8、析:由題意可知函數(shù)f(x)的單調(diào)增區(qū)間為(-1,0),(2,4);單調(diào)減區(qū)間為(0,2),(4,5),且f(x)的極小值為f(2),由于f(2)未知,故①④均錯(cuò)誤,又因?yàn)閒(x)的最大值為f(0)=f(4)=2,故③錯(cuò)誤.[來(lái)源:]
答案:②
10.(2013·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)已知函數(shù)f(x)=ex(ax+b)-x2-4x,曲線y=f(x)在點(diǎn)(0,f(0))處的切線方程為y=4x+4.
(1)求a,b的值;
(2)討論f(x)的單調(diào)性,并求f(x)的極大值.
解:(1)f′(x)=ex(ax+a+b)-2x-4.由已知得f(0)=4,f′(0)=4.
故b=4,a+b=8.從而a
9、=4,b=4.[來(lái)源:]
(2)由(1)知,f(x)=4ex(x+1)-x2-4x,f′(x)=4ex(x+2)-2x-4=4(x+2).
令f′(x)=0得,x=-ln 2或x=-2.從而當(dāng)x∈(-∞,-2)∪(-ln 2,+∞)時(shí),f′(x)>0;
當(dāng)x∈(-2,-ln 2)時(shí),f′(x)<0.故f(x)在(-∞,-2),(-ln 2,+∞)上單調(diào)遞增,在(-2,-ln 2)上單調(diào)遞減.
當(dāng)x=-2時(shí),函數(shù)f(x)取得極大值,極大值為f(-2)=4(1-e-2).
11.已知函數(shù)f(x)=ax3+bx+c在點(diǎn)x=2處取得極值c-16.
(1)求a,b的值;
(2)若f(x)有
10、極大值28,求f(x)在[-3,3]上的最小值.
解:(1)因?yàn)閒(x)=ax3+bx+c,所以f′(x)=3ax2+b,
由于f(x)在點(diǎn)x=2處取得極值c-16,
故有即
化簡(jiǎn)得解得經(jīng)檢驗(yàn)符合題意.
故a=1,b=-12.
(2)由(1)知f(x)=x3-12x+c,f′(x)=3x2-12=3(x-2)(x+2).令f′(x)=0,得x1=-2,x2=2.
當(dāng)x∈(-∞,-2)時(shí),f′(x)>0,故f(x)在(-∞,-2)上為增函數(shù);[來(lái)源:]
當(dāng)x∈(-2,2)時(shí),f′(x)<0,故f(x)在(-2,2)上為減函數(shù);
當(dāng)x∈(2,+∞)時(shí),f′(x)>0,故f(x)在
11、(2,+∞)上為增函數(shù).
由此可知f(x)在x1=-2處取得極大值f(-2)=16+c,在x2=2處取得極小值f(2)=c-16.
由題設(shè)條件知16+c=28,解得c=12.
此時(shí)f(-3)=9+c=21,f(3)=-9+c=3,f(2)=c-16=-4,
因此f(x)在[-3,3]上的最小值為f(2)=-4.
12.已知函數(shù)f(x)=ln x-ax2+x,a∈R.
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)是否存在實(shí)數(shù)a,使得函數(shù)f(x)的極值大于0?若存在,求a的取值范圍;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
解:(1)由題意得,函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?0,+∞),f′(x)=-ax+1=
12、-.
①當(dāng)a=0時(shí),f′(x)=,∵x>0,∴f′(x)>0.∴函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,+∞).
②當(dāng)a≠0時(shí),令f′(x)=0,得-=0,∵x>0,∴ax2-x-1=0,Δ=1+4a.
(ⅰ)當(dāng)Δ≤0,即a≤-時(shí),得ax2-x-1≤0,故f′(x)≥0,∴函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,+∞).
(ⅱ)當(dāng)Δ>0,即a>-時(shí),方程ax2-x-1=0的兩個(gè)實(shí)根分別為x1=,x2=.若-0.
∴函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,+∞),
若a>0,則x1<0,x2>0,此時(shí),當(dāng)x∈(0,x2)時(shí),f′(
13、x)>0,當(dāng)x∈(x2,+∞)時(shí),f′(x)<0.
∴函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為.
綜上所述,當(dāng)a>0時(shí),函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為;當(dāng)a≤0時(shí),函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,+∞),無(wú)單調(diào)遞減區(qū)間.
(2)由(1)得,當(dāng)a≤0時(shí),函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,故函數(shù)f(x)無(wú)極值;
當(dāng)a>0時(shí),函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為,則f(x)有極大值,極大值為f(x2)=ln x2-ax+x2,其中x2=.
而ax-x2-1=0,即ax=x2+1,∴f(x2)=ln x2+.設(shè)函數(shù)h(x)=ln x+(x>0),則h′(x)=
14、+>0,則h(x)=ln x+在(0,+∞)上為增函數(shù).
又h(1)=0,則h(x)>0等價(jià)于x>1.∴f(x2)=ln x2+>0等價(jià)于x2>1.即當(dāng)a>0時(shí),方程ax2-x-1=0的正根大于1.
設(shè)φ(x)=ax2-x-1,由于φ(x)的圖象是開(kāi)口向上的拋物線,且經(jīng)過(guò)點(diǎn)(0,-1),對(duì)稱(chēng)軸x=>0,則只需φ(1)<0,即a-1-1<0,解得a<2,又a>0,所以0
15、當(dāng)x1成立?若存在,求a的取值范圍;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
解:(1)f′(x)=(1+x)ex.令f′(x)=0,得x=-1.f′(x),f(x)隨x的變化情況如下:
x
(-∞,-1)
-1
(-1,+∞)
f′(x)
-
0
+
f(x)
↘
極小值
↗
∴f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間是(-∞,-1),單調(diào)遞增區(qū)間是(-1,+∞);
f(x)極小值=f(-1)=-.
(2) 設(shè)g(x)=,由題意,對(duì)任意的x1、x2∈(a,+∞),當(dāng)x1g(x1),即y=g(x)在(a,+∞)上是單調(diào)遞增函數(shù).
(3) 又g′(x)====,∴?x∈(a,+∞),g′(x)≥0.
令h(x)=x2ex-axex-aex+aea,h′(x)=2xex+x2ex-a(1+x)ex-aex=x(x+2)ex-a(x+2)ex=(x+2)(x-a)ex.若a≥-2,當(dāng)x>a時(shí),h′(x)>0,h(x)為(a,+∞)上的單調(diào)遞增函數(shù),∴h(x)>h(a)=0,不等式成立.若a<-2,當(dāng)x∈(a,-2)時(shí),h′(x)<0,h(x)為(a,-2)上的單調(diào)遞減函數(shù),∴?x0∈(a,-2),h(x0)