝x 3＋bx 2＋cx ＋d 的大致图象，则x 21＋x 22等于( )A.89B.109C.169D.289解析 由图象可得f (x )＝x (x ＋1)(x －2)＝x 3－x 2－2x ， 又∵x 1、x 2是f ′(x )＝3x 2－2x －2＝0的两根， ∴x 1＋x 2＝23，x 1x 2＝－23，故x 21＋x 22＝(x 1＋x 2)2－2x 1x 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫232＋2×23＝169.答案 C2．已知f ′(x )是函数f (x )＝x ＋1x的导函数，则下列结论中正确的是( )A ．∃x 0∈R ，∀x ∈R ，且x ≠0，f (x )≤f (x 0)B ．∃x 0∈R ，∀x ∈R ，且x ≠0，f (x )≥f (x 0)C ．∃x 0∈R ，∀x ∈(x 0，＋∞)，f ′(x )<0D ．∃x 0∈R ，∀x ∈(x 0，＋∞)，f ′(x )>0解析 令f ′(x )＝1－1x 2＝x 2－1x2＝0，∴x ＝±1.当x ∈(－∞，－1)时，f ′(x )>0； 当x ∈(－1,0)时，f ′(x )<0； 当x ∈(0,1)时，f ′(x )<0；当x ∈(1，＋∞)时，f ′(x )>0，画出函数的草图(图略)． 当x >0时，f (x )≥2；当x <0时，f (x )≤－2.故函数在其定义域内没有最大值和最小值，故A ，B 错； 因当x ∈(1，＋∞)时，f ′(x )>0，故C 错；当x 0≥1时满足，在x ∈(x 0，＋∞)，f ′(x )>0时满足，故D 正确． 答案 D3．已知函数f (x )的定义域是[－1,5]，部分对应值如下表，f (x )的导函数y ＝f ′(x )的图象如图所示.x －1 0 2 4 5 f (x )121.521下列关于函数f (x )的命题： ①函数f (x )的值域为[1,2]；②函数f(x)在[0,2]上是减函数；③如果当x∈[－1，t]时，f(x)的最大值是2，那么t的最大值为4；④当1<a<2时，函数y＝f(x)－a最多有4个零点．其中正确命题的序号是________．解析由导函数图象可知，当－1<x<0及2<x<4时，f′(x)>0，函数f(x)单调递增；当0<x<2及4<x<5时，f′(x)<0，函数f(x)单调递减．当x＝0及x＝4时，函数f(x)取得极大值f(0)＝2，f(4)＝2；当x＝2时，函数f(x)取得极小值f(2)＝1.5.又f(－1)＝f(5)＝1，所以函数f(x)的最大值为2，最小值为1，值域为[1,2]，所以①②正确．因为当x＝0及x＝4时，函数f(x)取得极大值f(0)＝2，f(4)＝2，要使当x∈[－1，t]时，函数f(x)的最大值是2，则0≤t≤5，所以t的最大值为5，所以③不正确．因为f(x)的极小值为f(2)＝1.5，极大值为f(0)＝f(4)＝2，所以当1<a<2时，函数y ＝f(x)－a最多有4个零点，所以④正确．故填①②④.答案①②④4．已知f(x)＝ax－ln x，x∈(0，e]，g(x)＝ln xx，其中e是自然常数，a∈R.(1)讨论当a＝1时，函数f(x)的单调性和极值；(2)求证：在(1)的条件下，f(x)>g(x)＋1 2；(3)是否存在实数a，使f(x)的最小值是3？若存在，求出a的值；若不存在，说明理由．解(1)∵f(x)＝x－ln x，f′(x)＝1－1x＝x－1x，∴当0<x<1时，f′(x)<0，f(x)单调递减；当1<x<e时，f′(x)>0，f(x)单调递增．∴f(x)的极小值为f(1)＝1.(2)证明：∵f(x)的极小值为1，即f(x)在(0，e]上的最小值为 1，∴f(x)min＝1.又∵g′(x)＝1－ln xx2，∴0<x<e时，g′(x)>0，g(x)在(0，e]上单调递增．∴g(x)max＝g(e)＝1e<12.∴f(x)min－g(x)max>1 2 .∴在(1)的条件下，f(x)>g(x)＋1 2 .(3)假设存在实数a ，使f (x )＝ax －ln x (x ∈(0，e])有最小值3，则f ′(x )＝a －1x＝ax －1x. ①当a ≤0时，f (x )在(0，e]上单调递减，f (x )min ＝f (e)＝a e －1＝3，a ＝4e (舍去)，所以，此时f (x )的最小值不是3；②当0<1a <e ，即a >1e 时，f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0，1a 上单调递减，在⎝ ⎛⎦⎥⎤1a ，e 上单调递增， f (x )min ＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＝1＋ln a ＝3，a ＝e 2，满足条件； ③当1a ≥e，即0<a ≤1e时，f (x )在(0，e]上单调递减，f (x )min ＝f (e)＝a e －1＝3，a ＝4e(舍去)．所以，此时f (x )的最小值不是3.综上，存在实数a ＝e 2，使得当x ∈(0，e]时，f (x )有最小值3.24453 5F85 待38825 97A9 鞩34276 85E4 藤33829 8425 营$ 32574 7F3E 缾 20965 51E5 凥u2 32936 80A8 肨21774 550E 唎。

考点53：利用导数求极值与最值【题组一 无参数的极值】1．函数()33f x x x =-的极小值为_______．2．函数2()ln f x x x =-的极值点是________.3．函数1()x x f x e +=的极大值是______.【题组二 无参数的最值】1．函数(x)x 2cosx f =+在区间[]0,π上的最大值为 。

2．设当0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时，函数()sin 22cos f x x x =+的最大值为______.3．当[]1,1x ∈-时，函数()2e x x f x =的最大值是__________.【题组三 利用极值求参数】1．若函数3()f x ax bx =+在1x =处有极值2-，则,a b 的值分别为 。

2．若函数()212ln 2f x x x a x =-+有唯一一个极值点，则实数a 的取值范围是 。

3．若函数()212ln 2f x x x a x =-+有两个不同的极值点，则实数a 的取值范围是 。

4．若1x =是函数()3221()(1)33f x x a x a a x =++-+-的极值点，则a 的值为 。

5．若函数321()1232b f x x x bx ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭在区间[3,1]-上不是单调函数，则函数()f x 在R 上的极小值为 。

6．若函数21()(1)ln 2f x x a x a x =+--没有极值，则a= .7．已知函数()313ln xa f x x a=-在其定义域()0,+∞内既有极大值也有极小值，则实数a 的取值范围是 .8．已知()21ln 2f x x a x =-在区间()0,2上有极值点，实数a 的取值范围是 .【题组四 利用最值求参数】1．已知f （x ）=2x 3﹣6x 2+m （m 为常数），在[﹣2，2]上有最大值3，那么此函数在[﹣2，2]上的最小值为 ．2．若函数()33=-f x x x 在区间()1,a a -上有最小值，则实数a 的取值范围是______.3．已知函数()a f x x x =+在区间()1,4上存在最小值，则实数a 的取值范围是_________.4．若函数y ＝sin 2x +cos 3x +a ﹣1在区间[22ππ-，]上的最小值为0，则a ＝_____．5．已知函数2()4,[0,3],f x x x a x =-++∈若()f x 有最小值2-，则()f x 的最大值为____【题组五 分类讨论求极值与最值】1．已知函数213()ln 222f x x ax x =+-+(0)a ≥. （1）讨论函数()f x 的极值点的个数；（2）若()f x 有两个极值点1,x 2x ，证明：()()120f x f x +<.2．设函数()ln f x a x x =+，()xg x e x =+ （Ⅰ）讨论函数()f x 的单调性；（Ⅱ）令()()()h x f x g x =-，当2a =时，证明()2ln 24h x <-.3．已知函数()1x u x e x =--，且()e ()x f x u x =⋅.（1）求()u x 的最小值；（2）证明：()f x 存在唯一极大值点0x ，且()014f x <.4．已知函数213()ln 222f x x ax x =+-+(0)a ≥. （1）讨论函数()f x 的极值点的个数；（2）若()f x 有两个极值点1,x 2x ，证明：()()120f x f x +<.5．已知函数()sin x f x ae x =-，其中a ∈R ，e 为自然对数的底数. （1）当1a =时，证明：对[0,),()1x f x ∀∈+∞；（2）若函数()f x 在0,2π⎛⎫ ⎪⎝⎭上存在极值，求实数a 的取值范围。

