高中数学导数的应用——极值与最值专项训练题(全)
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高中数学专题训练
导数的应用——极值与最值
一、选择题
1
1
.
函数
y
=
ax
3
+
b
x
2
取得极大值和极小值时的
x
的值分别为
0
和
3<
/p>
,
则
(
)
A
.<
/p>
a
-
2
b
=
0
B
.
2
p>
a
-
b
=
0
C
.
2
a
+
b
=
0
D
.
p>
a
+
2
b
=
0
答案
D
解析
y
′
=
3
ax<
/p>
2
+
2
bx
p>
,据题意,
1
0
、
3
是方程
3
ax
2
+
2<
/p>
bx
=
0
的两根
2
b
1
p>
∴-
3
a
=
3
,
∴
a
+
2
b
=
0.
2
.当函数
y
=
x
·
2
x
取极小值时,
x
=
(
)
1
1
A.
ln2
B
.-
ln2
C
.-
ln2
D
.
ln2
答案
B
解析
由
y<
/p>
=
x
·
2
x
得
y
′
=
2
x
+
x
·
2
x
·
ln2
令
y
< br>′
=
0
得
2
x
(1
+
x
·
ln2)
=
0
1
∵
2
x
>
0
,∴
x
=-
ln2
3
.函数
f
(
x
)
=
x
3<
/p>
-
3
bx
+
p>
3
b
在
(0,1)
内有极小值,则
(
)
A
.<
/p>
0
<
b
<
1
B
.
b
<
1
1
C
.
b
>
0
D
.
< br>b
<
2
答案
A
解析
f
(<
/p>
x
)
在
(0,1
)
内有极小值,
则
f
< br>′
(
x
)
=
3
x
2
-
3
b
在
(0,
1)
上先负后正,
∴
f
′
(0)
=-
3
b
<
0
,
< br>
∴
b
>
0
,
f
′
(
1)
=
3
-
3
b
>
0
,∴<
/p>
b
<
1
综上,
b
的范围为
0
<
b
<
1
4
.
连续函数
f
(
x
)
的导函数为
f
′
(
x
)
,
若
(
x<
/p>
+
1)·
f
′<
/p>
(
x
)>0
,<
/p>
则下列结论中正确的
是
(
)
A
< br>.
x
=-
1
一定是函数
f
(
x
)
的极大值点
B
.
x
=-
1
一定是函数
f
(
x
)
的极小值点
C
p>
.
x
=-
1
不是函数
f
(
x
p>
)
的极值点
D<
/p>
.
x
=-
1
p>
不一定是函数
f
(
x
)
的极值点
答案
B
解析
x
><
/p>
-
1
时,
f
p>
′
(
x
)>0 <
/p>
x
<
-
1
时,
f
′
(
x
)<0
∴连续函数
f
(
x
)
在<
/p>
(
-
∞
,-
p>
1)
单减,在
(
-
1
,+
∞
)<
/p>
单增,∴
x
=-
1
为极小
值点.
x
3
2
5
.函数
y
=
3
+
x
-
3
x<
/p>
-
4
在
[0,2
]
上的最小值是
(
)
17
1
0
A
.-
3
B
.-
3
64
C
.-
4
D
.-
3
答案
A
解析
y
′<
/p>
=
x
2
+
2
x
-
3.
令
y
′
=
x
2
+
2
x
-
3
=
0
,
x
=-
3
或
x
=
1
为极值点.
当
x
∈
[0,1]
时,
y
′
<0.
当
x
∈
[1,2]
时,
y
′
>0
,所以当
p>
x
=
1
时,函数取
得极小
值,也为最小值.
17
∴当
x
=
1
时,
y
min
=-
p>
3
.
6
.函数<
/p>
f
(
x
)
的导函数
f
′
(
p>
x
)
的图象,如右图所示,则
(
)
A
.
x
=
1
是最小值点
B
.
x
=
0
是极小值点
C
.
x
=
2
是极小值点
D
.函数
f
(
x
)
在
(1,2)
上单增
答案
C
解析
由导数图象可知,
x
=
0
,
< br>x
=
2
为两极值点,
x
=
0
为极大值点,
p>
x
=
2
为极小值点
,选
C.
