第19练 函数的极值与最值
- 格式:docx
- 大小:102.23 KB
- 文档页数:5
三、知识新授(一)函数极值的概念(二)函数极值的求法:(1)考虑函数的定义域并求f'(x);(2)解方程f'(x)=0,得方程的根方(可能不止一个)(3)如果在x 0附近的左侧/«)>0,右侧f'(x)<0,那么f(x 0)是 极大值;反之,那么f(x 0)是极大值题型一 图像问题(第二题图)B.有三个极大值点,两个极小值点 D.有四个极大值点,无极小值点 导函数f (x )在(a ,b )内的图象如图所示,则函数f (x )在 开区间(a ,b )内有极小值点()A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个3、若函数f (x ) = x 2+bx + c 的图象的顶点在第四象限,则函数f (x )的图象可能为()1、函数f (x )的导函数图象如下图所示, 则函数f (x )在图示区间上(4、设f (x )是函数f (x )的导函数 y = )的图象如下图所示,则y = f (x )的图象可能是(, A. B. C. D.A.无极大值点,有四个极小值点C.有两个极大值点,两个极小值点 2、函数f (x )的定义域为开区间(a , b ),) 7、6、8、如图所示是函数y = f (x)的导函数y = f(x)图象,则下列哪一个判断可能是正确的()A.在区间(一2,0)内y = f (x)为增函数B.在区间(0,3)内y = f (x)为减函数C.在区间(4 ,+8)内y = f (x)为增函数D.当x=2时y = f (x)有极小值9、如果函数y = f (x)的导函数的图象如图所示,给出下列判断:①函数y = f (x)在区间卜3 , - 1]内单调递增;I 2)②函数y = f (x)在区间[-1,3]内单调递减;I 2)③函数y = f (x)在区间(4,5)内单调递增;④当x-2时,函数y = f (x)有极小值;⑤当x = -1时,函数y = f (x)有极大值;2则上述判断中正确的是__________ .ABC11、己知函数f^x^=ax3+bx 2 + c,其导数f(x)的图象如图所示,则函数f G)的极小值是(A.a + b + c B.8a + 4b + c C.3a + 2b D.c题型二 极值求法1求下列函数的极值(1)f(x)=x 3-3x 2-9x+5;2、设a 为实数,函数y=e x -2x+2a,求y 的单调区间与极值3、设函数 f(x)=--x 3+x 2+(m 2-1)x,其中 m>0。
考向16 利用导数研究函数的极值与最值【2022·全国·高考真题(理)】当1x =时,函数()ln bf x a x x=+取得最大值2-,则(2)f '=( ) A .1- B .12-C .12D .1【2022·全国·高考真题(文)】函数()()cos 1sin 1f x x x x =+++在区间[]0,2π的最小值、最大值分别为( )A .ππ22-,B .3ππ22-, C .ππ222-+,D .3ππ222-+,1.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.2.已知函数极值,确定函数解析式中的参数时,要注意:(1)根据极值点的导数为0和极值这两个条件列方程组,利用待定系数法求解;(2)因为导数值等于0不是此点为极值点的充要条件,所以用待定系数法求解后必须检验.3.求函数()f x 在闭区间[],a b 内的最值的思路(1)若所给的闭区间[],a b 不含有参数,则只需对函数()f x 求导,并求()0f x '=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,其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 含有参数,则需对函数()f x 求导,通过对参数分类讨论,判断函数的单调性,从而得到函数()f x 的最值.(1)若函数()f x 在区间D 上存在最小值()min f x 和最大值()max f x ,则 不等式()f x a >在区间D 上恒成立()min f x a ⇔>; 不等式()f x a ≥在区间D 上恒成立()min f x a ⇔≥; 不等式()f x b <在区间D 上恒成立()max f x b ⇔<; 不等式()f x b ≤在区间D 上恒成立()max f x b ⇔≤;(2)若函数()f x 在区间D 上不存在最大(小)值,且值域为(),m n ,则不等式()()()f x a f x a >≥或在区间D 上恒成立m a ⇔≥.