专题 导数与函数的极值、最值一、题型全归纳题型一 利用导数解决函数的极值问题【题型要点】利用导数研究函数极值问题的一般流程命题角度一 由图象判断函数的极值【题型要点】由图象判断函数y ＝f (x )的极值，要抓住两点： (1) 由y ＝f ′(x )的图象与x 轴的交点，可得函数y ＝f (x )的可能极值点；(2)由导函数y ＝f ′(x )的图象可以看出y ＝f ′(x )的值的正负，从而可得函数y ＝f (x )的单调性，两者结合可得极值点【例1】设函数()x f 在R 上可导，其导函数为()x f '，且函数()()x f x y '-=1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）【解析】由题图可知，当x ＜－2时，()x f '＞0；当－2＜x ＜1时，()x f '＜0；当1＜x ＜2时，()x f '＜0；当x ＞2时，()x f '＞0.由此可以得到函数f （x ）在x ＝－2处取得极大值，在x ＝2处取得极小值. 【例2】已知函数f (x )的导函数f ′(x )的图象如图，则下列叙述正确的是( )A ．函数f (x )在(－∞，－4)上单调递减B ．函数f (x )在x ＝2处取得极大值C ．函数f (x )在x ＝－4处取得极值D ．函数f (x )有两个极值点【解析】由导函数的图象可得，当x ≤2时，f ′(x )≥0，函数f (x )单调递增；当x >2时，f ′(x )<0，函数f (x )单调递减，所以函数f (x )的单调递减区间为(2，＋∞)，故A 错误．当x ＝2时函数取得极大值，故B 正确．当x ＝－4时函数无极值，故C 错误．只有当x ＝2时函数取得极大值，故D 错误．故选B.命题角度二 求已知函数的极值【题型要点】求函数极值的一般步骤（1）先求函数f （x ）的定义域，再求函数f （x ）的导函数. （2）求()x f '＝0的根.（3）判断在()x f '＝0的根的左、右两侧()x f '的符号，确定极值点. （4）求出具体极值.【例3】已知函数f （x ）＝（x －2）（e x －ax ），当a ＞0时，讨论f （x ）的极值情况. 【解析】 ∵()x f '＝（e x －ax ）＋（x －2）（e x －a ）＝（x －1）（e x －2a ），∵a ＞0， 由()x f '＝0得x ＝1或x ＝ln 2a .∵当a ＝e2时，f ′（x ）＝（x －1）（e x －e ）≥0，∵f （x ）在R 上单调递增，故f （x ）无极值.∵当0＜a ＜e2时，ln 2a ＜1，当x 变化时，()x f '，f （x ）的变化情况如下表：∵当a ＞e2时，ln 2a ＞1，当x 变化时，()x f '，f （x ）的变化情况如下表：综上，当0＜a ＜e2时，f （x ）有极大值－a （ln 2a －2）2，极小值a －e ；当a ＝e2时，f （x ）无极值；当a ＞e2时，f （x ）有极大值a －e ，极小值－a （ln 2a －2）2.【例4】已知函数f (x )＝ln x ＋a －1x ，求函数f (x )的极小值．【解析】 f ′(x )＝1x －a －1x 2＝x －（a －1）x 2(x >0)，当a －1≤0，即a ≤1时，f ′(x )>0，函数f (x )在(0，＋∞)上单调递增，无极小值． 当a －1>0，即a >1时，由f ′(x )<0，得0<x <a －1，函数f (x )在(0，a －1)上单调递减； 由f ′(x )>0，得x >a －1，函数f (x )在(a －1，＋∞)上单调递增．f (x )极小值＝f (a －1)＝1＋ln(a －1)． 综上所述，当a ≤1时，f (x )无极小值； 当a >1时，f (x )极小值＝1＋ln(a －1)．命题角度三 已知函数的极值求参数值(范围)【题型要点】已知函数极值点或极值求参数的两个要领(1)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．(2)验证：因为导数值等于零不是此点为极值点的充要条件，所以利用待定系数法求解后必须验证根的合理性．【易错提醒】若函数y ＝f (x )在区间(a ，b )内有极值，那么y ＝f (x )在(a ，b )内绝不是单调函数，即在某区间上单调函数没有极值．【例5】设函数f (x )＝[ax 2－(3a ＋1)x ＋3a ＋2]e x .(1)若曲线y ＝f (x )在点(2，f (2))处的切线斜率为0，求实数a 的值； (2)若f (x )在x ＝1处取得极小值，求实数a 的取值范围．【解析】 (1)因为f (x )＝[ax 2－(3a ＋1)x ＋3a ＋2]e x ，所以f ′(x )＝[ax 2－(a ＋1)x ＋1]e x . f ′(2)＝(2a －1)e 2.由题设知f ′(2)＝0，即(2a －1)e 2＝0，解得a ＝12.(2)由(1)得f ′(x )＝[ax 2－(a ＋1)x ＋1]e x ＝(ax －1)(x －1)e x .若a >1，则当x ∵⎪⎭⎫⎝⎛1,1a 时，f ′(x )<0; 当x ∵(1，＋∞)时，f ′(x )>0.所以f (x )在x ＝1处取得极小值．若a ≤1，则当x ∵(0，1)时，ax －1≤x －1<0，所以f ′(x )>0.所以1不是f (x )的极小值点． 综上可知，a 的取值范围是(1，＋∞)．题型二 函数的最值问题【题型要点】求函数f (x )在[a ，b ]上最值的方法(1)若函数在区间[a ，b ]上单调递增或递减，f (a )与f (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f (a )，f (b )比较，最大的是最大值，最小的是最小值，可列表完成．(3)函数f (x )在区间(a ，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1】（2019·全国卷Ⅲ）已知函数f （x ）＝2x 3－ax 2＋b . （1）讨论f （x ）的单调性；（2）是否存在a ，b ，使得f （x ）在区间［0,1］的最小值为－1且最大值为1？若存在，求出a ，b 的所有值；若不存在，说明理由.【解析】（1）f ′（x ）＝6x 2－2ax ＝2x （3x －a ）.令f ′（x ）＝0，得x ＝0或x ＝a 3.若a ＞0，则当x ∵（－∞，0）∵⎪⎭⎫⎝⎛+∞,3a 时，f ′（x ）＞0；当x ∵⎪⎭⎫⎝⎛3,0a 时，f ′（x ）＜0.故f （x ）在 （－∞，0），⎪⎭⎫⎝⎛+∞,3a 单调递增，在⎪⎭⎫⎝⎛3,0a 单调递减. 若a ＝0，f （x ）在（－∞，＋∞）单调递增.若a ＜0，则当x ∵⎪⎭⎫ ⎝⎛∞-3,a ∵（0，＋∞）时，f ′（x ）＞0；当x ∵⎪⎭⎫ ⎝⎛0,3a 时，f ′（x ）＜0.故f （x ）在⎪⎭⎫ ⎝⎛∞-3,a ，（0，＋∞）单调递增，在⎪⎭⎫⎝⎛0,3a 单调递减. （2）满足题设条件的a ，b 存在.（∵）当a ≤0时，由（1）知，f （x ）在［0,1］单调递增，所以f （x ）在区间［0,1］的最小值为f （0）＝b ，最大值为f （1）＝2－a ＋b .此时a ，b 满足题设条件当且仅当b ＝－1，2－a ＋b ＝1，即a ＝0，b ＝－1. （∵）当a ≥3时，由（1）知，f （x ）在［0,1］单调递减，所以f （x ）在区间［0,1］的最大值为f （0）＝b ，最小值为f （1）＝2－a ＋b .此时a ，b 满足题设条件当且仅当2－a ＋b ＝－1，b ＝1，即a ＝4，b ＝1. （∵）当0＜a ＜3时，由（1）知，f （x ）在［0,1］的最小值为⎪⎭⎫⎝⎛3a f ＝－a 327＋b ，最大值为b 或2－a ＋b .若－a 327＋b ＝－1，b ＝1，则a ＝332，与0＜a ＜3矛盾.若－a 327＋b ＝－1,2－a ＋b ＝1，则a ＝33或a ＝－33或a ＝0，与0＜a ＜3矛盾.综上，当且仅当a ＝0，b ＝－1或a ＝4，b ＝1时，f （x ）在［0,1］的最小值为－1，最大值为1.【例2】(2020·贵阳市检测)已知函数f (x )＝x －1x －ln x .(1)求f (x )的单调区间；(2)求函数f (x )在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e,1上的最大值和最小值(其中e 是自然对数的底数)．【解析】 (1)f (x )＝x －1x －ln x ＝1－1x－ln x ，f (x )的定义域为(0，＋∞)． 因为f ′(x )＝1x 2－1x ＝1－xx 2，所以f ′(x )＞0∵0<x <1，f ′(x )<0∵x ＞1，所以f (x )在(0，1)上单调递增，在(1，＋∞)上单调递减．(2)由(1)得f (x )在⎥⎦⎤⎢⎣⎡1,1e 上单调递增，在(1，e]上单调递减，所以f (x )在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e,1上的极大值为f (1)＝1－11－ln 1＝0.又⎪⎭⎫ ⎝⎛e f 1＝1－e －ln 1e ＝2－e ，f (e)＝1－1e －ln e ＝－1e，且⎪⎭⎫⎝⎛e f 1<f (e)．所以f (x )在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e,1上的最大值为0，最小值为2－e.题型三 函数极值与最值的综合应用【题型要点】解决函数极值、最值问题的策略(1)求极值、最值时，要求步骤规范，含参数时，要讨论参数的大小．(2)求函数最值时，不可想当然地认为极值点就是最值点，要通过比较才能下结论． (3)函数在给定闭区间上存在极值，一般要将极值与端点值进行比较才能确定最值．【例1】设函数f (x )＝[ax 2－(4a ＋1)x ＋4a ＋3]e x .若f (x )在x ＝2处取得极小值，则a 的取值范围为_______． 【解析】 f ′(x )＝[ax 2－(2a ＋1)x ＋2]e x ＝(ax －1)(x －2)e x ，若a >12，则当x ∵⎪⎭⎫⎝⎛2,1a 时，f ′(x )<0；当x ∵(2，＋∞)时，f ′(x )>0.所以f (x )在x ＝2处取得极小值．若a ≤12，则当x ∵(0，2)时，x －2<0，ax －1≤12x －1<0，所以f ′(x )>0.所以2不是f (x )的极小值点．综上可知，a 的取值范围是⎪⎭⎫⎝⎛+∞,21. 【例2】已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧－x 3＋x 2，x <1，a ln x ，x ≥1.