1
7
7
.已知函数
f
(
< br>x
)
=
2
x
3
-
x
2
-
2
x
,则<
/p>
f
(
-
a
2
)
与
f
(
-
1)
的大小关系为<
/p>
(
)
p>
A
.
f
(
-
a
2
)
≤
f
(
-
< br>1)
B
.
f
< br>(
-
a
2
)<
f
(
-
1)
C
.
f
(
-
a
2
)<
/p>
≥
f
(
-
1)
D
.
f
(
-
a
2
)
与
f
(
-
1)
的大小关系不确定
答案
A
3
7
解析
<
/p>
由题意可得
f
′
(
x
)
=
2<
/p>
x
2
-
2
x
-
2
.
1
7
由
f
′
(
x
)
< br>=
2
(3
x
-
7)(
x
+
1)
=
0
,得
x
=-
1
或
x
=
3
.
7
当
x
<
-<
/p>
1
时,
f
(
p>
x
)
为增函数;当-
1<
x
<
3
时,
f
(
x
)
为减函数.所以
f
(
< br>-
1)
是函数
f
(
x
)
在
(
-
∞
,
0]
上的最大值,又因为-
a
2
≤
0
,故
f
(
-
a
2
)
≤
f
(
< br>-
1)
.
8
.函数
f
(
x
)
=
e
-
x
·
x
,则
(
) <
/p>
1
A
.仅有极小值
2
e
1
B
.仅有极大值
2
e
1
C
.有极小值
0
,极大值
2
e
D
.以上皆不正确
答案
B
解析
f
′<
/p>
(
x
)
=-
p>
e
-
x
·
x
+
1
令
f
′
(
x
< br>)
=
0
,得
x
=
2
.
1
当
x
>
2
时,
f
′
(<
/p>
x
)<0
;
<
/p>
1
当
x
<
2
时,
f
′
(
x
)>0.
1
p>
1
1
1
1
∴
x
=
2
时取极大值,
f
(
2
)
=
·
2
=
.
e
2
e
二、填空题
9
.若
y
=
a
ln
x
+
bx
2
+
x
在
x
=
1
和
x
=
2
处有极值,则
a
=
________
,<
/p>
b
=
________.
2
1
答案
-
3
-
6
a
解析
y<
/p>
′
=
x
+
2
bx
+
1.
p>
2
a
+
2
b
+
1
=
0
a
=-
3
由已知
a
,解得
1
+
4
b
+
1
=
0
2<
/p>
b
=-
p>
6
1
2
x
·
e
-
x
=
e
-
x
< br>(
-
x
+
1
-
2
x
)
=
e
-
x
p>
·
.
2
x
2
x
1
1
3
10<
/p>
.已知函数
f
(
x
)
=
x
-<
/p>
bx
2
+
c
p>
(
b
,
c
为常数
)
.当
x
=
2
时,函数
f
p>
(
x
)
取得极
p>
3
值,若函数
f
(
x
)
只有三个零点,则实数
c
的取值范围为
________
4
答案
0<
c
<
3
1
解析
∵<
/p>
f
(
x
)
=
3
x
3
-
bx
2
+
c
,∴
f
′
(
x
)
=
x
2
-
2
bx
,∵
x
=
2
时,
f
(
x
)
取得极值,
∴
2
2
-
2
b
×
2
=
0
p>
,解得
b
=
1.
∴当
x
∈
(0
,2)
时,
f
(
x
)
单调递减,当
x
∈
(
-
∞
,
0)
或
x
∈
(2
,+
∞
)
时,
f
(
x
)
单
调递增.
若
f
(
x
)
=
0
有<
/p>
3
个实根,
f
0
=
p>
c
>0
4
则
,解得
0<
c
<
1
3
2
3
f
2
< br>=
×
2
-
2
+
c
<0
,
3
11
.设
m
∈
R<
/p>
,若函数
y
=
e
x
+
2
mx<
/p>
(
x
∈
R
)
有大于零的极值点,则
m
< br>的取值范
围是
________
.
1
答案
m
<
-
2
p>
解析
因为函数
y
=
e
x
p>
+
2
mx
(
x
∈
R
)
有大于零的极值点,
所以
y
′
=
e
x
+
2
m
=
0
p>
有大于
0
的实根.令
y
1
=
e
x
,
y
2
=-<
/p>
2
m
,则两曲线的交点必在第一象限.由
图象
1
可得-
2
m
>1
,即
m
<
-
2
.
