5.3 练习5 含参函数的最大(小)值问题(学生版+教师版)2026-2027学年 高中数学 选择性必修第二册 (人教A版)

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5.3 练习5 含参函数的最大(小)值问题(学生版+教师版)2026-2027学年 高中数学 选择性必修第二册 (人教A版)

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5.3 练习5 含参函数的最大(小)值问题
1. 已知函数f(x)=ax3+c,且f'(1)=6,函数f(x)在[1,2]上的最大值是20,则c的值是(   )
A. 1 B. 4 C. -1 D. 0
2. 函数f(x)=3x-x3在[0,m]上的最大值是2,最小值是0,则实数m的取值范围是(   )
A. [1, ] B. [1, +∞) C. (1, ] D. (1, +∞)
3. 已知函数f(x)=ex-x+a,若f(x)>0恒成立,则实数a的取值范围是(   )
A. (-1,+∞) B. (-∞,-1)
C. [-1,+∞) D. (-∞,-1]
4. 已知函数f(x)=a+ln x在x=1处取最大值,则实数a等于(   )
A. -1 B. 1 C. -2 D. 2
5. 已知函数f(x)=kex-2x,若 x0∈R,f(x0)≤0,则实数k的最大值是(   )
A. B. C. D.
6. (2025·辽宁大连高二期末)已知函数f(x)=ex-alnx(e为自然对数的底数)在区间(1, 2)上单调递减,则实数a的最小值是(   )
A. 1 B. C. e D. 2e2
7. 已知函数f(x)=若 x0∈R使得f(-x0)=f(x0)成立,则实数k的取值范围是(   )
A. (-∞,1) B.
C. (-1,+∞) D.
8. (多选)已知函数f(x)=x3+x2-2x+1,若函数f(x)在(2a, 2a+3)上存在最小值,则a的可能取值为(   )
A. - B. C. -1 D. 0
9. (多选)(2025·湖北孝感高二期末)已知函数f(x)=ex-ax,则(   )
A. 当a≤0时,f(x)为增函数
B. a∈(0,+∞),f(x)max=a
C. 当a=1时,f(x)的极小值点为0
D. a∈(0,+∞),f(x)min=a
10. 已知函数f(x)=-x3+ax2-4在x=2处取得极值,若m∈[-1,1],则f(m)的最小值是 .
11. 已知函数f(x)=2xln x,g(x)=-x2+ax-3对一切x∈(0,+∞),f(x)≥g(x)恒成立,则a的取值范围是 .
12. (2025·江苏南京高二期末)已知-1+2x≥0对任意x∈都成立,则实数a的最小值是 .
13. 已知函数f(x)=ln x-ax2+bx,若f(x)≤0对任意x∈(0,+∞)恒成立,则的最大值是 .
14. 已知函数f(x)=2ex(x+1).
(1)求函数f(x)的极值;
(2)求函数f(x)在区间[t,t+1](t>-3)上的最小值g(t).
15. 已知函数f(x)=2x3-ax2+1.
(1)讨论f(x)的单调性.
(2)是否存在a,使得f(x)在区间[0,1]上的最小值是-1且最大值是1?若存在,求出a的所有值;若不存在,说明理由.
16. 已知函数f(x)=ln x+.
(1)当a<0时,求函数f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)在[1,e]上的最小值是,求a的值.(共28张PPT)
三、导数在研究函数中的应用
练习5 含参函数的最大(小)值问题
一元函数的导数及其应用
第五章
高中数学 选择性必修 第二册
必备知识练
关键能力练
必备知识练
1. 已知函数f(x)=ax3+c,且f'(1)=6,函数f(x)在[1,2]上的最大值是
20,则c的值是( B )
A. 1 B. 4 C. -1 D. 0
【解析】 由题意得,f'(x)=3ax2,则f'(1)=3a=6,解得a=2,
∴f'(x)=6x2≥0,故f(x)在[1,2]上单调递增,
则f(2)=2×23+c=20,解得c=4.
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2. 函数f(x)=3x-x3在[0,m]上的最大值是2,最小值是0,则实数m
的取值范围是( A )
A. [1, ] B. [1, +∞)
C. (1, ] D. (1, +∞)
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【解析】 ∵f(x)=3x-x3,
∴f'(x)=3-3x2=3(1+x)·(1-x),令f'(x)=0,则x=1,
或x=-1(舍去),当0≤x<1时,f'(x)>0,f(x)单调递增;
当x>1时,f'(x)<0,f(x)单调递减.
∵函数f(x)在[0,m]上的最大值是2,最小值是0,
且f(0)=f()=0,f(1)=2,∴1≤m≤ .
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3. 已知函数f(x)=ex-x+a,若f(x)>0恒成立,则实数a的取值范围
是( A )
A. (-1,+∞) B. (-∞,-1)
C. [-1,+∞) D. (-∞,-1]
【解析】 f'(x)=ex-1,令f'(x)>0,解得x>0,令f'(x)<0,
解得x<0,故f(x)在(-∞,0)上单调递减,
在(0,+∞)上单调递增,故f(x)min=f(0)=1+a.