(1)求f (x )在区间(－∞，1)上的极小值和极大值点；(2)求f (x )在区间[－1，e](e 为自然对数的底数)上的最大值．【解析】：(1)当x <1时，f ′(x )＝－3x 2＋2x ＝－x (3x －2)，令f ′(x )＝0，解得x ＝0或x ＝23，当x 变化时，f ′(x )，f (x )的变化情况如下表所以当x ＝0时，函数f (x )取得极小值f (0)＝0，函数f (x )的极大值点为x ＝23.(2)∵由(1)知，当－1≤x <1时，函数f (x )在[－1，0)和⎪⎭⎫⎢⎣⎡1,32上单调递减，在⎪⎭⎫⎢⎣⎡32,0上单调递增．因为f (－1)＝2，⎪⎭⎫ ⎝⎛32f ＝427，f (0)＝0，所以f (x )在[－1，1)上的最大值为2.∵当1≤x ≤e 时，f (x )＝a ln x ，当a ≤0时，f (x )≤0；当a >0时，f (x )在[1，e]上单调递增． 所以f (x )在[1，e]上的最大值为f (e)＝a .所以当a ≥2时，f (x )在[－1，e]上的最大值为a ； 当a <2时，f (x )在[－1，e]上的最大值为2.题型四 利用导数研究生活中的优化问题【题型要点】利用导数解决生活中的优化问题的一般步骤（1）分析实际问题中各量之间的关系，列出实际问题的数学模型，写出实际问题中变量之间的函数关系式y ＝f （x ）.（2）求函数的导数()x f '，解方程()x f '＝0.（3）比较函数在区间端点和()x f '＝0的点的函数值的大小，最大（小）者为最大（小）值. （4）回归实际问题，结合实际问题作答.【例1】某商场销售某种商品的经验表明，该商品每日的销售量y （单位：千克）与销售价格x （单位：元/千克）满足关系式y ＝ax －3＋10（x －6）2，其中3＜x ＜6，a 为常数.已知销售价格为5元/千克时，每日可售出该商品11千克. （1）求a 的值；（2）若该商品的成本为3元/千克，试确定销售价格x 的值，使商场每日销售该商品所获得的利润最大. 【解析】（1）因为当x ＝5时，y ＝11，所以a2＋10＝11，解得a ＝2.（2）由（1）可知，该商品每日的销售量为y ＝2x －3＋10（x －6）2. 所以商场每日销售该商品所获得的利润为f （x ）＝（x －3）⎣⎡⎦⎤2x －3＋10（x －6）2＝2＋10（x －3）（x －6）2,3＜x ＜6.则()x f '＝10［（x －6）2＋2（x －3）（x －6）］＝30（x －4）（x －6）. 于是，当x 变化时，()x f '，f （x ）的变化情况如下表：所以，当x ＝4时，函数f （x ）取得最大值且最大值等于42.即当销售价格为4元/千克时，商场每日销售该商品所获得的利润最大.【例2】已知一企业生产某产品的年固定成本为10万元，每生产千件需另投入2.7万元，设该企业年内共生产此种产品x 千件，并且全部销售完，每千件的销售收入为f （x ）万元，且f （x ）＝⎩⎨⎧10.8－130x 2，0＜x ≤10，108x －1 0003x 2，x ＞10.（1）写出年利润W （万元）关于年产品x （千件）的函数解析式；（2）年产量为多少千件时，该企业生产此产品所获年利润最大？（注：年利润＝年销售收入－年总成本） 【解析】（1）由题意得W ＝⎩⎨⎧⎝⎛⎭⎫10.8－130x 2x －2.7x －10，0＜x ≤10，⎝⎛⎭⎫108x －1 0003x 2x －2.7x －10，x ＞10，即W ＝⎩⎨⎧8.1x －130x 3－10，0＜x ≤10，98－⎝⎛⎭⎫1 0003x ＋2.7x ，x ＞10.（2）∵当0＜x ≤10时，W ＝8.1x －130x 3－10，则W ′＝8.1－110x 2＝81－x 210＝（9＋x ）（9－x ）10，因为0＜x ≤10，所以当0＜x ＜9时，W ′＞0，则W 递增；当9＜x ≤10时，W ′＜0，则W 递减.所以当x ＝9时，W 取最大值1935＝38.6万元.∵当x ＞10时，W ＝98－⎪⎭⎫⎝⎛+x x 7.231000≤98－21 0003x×2.7x ＝38. 当且仅当1 0003x ＝2.7x ，即x ＝1009时等号成立.综上，当年产量为9千件时，该企业生产此产品所获年利润最大.二、高效训练突破 一、选择题1．函数f (x )＝2x 3＋9x 2－2在[－4，2]上的最大值和最小值分别是( ) A ．25，－2 B ．50，14 C ．50，－2D ．50，－14【解析】：因为f (x )＝2x 3＋9x 2－2，所以f ′(x )＝6x 2＋18x ，当x ∵[－4，－3)或x ∵(0，2]时，f ′(x )＞0，f (x )为增函数，当x ∵(－3，0)时，f ′(x )＜0，f (x )为减函数，由f (－4)＝14，f (－3)＝25，f (0)＝－2，f (2)＝50，故函数f (x )＝2x 3＋9x 2－2在[－4，2]上的最大值和最小值分别是50，－2. 2．已知函数y ＝f (x )的导函数f ′(x )的图象如图所示，给出下列判断：∵函数y ＝f (x )在区间⎪⎭⎫⎝⎛--21,3内单调递增；∵当x ＝－2时，函数y ＝f (x )取得极小值； ∵函数y ＝f (x )在区间(－2，2)内单调递增；∵当x ＝3时，函数y ＝f (x )有极小值． 则上述判断正确的是( ) A ．∵∵ B ．∵∵ C ．∵∵∵D ．∵∵【解析】：对于∵，函数y ＝f (x )在区间⎪⎭⎫⎝⎛--21,3内有增有减，故∵不正确； 对于∵，当x ＝－2时，函数y ＝f (x )取得极小值，故∵正确；对于∵，当x ∵(－2，2)时，恒有f ′(x )>0，则函数y ＝f (x )在区间(－2，2)上单调递增，故∵正确； 对于∵，当x ＝3时，f ′(x )≠0，故∵不正确．3.（2020·东莞模拟）若x ＝1是函数f （x ）＝ax ＋ln x 的极值点，则（ ） A.f （x ）有极大值－1 B.f （x ）有极小值－1 C.f （x ）有极大值0D.f （x ）有极小值0【解析】∵f （x ）＝ax ＋ln x ，x ＞0，∵f ′（x ）＝a ＋1x ，由f ′（1）＝0得a ＝－1，∵f ′（x ）＝－1＋1x ＝1－xx .由f ′（x ）＞0得0＜x ＜1，由f ′（x ）＜0得x ＞1， ∵f （x ）在（0,1）上单调递增，在（1，＋∞）上单调递减.∵f （x ）极大值＝f （1）＝－1，无极小值，故选A.4.函数f （x ）＝x 3＋bx 2＋cx ＋d 的大致图象如图所示，则x 21＋x 22等于（ ）A.89B.109C.169D.289【解析】函数f （x ）的图象过原点，所以d ＝0.又f （－1）＝0且f （2）＝0，即－1＋b －c ＝0且8＋4b ＋2c ＝0，解得b ＝－1，c ＝－2，所以函数f （x ）＝x 3－x 2－2x ，所以f ′（x ）＝3x 2－2x －2，由题意知x 1，x 2是函数的极值点，所以x 1，x 2是f ′（x ）＝0的两个根，所以x 1＋x 2＝23，x 1x 2＝－23，所以x 21＋x 22＝（x 1＋x 2）2－2x 1x 2＝49＋43＝169. 5.已知函数f (x )＝2f ′(1)ln x －x ，则f (x )的极大值为( ) A ．2 B ．2ln 2－2 C ．eD ．2－e【解析】：函数f (x )定义域(0，＋∞)，f ′(x )＝2f ′（1）x －1，所以f ′(1)＝1，f (x )＝2ln x －x ，令f ′(x )＝2x－1＝0，解得x ＝2.当0<x <2时，f ′(x )>0，当x >2时，f ′(x )<0，所以当x ＝2时函数取得极大值，极大值为2ln 2－2. 6.已知函数f （x ）＝x 3＋3x 2－9x ＋1，若f （x ）在区间［k,2］上的最大值为28，则实数k 的取值范围为（ ） A.［－3，＋∞） B.（－3，＋∞） C.（－∞，－3）D.（－∞，－3］【解析】由题意知f ′（x ）＝3x 2＋6x －9，令f ′（x ）＝0，解得x ＝1或x ＝－3，所以f ′（x ），f （x ）随x 的变化情况如下表：7.用边长为120 cm 的正方形铁皮做一个无盖水箱，先在四周分别截去一个小正方形，然后把四边翻转90°角，再焊接成水箱，则水箱的最大容积为( ) A ．120 000 cm 3 B ．128 000 cm 3 C ．150 000 cm 3D ．158 000 cm 3【解析】：设水箱底长为x cm ，则高为120－x2cm.由⎩⎪⎨⎪⎧120－x 2＞0，x ＞0，得0＜x ＜120.设容器的容积为y cm 3，则有y ＝－12x 3＋60x 2.求导数，有y ′＝－32x 2＋120x .令y ′＝0，解得x ＝80(x ＝0舍去)．当x ∵(0，80)时，y ′＞0；当x ∵(80，120)时，y ′＜0. 因此，x ＝80是函数y ＝－12x 3＋60x 2的极大值点，也是最大值点，此时y ＝128 000.故选B.8.(2020·郑州质检)若函数y ＝f (x )存在n －1(n ∵N *)个极值点，则称y ＝f (x )为n 折函数，例如f (x )＝x 2为2折函数．已知函数f (x )＝(x ＋1)e x －x (x ＋2)2，则f (x )为( ) A ．2折函数 B ．3折函数 C ．4折函数D ．5折函数【解析】：.f ′(x )＝(x ＋2)e x －(x ＋2)(3x ＋2)＝(x ＋2)·(e x －3x －2)，令f ′(x )＝0，得x ＝－2或e x ＝3x ＋2. 易知x ＝－2是f (x )的一个极值点，又e x ＝3x ＋2，结合函数图象，y ＝e x 与y ＝3x ＋2有两个交点．又e －2≠3×(－2)＋2＝－4. 所以函数y ＝f (x )有3个极值点，则f (x )为4折函数．9.