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【成才之路】-学年高中数学1.3.3函数的最大(小)值与导数同步测试新人教A版选修2-2一、选择题1.函数y=2x3-3x2-12x+5在[-2,1]上的最大值、最小值分别是()A.12;-8 B.1;-8C.12;-15 D.5;-16[答案]A[解析]y′=6x2-6x-12,由y′=0⇒x=-1或x=2(舍去).x=-2时y=1;x=-1时y=12;x=1时y=-8.∴ymax=12,ymin=-8.故选A.2.(·北京东城区联考)如图是函数y=f(x)的导函数f′(x)的图象,则下面判断正确的是()A.在区间(-2,1)上f(x)是增函数 B.在(1,3)上f(x)是减函数C.在(4,5)上f(x)是增函数 D.当x=4时,f(x)取极大值[答案]C[解析]由导函数y=f′(x)的图象知,f(x)在(-2,1)上先减后增,在(1,3)上先增后减,在(4,5)上单调递增,x=4是f(x)的极小值点,故A、B、D错误,选C.3.(·安徽程集中学期中)已知函数f(x)(x∈R)满足f′(x)>f(x),则()A.f(2)<e2f(0) B.f(2)≤e2C.f(2)=e2f(0) D.f(2)>e2[答案]D[分析]所给四个选项实质是比较f(2)与e2f(0)的大小,即比较eq\f(f2,e2)与eq\f(f0,e0)的大小,故构造函数F(x)=eq\f(fx,ex)解决.[解析]设F(x)=eq\f(fx,ex),则F′(x)=eq\f(f′x-fx,ex)>0,∴F(x)在R上为增函数,故F(2)>F(0),∴eq\f(f2,e2)>eq\f(f0,e0),即f(2)>e2f4.函数f(x)=x(1-x2)在[0,1]上的最大值为()A.eq\f(2\r(3),9) B.eq\f(2\r(2),9)C.eq\f(3\r(2),9) D.eq\f(3,8)[答案]A[解析]f′(x)=1-3x2=0,得x=eq\f(\r(3),3)∈[0,1],∵feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),3)))=eq\f(2\r(3),9),f(0)=f(1)=0.∴f(x)max=eq\f(2\r(3),9).5.(·河南淇县一中模拟)设a∈R,若函数y=eax+3x,x∈R有大于零的极值点,则()A.a>-3 B.a<-3C.a>-eq\f(1,3) D.a<-eq\f(1,3)[答案]B[解析]y′=aeax+3,由条件知,方程aeax+3=0有大于零的实数根,∴0<-eq\f(3,a)<1,∴a<-3.6.(·开滦二中期中)若函数f(x)=x3-6bx+3b在(0,1)内有极小值,则实数b的取值范围是()A.(0,1) B.(-∞,1)C.(0,+∞) D.(0,eq\f(1,2))[答案]D[解析]f′(x)=3x2-6b,∵f(x)在(0,1)内有极小值,∴在(0,1)内存在点x0,使得在(0,x0)内f′(x)<0,在(x0,1)内f′(x)>0,由f′(x)=0得,x2=2b>0,∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(b>0,\r(2b)<1,))∴0<b<eq\f(1,2).7.(·抚顺市六校联合体期中)已知R上可导函数f(x)的图象如图所示,则不等式(x2-2x-3)f′(x)>0的解集为()A.(-∞,-2)∪(1,+∞) B.(-∞,-2)∪(1,2)C.(-∞,-1)∪(-1,0)∪(2,+∞) D.(-∞,-1)∪(-1,1)∪(3,+∞)[答案]D[解析]由f(x)的图象知,在(-∞,-1)上f′(x)>0,在(-1,1)上f′(x)<0,在(1,+∞)上f′(x)>0,又x2-2x-3>0的解集为(-∞,-1)∪(3,+∞),x2-2x-3<0的解集为(-1,3).∴不等式(x2-2x-3)f′(x)>0的解集为(-∞,-1)∪(-1,1)∪(3,+∞).二、填空题8.(·三亚市一中月考)曲线y=eq\f(x,2x-1)在点(1,1)处的切线为l,则l上的点到圆x2+y2+4x+3=0上的点的最近距离是________.[答案]2eq\r(2)-1[解析]y′|x=1=-eq\f(1,2x-12)|x=1=-1,∴切线方程为y-1=-(x-1),即x+y-2=0,圆心(-2,0)到直线的距离d=2eq\r(2),圆的半径r=1,∴所求最近距离为2eq\r(2)-1.9.已知函数f(x)=x(x-c)2在x=2处取极大值,则常数c的值为________.[答案]6[解析]f(x)=x(x-c)2=x3-2cx2+c2x,f′(x)=3x2-4cx+c2,令f′(2)=0解得c=2或6.当c=2时,f′(x)=3x2-8x+4=(3x-2)(x-2),故f(x)在x=2处取得极小值,不合题意舍去;当c=6时,f′(x)=3x2-24x+36=3(x2-8x+12)=3(x-2)(x-6),故f(x)在x=2处取得极大值.三、解答题10.(·淄博市临淄中学学分认定考试)已知函数f(x)=x3+ax2+bx+5,曲线y=f(x)在点P(1,f(1))处的切线方程为y=3x+1.(1)求a、b的值;(2)求y=f(x)在[-3,1]上的最大值.