2017-2018学年数学人教A版选修2-2优化练习:第一章1.31.3.2函数的极值与导数Word版含解析 联系客服

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由题意可得:x1,x2是函数f(x)=x3+bx2+cx+d的两个极值点,故x1,x2是方程f′(x)=0的根,

221622

所以x1+x2=,x1x2=-,则x2+x=(x+x)-2xx=. 121212

339答案:D

2.已知e为自然对数的底数,设函数f(x)=(ex-1)(x-1)k(k=1,2),则( ) A.当k=1时,f(x)在x=1处取到极小值 B.当k=1时,f(x)在x=1处取到极大值 C.当k=2时,f(x)在x=1处取到极小值 D.当k=2时,f(x)在x=1处取到极大值

解析:①当k=1时,f(x)=(ex-1)(x-1),此时f′(x)=ex(x-1)+(ex-1)=ex·x-1,且f′(1)=e-1≠0,∴A,B项均错;②当k=2时,f(x)=(ex-1)·(x-1)2,此时f′(x)=ex(x-1)2+(2x-2)(ex-1)=ex·x2-2x-ex+2=ex(x+1)(x-1)-2(x-1)=(x-1)[ex(x+1)-2],易知g(x)=ex(x+1)-2的零点介于0,1之间,不妨设为x0,则有

x f′(x) f(x) (-∞,x0) + x0 0 极大值 (x0,1) - 1 0 极小值 (1,+∞) + 故f(x)在x=1处取得极小值. 答案:C

3.已知函数y=x3+ax2+bx+27在x=-1处有极大值,在x=3处有极小值,则a=________,b=________.

解析:y′=3x2+2ax+b,方程y′=0有根-1及3, 由根与系数的关系应有

?

?b?-3=3

2a

-1+3=-

3

??a=-3,∴?.

?b=-9?

答案:-3 -9

4.已知函数f(x)=x3+bx2+cx+d(b,c,d为常数),当k∈(-∞,0)∪(4,+∞)时,f(x)-k=0只有一个实根;当k∈(0,4)时,f(x)-k=0有3个相异实根,现给出下列四个命题:

①f(x)-4=0和f′(x)=0有一个相同的实根;

5

②f(x)=0和f′(x)=0有一个相同的实根;

③f(x)-3=0的任一实根大于f(x)-1=0的任一实根; ④f(x)+5=0的任一实根小于f(x)-2=0的任一实根. 其中正确命题的序号是________.

解析:由题意y=f(x)图象应为先增后减再增,极大值为4,极小值为0,f(x)-k=0的根的问题可转化为f(x)=k,即y=k和y=f(x)图象交点个数问题.根据图象可知答案为:①②④.

答案:①②④

1

5.设f(x)=2x3+ax2+bx+1的导数为f′(x),若函数y=f′(x)的图象关于直线x=-对

2称,且f′(1)=0.

(1)求实数a,b的值; (2)求函数f(x)的极值.

解析:(1)因为f(x)=2x3+ax2+bx+1, 故f′(x)=6x2+2ax+b.

aaa

x+?2+b-,即y=f′(x)关于直线x=-对称,从而f′(x)=6?从而由题设条件知-?6?66a1

=-,解得a=3. 62

又由于f′(1)=0,即6+2a+b=0,解得b=-12. (2)由(1)知f(x)=2x3+3x2-12x+1, f′(x)=6x2+6x-12=6(x-1)(x+2). 令f′(x)=0,即6(x-1)(x+2)=0, 解得x1=-2,x2=1.

当x∈(-∞,-2)时,f′(x)>0,故f(x)在(-∞,-2)上为增函数; 当x∈(-2,1)时,f′(x)<0,故f(x)在(-2,1)上为减函数;

2

6

当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,故f(x)在(1,+∞)上为增函数.

从而函数f(x)在x1=-2处取得极大值f(-2)=21,在x2=1处取得极小值f(1)=-6. 1

6.已知函数f(x)=ln x,g(x)=x2+a(a为常数),直线l与函数f(x), g(x)的图象都相切,

2且l与函数f(x)图象的切点的横坐标为1.

(1)求直线l的方程及a的值;

(2)当k>0时,试讨论方程f(1+x2)-g(x)=k的解的个数.

解析:(1)由直线l与函数f(x)图象的切点的横坐标为1,得f′(1)=1,即直线l的斜率为1,则切点为(1,f(1)),即(1,0),

∴直线l的方程为y=x-1.① ∵g′(x)=x,且切线l的斜率为1, 1

1,+a?, ∴切点为??2?

1?1

+a=x-1,即y=x-+a.② 则直线l:y-??2?211

由①②可得-+a=-1,∴a=-. 22(2)∵f(1+x2)-g(x)=k, 11

即ln(1+x2)-x2+=k.

22

11

设y1=ln(1+x2)-x2+,y2=k,

22x?1-x??x+1?

则y1′=-x=.

1+x21+x2

2x

令y1′=0,得x1=0,x2=1,x3=-1,当x变化时,y1′,y1的变化情况,列表如下: x y1′ y1 函数y1的大致图象如图: (-∞,-1) + -1 0 极大值ln 2 (-1,0) - 0 0 1极小值 2(0,1) + 1 0 极大值ln 2 (1,+∞) - 7

方程y1=y2,

①当0

2时,有2个解;

②当k=1

2时,有3个解;

③当1

2

④当k=ln 2时,有2个解; ⑤当k>ln 2时,没有解. 8