12
.已知函数
f
(
x
)
=
x
3
-
px
2
-
qx
的图象与
x
轴相切于
(1,0)
,则极小值为
________
.
答案
0
解析
f
′<
/p>
(
x
)
=
3
x
2
-
2
px
-
q
,
由题知
f
′
(1)
=
3
-
2
p
-
< br>q
=
0.
又
< br>f
(1)
=
1
< br>-
p
-
q
=
0
,
联
立方程组,解得
p
=
2
,
q
=-
1.
∴
f
(
x
< br>)
=
x
3
-
2
x
2
+
x
,
f
′
p>
(
x
)
=
3
x
2
-
4
x
+
1.
由
f
′
(
< br>x
)
=
3
x
2
-
4
x
+
1
=
0
p>
,
1
解得
x
=
1
或
x
=
3
,
经检验知
x
=
1
是函数的极小值点,
∴
f
(
x
)
p>
极小值
=
f
(1)
=
0.
三、解答题
13
.
设函数
f
(
x
)
=
sin
x
-
cos
x
+
x
+
1,0
<
x
<
2
π
,
求函数
f
(
x
)
的单调区间与极值.
解析
由
f
(
x
)
< br>=
sin
x
-
< br>cos
x
+
x
< br>+
1,0
<
x
< br><
2
π
,
知
f
′
(
x
)
=
cos
x
+
sin
x
+
1
,
p>
π
于是
f
′
(
x
)
=
1
+
2sin(
x
+
4
)
.
π
2
3
π
令
f
′
(
x
)
=
0
,从而
sin(
x
< br>+
4
)
=-
2
,得
x
=
π
,或
x
=
2
.
当
x
变
化时,
f
′
(
x
)
,
f
(<
/p>
x
)
的变化情况如下表:
3
π
3
π
3
π
x
π
(0
,<
/p>
π
)
(
π
,
2
)
(
2
2
,
2
π
)
0
0
f
′
p>
(
x
)
+
-
+
3
f
p>
(
x
)
单调递增
π
+
2
单调递减
单调递增
2
π
3
p>
π
因此,
由上表知
f
(
x
)
的单
调递增区间是
(0
,
π
)
与
(
2
,
2
π
)
,
单调递减区间是
(
π
,
3
π
3
π
3
π
)
,极小值为
f
(
2
2
)
=
2
,极大值为
f
(
π
)
=
π
+
2.
14
.设函数
f
(
x
)
=
6
x
3
+
3(
a
+
2)
x
2
+
2
ax
.
(1)
若
f
(
x
)
的两
个极值点为
x
1
,
x
2
,且
x
1
x
2
=
1
,求实数
a
的值;
(2)
是否存在实数
a
,使得
f
(
x
)
是
(
-∞,+∞
p>
)
上的单调函数?若存在,求出
a
的值;若不存在,说明理由.
解析
f
′<
/p>
(
x
)
=
18
x
2
+
6(
a
+
2)
x
+
2
a
.
2
a
(1)
由已知有
f
′
(
x
1
)
=
f
′
(
x
< br>2
)
=
0
,从而
x
1
x
2
=
18
=
1
,所以
a
=
9
;
(2)
由于
Δ
=
36(
a
+
2)
2
-
4
×
18
×
2
a
=
36(
a
2
+
4)>
0
,
所以不存在实数
a
,使得
f
(
x
)
是
(
-
∞
,+
∞
)
上的单调函数.
15
.已知定义在
R
上的函数
f
(
x
)
=<
/p>
x
2
(
ax
p>
-
3)
,其中
a<
/p>
为常数.
(1)
若
x
=
1
是
函数
f
(
x
)
的一个极值点,求
a
的值;
(2)
若函数
f
(
x
)
在区间
(
-
1,0)
上是增
函数,求
a
的取值范围.
解析
(1)
f
(
x
)
=<
/p>
ax
3
-
3
p>
x
2
,
f
′
(
x
)
=
3
ax
2
-
6
x
=
3
x
(
ax
-
2)
.
∵
x
=
1
是<
/p>
f
(
x
)
的一个极值点,∴
f
′
(1)
=
0
,∴
a
=
2.