(全國通用版)2018-2019版高中數(shù)學(xué) 第一章 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 1.3 導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的應(yīng)用 1.3.2 函數(shù)的極值與導(dǎo)數(shù)(一)學(xué)案 新人教A版選修2-2
《(全國通用版)2018-2019版高中數(shù)學(xué) 第一章 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 1.3 導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的應(yīng)用 1.3.2 函數(shù)的極值與導(dǎo)數(shù)(一)學(xué)案 新人教A版選修2-2》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(全國通用版)2018-2019版高中數(shù)學(xué) 第一章 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 1.3 導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的應(yīng)用 1.3.2 函數(shù)的極值與導(dǎo)數(shù)(一)學(xué)案 新人教A版選修2-2(17頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 1.3.2 函數(shù)的極值與導(dǎo)數(shù)(一) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.了解函數(shù)極值的概念,會(huì)從幾何方面直觀理解函數(shù)的極值與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系.2.掌握函數(shù)極值的判定及求法.3.掌握函數(shù)在某一點(diǎn)取得極值的條件. 知識(shí)點(diǎn)一 函數(shù)的極值點(diǎn)和極值 思考 觀察函數(shù)y=f(x)的圖象,指出其極大值點(diǎn)和極小值點(diǎn)及極值. 答案 極大值點(diǎn)為e,g,i,極大值為f(e),f(g),f(i);極小值點(diǎn)為d,f,h,極小值為f(d),f(f),f(h). 梳理 (1)極小值點(diǎn)與極小值 若函數(shù)y=f(x)在點(diǎn)x=a的函數(shù)值f(a)比它在點(diǎn)x=a附近其他點(diǎn)的函數(shù)值都小,f′(a)=0,而且在點(diǎn)x=a附近的左側(cè)f′(x)<0,
2、右側(cè)f′(x)>0,就把點(diǎn)a叫做函數(shù)y=f(x)的極小值點(diǎn),f(a)叫做函數(shù)y=f(x)的極小值. (2)極大值點(diǎn)與極大值 若函數(shù)y=f(x)在點(diǎn)x=b的函數(shù)值f(b)比它在點(diǎn)x=b附近其他點(diǎn)的函數(shù)值都大,f′(b)=0,而且在點(diǎn)x=b附近的左側(cè)f′(x)>0,右側(cè)f′(x)<0,就把點(diǎn)b叫做函數(shù)y=f(x)的極大值點(diǎn),f(b)叫做函數(shù)y=f(x)的極大值. (3)極大值點(diǎn)、極小值點(diǎn)統(tǒng)稱為極值點(diǎn);極大值、極小值統(tǒng)稱為極值. 知識(shí)點(diǎn)二 函數(shù)極值的求法與步驟 (1)求函數(shù)y=f(x)的極值的方法 解方程f′(x)=0,當(dāng)f′(x0)=0時(shí), ①如果在x0附近的左側(cè)函數(shù)單調(diào)遞增,即f′
3、(x)>0,在x0的右側(cè)函數(shù)單調(diào)遞減,即f′(x)<0,那么f(x0)是極大值; ②如果在x0附近的左側(cè)函數(shù)單調(diào)遞減,即f′(x)<0,在x0的右側(cè)函數(shù)單調(diào)遞增,即f′(x)>0,那么f(x0)是極小值. (2)求可導(dǎo)函數(shù)f(x)的極值的步驟 ①確定函數(shù)的定義區(qū)間,求導(dǎo)數(shù)f′(x); ②求方程f′(x)=0的根; ③列表; ④利用f′(x)與f(x)隨x的變化情況表,根據(jù)極值點(diǎn)左右兩側(cè)單調(diào)性的變化情況求極值. 1.導(dǎo)數(shù)為0的點(diǎn)一定是極值點(diǎn).( × ) 2.函數(shù)的極大值一定大于極小值.( × ) 3.函數(shù)y=f(x)一定有極大值和極小值.( × ) 4.極值點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)一定
