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1、精編北師大版數(shù)學資料
【成才之路】2015-2016學年高中數(shù)學 第3章 1第2課時 函數(shù)的極值課時作業(yè) 北師大版選修2-2
一、選擇題
1.函數(shù)f(x)的定義域為開區(qū)間(a,b),導函數(shù)f′(x)在(a,b)內(nèi)的圖像如圖所示,則函數(shù)f(x)在開區(qū)間(a,b)內(nèi)的極小值有( )
A.1個 B.2個
C.3個 D.4個
[答案] A
[解析] 若導函數(shù)f′(x)在某點兩側的符號為“左負右正”,則該點為極小值點,由圖像可知極小值點只有一個.
2.函數(shù)y=x3-3x+2的極大值為m,極小值為n,則m+n為( )
A.0 B.1 C.2 D.4
[答案
2、] D
[解析] 令y′=3x2-3=0?x=1或x=-1,經(jīng)分析知f(-1)為函數(shù)y=x3-3x+2的極大值,f(1)為函數(shù)y=x3-3x+2的極小值,故m+n=f(-1)+f(1)=4.
3.函數(shù)y=x4-x3的極值點的個數(shù)為( )
A.0 B.1
C.2 D.3
[答案] B
[解析] y′=x3-x2=x2(x-1),由y′=0得x1=0,x2=1.
當x變化時,y′,y的變化情況如下表
x
(-∞,0)
0
(0,1)
1
(1,+∞)
y′
-
0
-
0
+
y
無極值
極小值
故選B.
4.關
3、于函數(shù)的極值,下列說法正確的是( )
A.導數(shù)為零的點一定是函數(shù)的極值點
B.函數(shù)的極小值一定小于它的極大值
C.f(x)在定義域內(nèi)最多只能有一個極大值、一個極小值
D.若f(x)在(a,b)內(nèi)有極值,那么f(x)在(a,b)內(nèi)不是單調(diào)函數(shù)
[答案] D
[解析] 對于f(x)=x3,f′(0)=0,但x=0不是f(x)的極值點,故A不正確.極小值也可能大于極大值,故B錯,C顯然不對.
5.(2014·西川中學高二期中)已知f(x)=x3+ax2+(a+6)x+1有極大值和極小值,則a的取值范圍是( )
A.-1<a<2 B.-3<a&
4、lt;6
C.a(chǎn)<-3或a>6 D.a(chǎn)<-1或a>2
[答案] C
[解析] f ′(x)=3x2+2ax+a+6,
∵f(x)有極大值與極小值,
∴f ′(x)=0有兩不等實根,
∴Δ=4a2-12(a+6)>0,∴a<-3或a>6.
二、填空題
6.函數(shù)f(x)=2x3-3x2的極大值等于________,極小值等于________.
[答案] 0?。?
[解析] f′(x)=6x(x-1),令f′(x)=0,得x1=0,x2=1.
當x變化時,f′(x),f(x)的變化情況如下:
x
(-∞,0)
0
(0,1)
5、
1
(1,+∞)
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
極大值
極小值
所以當x=0時有極大值f(0)=0,當x=1時有極小值f(1)=-1.
7.函數(shù)f(x)=x-lnx的極小值等于________.
[答案] 1
[解析] f′(x)=1-,令f′(x)=0,則x=1,
當x變化時,f(x)與f′(x)的變化如下表:
x
(0,1)
1
(1,+∞)
f′(x)
-
0
+
f(x)
極小值
∴f(x)的極小值是f(1)=1.
8.若函數(shù)f(x)=在x=1處取極值,則a=____.
[答案] 3
6、[解析] f′(x)=,f′(1)==0?a=3.
三、解答題
9.已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx+c在點x0處取得極小值-5,其導函數(shù)y=f′(x)的圖像經(jīng)過點(0,0),(2,0),
(1)求a,b的值;
(2)求x0及函數(shù)f(x)的表達式.
[解析] (1)由題設可得f′(x)=3x2+2ax+b,
∵f′(x)的圖像過點(0,0),(2,0),
∴
解之得:a=-3,b=0.