不等式()()()f x b f x b <≤或在区间D 上恒成立m b ⇔≤.(3)若函数()f x 在区间D上存在最小值()min f x 和最大值()max f x ,即()[],f x m n ∈,则对不等式有解问题有以下结论:不等式()a f x <在区间D 上有解()max a f x ⇔<; 不等式()a f x ≤在区间D 上有解()max a f x ⇔≤; 不等式()a f x >在区间D 上有解()min a f x ⇔>; 不等式()a f x ≥在区间D 上有解()min a f x ⇔≥;(4)若函数()f x 在区间D 上不存在最大(小)值,如值域为(),m n ,则对不等式有解问题有以下结论:不等式()()()a f x f x <≤或a 在区间D 上有解a n ⇔< 不等式()()()b f x f x >≥或b 在区间D 上有解b m ⇔>(5)对于任意的[]1,x a b ∈,总存在[]2m,x n ∈,使得()()()()1212max max f x g x f x g x ≤⇔≤;(6)对于任意的[]1,x a b ∈,总存在[]2m,x n ∈,使得()()()()1212min min f x g x f x g x ≥⇔≥;(7)若存在[]1,x a b ∈,对于任意的[]2m,x n ∈,使得()()()()1212min min f x g x f x g x ≤⇔≤;(8)若存在[]1,x a b ∈,对于任意的[]2m,x n ∈,使得()()()()1212max max f x g x f x g x ≥⇔≥;(9)对于任意的[]1,x a b ∈,[]2m,x n ∈使得()()()()1212max min f x g x f x g x ≤⇔≤;(10)对于任意的[]1,x a b ∈,[]2m,x n ∈使得()()()()1212min max f x g x f x g x ≥⇔≥;(11)若存在[]1,x a b ∈,总存在[]2m,x n ∈,使得()()()()1212min max f x g x f x g x ≤⇔≤(12)若存在[]1,x a b ∈,总存在[]2m,x n ∈,使得()()()()1212max min f x g x f x g x ≥⇔≥.1.函数的极值函数()f x 在点0x 附近有定义,如果对0x 附近的所有点都有0()()f x f x <,则称0()f x 是函数的一个极大值,记作0()y f x =极大值.如果对0x 附近的所有点都有0()()f x f x >,则称0()f x 是函数的一个极小值,记作0()y f x =极小值.极大值与极小值统称为极值,称0x 为极值点.求可导函数()f x 极值的一般步骤 (1)先确定函数()f x 的定义域; (2)求导数()f x '; (3)求方程()0f x '=的根;(4)检验()f x '在方程()0f x '=的根的左右两侧的符号,如果在根的左侧附近为正,在右侧附近为负,那么函数()y f x =在这个根处取得极大值;如果在根的左侧附近为负,在右侧附近为正,那么函数()y f x =在这个根处取得极小值.注①可导函数()f x 在点0x 处取得极值的充要条件是:0x 是导函数的变号零点,即0()0f x '=,且在0x 左侧与右侧,()f x '的符号导号.②0()0f x '=是0x 为极值点的既不充分也不必要条件,如3()f x x =,(0)0f '=,但00x =不是极值点.另外,极值点也可以是不可导的,如函数()f x x =,在极小值点00x =是不可导的,于是有如下结论:0x 为可导函数()f x 的极值点0()0f x '⇒=;但0()0f x '=⇒0x 为()f x 的极值点.2.函数的最值函数()y f x =最大值为极大值与靠近极小值的端点之间的最大者;函数()f x 最小值为极小值与靠近极大值的端点之间的最小者.导函数为21212()()()()f x ax bx c a x x x x m x x n =++=--<<<(1)当0a >时,最大值是1()f x 与()f n 中的最大者;最小值是2()f x 与()f m 中的最小者.(2)当0a <时,最大值是2()f x 与()f m 中的最大者;最小值是1()f x 与()f n 中的最小者.