4、為0.( × ) 類型一 求函數(shù)的極值點(diǎn)和極值 例1 求下列函數(shù)的極值. (1)f(x)=-2;(2)f(x)=. 考點(diǎn) 函數(shù)在某點(diǎn)處取得極值的條件 題點(diǎn) 不含參數(shù)的函數(shù)求極值問題 解 (1)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽. f′(x)==-. 令f′(x)=0,得x=-1或x=1. 當(dāng)x變化時(shí),f′(x),f(x)的變化情況如下表: x (-∞,-1) -1 (-1,1) 1 (1,+∞) f′(x) - 0 + 0 - f(x) ↘ 極小值 ↗ 極大值 ↘ 由上表可以看出,當(dāng)x=-1時(shí),函數(shù)有極小值,且極小值為f(-1)=-3;
5、 當(dāng)x=1時(shí),函數(shù)有極大值,且極大值為f(1)=-1. (2)函數(shù)f(x)=的定義域?yàn)?0,+∞), 且f′(x)=. 令f′(x)=0,解得x=e. 當(dāng)x變化時(shí),f′(x)與f(x)的變化情況如下表: x (0,e) e (e,+∞) f′(x) + 0 - f(x) ↗ 極大值 ↘ 因此,x=e是函數(shù)的極大值點(diǎn),極大值為f(e)=,沒有極小值. 反思與感悟 函數(shù)極值和極值點(diǎn)的求解步驟 (1)確定函數(shù)的定義域. (2)求方程f′(x)=0的根. (3)用方程f′(x)=0的根順次將函數(shù)的定義域分成若干個(gè)小開區(qū)間,并列成表格. (4)由f
6、′(x)在方程f′(x)=0的根左右的符號(hào),來判斷f(x)在這個(gè)根處取極值的情況. 特別提醒:當(dāng)實(shí)數(shù)根較多時(shí),要充分利用表格,使極值點(diǎn)的確定一目了然. 跟蹤訓(xùn)練1 求下列函數(shù)的極值點(diǎn)和極值. (1)f(x)=x3-x2-3x+3; (2)f(x)=x2e-x. 考點(diǎn) 函數(shù)在某點(diǎn)處取得極值的條件 題點(diǎn) 不含參數(shù)的函數(shù)求極值問題 解 (1)f′(x)=x2-2x-3. 令f′(x)=0,得x1=-1,x2=3, 當(dāng)x變化時(shí),f′(x),f(x)的變化情況如下表: x (-∞,-1) -1 (-1,3) 3 (3,+∞) f′(x) + 0 - 0 + f
7、(x) ↗ 極大值 ↘ 極小值 ↗ 由上表可以看出,當(dāng)x=-1時(shí),函數(shù)有極大值,且極大值f(-1)=,當(dāng)x=3時(shí),函數(shù)有極小值,且極小值f(3)=-6. (2)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽. f′(x)=2xe-x-x2e-x=x(2-x)e-x. 令f′(x)=0,得x=0或x=2. 當(dāng)x變化時(shí),f′(x),f(x)的變化情況如下表: x (-∞,0) 0 (0,2) 2 (2,+∞) f′(x) - 0 + 0 - f(x) ↘ 極小值 ↗ 極大值 ↘ 由上表可以看出,當(dāng)x=0時(shí),函數(shù)有極小值,且極小值為f(0)=0. 當(dāng)x=2
8、時(shí),函數(shù)有極大值,且極大值為f(2)=4e-2.
例2 已知函數(shù)f(x)=(x2+ax-2a2+3a)ex(x∈R),當(dāng)實(shí)數(shù)a≠時(shí),求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間與極值.
考點(diǎn) 函數(shù)在某點(diǎn)處取得極值的條件
題點(diǎn) 含參數(shù)求極值問題
解 f′(x)=[x2+(a+2)x-2a2+4a]ex.
令f′(x)=0,解得x=-2a或x=a-2,
由a≠知-2a≠a-2.
分以下兩種情況討論:
①若a>,則-2a
9、-
0
+
f(x)
↗
極大值
↘
極小值
↗
所以f(x)在(-∞,-2a),(a-2,+∞)上是增函數(shù),在(-2a,a-2)上是減函數(shù),函數(shù)f(x)在x=-2a處取得極大值f(-2a),且f(-2a)=3ae-2a,函數(shù)f(x)在x=a-2處取得極小值f(a-2),且f(a-2)=(4-3a)ea-2.