[解析](1)依题意可知点P(1,f(1))为切点,代入切线方程y=3x+1可得,f(1)=3×1+1=4,∴f(1)=1+a+b+5=4,即a+b=-2,又由f(x)=x3+ax2+bx+5得,f′(x)=3x2+2ax+b,而由切线y=3x+1的斜率可知f′(1)=3,∴3+2a+b=3,即2a+由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a+b=-2,,2a+b=0.))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a=2,,b=-4,))∴a=2,b=-4.(2)由(1)知f(x)=x3+2x2-4x+5,f′(x)=3x2+4x-4=(3x-2)(x+2),令f′(x)=0,得x=eq\f(2,3)或x=-2.当x变化时,f(x),f′(x)的变化情况如下表:x-3(-3,-2)-2(-2,eq\f(2,3))eq\f(2,3)(eq\f(2,3),1)1f′(x)+0-0+f(x)8增极大值减极小值增4∴f(x)的极大值为f(-2)=13,极小值为f(eq\f(2,3))=eq\f(95,27),又f(-3)=8,f(1)=4,∴f(x)在[-3,1]上的最大值为13.一、选择题11.函数f(x)=x4-4x(|x|<1)()A.有最大值,无最小值 B.有最大值,也有最小值C.无最大值,有最小值 D.既无最大值,也无最小值[答案]D[解析]f′(x)=4x3-4=4(x-1)(x2+x+1).令f′(x)=0,得x=1.又x∈(-1,1)且1∉(-1,1),∴该方程无解,故函数f(x)在(-1,1)上既无极值也无最值.故选D.12.(·海淀区高二期中)函数f(x)在其定义域内可导,其图象如图所示,则导函数y=f′(x)的图象可能为()[答案]C[解析]由图象知,f(x)在x<0时,图象增→减→增,x>0时,单调递增,故f′(x)在x<0时,其值为+→-→+,在x>0时为+,故选C.13.若函数f(x)=x3-12x在区间(k-1,k+1)上不是单调函数,则实数k的取值范围是()A.k≤-3或-1≤k≤1或k≥3 B.-3<k<-1或1<k<3C.-2<k<2 D.不存在这样的实数[答案]B[解析]因为y′=3x2-12,由y′>0得函数的增区间是(-∞,-2)和(2,+∞),由y′<0得函数的减区间是(-2,2),由于函数在(k-1,k+1)上不是单调函数,所以有k-1<-2<k+1或k-1<2<k+1,解得-3<k<-1或1<k<3,故选B.14.函数f(x)=x3+ax-2在区间[1,+∞)上是增函数,则实数a的取值范围是()A.[3,+∞) B.[-3,+∞)C.(-3,+∞) D.(-∞,-3)[答案]B[解析]∵f(x)=x3+ax-2在[1,+∞)上是增函数,∴f′(x)=3x2+a≥0在[1,+∞)上恒成立,即a≥-3x2在[1,+∞)上恒成立,又∵在[1,+∞)上(-3x2)max=-3,∴a≥-3,故应选B.二、填空题15.(·苏州五中高二期中)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,f(1)=0,当x>0时,有eq\f(xf′x-fx,x2)>0,则不等式x2f(x)>0的解集是________.[答案](-1,0)∪(1,+∞)[解析]令g(x)=eq\f(fx,x)(x≠0),∵x>0时,eq\f(xf′x-fx,x2)>0,∴g′(x)>0,∴g(x)在(0,+∞)上为增函数,又f(1)=0,∴g(1)=f(1)=0,∴在(0,+∞)上g(x)>0的解集为(1,+∞),∵f(x)为奇函数,∴g(x)为偶函数,∴在(-∞,0)上g(x)<0的解集为(-1,0),由x2f(x)>0得f(x)>0,∴f(x)>0的解集为(-1,0)∪三、解答题16.(·陕西师大附中一模)设函数f(x)=ex-eq\f(k,2)x2-x.(1)若k=0,求f(x)的最小值;(2)若k=1,讨论函数f(x)的单调性.[解析](1)k=0时,f(x)=ex-x,f′(x)=ex-1.当x∈(-∞,0)时,f′(x)<0;当x∈(0,+∞)时,f′(x)>0,所以f(x)在(-∞,0)上单调减小,在(0,+∞)上单调增加,故f(x)的最小值为f(0)=1.(2)若k=1,则f(x)=ex-eq\f(1,2)x2-x,定义域为R.∴f′(x)=ex-x-1,令g(x)=ex-x-1,则g′(x)=ex-1,由g′(x)≥0得x≥0,所以g(x)在[0,+∞)上单调递增,由g′(x)<0得x<0,所以g(x)在(-∞,0)上单调递减,∴g(x)min=g(0)=0,即f′(x)min=0,故f′(x)≥0.所以f(x)在R上单调递增.17.(·沈阳市模拟)设函数f(x)=x3+ax2+x+1,a∈R.(1)若x=1时,函数f(x)取得极值,求函数f(x)的图像在x=-1处的切线方程;(2)若函数f(x)在区间(eq\f(1,2),1)内不单调,求实数a的取值范围.[解析](1)f′(x)=3x2+2ax+1,由f′(1)=0,得a=-2,∴f(x)=x3-2x2+x+1,当x=-1时,y=-3,即切点(-1,-3),k=f′(x0)=3xeq\o\al(2,0)-4x0+1令x0=-1得k=8,∴切线方程为8x-y+5=0.(2)f(x)在区间(eq\f(1,2),1)内不单调,即f′(x)=0在(eq\f(1,2),1)有解,所以3x2+2ax+1=0,2ax=-3x2-1,由x∈(eq\f(1,2),1),2a=-3x-eq\f(1,x),令h(x)=-3x-eq\f(1,x),∴h′(
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