一般地,设()y f x =是定义在[]m n ,上的函数,()y f x =在()m n ,内有导数,求函数()y f x =在[]m n ,上的最大值与最小值可分为两步进行: (1)求()y f x =在()m n ,内的极值(极大值或极小值); (2)将()y f x =的各极值与()f m 和()f n 比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值.注①函数的极值反映函数在一点附近情况,是局部函数值的比较,故极值不一定是最值;函数的最值是对函数在整个区间上函数值比较而言的,故函数的最值可能是极值,也可能是区间端点处的函数值;②函数的极值点必是开区间的点,不能是区间的端点; ③函数的最值必在极值点或区间端点处取得.1.(2022·山西太原·三模(文))已知函数()e e xf x =⋅(1)若()()()g x f x kx k k =--∈R 在1x =-时取得极小值,求实数k 的值; (2)若过点(,)a b 可以作出函数()y f x =的两条切线,求证:()0b f a <<2.(2022·湖北·模拟预测)已知函数()21ln 2f x x x mx =++,(m R ∈). (1)若()f x 存在两个极值点,求实数m 的取值范围; (2)若1x ,2x 为()f x 的两个极值点,证明:()()()212122228f x f x m x x f +++⎛⎫-> ⎪⎝⎭.3.(2022·河南郑州·高三阶段练习(文))已知函数()21xf x x a-=+. (1)若0a =,求曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程;(2)若()f x 在1x =-处取得极值,求()f x 的单调区间及其最大值与最小值.4.(2022·全国·高三专题练习(理))已知函数()ln f x x mx =+,其中m ∈R . (1)讨论()f x 的单调性;(2)若(0,)∀∈+∞x ,2()2f x x x ≤-,求m 的最大值.5.(2022·山东菏泽·高三期末)设函数()22cos f x x x =+.(1)求曲线()y f x =在点(,())22f ππ处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积;(2)求函数()f x 在区间[]0,π上的最大值和最小值.6.(2022·北京市第九中学模拟预测)已知()sin 2f x k x x =+. (1)当2k =时,判断函数()f x 零点的个数; (2)求证:()sin 2ln 1,(0,)2x x x x π-+>+∈.1.(2022·内蒙古·乌兰浩特一中模拟预测(文))已知函数()()ln 2,ln xxe f x xe x x g x x x x=---=+-的最小值分别为,m n ,则( )A .m n <B .m n >C .m n =D .,m n 的大小关系不确定2.(2022·北京·北大附中三模)如图矩形,6ABCD AB =,沿PQ 对折使得点B 与AD 边上的点1B 重合,则PQ 的长度可以用含α的式子表示,那么PQ 长度的最小值为( )A .4B .8C .62D 933.(2022·安徽·合肥一六八中学模拟预测(文))已知函数()f x 为定义在R 上的增函数,且对,()()1x R f x f x ∀∈+-=,若不等式()(ln )1f ax f x +-≥对(0,)∀∈+∞x 恒成立,则实数a 的取值范围是( ) A .(0,e]B .(,e]-∞C .10,e ⎛⎤⎥⎝⎦D .1,e ∞⎡⎫+⎪⎢⎣⎭4.(2022·江西省丰城中学模拟预测(文))已知函数()2e 2xf x ax ax =++在()0,x ∈+∞上有最小值,则实数a 的取值范围为( ) A .1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭B .e 1,22⎛⎫-- ⎪⎝⎭C .()1,0-D .1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭5.(2022·广东深圳·高三阶段练习)已知函数()32f x x ax x a =+-+有两个极值点12,x x ,且1223x x -=,则()f x 的极大值为( ) A 3B 23C 3D 36.