(2020·昆明市诊断测试)已知函数f (x )＝(x 2－m )e x ，若函数f (x )的图象在x ＝1处切线的斜率为3e ，则f (x )的极大值是( )A ．4e －2 B ．4e 2 C ．e －2D ．e 2【解析】：f ′(x )＝(x 2＋2x －m )e x .由题意知，f ′(1)＝(3－m )e ＝3e ，所以m ＝0，f ′(x )＝(x 2＋2x )e x .当x >0或x <－2时，f ′(x )>0，f (x )是增函数；当－2<x <0时，f ′(x )<0，f (x )是减函数．所以当x ＝－2时，f (x )取得极大值，f (－2)＝4e －2.故选A.10.函数f （x ）＝x 3－3x －1，若对于区间［－3,2］上的任意x 1，x 2，都有|f （x 1）－f （x 2）|≤t ，则实数t 的最小值是（ ） A.20 B.18 C.3D.0【解析】原命题等价于对于区间［－3,2］上的任意x ，都有f （x ）max －f （x ）min ≤t ， ∵f ′（x ）＝3x 2－3，∵当x ∵［－3，－1］时，f ′（x ）＞0， 当x ∵［－1,1］时，f ′（x ）＜0，当x ∵［1,2］时，f ′（x ）＞0. ∵f （x ）max ＝f （2）＝f （－1）＝1，f （x ）min ＝f （－3）＝－19. ∵f （x ）max －f （x ）min ＝20，∵t ≥20.即t 的最小值为20.故选A.二、填空题1.已知f (x )＝x 3＋3ax 2＋bx ＋a 2在x ＝－1处有极值0，则a －b ＝ ．【解析】：由题意得f ′(x )＝3x 2＋6ax ＋b ，则⎩⎪⎨⎪⎧a 2＋3a －b －1＝0，b －6a ＋3＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝1，b ＝3或⎩⎪⎨⎪⎧a ＝2，b ＝9， 经检验当a ＝1，b ＝3时，函数f (x )在x ＝－1处无法取得极值，而a ＝2，b ＝9满足题意，故a －b ＝－7. 2．已知函数f (x )＝x 3＋ax 2＋(a ＋6)x ＋1.若函数f (x )的图象在点(1，f (1))处的切线斜率为6，则实数a ＝ ；若函数在(－1，3)内既有极大值又有极小值，则实数a 的取值范围是 ．【解析】：f ′(x )＝3x 2＋2ax ＋a ＋6，结合题意f ′(1)＝3a ＋9＝6，解得a ＝－1；若函数在(－1，3)内既有极大值又有极小值，则f ′(x )＝0在(－1，3)内有2个不相等的实数根，则⎩⎪⎨⎪⎧Δ＝4a 2－12（a ＋6）>0，f ′（－1）>0，f ′（3）>0，解得－337<a <－3.3．(2020·甘肃兰州一中期末改编)若x ＝－2是函数f (x )＝(x 2＋ax －1)e x 的极值点，则f ′(－2)＝ ，f (x )的极小值为 ．【解析】：由函数f (x )＝(x 2＋ax －1)e x 可得f ′(x )＝(2x ＋a )e x ＋(x 2＋ax －1)e x ，因为x ＝－2是函数f (x )的极值点，所以f ′(－2)＝(－4＋a )e －2＋(4－2a －1)e －2＝0，即－4＋a ＋3－2a ＝0，解得a ＝－1.所以f ′(x )＝(x 2＋x －2)e x .令f ′(x )＝0可得x ＝－2或x ＝1.当x <－2或x >1时，f ′(x )>0，此时函数f (x )为增函数，当－2<x <1时，f ′(x )<0，此时函数f (x )为减函数，所以当x ＝1时函数f (x )取得极小值，极小值为f (1)＝(12－1－1)×e 1＝－e.4.（2019·武汉模拟）若函数f (x )＝2x 2－ln x 在其定义域的一个子区间(k －1，k ＋1)内存在最小值，则实数k 的取值范围是 ．【解析】：因为f (x )的定义域为(0，＋∞)，又因为f ′(x )＝4x －1x ，所以由f ′(x )＝0解得x ＝12，由题意得⎩⎪⎨⎪⎧k －1<12<k ＋1，k －1≥0，解得1≤k <32.5.若函数f （x ）＝x 3－3ax 在区间（－1,2）上仅有一个极值点，则实数a 的取值范围为 .【解析】因为f ′（x ）＝3（x 2－a ），所以当a ≤0时，f ′（x ）≥0在R 上恒成立，所以f （x ）在R 上单调递增，f （x ）没有极值点，不符合题意； 当a ＞0时，令f ′（x ）＝0得x ＝±a ， 当x 变化时，f ′（x ）与f （x ）的变化情况如下表所示：因为函数f （x ）在区间（－1,2）上仅有一个极值点，所以⎩⎨⎧a ＜2，－a ≤－1或⎩⎨⎧－a ＞－1，2≤a ，解得1≤a ＜4.三 解答题1.(2020·广东五校联考)已知函数f (x )＝ax ＋ln x ，其中a 为常数． (1)当a ＝－1时，求f (x )的最大值；(2)若f (x )在区间(0，e]上的最大值为－3，求a 的值． 【解析】：(1)易知f (x )的定义域为(0，＋∞)，当a ＝－1时，f (x )＝－x ＋ln x ，f ′(x )＝－1＋1x ＝1－xx，令f ′(x )＝0，得x ＝1.当0<x <1时，f ′(x )>0；当x >1时，f ′(x )<0.所以f (x )在(0，1)上是增函数，在(1，＋∞)上是减函数． 所以f (x )max ＝f (1)＝－1.所以当a ＝－1时，函数f (x )在(0，＋∞)上的最大值为－1.(2)f ′(x )＝a ＋1x ，x ∵(0，e]，1x ∵⎪⎭⎫⎢⎣⎡+∞,1e .∵若a ≥－1e ，则f ′(x )≥0，从而f (x )在(0，e]上是增函数，所以f (x )max ＝f (e)＝a e ＋1≥0，不符合题意；∵若a <－1e ，令f ′(x )>0得a ＋1x >0，结合x ∵(0，e]，解得0<x <－1a，令f ′(x )<0得a ＋1x <0，结合x ∵(0，e]，解得－1a <x ≤e.从而f (x )在⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1,0上为增函数，在⎥⎦⎤⎝⎛-e a ,1上为减函数，所以f (x )max ＝⎪⎭⎫ ⎝⎛-a f 1＝－1＋⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1ln .令－1＋⎪⎭⎫ ⎝⎛-a 1ln ＝－3，得⎪⎭⎫⎝⎛-a 1ln ＝－2，即a ＝－e 2.因为－e 2<－1e ，所以a ＝－e 2为所求．故实数a 的值为－e 2.2.(2020·洛阳尖子生第二次联考)已知函数f (x )＝mx －nx－ln x ，m ∵R .(1)若函数f (x )的图象在(2，f (2))处的切线与直线x －y ＝0平行，求实数n 的值； (2)试讨论函数f (x )在区间[1，＋∞)上的最大值．【解析】：(1)由题意得f ′(x )＝n －x x 2，所以f ′(2)＝n －24.由于函数f (x )的图象在(2，f (2))处的切线与直线x －y ＝0平行，所以n －24＝1，解得n ＝6.(2)f ′(x )＝n －xx2，令f ′(x )<0，得x >n ；令f ′(x )>0，得x <n .∵当n ≤1时，函数f (x )在[1，＋∞)上单调递减，所以f (x )max ＝f (1)＝m －n ；∵当n >1时，函数f (x )在[1，n )上单调递增，在(n ，＋∞)上单调递减，所以f (x )max ＝f (n )＝m －1－ln 3.（2019·郑州模拟）已知函数f （x ）＝1－x x ＋k ln x ，k ＜1e ，求函数f （x ）在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e ,1上的最大值和最小值.【解析】 f ′（x ）＝－x －（1－x ）x 2＋k x ＝kx －1x2.∵若k ＝0，则f ′（x ）＝－1x 2在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e ,1上恒有f ′（x ）＜0，所以f （x ）在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e ,1上单调递减.∵若k ≠0，则f ′（x ）＝kx －1x 2＝k ⎝⎛⎭⎫x －1k x 2.（∵）若k ＜0，则在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e,1上恒有k ⎝⎛⎭⎫x －1k x 2＜0.所以f （x ）在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e,1上单调递减，（∵）若k ＞0，由k ＜1e ，得1k ＞e ，则x －1k ＜0在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e ,1上恒成立，所以k ⎝⎛⎭⎫x －1k x 2＜0， 所以f （x ）在1e ，e 上单调递减.综上，当k ＜1e 时，f （x ）在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e e ,1上单调递减，所以f （x ）min ＝f （e ）＝1e ＋k －1，f （x ）max ＝⎪⎭⎫⎝⎛e f 1＝e －k －1.4.已知函数f （x ）＝a ln x ＋1x （a ＞0）.（1）求函数f （x ）的单调区间和极值；（2）是否存在实数a ，使得函数f （x ）在［1，e ］上的最小值为0？若存在，求出a 的值；若不存在，请说明理由.【解析】由题意，知函数的定义域为{x |x ＞0}，f ′（x ）＝a x －1x 2（a ＞0）.（1）由f ′（x ）＞0解得x ＞1a ，所以函数f （x ）的单调递增区间是⎪⎭⎫⎝⎛+∞,1a ；由f ′（x ）＜0解得x ＜1a ，所以函数f （x ）的单调递减区间是⎪⎭⎫⎝⎛a 1,0.所以当x ＝1a 时，函数f （x ）有极小值⎪⎭⎫⎝⎛a f 1＝a ln 1a ＋a ＝a －a ln a ，无极大值. （2）不存在.理由如下：由（1）可知，当x ∵⎪⎭⎫ ⎝⎛a 1,0时，函数f （x ）单调递减；当x ∵⎪⎭⎫⎝⎛+∞,1a 时，函数f （x ）单调递增.∵若0＜1a≤1，即a ≥1时，函数f （x ）在［1，e ］上为增函数，故函数f （x ）的最小值为f （1）＝a ln 1＋1＝1，显然1≠0，故不满足条件.∵若1＜1a ≤e ，即1e ≤a ＜1时，函数f （x ）在⎪⎭⎫⎢⎣⎡a 1,1上为减函数，在⎥⎦⎤⎢⎣⎡e a ,1上为增函数，故函数f （x ）的最小值为f （x ）的极小值⎪⎭⎫⎝⎛a f 1＝a ln 1a ＋a ＝a －a ln a ＝a （1－ln a ）＝0，即ln a ＝1，解得a ＝e ，而1e≤a ＜1，故不满足条件.∵若1a ＞e ，即0＜a ＜1e时，函数f （x ）在［1，e ］上为减函数，故函数f （x ）的最小值为f （e ）＝a ＋1e ＝0，解得a ＝－1e ，而0＜a ＜1e ，故不满足条件.综上所述，这样的a 不存在.。