②若a<,則-2a>a-2.
當(dāng)x變化時(shí),f′(x),f(x)的變化情況如下表:
x
(-∞,a-2)
a-2
(a-2,-2a)
-2a
(-2a,+∞)
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
↗
極大值
↘
極小值
↗ 10、
所以f(x)在(-∞,a-2),(-2a,+∞)上是增函數(shù),在(a-2,-2a)上是減函數(shù),函數(shù)f(x)在x=a-2處取得極大值f(a-2),且f(a-2)=(4-3a)ea-2,函數(shù)f(x)在x=-2a處取得極小值f(-2a),且f(-2a)=3ae-2a.
反思與感悟 討論參數(shù)應(yīng)從f′(x)=0的兩根x1,x2相等與否入手進(jìn)行.
跟蹤訓(xùn)練2 已知函數(shù)f(x)=x-aln x(a∈R).
(1)當(dāng)a=2時(shí),求曲線y=f(x)在點(diǎn)A(1,f(1))處的切線方程;
(2)求函數(shù)f(x)的極值.
考點(diǎn) 函數(shù)在某點(diǎn)處取得極值的條件
題點(diǎn) 含參數(shù)求極值問題
解 函數(shù)f(x)的定義 11、域?yàn)?0,+∞),f′(x)=1-.
(1)當(dāng)a=2時(shí),f(x)=x-2ln x,f′(x)=1-(x>0),
因而f(1)=1,f′(1)=-1.
所以曲線y=f(x)在點(diǎn)A(1,f(1))處的切線方程為
y-1=-(x-1),即x+y-2=0.
(2)由f′(x)=1-=,x>0,知
①當(dāng)a≤0時(shí),f′(x)>0,函數(shù)f(x)為(0,+∞)上的增函數(shù),函數(shù)f(x)無極值;
②當(dāng)a>0時(shí),由f′(x)=0,解得x=a.
又當(dāng)x∈(0,a)時(shí),f′(x)<0,
當(dāng)x∈(a,+∞)時(shí),f′(x)>0,
從而函數(shù)f(x)在x=a處取得極小值,且極小值為f(a)=a-aln a, 12、無極大值.
綜上,當(dāng)a≤0時(shí),函數(shù)f(x)無極值;
當(dāng)a>0時(shí),函數(shù)f(x)在x=a處取得極小值a-aln a,無極大值.
類型二 利用函數(shù)的極值求參數(shù)
例3 (1)已知函數(shù)f(x)的導(dǎo)數(shù)f′(x)=a(x+1)(x-a),若f(x)在x=a處取到極大值,則a的取值范圍是( )
A.(-∞,-1) B.(0,+∞)
C.(0,1) D.(-1,0)
(2)已知函數(shù)f(x)=x3+3ax2+bx+a2在x=-1時(shí)有極值0,則a=________,b=________.
考點(diǎn) 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值
題點(diǎn) 已知極值點(diǎn)求參數(shù)
答案 (1)D (2)2 9
解析 (1) 13、若a<-1,因?yàn)閒′(x)=a(x+1)(x-a),
所以f(x)在(-∞,a)上單調(diào)遞減,在(a,-1)上單調(diào)遞增,
所以f(x)在x=a處取得極小值,與題意不符;
若-10,則f(x)在(-1,a)上單調(diào)遞減,在(a,+∞)上單調(diào)遞增,與題意不符,故選D.
(2)因?yàn)閒(x)在x=-1時(shí)有極值0,且f′(x)=3x2+6ax+b,
所以即
解得或
當(dāng)a=1,b=3時(shí),f′(x)=3x2+6x+3=3(x+1)2≥0,
所以f(x)在R上為增函數(shù),無極值,故舍去.
當(dāng) 14、a=2,b=9時(shí),f′(x)=3x2+12x+9=3(x+1)(x+3).
當(dāng)x∈(-3,-1)時(shí),f(x)為減函數(shù),
當(dāng)x∈(-1,+∞)時(shí),f(x)為增函數(shù),
所以f(x)在x=-1處取得極小值,因此a=2,b=9.
