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专题3.2 利用导数研究函数的极值与最值
基础巩固题组
一、填空题
1.下列函数:
①y=x3;②y=ln(-x);③y=xe-x;④y=x+.
其中,既是奇函数又存在极值的是________(填序号).
【答案】④
【解析】由题意可知,②,③中的函数不是奇函数,①中,函数y=x3单调递增(无极值),④中的函数既为奇函数又存在极值.
2.(2017·海门中学适应性训练)已知函数f(x)=x3+ax2+3x-9,若x=-3是函数f(x)的一个极值点,则实数a=________.
【答案】5
3.(2016·北京卷改编)设函数f(x)=则f(x)的最大值为________.
【答案】2
【解析】当x>0时,f(x)=-2x0,则t=ab≤2=9,当且仅当a=b=3时取等号.
5.已知y=f(x)是奇函数,当x∈(0,2)时,f(x)=ln x-ax,当x∈(-2,0)时,f(x)的最小值为1,则a=________.
【答案】1
【解析】由题意知,当x∈(0,2)时,f(x)的最大值为-1.
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令f′(x)=-a=0,得x=,
当0时,f′(x)0时,-ex0).
(1)求f(x)的定义域,并讨论f(x)的单调性;
(2)若=400,求f(x)在(0,+∞)内的极值.
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10.(2017·衡水中学二调)已知函数f(x)=xln x,g(x)=(-x2+ax-3)ex(a为实数).
(1)当a=5时,求函数y=g(x)在x=1处的切线方程;
(2)求f(x)在区间[t,t+2](t>0)上的最小值.
解 (1)当a=5时,g(x)=(-x2+5x-3)ex,g(1)=e.
又g′(x)=(-x2+3x+2)ex,
故切线的斜率为g′(1)=4e.
所以切线方程为y-e=4e(x-1),即y=4ex-3e.
(2)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=ln x+1,
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
x
f′(x)
-
0
+
f(x)
极小值
①当t≥时,在区间 [t,t+2]上f(x)为增函数,
所以f(x)min=f(t)=tln t.
②当00;②a>0,b0,b>0,c>0,d0,f(0)=d>0.
又x1,x2是函数f(x)的极值点,
且f′(x)=3ax2+2bx+c=0,
∴x1,x2是方程3ax2+2bx+c=0的两根.
由图象知,x1>0,x2>0
∴因此b0.
13.(2017·镇江期末)若函数f(x)=-2x3+2tx2+1存在唯一的零点,则实数t的取值范围为________.
【答案】
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14.(2017·苏北四市调研)如图,OA是南北方向的一条公路,OB是北偏东45°方向的一条公路,某风景区的一段边界为曲线C.为方便游客观光,拟过曲线C上某点P分别修建与公路OA,OB垂直的两条道路PM,PN,且PM,PN的造价分别为5万元/百米、40万元/百米.建立如图所示的平面直角坐标系xOy,则曲线C符合函数模型y=x+(1≤x≤9),设 PM=x,修建两条道路PM,PN的总造价为f(x)万元.题中所涉及长度单位均为百米.
(1)求f(x)的解析式;
(2)当x为多少时,总造价f(x)最低?并求出最低造价.
解 (1)在题图所示的直角坐标系中,因为曲线C的方程为y=x+(1≤x≤9),PM=x,所以点P坐标为,
直线OB的方程为x-y=0,
则点P到直线x-y=0的距离为==,又PM的造价为5万元/百米,PN的造价为40万元/百米.
则两条道路总造价为f(x)=5x+40·=5 (1≤x≤9).
(2)因为f(x)=5,
所以f′(x)=5=,
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令f′(x)=0,解得x=4,列表如下:
x
(1,4)
4
(4,9)
f′(x)
-
0
+
f(x)
极小值
所以当x=4时,函数f(x)有最小值,且最小值为f(4)=5=30,即当x=4时,总造价最低,最低造
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