高中数学导数与函数的极值、最值 (含解析)
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限时规范训练(限时练·夯基练·提能练)
A级基础夯实练
1.(2018·聊城二模)下列函数中,既是奇函数又存在极值的是()
A.y=x3B.y=ln(-x)
C.y=x e-x D.y=x+2 x
解析:选D.由题可知,B,C选项中的函数不是奇函数;A选项中,函数y=x3单调递增(无极值);D选项中的函数既为奇函数又存在极值.
2.函数f(x)=x2-5x+2e x的极值点所在的区间为()
A.(0,1) B.(-1,0)
C.(1,2) D.(-2,-1)
解析:选A.∵f′(x)=2x-5+2e x为增函数,f′(0)=-3<0,f′(1)=2e-3>0,
∵f′(x)=2x-5+2e x的零点在区间(0,1)上,∴f(x)=x2-5x+2e x 的极值点在区间(0,1)上.
3.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处取得极小值
B.当k=1时,f(x)在x=1处取得极大值
C.当k=2时,f(x)在x=1处取得极小值
D.当k=2时,f(x)在x=1处取得极大值
解析:选C.当k =1时,f ′(x )=e x ·x -1,f ′(1)≠0, ∴x =1不是f (x )的极值点.
当k =2时,f ′(x )=(x -1)(x e x +e x -2), 显然f ′(1)=0,且在x =1附近的左侧f ′(x )<0, 当x >1时,f ′(x )>0,
∴f (x )在x =1处取得极小值.故选C.
4.设函数f (x )=ax 2+bx +c (a ,b ,c ∈R).若x =-1为函数f (x )e x
的一个极值点,则下列图象不可能为y =f (x )图象的是( )
解析:选D.因为[f (x )e x ]′=f ′(x )e x +f (x )(e x )′=[f (x )+f ′(x )]e x ,且x =-1为函数f (x )e x 的一个极值点,所以f (-1)+f ′(-1)=0;选项D 中,f (-1)>0,f ′(-1)>0,不满足f ′(-1)+f (-1)=0.
5.(2018·山东临沂模拟)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 =( )
A.14 B .13
C.12
D .1
解析:选D.因为f (x )是奇函数,所以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 >1
2
,所
以0<1a <2.当x <1a 时,f ′(x )>0,f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1a 上单调递增;当x >1
a 时,
f ′(x )<0,f (x )在⎝
⎛⎭
⎪⎫1a ,2上单调递减,所以f (x )max =f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫
1a
=ln 1a -a ·1
a
=-1,解得a =1.
6.已知函数f (x )=2f ′(1)ln x -x ,则f (x )的极大值为________. 解析:因为f ′(x )=2f ′(1)x -1,所以f ′(1)=2f ′(1)-1,所以f ′(1)
=1,故f (x )=2ln x -x ,f ′(x )=2
x -1=2-x x ,则f (x )在(0,2)上为增函
数,在(2,+∞)上为减函数,所以当x =2时f (x )取得极大值,且f (x )
极大值=f (2)=2ln 2-2.
答案:2ln 2-2
7.(2018·大同模拟)f (x )=x (x -c )2在x =2处有极大值,则常数c 的值为________.
解析:f (x )=x 3-2cx 2+c 2x ,f ′(x )=3x 2-4cx +c 2,f ′(2)=0⇒c =2或c =6,若c =2,f ′(x )=3x 2-8x +4,令f ′(x )>0⇒x <2
3
或x >2,f ′
(x )<0⇒2
3<x <2,故函数在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,23及(2,+∞)上单调递增,在⎝ ⎛⎭
⎪
⎫23,2上单调递减,所以x =2是极小值点,故c =2(不合题意,舍去),c =6.
答案:6
8.不等式e x ≥kx 对任意实数x 恒成立,则实数k 的最大值为________.
解析:(1)不等式e x ≥kx 对任意实数x 恒成立,即为f (x )=e x -kx ≥0恒成立,即有f (x )min ≥0,
由f (x )的导数为f ′(x )=e x -k ,
当k ≤0时,e x >0,可得f ′(x )>0恒成立,f (x )递增,无最值; 当k >0时,x >ln k 时f ′(x )>0,f (x )递增;x <ln k 时f ′(x )<0,f (x )递减.
即在x =ln k 处取得最小值,且为k -k ln k , 由k -k ln k ≥0,解得k ≤e ,即k 的最大值为e. 答案:e
9.已知函数f (x )=ax 2+bx +c e x
(a >0)的导函数y =f ′(x )的两个零
点为-3和0.
(1)求f (x )的单调区间.
(2)若f (x )的极小值为-e 3,求f (x )在区间[-5,+∞)上的最大值. 解:(1)f ′(x )=(2ax +b )e x -(ax 2+bx +c )e x (e x )
2