(2022·广东广州·三模)设()f x '为函数()f x 的导函数,已知()()()21ln ,12x f x xf x x f '==-'+,则( )A .()xf x 在()0,∞+单调递增B .()xf x 在()0,∞+单调递减C .()xf x 在()0,∞+上有极大值12D .()xf x 在()0,∞+上有极小值127.(2022·全国·模拟预测(文))下列结论正确的是( )A .设函数()3f x x ax b =++,其中a ,b ∈R ,当a =-3,2b >时,函数有两个零点B .函数()()e 0xa f x a x=>没有极值点C .关于x 的方程32230x x a -+=在区间[]22-,上仅有一个实根,则实数a 的取值范围为[)(]4,01,28-D .函数()()e 0e xxx a f x a -=<有两个零点8.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()321132f x x ax x =-+在区间1,32⎛⎫⎪⎝⎭上既有极大值又有极小值,则实数a 的取值范围是( ) A .()2,+∞B .[)2,+∞C .52,2⎛⎫ ⎪⎝⎭D .102,3⎛⎫ ⎪⎝⎭9.(2022·安徽·蒙城第一中学高三阶段练习(文))已知m 为常数,函数()2ln 2f x x x mx=-有两个极值点,其中一个极值点0x 满足01x >,则()0f x 的取值范围是( ) A .(),0∞-B .()0,∞+C .1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭D .1,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭10.(多选题)(2022·湖南·湘潭一中高三阶段练习)已知函数21()e xx x f x +-=,则下列结论正确的是( )A .函数()f x 只有一个零点B .函数()f x 只有极大值而无极小值C .当e 0k -<<时,方程()f x k =有且只有两个实根D .若当[,)x t ∈+∞时,max 25()e f x =,则t 的最大值为2 11.(多选题)(2022·重庆八中模拟预测)设函数()f x 的定义域为R ,()000x x ≠是()f x 的极小值点,以下结论一定正确的是( ) A .0x 是()f x 的最小值点 B .0x 是()f x -的极大值点 C .0x -是()f x -的极大值点 D .0x -是()f x --的极大值点12.(多选题)(2022·全国·高三专题练习)(多选)已知函数32()247f x x x x =---,其导函数为()'f x ,给出以下命题正确的是( ) A .()f x 的单调递减区间是2,23⎛⎫- ⎪⎝⎭B .()f x 的极小值是15-C .当2a >时,对任意的2x >且x a ≠,恒有()()()()f x f a f a x a '>+-D .函数()f x 有且只有一个零点13.(多选题)(2022·全国·模拟预测)已知函数()312x f x x +=+,()()42e xg x x =-,若[)120,x x ∀∈+∞,,不等式()()()()2221e e t g x t f x +≤+恒成立,则正数t 的取值可以是( )A .6eB .(27eC .(23eD .2e14.(多选题)(2022·全国·模拟预测)已知()()323ln 21f x x x x =--,则( ) A .()f x 的定义域是1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭B .若直线y m =和()f x 的图像有交点,则3,ln 22m ⎛⎤∈-∞- ⎥⎝⎦C .723ln 16< D .()32ln22129> 15.(2022·福建·福州三中高三阶段练习)如果两个函数存在零点,分别为,αβ,若满足n αβ-<,则称两个函数互为“n 度零点函数”.若()()ln 2f x x =-与()2ln g x ax x =-互为“2度零点函数”,则实数a 的最大值为___________.16.(2022·浙江湖州·模拟预测)设(){}(){}0,0P f Q g ααββ====,若存在,R αβ∈∈R ,使得||n αβ-<,则称函数()f x 与()g x 互为“n 度零点函数”.若2()log 1f x x =-与()2x g x x a =-⋅互为“1度零点函数”,则实数a 的取值范围为_____________.17.