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第二章 第十一节 第二课时 导数与函数的极值、最值

课时规范练A 组 基础对点练1.设a ∈R ,若函数y =e x +ax ,x ∈R 有大于零的极值点,则( )A .a <-1B .a >-1C .a >-1eD .a <-1e解析:∵y =e x +ax ,∴y ′=e x +a .∵函数y =e x +ax 有大于零的极值点,则方程y ′=e x +a =0有大于零的解,∵x >0时,-e x <-1,∴a =-e x <-1.选A.答案:A2.已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +a 2在x =1处有极值10,则f (2)等于( )A .11或18B .11C .18D .17或18 解析:∵函数f (x )=x 3+ax 2+bx +a 2在x =1处有极值10,∴f (1)=10,且f ′(1)=0,f ′(x )=3x 2+2ax +b ,即⎩⎪⎨⎪⎧ 1+a +b +a 2=10,3+2a +b =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =-3,b =3,或⎩⎪⎨⎪⎧a =4,b =-11. 而当⎩⎪⎨⎪⎧a =-3,b =3时,f ′(x )=3x 2-6x +3=3(x -1)2,x ∈(-∞,1),f ′(x )>0,x ∈(1,+∞),f ′(x )>0,故舍去.∴f (x )=x 3+4x 2-11x +16,∴f (2)=18.选C.答案:C3.(2019·岳阳模拟)下列函数中,既是奇函数又存在极值的是( )A .y =x 3B .y =ln(-x )C.y=x e-x D.y=x+2 x解析:A、B为单调函数,不存在极值,C不是奇函数,故选D.答案:D4.若a>0,b>0,且函数f(x)=4x3-ax2-2bx+2在x=1处有极值,若t=ab,则t的最大值为()A.2 B.3C.6 D.9解析:∵f(x)=4x3-ax2-2bx+2,∴f′(x)=12x2-2ax-2b,又∵f(x)在x=1处有极值,∴f′(1)=12-2a-2b=0⇒a+b=6,∵a>0,b>0,a+b≥2ab,∴ab≤9,当且仅当a=b=3时等号成立.故选D.答案:D5.已知f(x)=2x3-6x2+m(m为常数)在[-2,2]上有最大值3,那么此函数在[-2,2]上的最小值是()A.-37 B.-29C.-5 D.以上都不对解析:f′(x)=6x2-12x=6x(x-2),所以f(x)在[-2,0]上单调递增,在(0,2]上单调递减.所以x=0为极大值点,也为最大值点.所以f(0)=m=3,所以m=3.所以f(-2)=-37,f(2)=-5.所以最小值是-37.答案:A6.设函数f(x)=ax2+bx+c(a,b,c∈R).若x=-1为函数f(x)e x的一个极值点,则下列图象不可能为y=f(x)图象的是()解析:因为[f (x )e x ]′=f ′(x )e x +f (x )(e x )′=[f (x )+f ′(x )]e x ,且x =-1为函数f (x )e x 的一个极值点,所以f (-1)+f ′(-1)=0;选项D 中,f (-1)>0,f ′(-1)>0,不满足f ′(-1)+f (-1)=0.答案:D7.函数y =2x -1x 2的极大值是________.解析:y ′=2+2x 3,令y ′=0,得x =-1.当x <-1时,y ′>0;当-1<x <0时,y ′<0.当x >0,y ′>0, 所以当x =-1时,y 取极大值-3.答案:-38.已知函数y =f (x )=x 3+3ax 2+3bx +c 在x =2处有极值,其图象在x =1处的切线平行于直线6x +2y +5=0,则f (x )的极大值与极小值之差为________. 解析:因为y ′=3x 2+6ax +3b ,⎩⎪⎨⎪⎧ 3×22+6a ×2+3b =0,3×12+6a +3b =-3⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =0. 所以y ′=3x 2-6x ,令3x 2-6x =0,则x =0或x =2.所以f (x )极大值-f (x )极小值=f (0)-f (2)=4.答案:49.已知函数f (x )=x 3+mx 2+(m +6)x +1既存在极大值又存在极小值,则实数m 的取值范围是________.解析:因为f ′(x )=3x 2+2mx +(m +6),所以Δ=4m 2-4×3(m +6)>0,解得m >6或m <-3,所以实数m 的取值范围是(-∞,-3)∪(6,+∞).答案:(-∞,-3)∪(6,+∞)10.已知函数f (x )=e x (ax +b )-x 2-4x ,曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程为y =4x +4.(1)求a ,b 的值;(2)讨论f (x )的单调性,并求f (x )的极大值.解析:(1)f ′(x )=e x (ax +a +b )-2x -4.由已知得f (0)=4,f ′(0)=4,故b =4,a +b =8.从而a =4,b =4.(2)由(1)知f (x )=4e x (x +1)-x 2-4x ,f ′(x )=4e x (x +2)-2x -4=4(x +2)⎝ ⎛⎭⎪⎫e x -12. 