高中数学专题训练 导数的应用——极值与最值一、选择题1．函数y ＝ax 3＋bx 2取得极大值和极小值时的x 的值分别为0和13，则( ) A ．a －2b ＝0 B ．2a －b ＝0 C ．2a ＋b ＝0 D ．a ＋2b ＝0 答案 D解析 y ′＝3ax 2＋2bx ，据题意，0、13是方程3ax 2＋2bx ＝0的两根∴－2b 3a ＝13， ∴a ＋2b ＝0. 2．当函数y ＝x ·2x 取极小值时，x ＝( ) A.1ln2 B ．－1ln2 C ．－ln2 D ．ln2 答案 B解析 由y ＝x ·2x 得y ′＝2x ＋x ·2x ·ln2令y ′＝0得2x (1＋x ·ln2)＝0∵2x ＞0，∴x ＝－1ln23．函数f (x )＝x 3－3bx ＋3b 在(0,1)内有极小值，则( ) A ．0＜b ＜1 B ．b ＜1C ．b ＞0D ．b ＜12 答案 A解析 f (x )在(0,1)内有极小值，则f ′(x )＝3x 2－3b 在(0,1)上先负后正，∴f ′(0)＝－3b ＜0，∴b ＞0，f ′(1)＝3－3b ＞0，∴b ＜1综上，b 的范围为0＜b ＜14．连续函数f (x )的导函数为f ′(x )，若(x ＋1)·f ′(x )>0，则下列结论中正确的是( )A ．x ＝－1一定是函数f (x )的极大值点B ．x ＝－1一定是函数f (x )的极小值点C ．x ＝－1不是函数f (x )的极值点D ．x ＝－1不一定是函数f (x )的极值点 答案 B解析 x >－1时，f ′(x )>0 x <－1时，f ′(x )<0∴连续函数f (x )在(－∞，－1)单减，在(－1，＋∞)单增，∴x ＝－1为极小值点．5．函数y ＝x 33＋x 2－3x －4在[0,2]上的最小值是( )A ．－173B ．－103C ．－4D ．－643 答案 A解析 y ′＝x 2＋2x －3.令y ′＝x 2＋2x －3＝0，x ＝－3或x ＝1为极值点．当x ∈[0,1]时，y ′<0.当x ∈[1,2]时，y ′>0，所以当x ＝1时，函数取得极小值，也为最小值．∴当x ＝1时，y min ＝－173.6．函数f (x )的导函数f ′(x )的图象，如右图所示，则( )A ．x ＝1是最小值点B ．x ＝0是极小值点C ．x ＝2是极小值点D ．函数f (x )在(1,2)上单增 答案 C 解析 由导数图象可知，x ＝0，x ＝2为两极值点，x ＝0为极大值点，x ＝2为极小值点，选C.7．已知函数f (x )＝12x 3－x 2－72x ，则f (－a 2)与f (－1)的大小关系为( ) A ．f (－a 2)≤f (－1) B ．f (－a 2)<f (－1) C ．f (－a 2)≥f (－1)D ．f (－a 2)与f (－1)的大小关系不确定 答案 A解析 由题意可得f ′(x )＝32x 2－2x －72.由f ′(x )＝12(3x －7)(x ＋1)＝0，得x ＝－1或x ＝73.当x <－1时，f (x )为增函数；当－1<x <73时，f (x )为减函数．所以f (－1)是函数f (x )在(－∞，0]上的最大值，又因为－a 2≤0，故f (－a 2)≤f (－1)．8．函数f (x )＝e －x ·x ，则( )A ．仅有极小值12eB ．仅有极大值12eC ．有极小值0，极大值12eD ．以上皆不正确 答案 B 解析f ′(x )＝－e －x ·x ＋12x·e －x ＝e －x (－x ＋12x)＝e －x ·1－2x2x. 令f ′(x )＝0，得x ＝12. 当x >12时，f ′(x )<0；当x <12时，f ′(x )>0.∴x ＝12时取极大值，f (12)＝1e ·12＝12e.二、填空题9．若y ＝a ln x ＋bx 2＋x 在x ＝1和x ＝2处有极值，则a ＝________，b ＝________.答案 －23 －16解析 y ′＝ax＋2bx ＋1.由已知⎩⎨⎧a ＋2b ＋1＝0a 2＋4b ＋1＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－23b ＝－1610．已知函数f (x )＝13x 3－bx 2＋c (b ，c 为常数)．当x ＝2时，函数f (x )取得极值，若函数f (x )只有三个零点，则实数c 的取值范围为________答案 0<c <43解析 ∵f (x )＝13x 3－bx 2＋c ，∴f ′(x )＝x 2－2bx ，∵x ＝2时，f (x )取得极值，∴22－2b ×2＝0，解得b ＝1.∴当x ∈(0,2)时，f (x )单调递减，当x ∈(－∞，0) 或x ∈(2，＋∞)时，f (x )单调递增．若f (x )＝0有3个实根，则⎩⎨⎧f (0)＝c >0f (2)＝13×23－22＋c <0，，解得0<c <4311．设m ∈R ，若函数y ＝e x ＋2mx (x ∈R )有大于零的极值点，则m 的取值范围是________．答案 m <－12解析 因为函数y ＝e x ＋2mx (x ∈R )有大于零的极值点，所以y ′＝e x ＋2m ＝0有大于0的实根．令y 1＝e x ，y 2＝－2m ，则两曲线的交点必在第一象限．由图象可得－2m >1，即m <－12.12．已知函数f (x )＝x 3－px 2－qx 的图象与x 轴相切于(1,0)，则极小值为________．答案 0解析 f ′(x )＝3x 2－2px －q ， 由题知f ′(1)＝3－2p －q ＝0. 又f (1)＝1－p －q ＝0，联立方程组，解得p ＝2，q ＝－1. ∴f (x )＝x 3－2x 2＋x ，f ′(x )＝3x 2－4x ＋1. 由f ′(x )＝3x 2－4x ＋1＝0，解得x ＝1或x ＝13，经检验知x ＝1是函数的极小值点，∴f (x )极小值＝f (1)＝0. 三、解答题 13．设函数f (x )＝sin x －cos x ＋x ＋1,0＜x ＜2π，求函数f (x )的单调区间与极值． 解析 由f (x )＝sin x －cos x ＋x ＋1,0＜x ＜2π，知f ′(x )＝cos x ＋sin x ＋1，于是f ′(x )＝1＋2sin(x ＋π4)．令f ′(x )＝0，从而sin(x ＋π4)＝－22，得x ＝π，或x ＝3π2. 当x 变化时，f ′(x )，f (x )的变化情况如下表：因此，由上表知f (x )的单调递增区间是(0，π)与(3π2，2π)，单调递减区间是(π，3π2)，极小值为f (3π2)＝3π2，极大值为f (π)＝π＋2.14．设函数f (x )＝6x 3＋3(a ＋2)x 2＋2ax .(1)若f (x )的两个极值点为x 1，x 2，且x 1x 2＝1，求实数a 的值；(2)是否存在实数a，使得f(x)是(－∞，＋∞)上的单调函数？若存在，求出a 的值；若不存在，说明理由．解析f′(x)＝18x2＋6(a＋2)x＋2a.(1)由已知有f′(x1)＝f′(x2)＝0，从而x1x2＝2a18＝1，所以a＝9；(2)由于Δ＝36(a＋2)2－4×18×2a＝36(a2＋4)>0，所以不存在实数a，使得f(x)是(－∞，＋∞)上的单调函数．15．已知定义在R上的函数f(x)＝x2(ax－3)，其中a为常数．(1)若x＝1是函数f(x)的一个极值点，求a的值；(2)若函数f(x)在区间(－1,0)上是增函数，求a的取值范围．解析(1)f(x)＝ax3－3x2，f′(x)＝3ax2－6x＝3x(ax－2)．∵x＝1是f(x)的一个极值点，∴f′(1)＝0，∴a＝2.(2)解法一①当a＝0时，f(x)＝－3x2在区间(－1,0)上是增函数，∴a＝0符合题意；②当a≠0时，f′(x)＝3ax(x－2a)，令f′(x)＝0得：x1＝0，x2＝2a.当a>0时，对任意x∈(－1,0)，f′(x)>0，∴a>0符合题意；当a<0时，当x∈(2a，0)时，f′(x)>0，∴2a≤－1，∴－2≤a<0符合题意；综上所述，a≥－2.解法二f′(x)＝3ax2－6x≥0在区间(－1,0)上恒成立，∴3ax－6≤0，∴a≥2 x在区间(－1,0)上恒成立，又2x<2－1＝－2，∴a≥－2.16．已知函数f(x)＝－x2＋ax＋1－ln x.(1)若f(x)在(0，12)上是减函数，求a的取值范围；(2)函数f(x)是否既有极大值又有极小值？若存在，求出a的取值范围；若不存在，请说明理由．解析(1)f′(x)＝－2x＋a－1x，∵f(x)在(0，12)上为减函数，∴x∈(0，12)时－2x＋a－1x<0恒成立，即a<2x＋1x恒成立．设g(x)＝2x＋1x，则g′(x)＝2－1x2.∵x∈(0，12)时1x2>4，∴g′(x)<0，∴g(x)在(0，12)上单调递减，g(x)>g(12)＝3，∴a≤3.