(2022·河南省杞县高中模拟预测(理))实数x ,y 满足()23e 31e x y x y -≤--,则3xy -的值为______.18.(2022·河南新乡·高三期末(文))已知函数()322161f x x m x mx m =+-+-在x =2处取得极小值,则m =______.19.(2022·全国·高三专题练习(理))若函数()e (sin )x f x x a =-在区间()0,π上存在极值,则实数a 的取值范围是________.20.(2022·全国·高三专题练习(理))已知x =1e是函数()ln()1f x x ax =+的极值点,则a =________.21.(2022·江苏无锡·模拟预测)已知函数()e (1ln )x f x m x =+,其中m >0,f '(x )为f (x )的导函数,设()()ex f x h x '=,且5()2h x ≥恒成立.(1)求m 的取值范围;(2)设函数f (x )的零点为x 0,函数f '(x )的极小值点为x 1,求证:x 0>x 1.22.(2022·青海·海东市第一中学模拟预测(理))已知函数())1(ln f x x x ax x=+-,0a >.(1)若2a =,求函数()f x 的极值; (2)设()()21e 2=-+axg x ax ax ,当0x >时,()()f x g x '≤(()g x '是函数()g x 的导数),求a 的取值范围.23.(2022·广东·大埔县虎山中学高三阶段练习)已知函数()(0)bf x ax c a x=++>的图象在点()()1,1f 处的切线方程为1y x =-.(1)若3c =,求a ,b ;(2)若()ln ≥f x x 在[)1,+∞上恒成立,求a 的取值范围.24.(2022·河南·开封市东信学校模拟预测(文))已知函数()ln (0)f x x ax a a =-+>. (1)当2a =时,求()f x 的单调区间; (2)设函数()f x 的最大值为m ,证明:0m ≥.25.(2022·全国·郑州一中模拟预测(理))已知函数()()ln 0f x ax x a =≠. (1)讨论函数()f x 的单调性;(2)当1a =时,证明:()e sin 1xf x x <+-.26.(2022·广东深圳·高三阶段练习)已知函数()(0).e xaxf x a =≠ (1)若对任意的x ∈R ,都有1()ef x ≤恒成立,求实数a 的取值范围;(2)设,m n 是两个不相等的实数,且e m n m n -=.求证: 2.m n +>27.(2022·山东师范大学附中高三期中)设函数()1ln f x x a x x=-+ (1)当3a =时,求()f x 的单调区间;(2)任意正实数12,x x ,当122x x +=时,试判断()()12f x f x +与()2122a --的大小关系并证明28.(2022·山东·德州市教育科学研究院三模)已知函数ln ()1a xf x x =+,曲线()y f x =在(1,(1))f处的切线与直线20x y +=垂直.(1)设()(1)()x g x x f x =+,求()g x 的单调区间; (2)当0x >,且1x ≠时,ln 1()1x k f x x x->+-,求实数k 的取值范围.29.(2022·北京市大兴区兴华中学三模)设函数()e 1x f x a x =--,a R ∈.(1)当1a =时,求()f x 在点()()0,0f 处的切线方程;(2)当x ∈R 时,()0f x ≥恒成立,求a 的取值范围; (3)求证:当()0,x ∈+∞时,2e 1e x x x->.1.(2022·全国·高考真题(理))当1x =时,函数()ln b f x a x x =+取得最大值2-,则(2)f '=( )A .1-B .12-C .12 D .12.(2022·全国·高考真题(文))函数()()cos 1sin 1f x x x x =+++在区间[]0,2π的最小值、最大值分别为( )A .ππ22-,B .3ππ22-,C .ππ222-+,D .3ππ222-+, 3.(2021·全国·高考真题(理))设0a ≠,若x a =为函数()()()2f x a x a x b =--的极大值点,则( )A .a b <B .a b >C .2ab a <D .2ab a > 4.(2022·全国·高考真题(理))已知1x x =和2x x =分别是函数2()2e x f x a x =-(0a >且1a ≠)的极小值点和极大值点.