一、选择题
1.若函数y=f(x)可导,则“f′(x)=0有实根”是“f(x)有极值”的 ().
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
答案 A
2.已知函数f(x)=x3 ax2 (a 6)x 1有极大值和极小值,则实数a的取值范围是().
A.(-1,2) B.(-∞,-3)(6, ∞)
C.(-3,6) D.(-∞,-1)(2, ∞)
解析 f′(x)=3x2 2ax (a 6),因为函数有极大值和极小值,所以f′(x)=0有两个不相等的实数根,所以Δ=4a2-4×3(a 6)>0,解得a<-3或a>6.
答案 B
.设f(x)是一个三次函数,f′(x)为其导函数,如图所示的是y=x·f′(x)的图象的一部分,则f(x)的极大值与极小值分别是().
A.f(1)与f(-1) B.f(-1)与f(1)
C.f(-2)与f(2) D.f(2)与f(-2)
解析 由图象知f′(2)=f′(-2)=0.x>2时,y=x·f′(x)>0,f′(x)>0,y=f(x)在(2, ∞)上单调递增;同理f(x)在(-∞,-2)上单调递增,在(-2,2)上单调递减,
y=f(x)的极大值为f(-2),极小值为f(2),故选C.
答案 C.设aR,函数f(x)=ex a·e-x的导函数是f′(x),且f′(x)是奇函数.若曲线y=f(x)的一条切线的斜率是,则切点的横坐标为()
A.ln2 B.-ln2
C. D.
解析 f′(x)=ex-ae-x,这个函数是奇函数,因为函数f(x)在0处有定义,所以f′(0)=0,故只能是a=1.此时f′(x)=ex-e-x,设切点的横坐标是x0,则ex0-e-x0=,即2(ex0)2-3ex0-2=0,即(ex0-2)(2ex0 1)=0,只能是ex0=2,解得x0=ln2.正确选项为A.
A
5.设函数f(x)=ax2 bx c(a,b,cR).若x=-1为函数f(x)ex的一个极值点,则下列图象不可能为y=f(x)的图象是().解析 若x=-1为函数f(x)ex的一个极值点,则易得a=c.因选项A、B的函数为f(x)=a(x 1)2,则[f(x)ex]′=f′(x)ex f(x)(ex)′=a(x 1)(x 3)ex,x=-1为函数f(x)ex的一个极值点,满足条件;选项C中,对称轴x=->0,且开口向下,a<0,b>0,f(-1)=2a-b<0,也满足条件;选项D中,对称轴x=-<-1,且开口向上,a>0,b>2a,f(-1)=2a-b<0,与图矛盾,故答案选D.
答案 D
.已知函数f(x)=x3 2bx2 cx 1有两个极值点x1,x2,且x1[-2,-1],x2[1,2],则f(-1)的取值范围是().
A. B.
C.[3,12] D.
解析 因为f(x)有两个极值点x1,x2,所以f′(x)=3x2 4bx c=0有两个根x1,x2,且x1[-2,-1],x2[1,2],所以即
画出可行域如图所示.因为f(-1)=2b-c,由图知经过点A(0,-3)时,f(-1)取得最小值3,经过点C(0,-12)时,f(-1)取得最大值12,所以f(-1)的取值范围为[3,12].
答案 C二、填空题
.函数f(x)=x2-2ln x的最小值为________.
解析 由f′(x)=2x-=0,得x2=1.又x>0,所以x=1.因为0三、解答题
.已知函数f(x)=ax3 bx2 cx在点x0处取得极大值5,其导函数y=f′(x)的图象经过(1,0),(2,0)点,如图所示.(1)求x0的值;
(2)求a,b,c的值.
(1)由f′(x)随x变化的情况
x (-∞,1) 1 (1,2) 2 (2, ∞) f′(x) 0 - 0 可知当x=1时f(x)取到极大值5,则x0=1
(2)f′(x)=3ax2 2bx c,a>0
由已知条件x=1,x=2为方程3ax2 2bx c=0,
的两根,因此解得a=2,b=-9,c=12.
.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= 10(x-6)2,其中30),且方程f′(x)-9x=0的两根分别为1,4.
(1)当a=3且曲线y=f(x)过原点时,求f(x)的解析式;
(2)若f(x)在(-∞, ∞)内无极值点,求a的取值范围.
解 由f(x)=x3 bx2 cx d得f′(x)=ax2 2bx c.
因为f′(x)-9x=ax2 2bx c-9x=0的两个根分别为1,4,
所以(*)
(1)当a=3时,由(*)式得
解得b=-3,c=12.又因为曲线y=f(x)过原点,
所以d=0.故f(x)=x3-3x2 12x.
(2)由于a>0,所以f(x)=x3 bx2 cx d在(-∞, ∞)内无极值点等价于f′(x)=ax2 2bx c≥0在(-∞, ∞)内恒成立.由(*)式得2b=9-5a,c=4a.
又Δ=(2b)2-4ac=9(a-1)(a-9),
由得a[1,9].
即a的取值范围是[1,9].
.已知函数f(x)满足f(x)=f′(1)ex-1-f(0)x x2.
(1)求f(x)的解析式及单调区间;
(2)若f(x)≥x2 ax b,求(a 1)b的最大值.
解 (1)由已知得f′(x)=f′(1)ex-1-f(0) x.
所以f′(1)=f′(1)-f(0) 1,即f(0)=1.
又f(0)=f′(1)e-1,所以f′(1)=e.
从而f(x)=ex-x x2.由于f′(x)=ex-1 x,
故当x(-∞,0)时,f′(x)<0;
当x(0, ∞)时,f′(x)>0.
从而,f(x)在(-∞,0)上单调递减,在(0, ∞)上单调递增.
(2)由已知条件得ex-(a 1)x≥b.
(i)若a 1<0,则对任意常数b,当x<0,且x<时,可得ex-(a 1)x0,设g(x)=ex-(a 1)x,
则g′(x)=ex-(a 1).
当x(-∞,ln(a 1))时,g′(x)<0;
当x(ln(a 1), ∞)时,g′(x)>0.
从而g(x)在(-∞,ln(a 1))上单调递减,在(ln(a 1), ∞)上单调递增.
故g(x)有最小值g(ln(a 1))=a 1-(a 1)ln(a 1).
所以f(x)≥x2 ax b等价于b≤a 1-(a 1)·ln(a 1).
因此(a 1)b≤(a 1)2-(a 1)2ln(a 1).
设h(a)=(a 1)2-(a 1)2ln(a 1),则
h′(a)=(a 1)[1-2ln(a 1)].
所以h(a)在(-1,e-1)上单调递增,在(e-1, ∞)上单调递减,故h(a)在a=e-1处取得最大值.
从而h(a)≤,即(a 1)b≤.
当a=e-1,b=时,式成立.故f(x)≥x2 ax b.
综上得,(a 1)b的最大值为.