反思與感悟 已知函數(shù)的極值求參數(shù)時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)
(1)待定系數(shù)法:常根據(jù)極值點(diǎn)處導(dǎo)數(shù)為0和極值兩個(gè)條件列出方程組,用待定系數(shù)法求解.
(2)驗(yàn)證:因?yàn)閷?dǎo)數(shù)值為0不一定此點(diǎn)就是極值點(diǎn),故利用上述方程組解出的解必須驗(yàn)證.
跟蹤訓(xùn)練3 設(shè)x=1與x=2是函數(shù)f(x)=aln x+bx2+x的兩個(gè)極值點(diǎn).
(1)試確定常數(shù)a和b的值;
(2)判斷x=1,x=2是函數(shù)f 15、(x)的極大值點(diǎn)還是極小值點(diǎn),并說明理由.
考點(diǎn) 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值
題點(diǎn) 已知極值點(diǎn)求參數(shù)
解 (1)∵f(x)=aln x+bx2+x,
∴f′(x)=+2bx+1,
∴f′(1)=f′(2)=0,∴a+2b+1=0且+4b+1=0,
解得a=-,b=-.
(2)由(1)可知f(x)=-ln x-x2+x,
且定義域是(0,+∞),
f′(x)=-x-1-x+1=-.
當(dāng)x∈(0,1)時(shí),f′(x)<0;當(dāng)x∈(1,2)時(shí),f′(x)>0;
當(dāng)x∈(2,+∞)時(shí),f′(x)<0.
故x=1是函數(shù)f(x)的極小值點(diǎn),x=2是函數(shù)f(x)的極大值點(diǎn).
1. 16、函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,它的導(dǎo)函數(shù)y=f′(x)的部分圖象如圖所示,則下面結(jié)論錯(cuò)誤的是( )
A.在(1,2)上函數(shù)f(x)為增函數(shù)
B.在(3,4)上函數(shù)f(x)為減函數(shù)
C.在(1,3)上函數(shù)f(x)有極大值
D.x=3是函數(shù)f(x)在區(qū)間[1,5]上的極小值點(diǎn)
考點(diǎn) 函數(shù)極值的綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 函數(shù)極值在函數(shù)圖象上的應(yīng)用
答案 D
解析 根據(jù)導(dǎo)函數(shù)圖象知,x∈(1,2)時(shí),f′(x)>0,x∈(2,4)時(shí),f′(x)<0,x∈(4,5)時(shí),f′(x)>0.∴f(x)在(1,2),(4,5)上為增函數(shù),在(2,4)上為減函數(shù),x=2是f(x)在[1,5]上的極大值點(diǎn), 17、x=4是極小值點(diǎn).故選D.
2.設(shè)函數(shù)f(x)=+ln x,則( )
A.x=為f(x)的極大值點(diǎn)
B.x=為f(x)的極小值點(diǎn)
C.x=2為f(x)的極大值點(diǎn)
D.x=2為f(x)的極小值點(diǎn)
考點(diǎn) 函數(shù)在某點(diǎn)處取得極值的條件
題點(diǎn) 不含參數(shù)的函數(shù)求極值問題
答案 D
解析 函數(shù)f(x)=+ln x的定義域?yàn)?0,+∞).
f′(x)=-,
令f′(x)=0,即-=0得,x=2,
當(dāng)x∈(0,2)時(shí),f′(x)<0,當(dāng)x∈(2,+∞)時(shí),f′(x)>0.
因?yàn)閤=2為f(x)的極小值點(diǎn),故選D.
3.函數(shù)f(x)=ax-1-ln x(a≤0)在定義域內(nèi)的極值點(diǎn)的個(gè) 18、數(shù)為________.
考點(diǎn) 函數(shù)在某點(diǎn)處取得極值的條件
題點(diǎn) 判斷極值點(diǎn)的個(gè)數(shù)
答案 0
解析 因?yàn)閤>0,f′(x)=a-=,
所以當(dāng)a≤0時(shí),f′(x)<0在(0,+∞)上恒成立,
所以函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,
所以f(x)在(0,+∞)上沒有極值點(diǎn).