(2)由f′(x)=3x2-6x>0,得x>2或x<0;
∴當在(-∞,0)上,f′(x)>0.在(0,2)上f′(x)<0,在(2,+∞)上f′(x)>0,
故f(x)在(-∞,0)
7、,(2,+∞)上遞增,在(0,2)上遞減,
因此f(x)在x=2處取得極小值,所以x0=2,
由f(2)=-5,得c=-1,
∴f(x)=x3-3x2-1.
10.設函數(shù)f(x)=x3-3ax+b(a≠0).
(1)若曲線y=f(x)在點(2,f(2))處與直線y=8相切,求a,b的值;
(2)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間與極值點.
[分析] 考查利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,極值點的性質,以及分類討論思想.
[解析] (1)f′(x)=3x2-3A.
因為曲線y=f(x)在點(2,f(2))處與直線y=8相切,
所以即解得a=4,b=24.
(2)f′(x)=3(x2-a)(a
8、≠0).
當a<0時,f′(x)>0,函數(shù)f(x)在(-∞,+∞)上單調(diào)
遞增,此時函數(shù)f(x)沒有極值點.
當a>0時,由f′(x)=0得x=±.
當x∈(-∞,-)時,f′(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增;
當x∈(-,)時,f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減;
當x∈(,+∞)時,f′(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增.
f(x)的增區(qū)間(-∞,-),(,+∞),減區(qū)間(-,),
此時x=-是f(x)的極大值點,x=是f(x)的極小值點.
一、選擇題
1.已知函數(shù)f(x)=ax3+bx2+c,其導函數(shù)的圖像如圖所示,則
9、函數(shù)f(x)的極小值是( )
A.a(chǎn)+b+c B.8a+4b+c
C.3a+2b D.c
[答案] D
[解析] 由f′(x)的圖像可知x∈(-∞,0)∪(2,+∞)時,f′(x)<0;x∈(0,2)時,f′(x)>0
∴f(x)在(-∞,0)和(2,+∞)上為減函數(shù),在(0,2)上為增函數(shù).
∴x=0時,f(x)取到極小值為f(0)=c.
2.已知函數(shù)f(x)=ax2+3x+2a,若不等式f(x)>0的解集為{x|1<x<2},則函數(shù)y=xf(x)的極值點的個數(shù)為( )
A.1 B.2
C.0 D.不能判斷
[答案] B
[
10、解析] 由題意知所以a=-1,即f(x)=-x2+3x-2.于是y=xf(x)=-x3+3x2-2x,y′=-3x2+6x-2,由Δ>0,所以y′=0有兩個相異實根,故函數(shù)y=xf(x)有兩個極值點.
3.下面四圖都是在同一坐標系中某三次函數(shù)及其導函數(shù)的圖像,其中一定不正確的序號是( )
A.①② B.③④
C.①③ D.①④
[答案] B
[解析] 對于③,f(x)在原點附近為增函數(shù),∴f′(x)>0,而圖像中當x>0時,f′(x)<0,∴③一定不正確;對于④,同理,導函數(shù)開始應在x軸上方,④一定不正確,故選B.
4.若函數(shù)y=x3-3ax+a在
11、(1,2)內(nèi)有極小值,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A.1<a<2 B.1<a<4
C.2<a<4 D.a(chǎn)>4或a<1
[答案] B
[解析] y′=3x2-3A.當a≤ 0,f′(x)≥0;
函數(shù)y=x3-3ax+a為單調(diào)函數(shù),不合題意,舍去;
當a>0,y′=3x2-3a=0?x=±,不難分析當1<a<4時,函數(shù)y=x3-3ax+a在(1,2)內(nèi)有極小值.
二、填空題
5.(2014·河北冀州中學期中)若函數(shù)f(x)=x+asinx在R上遞增,則實數(shù)a的取值范圍為________.
