9.函数f(x)=x3+x2-3x-4在[0,2]上的最小值是________.
答案:
-
解析:
f′(x)=x2+2x-3,令f′(x)=0得x=1或x=-3(舍去),又f(0)=-4,f
(1)=-,f
(2)=-,故f(x)在[0,2]上的最小值是f
(1)=-.
10.[2017·广东广州模拟]已知f(x)=x3+3ax2+bx+a2在x=-1时有极值0,则a-b=________.
答案:
-7
解析:
由题意,得f′(x)=3x2+6ax+b,则解得或经检验当a=1,b=3时,函数f(x)在x=-1处无法取得极值,而a=2,b=9满足题意,故a-b=-7.
11.已知f(x)=x3-6x2+9x-abc,a<b<c,且f(a)=f(b)=f(c)=0.现给出如下结论:
①f(0)f
(1)>0; ②f(0)f
(1)<0;
③f(0)f(3)>0; ④f(0)f(3)<0.
其中正确结论的序号是________.
答案:
②③
解析:
∵f′(x)=3x2-12x+9=3(x-1)(x-3),
由f′(x)<0,得1<x<3;
由f′(x)>0,得x<1或x>3.
∴f(x)在区间(1,3)上是减函数,在区间(-∞,1),(3,+∞)上是增函数.
又a<b<c,f(a)=f(b)=f(c)=0,
∴y极大值=f
(1)=4-abc>0,
y极小值=f(3)=-abc<0.∴0<abc<4.
∴a,b,c均大于零,或者a<0,b<0,c>0.又x=1,x=3为函数f(x)的极值点,后一种情况不可能成立,如图.
∴f(0)<0.∴f(0)f
(1)<0,f(0)f(3)>0.
∴正确结论的序号是②③.
[冲刺名校能力提升练]
1.若函数f(x)=x3+x2-在区间(a,a+5)上存在最小值,则实数a的取值范围是( )
A.[-5,0)B.(-5,0)
C.[-3,0)D.(-3,0)
答案:
C
解析:
由题意,f′(x)=x2+2x=x(x+2),故f(x)在(-∞,-2),(0,+∞)上是增函数,在(-2,0)上是减函数,作出其图象如图所示,令x3+x2-=-得,x=0或x=-3,则结合图象可知,解得a∈[-3,0),故选C.
2.[2017·山东师大附中月考]若函数f(x)=x3-tx2+3x在区间[1,4]上单调递减,则实数t的取值范围是( )
A.B.(-∞,3]
C.D.[3,+∞)
答案:
C
解析:
f′(x)=3x2-2tx+3,由于f(x)在区间[1,4]上单调递减,则有f′(x)≤0在[1,4]上恒成立,即3x2-2tx+3≤0,即t≥在[1,4]上恒成立.
因为y=在[1,4]上单调递增,
所以t≥=.
3.[2017·河北衡水中学月考]定义在R上的函数f(x)满足:
f′(x)>1-f(x),f(0)=6,f′(x)是f(x)的导函数,则不等式exf(x)>ex+5(其中e为自然对数的底数)的解集为( )
A.(0,+∞)
B.(-∞,0)∪(3,+∞)
C.(-∞,0)∪(1,+∞)
D.(3,+∞)
答案:
A
解析:
设g(x)=exf(x)-ex,(x∈R),则g′(x)=exf(x)+exf′(x)-ex=ex[f(x)+f′(x)-1],
∵f′(x)>1-f(x),
∴f(x)+f′(x)-1>0,∴g′(x)>0,
∴y=f(x)在定义域上单调递增,
∵exf(x)>ex+5,∴g(x)>5,
又∵g(0)=e0f(0)-e0=6-1=5,
∴g(x)>g(0),∴x>0,
∴不等式的解集为(0,+∞).故选A.
4.若函数f(x)=-x3+x2+2ax在上存在单调递增区间,则a的取值范围是________.
答案:
解析:
对f′(x)求导,得
f′(x)=-x2+x+2a=-2++2a.
当x∈时,
f′(x)的最大值为f′=+2a.
令+2a>0,解得a>-.
所以a的取值范围是.
5.[2017·湖北武汉调研]已知函数f(x)=ax2+bx-lnx(a>0,b∈R).
(1)设a=1,b=-1,求f(x)的单调区间;
(2)若对任意的x>0,f(x)≥f
(1),试比较lna与-2b的大小.
解:
(1)由f(x)=ax2+bx-lnx,x∈(0,+∞),
得f′(x)=.
∵a=1,b=-1,
∴f′(x)==(x>0).
令f′(x)=0,得x=1.
当0<x<1时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
当x>1时,f′(x)>0,f(x)单调递增.
∴f(x)的单调递减区间是(0,1),f(x)的单调递增区间是(1,+∞).
(2)由题意可知,f(x)在x=1处取得最小值,即x=1是f(x)的极值点,
∴f′
(1)=0,∴2a+b=1,即b=1-2a.
令g(x)=2-4x+lnx(x>0),则g′(x)=.
令g′(x)=0,得x=.
当0<x<时,g′(x)>0,g(x)单调递增;
当x>时,g′(x)<0,g(x)单调递减.
∴g(x)≤g=1+ln=1-ln4<0,
∴g(a)<0,即2-4a+lna=2b+lna<0,
故lna<-2b.
6.已知函数f(x)=
(1)求f(x)在区间(-∞,1)上的极小值和极大值点;
(2)求f(x)在[-1,e](e为自然对数的底数)上的最大值.
解:
(1)当x<1时,f′(x)=-3x2+2x=-x(3x-2),
令f′(x)=0,解得x=0或x=.
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表.
x
(-∞,0)
0
f′(x)
-
0
+
0
-
f(x)
极小值
极大值
故当x=0时,函数f(x)取得极小值为f(0)=0,函数f(x)的极大值点为x=.
(2)①当-1≤x<1时,由
(1)知,函数f(x)在[-1,0]和上单调递减,在上单调递增.
因为f(-1)=2,f=,f(0)=0,
所以f(x)在[-1,1)上的最大值为2.
②当1≤x≤e时,f(x)=alnx,当a≤0时,f(x)≤0;当a>0时,f(x)在[1,e]上单调递增,则f(x)在[1,e]上的最大值为f(e)=a.
综上所述,当a≥2时,f(x)在[-1,e]上的最大值为a;当a<2时,f(x)在[-1,e]上的最大值为2.