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有关极值点的几个题目

关于极值点与零点的几个题

一.解答题(共7小题)

1.已知函数.

(1)若y=f(x)在(0,+∞)恒单调递减,求a的取值范围;

(2)若函数y=f(x)有两个极值点x1,x2(x12.

2.已知函数f(x)=xlnx﹣x2﹣x+a(a∈R)在定义域内有两个不同的极值点

(1)求a的取值范围;

(2)记两个极值点x1,x2,且x10,若不等式x1?

x2λ>e1+λ恒成立,求λ的取值范围.

3.已知函数f(x)=ln﹣ax2+x,

(1)讨论函数f(x)的极值点的个数;

2)若f(x)有两个极值点x1,x2,证明:

f(x1)+f(x2)>3﹣4ln2.

4.已知函数f(x)=(e为自然对数的底数).

(1)若a=,求函数f(x)的单调区间;

(2)若f

(1)=1,且方程f(x)=1在(0,1)内有解,求实数a的取值范围.

5.已知函数f(x)=lnx﹣ax.

Ⅰ)若函数f(x)在(1,+∞)上单调递减,求实数a的取值范围;

Ⅱ)当a=1时,函数

有两个零点x1,x2,且x1

x1+x2>1.

6.已知f(x)=ln(mx+1)﹣2(m≠0).

(1)讨论f(x)的单调性;

(2)若m>0,g(x)=f(x)+存在两个极值点x1,x2,且g(x1)+g(x2)

<0,求m的取值范围.

7.已知函数f(x)=x(lnx﹣ax)(a∈R),g(x)=f′(x).

(1)若曲线y=f(x)在点(1,f

(1))处的切线与直线3x﹣y﹣1=0平行,求实数a的值;

2)若函数F(x)=g(x)+x2有两个极值点x1,x2,且x1

f

x2)﹣1

关于极值点的几个题目有点难

参考答案与试题解析

一.解答题(共7小题)

1.(2017?

达州模拟)已知函数.

(1)若y=f(x)在(0,+∞)恒单调递减,求a的取值范围;

(2)若函数y=f(x)有两个极值点x1,x2(x12.

【分析】

(1)求出函数的导数,问题转化为,令

,根据函数的单调性求出g(x)的最大值,从而求出a的范围即可;

(2)求出函数f(x)的导数,令F(x)=f'(x)=lnx﹣ax+1,求出函数F(x)的导数,通过讨论a的范围求出a的范围,证明即可.

【解答】解:

(1)因为f'(x)=lnx﹣ax+1(x>0),

所以由f'(x)≤0在(0,+∞)上恒成立得,

令,易知g(x)在(0,1)单调递增(1,+∞)单调

递减,

所以a≥g

(1)=1,

即得:

a≥1⋯(5分)

(2)函数y=f(x)有两个极值点x1,x2(x1

即y=f'(x)有两个不同的零点,且均为正,f'(x)=lnx﹣ax+1(x>0),

令F(x)=f'(x)=lnx﹣ax+1,由可知

1)a≤0时,函数y=f(x)在(0,+∞)上是增函数,不可能有两个零点.

此时为函数的极大值,也是最大值.

当时,最多有一个零点,所以才可能有两个零点,

得:

0

 

,φ(a)在(0,1)上单

调递增,所以φ(a)<φ

(1)=3﹣e2,即

综上,所以a的取值范围是(0,1)⋯(8分)

面证明x1+x2>2

由于y=F(x)在是增函数在是减函数,,可构造

成立.

12

所以成立

分)【点评】本题考查了函数的单调性、最值问题,考查导数的应用以及分类讨论思想,转化思想,是一道综合题.

2.(2017?

天心区校级一模)已知函数f(x)=xlnx﹣x2﹣x+a(a∈R)在定义域内有两个不同的极值点

1)求a的取值范围;

2)记两个极值点x1,x2,且x10,若不等式x1?

x2λ>e1+λ恒成

立,求λ的取值范围.

有两个不同交点;

 

,t∈(0,

在t∈(0,1)上恒成立.令h(t)=lnt﹣

1),

根据函数的单调性求出即可.

【解答】解:

(1)由题意知,函数f(x)的定义域为(0,+∞),

方程f′(x)=0在(0,+∞)有两个不同根,即方程lnx﹣ax=0在(0,+∞)

有两个不同根;转化为函数y=lnx与函数y=ax的图象在(0,+∞)上有两个不同交点,

如图示:

可见,若令过原点且切于函数y=lnx图象的直线斜率为k,只须0

令切点A(x0,lnx0),

 

故=,解得,x0=e,

故k=,故0

2)因为e1+λ

x2λ等价于1+λ

(1)可知x1,x2分别是方程lnx﹣ax=0的两个根,即lnx1=ax1,lnx2=ax2

所以原式等价于1+λ0,0

又由lnx1=ax1,lnx2=ax2作差得,ln=a(x1﹣x2),

所以原式等价于

 

令t=,t∈(0,1),

则不等式lnt<在t∈(0,1)上恒成立.

令h(t)=lnt﹣,t∈(0,1),

又h′(t)=,

当λ2≥1时,可见t∈(0,1)时,h′(t)>0,

所以h(t)在t∈(0,1)上单调增,又h

(1)=0,h(t)<0在t∈(0,1)恒成立,符合题意.