(2)若f(x)既有极大值又有极小值，则f′(x)＝0必须有两个不等的正实数根x1，x2，即2x2－ax＋1＝0有两个不等的正实数根．故a 应满足⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0a 2>0⇒⎩⎨⎧a 2－8>0a >0⇒a >22，∴当a >22时，f ′(x )＝0有两个不等的实数根，不妨设x 1<x 2， 由f ′(x )＝－1x (2x 2－ax ＋1)＝－2x (x －x 1)(x －x 2)知，0<x <x 1时f ′(x )<0，x 1<x <x 2时f ′(x )>0，x >x 2时f ′(x )<0，∴当a >22时f (x )既有极大值f (x 2)又有极小值f (x 1)．1. 已知y ＝f (x )是奇函数，当x ∈(0,2)时，f (x )＝ln x －ax (a >12)，当x ∈(－2,0)时，f (x )的最小值为 1，则a 的值等于________．答案 1解析 ∵f (x )是奇函数，∴f (x )在(0,2)上的最大值为－1，当x ∈(0,2)时，f ′(x )＝1x －a ，令f ′(x )＝0得x ＝1a ，又a >12，∴0<1a <2.令f ′(x )>0，则x <1a ，∴f (x )在(0，1a )上递增；令f ′(x )<0，则x >1a ，∴f (x )在(1a ，2)上递减，∴f (x )max ＝f (1a )＝ln 1a －a ·1a ＝－1，∴ln1a ＝0，得a ＝1.2．设函数f (x )＝2x 3＋3ax 2＋3bx ＋8c 在x ＝1及x ＝2时取得极值． (1)求a 、b 的值；(2)若对任意的x ∈[0,3]，都有f (x )<c 2成立，求c 的取值范围． 解 (1)f ′(x )＝6x 2＋6ax ＋3b ，因为函数f (x )在x ＝1及x ＝2时取得极值， 则有f ′(1)＝0，f ′(2)＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧6＋6a ＋3b ＝0，24＋12a ＋3b ＝0.解得a ＝－3，b ＝4. (2)由(1)可知，f (x )＝2x 3－9x 2＋12x ＋8c ， f ′(x )＝6x 2－18x ＋12＝6(x －1)(x －2)．当x ∈(0,1)时，f ′(x )>0；当x ∈(1,2)时，f ′(x )<0； 当x ∈(2,3)时，f ′(x )>0.所以，当x ＝1时，f (x )取得极大值f (1)＝5＋8c . 又f (0)＝8c ，f (3)＝9＋8c ，则当x ∈[0,3]时，f (x )的最大值为f (3)＝9＋8c .因为对于任意的x ∈[0,3]，有f (x )<c 2恒成立， 所以9＋8c <c 2，解得c <－1或c >9.因此c 的取值范围为(－∞，－1)∪(9，＋∞)． 3．已知函数f (x )＝x 3－3ax 2＋3x ＋1. (1)设a ＝2，求f (x )的单调区间；(2)设f (x )在区间(2,3)中至少有一个极值点，求a 的取值范围．解析 (1)当a ＝2时，f (x )＝x 3－6x 2＋3x ＋1，f ′(x )＝3(x －2＋3)(x －2－3)． 当x ∈(－∞，2－3)时f ′(x )＞0，f (x )在(－∞，2－3)上单调增加； 当x ∈(2－3，2＋3)时f ′(x )＜0，f (x )在(2－3，2＋3)上单调减少； 当x ∈(2＋3，＋∞)时f ′(x )＞0，f (x )在(2＋3，＋∞)上单调增加． 综上，f (x )的单调增区间是(－∞，2－3)和(2＋3，＋∞)，f (x )的单调减区间是(2－3，2＋3)．(2)f ′(x )＝3[(x －a )2＋1－a 2]．当1－a 2≥0时，f ′(x )≥0，f (x )为增函数，故f (x )无极值点； 当1－a 2＜0时，f ′(x )＝0有两个根， x 1＝a －a 2－1，x 2＝a ＋a 2－1.由题意知，2＜a －a 2－1＜3，①或2＜a ＋a 2－1＜3.②①式无解．②式的解为54＜a ＜53.因此a 的取值范围是(54，53)．1．“我们称使f (x )＝0的x 为函数y ＝f (x )的零点．若函数y ＝f (x )在区间[a ，b ]上是连续的，单调的函数，且满足f (a )·f (b )<0，则函数y ＝f (x )在区间[a ，b ]上有唯一的零点”．对于函数f (x )＝6ln(x ＋1)－x 2＋2x －1，(1)讨论函数f (x )在其定义域内的单调性，并求出函数极值． (2)证明连续函数f (x )在[2，＋∞)内只有一个零点．解析 (1)解：f (x )＝6ln(x ＋1)－x 2＋2x －1定义域为(－1，＋∞)， 且f ′(x )＝6x ＋1－2x ＋2＝8－2x 2x ＋1，f ′(x )＝0⇒x ＝2(－2舍去).由表可知，f (x )值在区间(－1,2]上单调递增，在[2，＋∞)上单调递减． ∴当x ＝2时，f (x )的极大值为f (2)＝6ln3－1.(2)证明：由(1)知f(2)＝6ln3－1>0，f(x)在[2,7]上单调递减，又f(7)＝6ln8－36＝18(ln2－2)<0，∴f(2)·f(7)<0.∴f(x)在[2,7]上有唯一零点．当x∈[7，＋∞)时，f(x)≤f(7)<0，故x∈[7，＋∞)时，f(x)不为零．∴y＝f(x)在[7，＋∞)上无零点．∴函数f(x)＝6ln(x＋1)－x2＋2x－1在定义域内只有一个零点．2．(2010·江西高考)设函数f(x)＝ln x＋ln (2－x)＋ax(a>0)．(1)当a＝1时，求f(x)的单调区间；(2)若f(x)在(0,1]上的最大值为12，求a的值．解析函数f(x)的定义域为(0,2)，f′(x)＝1x－12－x＋a.(1)当a＝1时，f′(x)＝－x2＋2x(2－x)，所以f(x)的单调递增区间为(0，2)，单调递减区间为(2，2)；(2)当x∈(0,1]时，f′(x)＝2－2xx(2－x)＋a>0，即f(x)在(0,1]上单调递增，故f(x)在(0,1]上的最大值为f(1)＝a，因此a＝1 2.3．已知函数f(x)＝－x3＋3x2＋9x＋a.(1)求f(x)的单调递减区间；(2)若f(x)在区间[－2,2]上的最大值为20，求它在该区间上的最小值．分析本题考查多项式的导数公式及运用导数求函数的单调区间和函数的最值，题目中需注意应先比较f(2)和f(－2)的大小，然后判定哪个是最大值从而求出a.解(1)f′(x)＝－3x2＋6x＋9.令f′(x)<0，解得x<－1，或x>3，∴函数f(x)的单调递减区间为(－∞，－1)，(3，＋∞)．(2)∵f(－2)＝8＋12－18＋a＝2＋a，f(2)＝－8＋12＋18＋a＝22＋a，∴f(2)>f(－2)．∵在(－1,3)上f′(x)>0，∴f(x)在(－1,2]上单调递增．又由于f(x)在[－2，－1)上单调递减，∴f(－1)是f(x)的极小值，且f(－1)＝a－5.∴f(2)和f(－1)分别是f(x)在区间[－2,2]上的最大值和最小值，于是有22＋a ＝20，解得a＝－2.∴f(x)＝－x3＋3x2＋9x－2.∴f(－1)＝a－5＝－7，即函数f(x)在区间[－2,2]上的最小值为－7.4．已知函数f(x)＝xe－x(x∈R)．(1)求函数f(x)的单调区间和极值；(2)已知函数y＝g(x)的图象与函数y＝f(x)的图象关于直线x＝1对称．证明当x＞1时，f(x)＞g(x)；(3)如果x1≠x2，且f(x1)＝f(x2)，证明x1＋x2＞2.解析(1)f′(x)＝(1－x)e－x.令f′(x)＝0，解得x＝1.当x变化时，f′(x)，f(x)的变化情况如下表：所以f(x)在(－∞，1)内是增函数，在(1，＋∞)内是减函数．函数f(x)在x＝1处取得极大值f(1)，且f(1)＝1 e.(2)由题意可知g(x)＝f(2－x)，得g(x)＝(2－x)e x－2.令F(x)＝f(x)－g(x)，即F(x)＝xe－x＋(x－2)e x－2，于是F′(x)＝(x－1)(e2x－2－1)e－x.当x＞1时，2x－2＞0，从而e2x－2－1＞0，又e－x＞0.所以F′(x)＞0.从而函数F(x)在[1，＋∞)上是增函数．又F(1)＝e－1－e－1＝0，所以x＞1时，有F(x)＞F(1)＝0，即f(x)＞g(x)．(3)①若(x1－1)(x2－1)＝0，由(1)及f(x1)＝f(x2)，得x1＝x2＝1，与x1≠x2矛盾．②若(x1－1)(x2－1)＞0，由(1)及f(x1)＝f(x2)，得x1＝x2，与x1≠x2矛盾．根据①②得(x1－1)(x2－1)＜0，不妨设x1＜1，x2＞1.由(2)可知，f(x2)＞g(x2)，g(x2)＝f(2－x2)，所以f(x2)＞f(2－x2)，从而f(x1)＞f(2－x2)，因为x2＞1，所以2－x2＜1，又由(1)可知函数f(x)在区间(－∞，1)内是增函数，所以x1＞2－x2，即x1＋x2＞2.5．已知函数f(x)＝ax3－32ax2，函数g(x)＝3(x－1)2.(1)当a>0时，求f(x)和g(x)的公共单调区间；(2)当a>2时，求函数h(x)＝f(x)－g(x)的极小值；(3)讨论方程f(x)＝g(x)的解的个数．解(1)f′(x)＝3ax2－3ax＝3ax(x－1)，又a>0，由f′(x)>0得x<0或x>1，由f′(x)<0得0<x<1，即函数f(x)的单调递增区间是(－∞，0)与(1，＋∞)，单调递减区间是(0,1)，而函数g(x)的单调递减区间是(－∞，1)，单调递增区间是(1，＋∞)，故两个函数的公共单调递减区间是(0,1)，公共单调递增区间是(1，＋∞)．(2)h(x)＝ax3－32ax2－3(x－1)2，h′(x)＝3ax2－3(a＋2)x＋6＝3a(x－2a)(x－1)，令h′(x)＝0，得x＝2a或x＝1，由于2a<1，易知x＝1为函数h(x)的极小值点，∴h(x)的极小值为h(1)＝－a 2.(3)令φ(x)＝f(x)－g(x)＝ax3－32(a＋2)x2＋6x－3，φ′(x)＝3ax2－3(a＋2)x＋6＝3a(x－2a)(x－1)，①若a＝0，则φ(x)＝－3(x－1)2，∴φ(x)的图象与x轴只有一个交点，即方程f(x)＝g(x)只有一个解；②若a<0，则φ(x)的极大值为φ(1)＝－a2>0，φ(x)的极小值为φ(2a)＝－4a2＋6a－3<0，∴φ(x)的图象与x轴有三个交点，即方程f(x)＝g(x)有三个解；③若0<a<2，则φ(x)的极大值为φ(1)＝－a2<0，∴φ(x)的图象与x轴只有一个交点，即方程f(x)＝g(x)只有一个解；④若a＝2，则φ′(x)＝6(x－1)2≥0，φ(x)单调递增，∴φ(x)的图象与x轴只有一个交点，即方程f(x)＝g(x)只有一个解；⑤若a>2，由(2)知φ(x)的极大值为φ(2a)＝－4(1a－34)2－34<0，∴φ(x)的图象与x轴只有一个交点，即方程f(x)＝g(x)只有一个解．综上知，若a≥0，方程f(x)＝g(x)只有一个解；若a<0，方程f(x)＝g(x)有三个解．。