12、[答案] [-1,1]
[解析] f ′(x)=1+acosx,由條件知f ′(x)≥0在R上恒成立,∴1+acosx≥0,a=0時顯然成立;a>0時,
∵-≤cosx恒成立,∴-≤-1,∴a≤1,∴0<a≤1;a<0時,∵-≥cosx恒成立,∴-≥1,∴a≥-1,即-1≤a<0,綜上知-1≤a≤1.
6.已知f(x)=x3-6x2+9x-abc,a<b<c,且f(a)=f(b)=f(c)=0.現(xiàn)給出如下結論:
①f(0)f(1)>0;②f(0)f(1)<0;
③f(0)f(3)>0;④f(0)f(3)<0.
其中正確結論
13、的序號是________.
[答案]?、冖?
[解析] 本題考查了導數(shù)工具有研究函數(shù)零點方面的應用
設g(x)=x3-6x2+9x=0,則x1=0,x2=x3=3,
其圖象如圖:
要使f(x)=x3-6x2+9x-abc有3個零點,須將g(x)的圖象向下平移,如圖所示:
又f′(x)=3x2-12x+9=0時,
x1=1,x2=3,即得f(1)是極大值,f(3)是極小值.
∴由圖象可知f(0)·f(1)<0,f(0)·f(3)>0.
對于函數(shù)的零點問題要注意和對應方程的根及函數(shù)的圖象聯(lián)系起來,當一個函數(shù)不能直接畫出圖象時,要有求導的意識來
14、探究一下函數(shù)的基本性質然后再畫草圖.
三、解答題
7.設f(x)=alnx++x+1,其中a∈R,曲線y=f(x)在點(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.
[分析] (1)對f(x)求導,運用f′(1)=0求出a的值,(2)由f′(x)=0解得x值,結合函數(shù)定義域,討論在各區(qū)間上f′(x)的符號,從而確定極值.
[解析] (1)因f(x)=alnx++x+1,故f′(x)=-+.
由于曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線垂直于y軸,故該切線斜率為0,即f′(1)=0,從而a-+=0,解得a=-1.
(2)由(1)知f(x)
15、=-lnx++x+1(x>0),
f′(x)=--+
=
=.
令f′(x)=0,解得x1=1,x2=-(因x2=-不在定義域內(nèi),舍去).
當x∈(0,1)時,f′(x)<0,故f(x)在(0,1)上為減函數(shù);
當x∈(1,+∞)時,f′(x)>0,故f(x)在(1,+∞)上為增函數(shù).
故f(x)在x=1處取得極小值f(1)=3.
[點評] 本題通過對導數(shù)的考查,解決了常見的斜率問
題,極值問題,題目簡單,方法常規(guī),但本題容易忽視函數(shù)的定義域,從而導致出錯。
8.(2014·山東省菏澤市期中)已知函數(shù)f(x)=x2+alnx.
(1)若a=-1
16、,求函數(shù)f(x)的極值,并指出是極大值還是極小值;
(2)若a=1,求證:在區(qū)間[1,+∞)上,函數(shù)f(x)的圖象在函數(shù)g(x)=x3的圖象的下方.
[解析] (1)由于函數(shù)f(x)的定義域為(0,+∞),
當a=-1時,f ′(x)=x-=,
令f ′(x)=0得x=1或x=-1(舍去),
當x∈(0,1)時,f ′(x)<0,因此函數(shù)f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,
當x∈(1,+∞)時,f ′(x)>0,因此函數(shù)f(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增,
則x=1是f(x)的極小值點,
所以f(x)在x=1處取得極小值為f(1)=.
(2)證明:設F(x)=f(x)-g(x)=x2+lnx-x3,
則F′(x)=x+-2x2=
=,
當x>1時,F(xiàn)′(x)<0,
故f(x)在區(qū)間[1,+∞)上單調(diào)遞減,
又F(1)=-<0,
∴在區(qū)間[1,+∞)上,F(xiàn)(x)<0恒成立,
即f(x)<g(x)恒成立.
因此,當a=1時,在區(qū)間[1,+∞)上,函數(shù)f(x)的圖象在函數(shù)g(x)圖象的下方.
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