若12x x <,则a 的取值范围是____________.5.(2021·全国·高考真题)函数()212ln f x x x =--的最小值为______.6.(2022·全国·高考真题)已知函数()x f x e ax =-和()ln g x ax x =-有相同的最小值.(1)求a ;(2)证明:存在直线y b =,其与两条曲线()y f x =和()y g x =共有三个不同的交点,并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列.7.(2022·全国·高考真题(文))已知函数1()(1)ln f x ax a x x=--+. (1)当0a =时,求()f x 的最大值;(2)若()f x 恰有一个零点,求a 的取值范围.8.(2021·北京·高考真题)已知函数()232x f x x a-=+. (1)若0a =,求曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程;(2)若()f x 在1x =-处取得极值,求()f x 的单调区间,以及其最大值与最小值.9.(2021·天津·高考真题)已知0a >,函数()x f x ax xe =-.(I )求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程:(II )证明()f x 存在唯一的极值点(III )若存在a ,使得()f x a b ≤+对任意x ∈R 成立,求实数b 的取值范围.10.(2021·全国·高考真题(理))设函数()()ln f x a x =-,已知0x =是函数()y xf x =的极值点.(1)求a ;(2)设函数()()()x f x g x xf x +=.证明:()1g x <.。
课题2.2.3 函数的极值与最值教学 目标知识目标会用导数求函数的极值、最值;会求经济应用中的利润最大化、成本最小化、库存管理问题等最优化问题。
能力目标(1)感受导数在研究函数性质中一般性和有效性,通过学习让学生体会极值是函数的局部性质;(2)掌握用导数求函数的极值及最值的方法和步骤;(3)能运用所学的导数知识,正确地解决的经济应用中问题.教学重点 利用导数知识解决实际问题教学难点函数极值的判断方法教法学法 探究式问题教学法、小组学习法 、讲练结合法教学反思极值存在的条件?最大值、最小值与极大值、极小值有什么区别和关系?在经济应用中求最大(小)值问题需要注意什么?教学过程设计意图 一、知识回顾函数的单调性与导数值有什么联系呢?如何求单调区间? 二、情景引入问题1:观察图2-8,函数()y f x =在点1235,,,x x x x 附近点的导数符号分别是什么,并且有什么关系? 三、合作探究 1.学习新知问题2:图2-8中,函数()y f x =在点1235,,,x x x x 的值与其邻近点的值有什么关系?设函数)(x f 在点0x 的附近有定义,如果对0x 附近的所有的点,都有0()()f x f x <(或0()()f x f x >),则称)(0x f 是函数)(x f 的极大值(或极小值),称0x 是函数)(x f 的极大值点(或极小值点).极大值与极小值统称为极值,极大值点与极小值点统称为极值点.先复习已学知识,为后面的学习做准备。
启发学生思考,边思考边展开讨论。
引导学生给出极值的概念。
给出极值的定义。
注:(1)极值是一个局部性的概念; (2)函数的极值不是唯一的;(3)极大值与极小值之间无确定的大小关系,即一个函数的极大值未必大于极小值;(4)函数的极值点一定出现在区间的内部,区间的端点不能成为极值点. 问题3:可导函数的极值点处的导数有什么特点?定理1(极值存在的必要条件) 如果函数)(x f 在点0x 处可导,且在0x 处取得极值,则)(0x f '=0.使()0f x '=的点称为函数()f x 的驻点.问题4:可导函数的极值点必定是它的驻点,那函数的驻点一定是极值点吗?函数3x y =在点0=x 处的导数等于零,即0=x 是函数3x y =的驻点,但0=x 不是3x y =的极值点.问题5:函数除了在它的驻点处可能取得极值,在其它位置上还可能取得极值吗?函数||)(x x f =在点0=x 处不可导,但||)(x x f =在点0=x 取得极小值.归纳起来,一方面,函数可能取得极值的点是驻点和不可导点;另一方面,驻点和不可导点却又不一定是极值点. 2. 学习新知问题6:求函数的极值,有什么判别法?定理2(判别极值的第一充分条件) 设函数)(x f 在点0x 左右邻近的点连续且可导(在0x 处可以不可导),当x 由左至右(由小到大)经过点0x 时,如果(1) ()f x '由正变负,则函数)(x f 在0x 取得极大值;进一步分析,加深对极值定义的理解。