3.3利用导数研究函数的极值、最值中心考点·精确研析考点一用导数解决函数的极值问题命 1. 考什么 : (1) 考察求值、解方程、解不等式等问题.题 (2) 考察数学运算、直观想象、逻辑推理的中心修养及数形联合、分类与整合等数学思想.精 2. 怎么考 : 与函数图像、方程、不等式、函数单一性等知识联合考察求函数极值、知函数极值求参数等解问题.读 3. 新趋向 : 函数极值、导数的几何意义及函数图像等知识交汇考察为主1. 求函数 f(x) 极值的一般解题步骤(1) 确立函数的定义域 ;学 (2) 求导数 f ′(x);霸 (3) 解方程 f′(x)=0,求出函数定义域内的全部根;(4)列表查验f′(x)在f′(x)=0的根x0左右双侧好值的符号 .方 2. 已知函数极值点或极值求参数的两个要领法 (1) 列式 : 依据极值点处导数为0 和极值这两个条件列方程组, 利用待定系数法求解.(2)考证 : 由于导数值等于零不是此点为极值点的充要条件 , 因此利用待定系数法求解后一定考证根的合理性 .由图像判断函数的极值【典例】 (2020 ·咸阳模拟 ) 已知三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d的图像如下图, 则=.【分析】 f ′(x)=3ax 2+2bx+c;依据图像知 ,x=-1,2是 f(x) 的两个极值点 ;因此 x=-1,2 是方程3ax2+2bx+c=0 的两实数根 ;依据根与系数的关系得,因此 2b=-3a,c=-6a,因此===1.答案 :1由函数 f(x)的图像确立极值点的主要依照是什么?提示 : 局部最高 ( 低 ) 点的横坐标是极大( 小 ) 值点 .求已知函数的极值【典例】已知函数f(x)=x-1+(a ∈ R,e 为自然对数的底数).(1)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于 x 轴 , 求 a 的值 .(2)求函数 f(x) 的极值 .【分析】 (1) 由 f(x)=x-1+, 得 f′(x)=1 -.又曲线 y=f(x)在点(1, f(1))处的切线平行于x 轴 ,因此 f′(1)=0,即1-=0, 解得 a=e.(2)f′(x)=1 -,当 a≤ 0 时 ,f′(x)>0,f(x)为(-∞,+∞)上的增函数, 因此函数f(x) 无极值 .当 a>0 时 , 令 f ′(x)=0, 得 e x=a, 即 x=ln a, 当x∈ (- ∞,ln a) 时, f ′(x)<0;当 x∈ (ln a,+ ∞) 时 , f′(x)>0,因此 f(x) 在 (- ∞,ln a) 上单一递减 ,在 (ln a,+ ∞) 上单一递加, 故 f(x)在x=ln a处获得极小值且极小值为f(ln a)=ln a,无极大值.当 a>0 时 ,f(x)在ln a处得极小值ln a,无极大值.已知函数极值状况求参数值(范围)【典例】设f(x)=xln x-ax2+(2a-1)x,a∈R.(1)令 g(x)=f ′(x), 求 g(x) 的单一区间 .(2)已知 f(x) 在 x=1 处获得极大值 , 务实数 a 的取值范围 .【分析】 (1) 由 f ′(x)=l n x-2ax+2a,可得 g(x)=ln x-2ax+2a,x∈(0,+∞).因此 g′(x)= -2a=.当 a≤ 0,x ∈(0,+ ∞) 时,g ′(x)>0, 函数g(x) 单一递加 ;当 a>0,x ∈时,g′(x)>0,函数g(x)单一递加,x∈时,g′(x)<0,函数g(x)单一递减.因此当 a≤0 时 ,g(x)的单一增区间为(0,+∞);当 a>0 时 ,g(x)的单一增区间为, 单一减区间为.(2) 由 (1) 知,f ′(1)=0.①当 a≤ 0 时,f ′(x) 在(0,+ ∞) 内单一递加,因此当 x∈(0,1)时,f′(x)<0,f(x)单一递减;当 x∈(1,+ ∞) 时,f ′(x)>0,f(x) 单一递加 .因此 f(x) 在 x=1 处获得极小值 , 不合题意 .②当 0<a< 时,>1, 由 (1) 知 f ′(x) 在内单一递加,可适当x∈(0,1)时,f′(x)<0,当x∈时,f ′(x)>0.因此 f(x) 在 (0,1)内单一递减,在内单一递加,因此f(x)在x=1处获得极小值,不合题意.③当 a= 时 ,=1,f ′(x) 在 (0,1) 内单一递加 , 在(1,+ ∞) 内单一递减, 因此当 x∈(0,+ ∞) 时,f ′(x) ≤0,f(x) 单一递减 , 不合题意 .④当 a> 时,0<<1, 当 x∈时,f′(x)>0,f(x)单一递加, 当 x∈(1,+ ∞) 时,f ′(x)<0,f(x)单一递减 .因此 f(x) 在 x=1 处获得极大值 , 切合题意 .综上可知 , 实数 a 的取值范围为.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) 的图像如下图, 则以下结论中必定成立的是()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)【分析】选 D.由题图可知 , 当 x<-2 时 ,1-x>3,此时f′(x)>0;当-2<x<1时,0<1-x<3,此时f′(x)<0;当1<x<2时 ,-1<1-x<0,此时f′(x)<0;当x>2时,1-x<-1,此时f′(x)>0,由此能够获取函数f(x)在x=-2处获得极大值 , 在 x=2 处获得极小值.2. 设函数 f(x)=ln x+ax2-x, 若 x=1 是函数 f(x)的极大值点,则函数f(x)的极小值为.【分析】函数f(x)=ln x+ax2-x, 函数定义域为 (0,+ ∞),f ′(x)=+2ax-.若 x=1 是函数 f(x) 的极大值点 , 则f ′(1)=0, 解得a= ;f ′(x)= + x- ==;当 f ′(x)>0 时 ,0<x<1 或 x>2;函数在 (0,1) 和(2,+ ∞) 上单一递加;当 f ′(x)<0 时 ,1<x<2, 函数在 (1,2) 上单一递减 ;因此函数在x=1 时有极大值 ; 函数在 x=2 时有极小值为f(2)=ln 2-2.答案 :ln 2-23.(2019 ·荆门模拟 ) 已知函数f(x)=x2+2x-2xe x.求函数f(x)的极值.【分析】由于函数f(x)=x2+2x-2xe x(x∈R),因此 f ′(x)=2x+2 -2e x -2xe x=(2x+2)(1-e x ),由 f ′(x)=0, 得 x=-1 或 x=0,列表议论 , 得:x(-∞,-1) - 1(-1,0)0(0,+ ∞)f ′(x) -0+0-f(x)↘极小值↗极大值↘因此当 x=-1 时 ,f(x)极小值=f(-1)=1-2+2×= -1,当 x=0 时 ,f(x)极大值=f(0)=0.x设函数 f(x)=e (sin x-cos x)(0≤ x≤2 016π), 则函数 f(x)的各极大值之和为() A. B.C. D.【分析】选 D. 由于函数f(x)=e x(sin x-cos x),因此 f ′(x)=[e x (sin x-cos x)] ′=e x(sin x-cos x)+e x(cos x+sin x)=2e x sin x;令 f ′(x)=0, 解得x=kπ(k ∈ Z);因此当 2kπ<x<2kπ+π,f ′(x)>0,原函数增 , 当 2kπ+π<x<2kπ+2π,f ′(x)<0,原函数减 ; 因此当 x=2kπ+π, 函数 f(x)获得极大 , 此 f(2k π+π)=e 2kπ+π [sin(2k π+π)- cos(2k π+π)]=e 2kπ+π ;又因 0≤x≤ 2 016π, 因此 0 和 2 016π都不是极点 , 因此函数f(x) 的各极大之和 :eπ +e3π +e5π +⋯ +e2 015π =.考点二用数解决函数的最【典例】 (2019 ·黄模 ) 已知函数f(x)=-ax, 曲 y=f(x)在x=1的切点(2,-1).(1)求数 a 的 ;(2)b>1, 求 f(x)在区上的最大和最小.【解思】序号目拆解利用求的方法求出函数利用数的几在切点的切斜率, 再利(1)何意求参数用切点坐与切的斜率之的关系求出 a 的利用 x 分的方法,研究函数 f(x)合 b 的取范 , 用求的性(2)的方法判断函数的性求函数 f(x) 的从而求出函数的极, 而最求出函数的最【分析】 (1)f(x)的函数f ′(x)=? f ′(1)==1-a,依意 , 有=1-a,即=1-a, 解得 a=1.(2) 由 (1) 得 f ′(x)=,当 0<x<1 时,1-x 2>0,-ln x>0,因此 f ′(x)>0, 故 f(x) 在 (0,1) 上单一递加 ;当 x>1 时 ,1-x 2<0,-ln x<0,因此 f ′(x)<0, 故 f(x) 在(1,+ ∞) 上单一递减,因此 f(x) 在区间 (0,1) 上单一递加 , 在区间 (1,+ ∞) 上单一递减.