4.已知曲線f(x)=x3+ax2+bx+1在點(diǎn)(1,f(1))處的切線斜率為3,且x=是y=f(x)的極值點(diǎn),則a+b=________.
考點(diǎn) 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值
題點(diǎn) 已知極值(點(diǎn))求參數(shù)
答案?。?
解析 f′(x)=3x2+2ax+b,
由題意知即
解得則a+b=-2.
5.已知函 19、數(shù)f(x)=ax2+bln x在x=1處有極值.
(1)求a,b的值;
(2)判斷f(x)的單調(diào)區(qū)間,并求極值.
考點(diǎn) 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值
題點(diǎn) 已知極值(點(diǎn))求參數(shù)
解 (1)f′(x)=2ax+,
由題意得 即
∴a=,b=-1.
(2)由(1)得,
f′(x)=x-==.
又f(x)的定義域?yàn)?0,+∞),
令f′(x)=0,解得x=1.
當(dāng)x變化時(shí),f′(x),f(x)的變化情況如下表:
x
(0,1)
1
(1,+∞)
f′(x)
-
0
+
f(x)
↘
極小值
↗
∴f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(0,1),單調(diào)遞增區(qū)間為(1, 20、+∞).
f(x)極小值=f(1)=.
1.求函數(shù)極值的步驟
(1)確定函數(shù)的定義域;
(2)求導(dǎo)數(shù)f′(x);
(3)解方程f′(x)=0得方程的根;
(4)利用方程f′(x)=0的根將定義域分成若干個(gè)小開區(qū)間,列表,判定導(dǎo)函數(shù)在各個(gè)小開區(qū)間的符號(hào);
(5)確定函數(shù)的極值,如果f′(x)的符號(hào)在x0處由正(負(fù))變負(fù)(正),則f(x)在x0處取得極大(小)值.
2.已知函數(shù)極值,確定函數(shù)解析式中的參數(shù)時(shí),注意兩點(diǎn)
(1)根據(jù)極值點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)為0和極值這兩個(gè)條件列方程組,利用待定系數(shù)法求解;
(2)因?yàn)閷?dǎo)數(shù)值等于零不是此點(diǎn)為極值點(diǎn)的充要條件,所以利用待定系數(shù)法求解后必須驗(yàn)證充 21、分性.
一、選擇題
1.下列函數(shù)中存在極值的是( )
A.y= B.y=x-ex
C.y=2 D.y=x3
考點(diǎn) 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值
題點(diǎn) 極值存在性問題
答案 B
解析 對(duì)于y=x-ex,y′=1-ex,令y′=0,得x=0.
在區(qū)間(-∞,0)上,y′>0;
在區(qū)間(0,+∞)上,y′<0.
故x=0為函數(shù)y=x-ex的極大值點(diǎn).
2.函數(shù)f(x)=ln x-x在區(qū)間(0,e)上的極大值為( )
A.-e B.1-e
C.-1 D.0
考點(diǎn) 函數(shù)在某點(diǎn)處取得極值的條件
題點(diǎn) 不含參數(shù)的函數(shù)求極值問題
答案 C
解析 f(x)的 22、定義域?yàn)?0,+∞),
f′(x)=-1.
令f′(x)=0,得x=1.
當(dāng)x∈(0,1)時(shí),f′(x)>0,當(dāng)x∈(1,e)時(shí),f′(x)<0,
故f(x)在x=1處取得極大值f(1)=ln 1-1=0-1=-1.
3.已知函數(shù)f(x)=2x3+ax2+36x-24在x=2處有極值,則該函數(shù)的一個(gè)遞增區(qū)間是( )
A.(2,3) B.(3,+∞)
C.(2,+∞) D.(-∞,3)
考點(diǎn) 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值
題點(diǎn) 已知極值(點(diǎn))求參數(shù)
答案 B
解析 因?yàn)閒′(x)=6x2+2ax+36,且在x=2處有極值,
所以f′(2)=0,即24+4a+36=0, 23、解得a=-15,
所以f′(x)=6x2-30x+36
=6(x-2)(x-3),
由f′(x)>0,得x<2或x>3.