【巩固练习】1.设函数()f x 在R 上可导,其导函数()f x ',且函数()f x 在2x =-处取得极小值,则函数()y xf x '=的图象可能是2.设a >0,b >0,e 是自然对数的底数A. 若e a +2a=e b +3b ,则a >bB. 若e a +2a=e b +3b ,则a <bC. 若e a -2a=e b -3b ,则a >bD. 若e a -2a=e b -3b ,则a <b 3.设函数f (x )=2x+lnx 则 ( ) A .x=12为f(x)的极大值点 B .x=12为f(x)的极小值点 C .x=2为 f(x)的极大值点 D .x=2为 f(x)的极小值点 4.函数y=12x 2-㏑x 的单调递减区间为 A (-1,1] B (0,1] C[1,+∞) D (0,+∞)5.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A.①③B.①④C.②③D.②④6.函数f(x)=xlnx(x>0)的单调递增区间是___________。
7.函数y=1+3x-x 3的极大值是_______,极小值是________。
8.函数f(x)=12x-x 3在区间[-3,3]上的最小值是_____ 。
9.函数f(x)=ln(1+x)-x 的最大值为________。
10.函数y=x+2cosx 在区间1[0,]2上的最大值是________ 。
11.已知函数f(x)=x 3-3ax 2-9a 2x(a ≠0),求f(x)的极大值与极小值。
12.已知函数f(x)=ax 3+3x 2-x+1在R 上是减函数,求a 的取值范围。
训练目标 (1)函数极值、最值的概念、求法;(2)函数极值、最值的应用.
训练题型 (1)求函数的极值;(2)求函数的最值;(3)恒成立的问题;(4)零点问题.
解题策略 (1)f′(x)=0是函数f(x)存在极值点的必要条件,f(x)的极值可用列表法求解;(2)利用最值研究恒成立问题,可分离参数后构造函数,转化为函数的最值问题;
(3)零点问题可借助于函数的图象解决.
一、选择题
1.“可导函数y=f(x)在一点的导数值为0”是“函数y=f(x)在这点取得极值”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2.函数y=ln xx的最大值为( )
A.1e B.e
C.e2 D.103
3.设三次函数f(x)的导函数为f′(x),函数y=x·f′(x)的图象的一部分如图所示,则下列说
法正确的是( )
A.f(x)的极大值为f(3),极小值为f(-3)
B.f(x)的极大值为f(-3),极小值为f(3)
C.f(x)的极大值为f(-3),极小值为f(3)
D.f(x)的极大值为f(3),极小值为f(-3)
4.已知函数f(x)=-x3+ax2-4在x=2处取得极值,若m,n∈[-1,1],则f(m)+f′(n)的最
小值是( )
A.-13 B.-15
C.10 D.15
5.(2015·宜昌模拟)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( )
A.14 B.13 C.12 D.1
6.(2015·河北保定第一中学模拟)已知f(x)=ax3,g(x)=9x2+3x-1,当x∈[1,2]时,f(x)≥g(x)
恒成立,则a的取值范围为( )
A.a≥11 B.a≤11
C.a≥418 D.a≤418
7.(2015·唐山一模)直线y=a分别与曲线y=2(x+1),y=x+ln x交于点A,B,则|AB|的最小
值为( )
A.3 B.2
C.324 D.32
8.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.(0,12)
C.(0,1) D.(0,+∞)
二、填空题
9.已知直线y=a与函数y=x3-3x的图象有三个相异的交点,则a的取值范围是________.
10.(2016·温州十校联考)若f(x)=-12x2+bln(x+2)在[-1,+∞)上是减函数,则b的取值范
围是________.
