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- 2021-06-24 发布
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§3.2 导数的应用
一、填空题(本大题共9小题,每小题6分,共54分)
1.函数f(x)=+x2-3x-4在[0,2]上的最小值是______.
2.(2010·南京模拟)函数y=x3-2ax+a在(0,1)内有极小值,则实数a的取值范围是_ _________.
3.已知函数f(x)=x3-x2-x,则f(-a2)与f(-1)的大小关系为______________.
4.已知y=x3+bx2+(b+2)x+3是R上的单调增函数,则b的取值范围是__________.
5.已知函数f(x)=x4-2x3+3m,x∈R,若f(x)+9≥0恒成立,则实数m的取值范围是________.
6.(2010·镇江模拟)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]上的最小值为________.
7.(2009·辽宁)若函数f(x)=在x=1处取极值,则a=________.
8.(2010·苏州3月质检)已知函数f(x)=(m-2)x2+(m2-4)x+m是偶函数,函数g(x)=-x3+2x2+mx+5在(-∞,+∞)内单调递减,则实数m=________.
9.已知某质点的运动方程为s(t)=t3+bt2+ct+d,如图所示是其运动轨迹的一部分,若t∈时,s(t)<3d2恒成立,则d的取值范围为__________.
二、解答题(本大题共3小题,共46分)
10.(14分)已知函数f(x)=ax3+bx2-3x在x=±1处取得极值.
(1)讨论f(1)和f(-1)是函数f(x)的极大值还是极小值;
(2)过点A(0,16)作曲线y=f(x)的切线,求此切线方程.
11.(16分)(2010·南通模拟)若函数f(x)=x3-ax2+(a-1)x+1在区间(1,4)上为减函数,在区间(6,+∞)上为增函数,试求实数a的取值范围.
12.(16分)已知函数f(x)=x3-3ax-1,a≠0.
(1)求f(x)的单调区间;
(2)若f(x)在x=-1处取得极值,直线y=m与y=f(x)的图象有三个不同的交点,求m的取值范围.
答案
1.- 2. 3.f(-a2)≤f(-1) 4.[-1,2] 5.m≥
6.-37 7.3 8.-2 9.d>或d<-1
10.解 (1)f′(x)=3ax2+2bx-3,依题意,
f′(1)=f′(-1)=0,即,
解得a=1,b=0.
所以f(x)=x3-3x,f′(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1).
令f′(x)=0,得x=-1,x=1.
若x∈(-∞,-1)∪(1,+∞),则f′(x)>0,
故f(x)在(-∞,-1)上是增函数,
f(x)在(1,+∞)上是增函数.
若x∈(-1,1),则f′(x)<0,
故f(x)在(-1,1)上是减函数.
所以f(-1)=2是极大值,f(1)=-2是极小值.
(2)曲线方程为y=x3-3x,点A(0,16)不在曲线上.
设切点为M(x0,y0),则点M的坐标满足y0=x-3x0.
因f′(x0)=3(x-1),
故切线方程为y-y0=3(x-1)(x-x0),
注意到点A(0,16)在切线上,
有16-(x-3x0)=3(x-1)(0-x0),
化简得x=-8,解得x0=-2.
所以,切点为M(-2,-2),
切线方程为9x-y+16=0.
11.解 函数f(x)的导数f′(x)=x2-ax+a-1.
令f′(x)=0,解得x=1,或x=a-1.
当a-1≤1即a≤2时,函数f(x)在(1,+∞)上为增函数,不合题意;
当a-1>1即a>2时,函数f(x)在(-∞,1)上为增函数,在(1,a-1)上为减函数,在(a-1+∞)上为增函数.
依题意应有当x∈(1,4)时,f′(x)<0;
当x∈(6,+∞)时,f′(x)>0.
所以4≤a-1≤6,解得5≤a≤7.
所以a的取值范围为[5,7].
12.解 (1)f′(x)=3x2-3a=3(x2-a).
当a<0时,对x∈R,有f′(x)>0,
∴当a<0时,f(x)的单调增区间为(-∞,+∞).
当a>0时,由f′(x)>0,解得x<-或x>;
由f′(x)<0,解得-0时,f(x)的单调增区间为(-∞,-),
(,+∞),f(x)的单调减区间为(-,).
(2)∵f(x)在x=-1处取得极值,
∴f′(-1)=3×(-1)2-3a=0,∴a=1.
∴f(x)=x3-3x-1,f′(x)=3x2-3.
由f′(x)=0解得x1=-1,x2=1.
由(1)中f(x)的单调性可知,f(x)在x=-1处取得极大值f(-1)=1,
在x=1处取得极小值f(1)=-3.
∵直线y=m与函数y=f(x)的图象有三个不同的交点,
∴结合f(x)的单调性可知,m的取值范围是(-3,1).
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