4.設(shè)三次函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)為f′(x),函數(shù)y=xf′(x)的圖象的一部分如圖所示,則( )
A.f(x)極大值為f(),極小值為f(-)
B.f(x)極大值為f(-),極小值為f()
C.f(x)極大值為f(-3),極小值為f(3)
D.f(x)極大值為f(3),極小值為f(-3)
考點(diǎn) 函數(shù)極值的綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 函數(shù)極值在函數(shù)圖象上的應(yīng)用
答案 D
解析 當(dāng)x<-3時(shí),y=xf′(x)>0,即f′(x)<0;
當(dāng)-3 24、x)≥0;當(dāng)x>3時(shí),f′(x)<0.
∴f(x)的極大值是f(3),f(x)的極小值是f(-3).
5.已知函數(shù)f(x)=x3-px2-qx的圖象與x軸切于點(diǎn)(1,0),則f(x)的( )
A.極大值為,極小值為0
B.極大值為0,極小值為
C.極小值為-,極大值為0
D.極大值為-,極小值為0
考點(diǎn) 函數(shù)某點(diǎn)處取得極值的條件
題點(diǎn) 不含參數(shù)的函數(shù)求極值問題
答案 A
解析 f′(x)=3x2-2px-q.
由函數(shù)f(x)的圖象與x軸切于點(diǎn)(1,0),得p+q=1,
∴q=1-p,①
3-2p-q=0,②
聯(lián)立①②,解得p=2,q=-1,
∴函數(shù)f(x)=x3 25、-2x2+x,
則f′(x)=3x2-4x+1,令f′(x)=0得x=1或x=.
當(dāng)x≤時(shí),f′(x)≥0,f(x)單調(diào)遞增,
當(dāng) 26、負(fù),故選C.
7.已知函數(shù)f(x)=ex(sin x-cos x),x∈(0,2 017π),則函數(shù)f(x)的極大值之和為( )
A. B.
C. D.
考點(diǎn) 函數(shù)某點(diǎn)處取得極值的條件
題點(diǎn) 不含參數(shù)的函數(shù)求極值問題
答案 B
解析 f′(x)=2exsin x,令f′(x)=0得sin x=0,
∴x=kπ,k∈Z,
當(dāng)2kπ 27、
∴0≤k<1 008,k∈Z.
∴f(x)的極大值之和為
S=f(π)+f(3π)+f(5π)+…+f(2 015π)
=eπ+e3π+e5π+…+e2 015π
==,故選B.
二、填空題
8.函數(shù)y=xex在其極值點(diǎn)處的切線方程為________.
考點(diǎn) 函數(shù)某點(diǎn)處取得極值的條件
題點(diǎn) 不含參數(shù)的函數(shù)求極值問題
答案 y=-
解析 令y′=ex+xex=(1+x)ex=0,
得x=-1,∴y=-,
∴在極值點(diǎn)處的切線方程為y=-.
9.若函數(shù)f(x)=(x-2)(x2+c)在x=2處有極值,則函數(shù)f(x)的圖象在x=1處的切線的斜率為________.
考點(diǎn) 28、 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值
題點(diǎn) 已知極值(點(diǎn))求參數(shù)
答案?。?
解析 ∵函數(shù)f(x)=(x-2)(x2+c)在x=2處有極值,
∴f′(x)=(x2+c)+(x-2)×2x,
令f′(2)=0,∴(c+4)+(2-2)×2×2=0,∴c=-4,
∴f′(x)=(x2-4)+(x-2)×2x.
∴函數(shù)f(x)的圖象在x=1處的切線的斜率為
f′(1)=(1-4)+(1-2)×2=-5.
10.若x=-2是函數(shù)f(x)=(x2+ax-1)ex-1的極值點(diǎn),則f(x)的極小值為________.
考點(diǎn) 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值
題點(diǎn) 已知極值(點(diǎn))求參數(shù)
答案?。?
解析 29、函數(shù)f(x)=(x2+ax-1)ex-1,
則f′(x)=(2x+a)ex-1+(x2+ax-1)·ex-1
=ex-1·[x2+(a+2)x+a-1].