11.已知f(x)=x2+aln x(a∈R).若存在x∈[1,e],使得f(x)≤(a+2)x成立,则实数a的取
值范围是______.
12.定义在D上的函数f(x),如果满足:对任意x∈D,存在常数M>0,都有|f(x)|≤M成立,
则称f(x)是D上的有界函数,其中M称为函数f(x)的上界,已知函数f(x)=1+a(12)x+(14)x,
若函数f(x)在[0,+∞)上是以3为上界的有界函数,则实数a的取值范围是______.
答案解析
1.B 2.A 3.D 4.A 5.D
6.A [f(x)≥g(x)恒成立,即ax3≥9x2+3x-1.
∵x∈[1,2],∴a≥9x+3x2-1x3.
令1x=t,则当t∈[12,1]时,a≥9t+3t2-t3.
令h(t)=9t+3t2-t3,h′(t)=9+6t-3t2=-3(t-1)2+12.
∴h′(t)在[12,1]上是增函数.
∴h′(x)min=h′(12)=-34+12>0.
∴h(t)在[12,1]上是增函数.
∴a≥h(1)=11,故选A.]
7.D [令2(x+1)=a,解得x=a2-1.设方程x+ln x=a的根为t(x≥0,t>0),即t+ln t=a,
则|AB|=|t-a2+1|=|t-t+ln t2+1|=|t2-ln t2+1|.设g(t)=t2-ln t2+1(t>0),则g′(t)=12-12t=
t-1
2t
,令g′(t)=0,得t=1,当t∈(0,1)时,g′(t)<0;当t∈(1,+∞)时,g′(t)>0,所以g(t)
min
=g(1)=32,所以|AB|≥32,所以|AB|的最小值为32.]
8.B [函数f(x)=x(ln x-ax)(x>0),则f′(x)=ln x-ax+x(1x-a)=ln x-2ax+1.令f′(x)=ln
x-2ax+1=0,得ln x=2ax-1.函数f(x)=x(ln x-ax)有两个极值点,等价于f′(x)=ln x-2ax
+1有两个零点,等价于函数y=ln x与y=2ax-1的图象有两个交点.在同一个坐标系中作
出它们的图象(如图).
当a=12时,直线y=2ax-1与y=ln x的图象相切,
由图可知,当0则实数a的取值范围是(0,12).]
9.-211.[-1,+∞)
解析 不等式f(x)≤(a+2)x,可化为a(x-ln x)≥x2-2x.
因为x∈[1,e],所以ln x≤1≤x且等号不能同时取到,
所以ln x
因而a≥x2-2xx-ln x(x∈[1,e]).
令g(x)=x2-2xx-ln x(x∈[1,e]),
又g′(x)=x-1x+2-2ln xx-ln x2,
当x∈[1,e]时,x-1≥0,ln x≤1,x+2-2ln x>0,
从而g′(x)≥0(仅当x=1时取等号),
所以g(x)在[1,e]上为增函数,
故g(x)的最小值为g(1)=-1,
所以a的取值范围是[-1,+∞).
12.[-5,1]
解析 由题意知,|f(x)|≤3在[0,+∞)上恒成立,即-3≤f(x)≤3,
所以-42x-(12)x≤a≤22x-(12)x在[0,+∞)上恒成立,
所以[-42x-(12)x]max≤a≤[22x-(12)x]min.
设2x=t,h(t)=-4t-1t,p(t)=2t-1t,
由x∈[0,+∞)得t≥1.
因为h′(t)=-4+1t2,p′(t)=2+1t2.
又由1t2-4<0知t>12,故t≥1时,h′(t)<0,
所以h(t)在[1,+∞)上单调递减,又p(t)在[1,+∞)上单调递增,故h(t)在[1,+∞)上的最
大值为h(1)=-5,p(t)在[1,+∞)上的最小值为p(1)=1,所以实数a的取值范围为[-5,1].