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新版數(shù)學(xué)北師大版精品資料
【成才之路】高中數(shù)學(xué) 第3章 1第2課時(shí) 函數(shù)的極值課時(shí)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?yàn)殚_區(qū)間(a,b),導(dǎo)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(gè) B.2個(gè)
C.3個(gè) D.4個(gè)
[答案] A
[解析] 若導(dǎo)函數(shù)f′(x)在某點(diǎn)兩側(cè)的符號(hào)為“左負(fù)右正”,則該點(diǎn)為極小值點(diǎn),由圖像可知極小值點(diǎn)只有一個(gè).
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] D
[解
2、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(diǎn)的個(gè)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(dāng)x變化時(shí),y′,y的變化情況如下表
x
(-∞,0)
0
(0,1)
1
(1,+∞)
y′
-
0
-
0
+
y
無(wú)極值
極小值
故選B.
4.關(guān)于函數(shù)的極值,
3、下列說(shuō)法正確的是( )
A.導(dǎo)數(shù)為零的點(diǎn)一定是函數(shù)的極值點(diǎn)
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(gè)極大值、一個(gè)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(duì)于f(x)=x3,f′(0)=0,但x=0不是f(x)的極值點(diǎn),故A不正確.極小值也可能大于極大值,故B錯(cuò),C顯然不對(duì).
5.(2014·西川中學(xué)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<6
C
4、.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(shí)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 -1
[解析] f′(x)=6x(x-1),令f′(x)=0,得x1=0,x2=1.
當(dāng)x變化時(shí),f′(x),f(x)的變化情況如下:
x
(-∞,0)
0
(0,1)
1
(1,
5、+∞)
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
極大值
極小值
所以當(dāng)x=0時(shí)有極大值f(0)=0,當(dāng)x=1時(shí)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(dāng)x變化時(shí),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
[解析] f′
6、(x)=,f′(1)==0?a=3.
三、解答題
9.已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx+c在點(diǎn)x0處取得極小值-5,其導(dǎo)函數(shù)y=f′(x)的圖像經(jīng)過(guò)點(diǎn)(0,0),(2,0),
(1)求a,b的值;
(2)求x0及函數(shù)f(x)的表達(dá)式.
[解析] (1)由題設(shè)可得f′(x)=3x2+2ax+b,
∵f′(x)的圖像過(guò)點(diǎn)(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(dāng)在(-∞,0)上,f′(x)>0.在(0,2)上f′(x)<0,在(2,+∞)上f′(x)>0,
故f(x)在(-∞,0),(2,+∞)
7、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(shè)函數(shù)f(x)=x3-3ax+b(a≠0).
(1)若曲線y=f(x)在點(diǎn)(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(diǎn).
[分析] 考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,極值點(diǎn)的性質(zhì),以及分類討論思想.
[解析] (1)f′(x)=3x2-3A.
因?yàn)榍€y=f(x)在點(diǎn)(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≠0).
當(dāng)
8、a<0時(shí),f′(x)>0,函數(shù)f(x)在(-∞,+∞)上單調(diào)
遞增,此時(shí)函數(shù)f(x)沒有極值點(diǎn).
當(dāng)a>0時(shí),由f′(x)=0得x=±.
當(dāng)x∈(-∞,-)時(shí),f′(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增;
當(dāng)x∈(-,)時(shí),f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減;
當(dāng)x∈(,+∞)時(shí),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(shí)x=-是f(x)的極大值點(diǎn),x=是f(x)的極小值點(diǎn).
一、選擇題
1.已知函數(shù)f(x)=ax3+bx2+c,其導(dǎo)函數(shù)的圖像如圖所示,則函數(shù)f(x)的
9、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(shí),f′(x)<0;x∈(0,2)時(shí),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(shí),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(diǎn)的個(gè)數(shù)為( )
A.1 B.2
C.0 D.不能判斷
[答案] B
[解析] 由題意
10、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(gè)相異實(shí)根,故函數(shù)y=xf(x)有兩個(gè)極值點(diǎn).
3.下面四圖都是在同一坐標(biāo)系中某三次函數(shù)及其導(dǎo)函數(shù)的圖像,其中一定不正確的序號(hào)是( )
A.①② B.③④
C.①③ D.①④
[答案] B
[解析] 對(duì)于③,f(x)在原點(diǎn)附近為增函數(shù),∴f′(x)>0,而圖像中當(dāng)x>0時(shí),f′(x)<0,∴③一定不正確;對(duì)于④,同理,導(dǎo)函數(shù)開始應(yīng)在x軸上方,④一定不正確,故選B.
4.若函數(shù)y=x3-3ax+a在(1,2)內(nèi)有
11、極小值,則實(shí)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(dāng)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(dāng)a>0,y′=3x2-3a=0?x=±,不難分析當(dāng)1<a<4時(shí),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(xué)期中)若函數(shù)f(x)=x+asinx在R上遞增,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為________.
[答案] [-
12、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(shí)顯然成立;a>0時(shí),
∵-≤cosx恒成立,∴-≤-1,∴a≤1,∴0<a≤1;a<0時(shí),∵-≥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(jié)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(jié)論的序號(hào)是___
13、_____.
[答案] ②③
[解析] 本題考查了導(dǎo)數(shù)工具有研究函數(shù)零點(diǎn)方面的應(yīng)用
設(shè)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(gè)零點(diǎn),須將g(x)的圖象向下平移,如圖所示:
又f′(x)=3x2-12x+9=0時(shí),
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(duì)于函數(shù)的零點(diǎn)問(wèn)題要注意和對(duì)應(yīng)方程的根及函數(shù)的圖象聯(lián)系起來(lái),當(dāng)一個(gè)函數(shù)不能直接畫出圖象時(shí),要有求導(dǎo)的意識(shí)來(lái)探究一下函數(shù)的
14、基本性質(zhì)然后再畫草圖.
三、解答題
7.設(shè)f(x)=alnx++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.
[分析] (1)對(duì)f(x)求導(dǎo),運(yùn)用f′(1)=0求出a的值,(2)由f′(x)=0解得x值,結(jié)合函數(shù)定義域,討論在各區(qū)間上f′(x)的符號(hào),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(diǎn)(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)=-lnx++
15、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(dāng)x∈(0,1)時(shí),f′(x)<0,故f(x)在(0,1)上為減函數(shù);
當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),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(diǎn)評(píng)] 本題通過(guò)對(duì)導(dǎo)數(shù)的考查,解決了常見的斜率問(wèn)
題,極值問(wèn)題,題目簡(jiǎn)單,方法常規(guī),但本題容易忽視函數(shù)的定義域,從而導(dǎo)致出錯(cuò)。
8.(2014·山東省菏澤市期中)已知函數(shù)f(x)=x2+alnx.
(1)若a=-1,求函數(shù)f(x
16、)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?yàn)?0,+∞),
當(dāng)a=-1時(shí),f ′(x)=x-=,
令f ′(x)=0得x=1或x=-1(舍去),
當(dāng)x∈(0,1)時(shí),f ′(x)<0,因此函數(shù)f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,
當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),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(diǎn),
所以f(x)在x=1處取得極小值為f(1)=.
(2)證明:設(shè)F(x)=f(x)-g(x)=x2+lnx-x3,
則F′(x)=x+-2x2=
=,
當(dāng)x>1時(shí),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(dāng)a=1時(shí),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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