由x=-2是函數(shù)f(x)的極值點(diǎn),得
f′(-2)=e-3·(4-2a-4+a-1)=(-a-1)e-3=0,
所以a=-1.
所以f(x)=(x2-x-1)ex-1,
f′(x)=ex-1·(x2+x-2).
由ex-1>0恒成立,得當(dāng)x=-2或x=1時(shí),f′(x)=0,且x<-2時(shí),f′(x)>0;當(dāng)-2 30、)的極小值為f(1)=-1.
11.已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1處取得極值10,則f(-1)=________.
考點(diǎn) 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值
題點(diǎn) 已知極值(點(diǎn))求參數(shù)
答案 30
解析 由題意知即
解得或
經(jīng)檢驗(yàn)知,當(dāng)時(shí),f′(x)≥0,不合題意.
∴f(x)=x3+4x2-11x+16,則f(-1)=30.
三、解答題
12.設(shè)函數(shù)f(x)=aln x++x+1,其中a∈R,曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線垂直于y軸.
(1)求a的值;
(2)求函數(shù)f(x)的極值.
考點(diǎn) 函數(shù)在某點(diǎn)處取得極值的條件
題點(diǎn) 不含參數(shù)函數(shù)求極值
31、
解 (1)f′(x)=-+.
由題意知,曲線在x=1處的切線斜率為0,即f′(1)=0,
從而a-+=0,解得a=-1.
(2)由(1)知f(x)=-ln x++x+1(x>0),
f′(x)=--+
==.
令f′(x)=0,解得x1=1,x2=-(舍去).
當(dāng)x∈(0,1)時(shí),f′(x)<0,故f(x)在(0,1)上為單調(diào)遞減函數(shù);當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),f′(x)>0,故f(x)在(1,+∞)上為單調(diào)遞增函數(shù).
故f(x)在x=1處取得極小值,極小值為f(1)=3.
13.已知函數(shù)f(x)=x3+mx2-2m2x-4(m為常數(shù),且m>0)有極大值-,求m的值.
考點(diǎn) 32、利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值
題點(diǎn) 已知極值(點(diǎn))求參數(shù)
解 ∵f′(x)=3x2+mx-2m2=(x+m)(3x-2m),
令f′(x)=0,得x=-m或x=m.
當(dāng)x變化時(shí),f′(x),f(x)的變化情況如下表:
x
(-∞,-m)
-m
m
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
↗
極大值
↘
極小值
↗
∴f(x)有極大值f(-m)=-m3+m3+2m3-4
=-,
∴m=1.
四、探究與拓展
14.設(shè)函數(shù)f(x)在R上可導(dǎo),其導(dǎo)函數(shù)為f′(x),且函數(shù)f(x)在x=-2處取得極小值,則函數(shù)y=xf′(x)的圖象可能是( ) 33、
考點(diǎn) 函數(shù)極值的綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 函數(shù)極值在函數(shù)圖象上的應(yīng)用
答案 C
解析 由題意可得f′(-2)=0,而且當(dāng)x∈(-∞,-2)時(shí),f′(x)<0,此時(shí)xf′(x)>0;排除B,D,
當(dāng)x∈(-2,+∞)時(shí),f′(x)>0,此時(shí)若x∈(-2,0),xf′(x)<0,若x∈(0,+∞),xf′(x)>0,
所以函數(shù)y=xf′(x)的圖象可能是C.
15.已知函數(shù)f(x)=(x2+ax+a)ex(a≤2,x∈R).
(1)當(dāng)a=1時(shí),求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)是否存在實(shí)數(shù)a,使f(x)的極大值為3?若存在,求出a的值,若不存在,請(qǐng)說明理由.
考點(diǎn) 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù) 34、的極值
題點(diǎn) 已知極值(點(diǎn))求參數(shù)
解 (1)f(x)=(x2+x+1)ex,
f′(x)=(2x+1)ex+(x2+x+1)ex=(x2+3x+2)ex.
當(dāng)f′(x)>0時(shí),解得x<-2或x>-1,
當(dāng)f′(x)<0時(shí),解得-2
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