令f ′(x )=0,得x =-ln 2或x =-2.从而当x ∈(-∞,-2)∪(-ln 2,+∞)时,f ′(x )>0;当x ∈(-2,-ln 2)时,f ′(x )<0.故f (x )在(-∞,-2),(-ln 2,+∞)上单调递增,在(-2,-ln 2)上单调递减.当x =-2时,函数f (x )取得极大值,极大值为f (-2)=4(1-e -2).B 组 能力提升练11.已知e 为自然对数的底数,设函数f (x )=(e x -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:当k =1时,f (x )=(e x -1)(x -1),0,1是函数f (x )的零点.当0<x <1时,f (x )=(e x -1)(x -1)<0,当x >1时,f (x )=(e x -1)(x -1)>0,1不会是极值 点.当k =2时,f (x )=(e x -1)(x -1)2,零点还是0,1,但是当0<x <1,x>1时,f (x )>0,由极值的概念,知选C.答案:C12.若0<x 1<x 2<1,则( )A .e x 2-e x 1>ln x 2-ln x 1B .e x 1-e x 2<ln x 2-ln x 1C .x 2e x 1>x 1e x 2D .x 2e x 1<x 1e x 2解析:令f (x )=e x x ,则f ′(x )=x e x -e x x 2=e x(x -1)x 2.当0<x <1时,f ′(x )<0,即f (x )在(0,1)上单调递减,∵0<x 1<x 2<1,∴f (x 2)<f (x 1),即e x 2x 2<e x 1x 1,∴x 2e x 1>x 1e x 2,故选C. 答案:C13.已知奇函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ e x x-1(x >0),h (x )(x <0)则函数h (x )的最大值为__________.解析:先求出x >0时,f (x )=e x x -1的最小值.当x >0时,f ′(x )=e x(x -1)x 2,∴x ∈(0,1)时,f ′(x )<0,函数单调递减,x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0,函数单调递增,∴x =1时,函数取得极小值即最小值,为e -1,∴由已知条件得h (x )的最大值为1-e.答案:1-e14.若函数f (x )=x 3-3x 在区间(a,6-a 2)上有最小值,则实数a 的取值范围是________.解析:若f ′(x )=3x 2-3=0,则x =±1,且x =1为函数的极小值点,x =-1为函数的极大值点.函数f (x )在区间(a,6-a 2)上有最小值,则函数f (x )的极小值点必在区间(a,6-a 2)内,且左端点的函数值不小于f (1),即实数a 满足a <1<6-a 2且f (a )=a 3-3a ≥f (1)=-2.解a <1<6-a 2,得-5<a <1.不等式a3-3a≥f(1)=-2,即a3-3a+2≥0,a3-1-3(a-1)≥0,(a-1)(a2+a -2)≥0,即(a-1)2(a+2)≥0,即a≥-2,故实数a的取值范围为[-2,1).答案:[-2,1)15.已知a,b是实数,1和-1是函数f(x)=x3+ax2+bx的两个极值点.(1)求a和b的值.(2)设函数g(x)的导函数g′(x)=f(x)+2,求g(x)的极值点.解析:(1)由题设知f′(x)=3x2+2ax+b,且f′(-1)=3-2a+b=0,f′(1)=3+2a+b=0,解得a=0,b=-3.将a=0,b=-3代入检验知符合题意.(2)由(1)知f(x)=x3-3x.因为f(x)+2=(x-1)2(x+2),所以g′(x)=0的根为x1=x2=1,x3=-2,于是函数g(x)的极值点只可能是x=1或x=-2.当x<-2时,g′(x)<0;当-2<x<1时,g′(x)>0,故x=-2是g(x)的极小值点.当-2<x<1或x>1时,g′(x)>0,故x=1不是g(x)的极值点.所以g(x)的极小值点为x=-2,无极大值点.16.已知函数f(x)=a6x3-a4x2-ax-2的图象过点A(4,103).(1)求函数f(x)的单调区间.(2)若函数g(x)=f(x)-2m+3有3个零点,求m的取值范围.解析:(1)因为函数f(x)=a6x3-a4x2-ax-2的图象过点A(4,103).所以32a3-4a-4a-2=103,解得a=2,即f(x)=13x3-12x2-2x-2,所以f′(x)=x2-x-2.由f′(x)=x2-x-2<0,解得-1<x<2;由f′(x)>0,得x<-1或x>2.所以函数f (x )的递减区间是(-1,2),递增区间是(-∞,-1),(2,+∞).(2)由(1)知f (x )的极大值=f (-1)=-13-12+2-2=-56,同理,f (x )的极小值=f (2)=83-2-4-2=-163,由数形结合思想,要使函数g (x )=f (x )-2m +3有三个零点,则-163<2m -3<-56,解得-76<m <1312.所以m 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫-76,1312.。

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