由于 0< <1<b, 因此 f(x)的最大值为f(1)=-1.设 h(b)=f(b)-f=ln b-b+,此中 b>1 则 h′=ln b>0,故 h(b) 在区间 (1 ,+ ∞) 上单一递加 .当 b→ 1 时 ,h(b) → 0? h(b)>0 ? f(b)>f.故 f(x)的最小值为f=-bln b-.求函数 f(x) 在闭区间 [a,b]内的最大值和最小值的思路(1)若所给的闭区间 [a,b] 不含参数 , 则只要对函数 f(x) 求导 , 并求 f ′(x)=0 在区间 [a,b] 内的根 , 再计算使导数等于零的根的函数值, 把该函数值与f(a),f(b)比较,此中最大的一个是最大值, 最小的一个是最小值 .(2)若所给的闭区间 [a,b] 含参数 , 则需对函数 f(x) 求导 , 经过对参数分类议论 , 判断函数的单一性 , 从而获取函数f(x) 的最值 .(2019 ·南昌模拟 ) 设函数 f(x)=ln x-2mx2-n(m,n∈R).(1)议论 f(x) 的单一性 .【分析】 (1) 函数 f(x) 的定义域为 (0,+ ∞),f ′(x)= -4mx=,当 m≤ 0 时,f ′(x)>0,因此 f(x) 在(0,+ ∞) 上单一递加;当 m>0时 , 令 f ′(x)>0, 得 0<x<,令 f ′(x)<0得x>, 因此 f(x)在上单一递加,在上单一递减.(2) 由 (1) 知, 当 m>0时 ,f(x)在上单一递加,在上单一递减.因此 f(x)max=f=ln-2m·-n=-ln 2-ln m--n=-ln 2,因此 n=- ln m- , 因此 m+n=m- ln m-,令 h(x)=x-ln x-(x>0),则h′(x)=1 -=, 因此 h(x) 在上单一递减,在上单一递加 , 因此 h(x) min=h= ln 2,因此 m+n的最小值为ln 2.考点三用导数解决生活中的优化问题【典例】某食品厂进行蘑菇的深加工, 每千克蘑菇的成本为20 元 , 而且每千克蘑菇的加工费为t 元(t为常数 , 且 2≤ t ≤ 5). 设该食品厂每千克蘑菇的出厂价为x 元(25 ≤ x≤ 40), 依据市场检查, 日销售量q 千克与 e x 成反比 , 当每千克蘑菇的出厂价为30 元时 , 日销售量为100 千克 .(1)求该工厂的每天收益 y 元与每千克蘑菇的出厂价 x 元的函数关系式 .(2) 若 t=5, 当每千克蘑菇的出厂价x 为多少时 , 该工厂的每天收益y 最大 ?并求最大值 .序号联想解题依据已知条件得出日销量函数表达式q= (k ≠ 0), 将 x=30,q=100(1)待定系数法求函数关系k 的值 , 从而获取收益 y 与出厂价 x代入日销量函数表达式中求出之间的函数关系式 .经过求函数最值 , 解答实质将 t=5 代入函数中 , 依据导数求得函数的单一区间, 从而得函数的(2)最值 .问题【分析】 (1) 设日销量q=(k ≠ 0),则=100, 因此 k=100e 30, 因此日销量q=,因此 y=(25 ≤ x≤ 40).(2) 当 t=5 时 ,y=,y′=.由 y′≥ 0 得 x≤ 26, 由 y′≤ 0, 得 x≥26,因此 y 在区间 [25,26] 上单一递加 , 在区间 [26,40] 上单一递减 , 因此当 x=26 时,y max=100e4, 即当每千克蘑菇的出厂价为 26 元时 , 该工厂的每天收益最大 , 最大值为 100e4元 .利用导数解决生活中的优化问题的四个步骤(1)剖析实质问题中各量之间的关系, 成立实质问题的数学模型 , 写出实质问题中变量之间的函数关系式y=f(x).(2) 求函数的导数 f ′(x), 解方程 f ′(x)=0.(3)比较函数在区间端点和 f ′(x)=0 处的点的函数值的大小 , 最大 ( 小 ) 者为最大 ( 小 ) 值 .(4)回归实质问题作答 .某商场销售某种商品的经验表示, 该商品每天的销售量y( 单位 : 千克 ) 与销售价钱x( 单位 : 元 / 千克 ) 知足关系式 y=+10(x-5)2,此中2<x<5,a为常数.已知销售价钱为 4 元 / 千克时 , 每天可售出该商品10.5 千克 .(1)求 a 的值 ;(2)若该商品的成本为 2 元 / 千克 , 试确立销售价钱x 的值 , 使商场每天销售该商品所获取的收益最大.【分析】 (1) 由于 x=4时 ,y=10.5,因此+10=10.5, 因此 a=1.(2) 由 (1) 可知 , 该商品每天的销售量2 y=+10(x-5) ,因此商场每天销售该商品所获取的收益f(x)=(x-2)=1+10(x-2)(x-5)2,2<x<5.从而 ,f ′(x)=10[(x -5) 2+2(x-2)(x-5)]=30(x-3)(x-5).于是 , 当 x 变化时 ,f ′(x),f(x)的变化状况如表:x(2,3)3(3,5)f ′(x)+0-f(x)单一递加极大值 41单一递减由表可得 ,x=3 是函数 f(x)在区间(2,5)内的极大值点, 也是最大值点 .因此当 x=3 时 , 函数 f(x)获得最大值,且最大值等于41.答 : 当销售价钱为 3 元 / 千克时 , 商场每天销售该商品所获取的收益最大.2021版高考数学一轮复习第三章导数及其应用3.3利用导数研究函数的极值、最值练习理北师大版-11-。

高三数学利用导数求最值和极值试题1. 函数f(x)＝x 3－x 2－3x －1的图象与x 轴的交点个数是________．【答案】3【解析】f′(x)＝x 2－2x －3＝(x ＋1)(x －3)，函数在(－∞，－1)和(3，＋∞)上是增函数，在(－1,3)上是减函数，由f(x)极小值＝f(3)＝－10<0，f(x)极大值＝f(－1)＝>0知函数f(x)的图象与x 轴的交点个数为3.2. 已知函数f (x )＝x 3＋ax 2＋x ＋2(a >0)的极大值点和极小值点都在区间(－1,1)内，则实数a 的取值范围是( )． A ．(0,2] B ．(0,2) C ．[，2) D ．(，2)【答案】D【解析】由题意可知f ′(x )＝0的两个不同解都在区间(－1，1)内．因为f ′(x )＝3x 2＋2ax ＋1，所以根据导函数图象可得又a >0，解得<a <2，故选D.3. 已知且关于的函数在上有极值,则与的夹角范围是（ ） A ．B ．C ．D ．【答案】B 【解析】 ，因为在上有极值，所以【考点】有解，，即，，所以],故选B.【考点】1.函数的导数；2.向量的数量积以及向量的夹角.4. 不等式的解集为，且，则实数的取值范围是( )A ．B ．C ．D ．【答案】A【解析】①当时，不等式对任意实数恒成立；②当时，不等式可变形为，由不等式的解集为，且设，令，解得． 当时，，函数单调递减；当时，，函数单调递增．由此可知，当时，函数取得极小值，也即最小值，且．．故选A．【考点】利用导数研究函数的极值5.记函数的最大值为M，最小值为m，则的值为( ) A．B．C．D．【答案】A【解析】由已知得，，解得，所以函数的定义域是. 已知函数求导得，，时，当时，，当时，，所以在区间上先增后减，最大值是，因为，，所以，所以.【考点】1.利用导数研究函数的最值；2.函数的单调性与导数的关系6.设.(Ⅰ)若对一切恒成立,求的取值范围;(Ⅱ)设,且是曲线上任意两点,若对任意的,直线AB的斜率恒大于常数,求的取值范围;(Ⅲ)求证:.【答案】（Ⅰ)；（Ⅱ）；（Ⅲ）详见解析【解析】（Ⅰ）∴对一切恒成立等价于恒成立.这只要求出函数的最小值即可.（Ⅱ）直线的斜率为：由题设有,不妨设则这样问题转化为函数,在上单调递增所以恒成立，即对任意,恒成立这样只需求出的最小值即可.（Ⅲ）不等式可变为由(Ⅰ) 知（时取等号）,在此不等式中取得：变形得：取得：变形得：取得：变形得：取得：变形得：将以上不等式相加即可得证.试题解析：(Ⅰ)令，则由得.所以在上单调递增, 在单调递减.所以由此得：又时，即为此时取任意值都成立综上得：(II)由题设得，直线AB的斜率满足：,不妨设，则即：令函数,则由以上不等式知：在上单调递增,所以恒成立所以，对任意,恒成立又=故(Ⅲ)由(Ⅰ) 知时取等号）,取,得即累加得所以【考点】1、函数的导数及其应用；2、不等关系及重要不等式；3、不等式的证明.7.已知函数只有一个零点，则实数m的取值范围是（）A．B．∪C．D．∪【答案】B【解析】求导得：，所以的极大值为，极小值为.因为该函数只有一个零点，所以或，所以，选B.【考点】1、导数的应用；2、函数的零点；3、解不等式.8.已知且，现给出如下结论：①；②；③；④.其中正确结论的序号为：（）A．①③B．①④C．②④D．②③【答案】D【解析】,函数在处取得极大值，在处取得极小值，由知函数有3个零点，则有，即解得，即，，所以，.【考点】1.函数的极值；2.函数的零点.9.设函数有三个零点，且则下列结论正确的是（）A．B．C．D．【答案】C【解析】先求导数，令，解得故+0—0+又因为，，，，综合以上信息可得示意图如右，由图可知，.【考点】考查函数的零点.10.已知函数，且函数在区间（0，1）内取得极大值，在区间（1，2）内取得极小值，则的取值范围为( )A．B．C．D．【答案】B【解析】试题分析:因为函数在区间（0，1）内取得极大值，在区间（1，2）内取得极小值，所以即画出可行域如图所示，为可行域内的点到的距离的平方，由图可知，距离的最小值为距离的最大值为，所以的取值范围为【考点】本小题主要考查导数与极值的关系以及线性规划的应用.点评：对于此类问题，必须牢固掌握导数的运算，利用导数求单调性以及极值和最值.本题导数与线性规划结合，学生必须熟练应用多个知识点，准确分析问题考查的实质，正确答题.11.已知函数既存在极大值又存在极小值，则实数的取值范围是_______________【答案】或；【解析】本试题主要是考查了一元三次函数的极值问题的运用。