当λ2<1时,可见t∈(0,λ2)时,h′(t)>0,t∈(λ2,1)时h′(t)<0,所以h(t)在t∈(0,λ2)时单调增,在t∈(λ2,1)时单调减,又h

(1)=0,

所以h(t)在t∈(0,1)上不能恒小于0,不符合题意,舍去.综上所述,若不等式e1+λ<x1?

x2λ恒成立,只须λ2≥1,又λ>0,所以λ≥1.【点评】本题考查了导数的综合应用及分类讨论,转化思想,数形结合的思想方法的应用,是一道综合题.

3.(2017?

湖北模拟)已知函数f(x)=ln﹣ax2+x,

(1)讨论函数f(x)的极值点的个数;

(2)若f(x)有两个极值点x1,x2,证明:

f(x1)+f(x2)>3﹣4ln2.

【分析】

(1)求出函数的导数,通过讨论a的范围,得到函数的单调区间,从而求出函数的极值的个数;

(2)根据x1,x2是方程2ax2﹣x+1=0的两根,得到,,求出f(x1)+f(x2),根据函数的单调性证明即可.

【解答】解:

(1)由

得:

x∈(0,1),f′(x)<0,x∈

ⅰ)a=0时,

显然,x1>0,x2<0,f(x)在x=x1取得极小值,f(x)有一个极小值点.

ⅲ)a>0时,△=1﹣8a≤0即时,f′(x)≤0,

f(x)在(0,+∞)是减函数,f(x)无极值点.

当时,△=1﹣8a>0,令f′(x)=0,得当x∈(0,x1)和x∈(x2,+∞)f′(x)<0,x∈(x1,x2)时,f′(x)>0,∴f(x)在x1取得极小值,在x2取得极大值,所以f(x)有两个极值点.

综上可知:

(ⅰ)a≤0时,f(x)仅有一个极值点;

ⅱ)当时,f(x)无极值点;

ⅲ)当时,f(x)有两个极值点.

x1和极

2)证明:

(1)知,当且仅当a∈(0,)时,f(x)有极小值点

大值点x2,

且x1,x2是方程2ax2﹣x+1=0的两根,

∴f(x1)+f(x2)>3﹣4ln2.

思想,是一道综合题.

4.(2016?

包头校级三模)已知函数f(x)=(e为自然对数的底数)

(1)若a=,求函数f(x)的单调区间;

(2)若f

(1)=1,且方程f(x)=1在(0,1)内有解,求实数a的取值范围.【分析】

(1)若a=,求函数的导数,利用函数单调性和导数之间的关系即可求函数f(x)的单调区间;

(2)根据函数与方程之间的关系转化为函数存在零点问题,构造函数,求函数的导数,利用函数极值和函数零点之间的关系进行转化求解即可.

【解答】解:

(1)若a=,f(x)=(x2+bx+1)e﹣x,

则f′(x)=(2x+b)e﹣x﹣(x2+bx+1)e﹣x=﹣[x2+(b﹣2)x+1﹣b]e﹣x=﹣

x﹣1)[x﹣(1﹣b)]e﹣x,

由f′(x)=0得﹣(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]=0,即x=1或x=1﹣b,

1若1﹣b=1,即b=0时,f′(x)=﹣(x﹣1)2e﹣x≤0,此时函数单调递减,单调递减区间为(﹣∞,+∞).

2若1﹣b>1,即b<0时,由f′(x)=﹣(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]e﹣x>0得(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]<0,即1

由f′(x)=﹣(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]e﹣x<0得(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]>0,即x<1,或x>1﹣b,

此时函数单调递减,单调递减区间为(﹣∞,1),(1﹣b,+∞),

3若1﹣b<1,即b>0时,由f′(x)=﹣(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]e﹣x>0得(x

﹣1)[x﹣(1﹣b)]<0,即1﹣b

由f′(x)=﹣(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]e﹣x<0得(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]>0,即x<1﹣b,或x>1,

此时函数单调递减,单调递减区间为(﹣∞,1﹣b),(1,+∞).

(2)若f

(1)=1,则f

(1)=(2a+b+1)e﹣1=1,

即2a+b+1=e,则b=e﹣1﹣2a,

若方程f(x)=1在(0,1)内有解,

即方程f(x)=(2ax2+bx+1)e﹣x=1在(0,1)内有解,

即2ax2+bx+1=ex在(0,1)内有解,

即ex﹣2ax2﹣bx﹣1=0,

设g(x)=ex﹣2ax2﹣bx﹣1,则g(x)在(0,1)内有零点,设x0是g(x)在(0,1)内的一个零点,

则g(0)=0,g

(1)=0,知函数g(x)在(0,x0)和(x0,1)上不可能单调递增,也不可能单调递减,

设h(x)=g′(x),

则h(x)在(0,x0)和(x0,1)上存在零点,

即h(x)在(0,1)上至少有两个零点,g′(x)=ex﹣4ax﹣b,h′(x)=ex﹣4a,

当a≤时,h′(x)>0,h(x)在(0,1)上递增,h(x)不可能有两个及以上零点,

当a≥时,h′(x)<0,h(x)在(0,

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