若f(x)>0恒成立,则1+a>0,解得a>-1.
A
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4. 已知函数f(x)=a +ln x在x=1处取最大值,则实数a等于( C )
A. -1 B. 1 C. -2 D. 2
C
【解析】 由题意得f'(x)= + = ,x>0,当a≥0时,
f'(x)>0在x>0上恒成立,此时f(x)单调递增,不符合题意;
当a<0时,当x> 时,f'(x)<0,函数单调递减,
当0<x< 时,f'(x)>0,函数单调递增,
故当 时,函数f(x)取极大值也是最大值,
故 =1 a=-2.
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5. 已知函数f(x)=kex-2x,若 x0∈R,f(x0)≤0,则实数k的最大值
是( B )
A. B. C. D.
B
【解析】 由题意知, x0∈R,使k≤ 成立.
令g(x)= ,则g'(x)=2· ,
∴当x<1时,g'(x)>0,则g(x)单调递增;
当x>1时,g'(x)<0,则g(x)单调递减,
∴g(x)≤g(1)= ,故k≤ ,则k的最大值是 .
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6. (2025·辽宁大连高二期末)已知函数f(x)=ex-alnx(e为自然对数的
底数)在区间(1, 2)上单调递减,则实数a的最小值是( D )
A. 1 B. C. e D. 2e2
【解析】 已知f(x)=ex-aln x,函数定义域为(0,+∞),
可得f'(x)=ex- ,若函数f(x)在区间(1,2)上单调递减,
则f'(x)≤0在(1, 2)上恒成立,即a≥xex在(1,2)上恒成立,
设g(x)=xex,x∈(1,2),可得g'(x)=(x+1)ex>0,
∴函数g(x)在(1,2)上单调递增,此时g(x)<g(2)=2e2,
则a≥2e2,即实数a的最小值是2e2.
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7. 已知函数f(x)= 若 x0∈R使得f(-x0)=f(x0)成立,
则实数k的取值范围是( D )
A. (-∞,1) B.
C. (-1,+∞) D.
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【解析】 由题意可得,存在实数x0≠0,使得f(-x0)=f(x0)成立,
假设x0>0,则-x0<0,
∴-kx0=ln x0,则k=- ,令h(x)=- ,则h'(x)= ,
令h'(x)>0,即ln x>1,解得x>e,令h'(x)<0,即ln x<1,
解得0<x<e,则h(x)在(0,e)上单调递减,在(e,+∞)上单调递增,
∴h(x)≥h(x)min=h(e)=- =- ,
∴k≥- .
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8. (多选)已知函数f(x)= x3+ x2-2x+1,若函数f(x)在(2a, 2a+3)上存在最小值,则a的可能取值为( AD )
A. - B. C. -1 D. 0
AD
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【解析】 ∵f(x)= x3+ x2-2x+1,
∴f'(x)=x2+x-2=(x+2)(x-1),当-2<x<1时,f'(x)<0,
故f(x)在(-2, 1)上单调递减;当x<-2,或x>1时,f'(x)>0,
故f(x)在(-∞,-2),(1,+∞)上单调递增,
∴函数f(x)在x=1处取得极小值,在x=-2处取得极大值.
令f(x)=f(1),解得x=1,或x=- ,
∵函数f(x)在(2a,2a+3)上存在最小值,且(2a,2a+3)为开区间,
∴- ≤2a<1<2a+3,解得-1<a< .
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9. (多选)(2025·湖北孝感高二期末)已知函数f(x)=ex-ax,则( ACD )
A. 当a≤0时,f(x)为增函数
B. a∈(0,+∞),f(x)max=a
C. 当a=1时,f(x)的极小值点为0
D. a∈(0,+∞),f(x)min=a
ACD
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【解析】 当a≤0时,由f(x)=ex-ax,得f'(x)=ex-a>0,
∴f(x)为增函数,∴A正确;当a=1时,由f'(x)=ex-1=0,
得x=0,当x<0时,f'(x)<0,当x>0时,f'(x)>0,
∴f(x)的极小值点为0,∴C正确;当a>0时,f'(x)=ex-a,
当x<ln a时,f'(x)<0;当x>ln a时,f'(x)>0,
∴f(x)在(-∞, ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增,
∴f(x)min=f(ln a)=a-aln a,当a=1时,
f(x)min=a,f(x)无最大值,∴B错误,D正确.
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10. 已知函数f(x)=-x3+ax2-4在x=2处取得极值,若m∈[-1,1],则f(m)的最小值是 .
【解析】 f'(x)=-3x2+2ax,由f(x)在x=2处取得极值知f'(2)=0,
即-3×4+2a×2=0,故a=3.
由此可得f(x)=-x3+3x2-4. f'(x)=-3x2+6x,
由此可得f(x)在[-1,0)上单调递减,在[0,1]上单调递增,
∴当m∈[-1,1]时,f(m)min=f(0)=-4.
-4 
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11. 已知函数f(x)=2xln x,g(x)=-x2+ax-3对一切x∈(0,+∞),
f(x)≥g(x)恒成立,则a的取值范围是 .
【解析】 由2xln x≥-x2+ax-3,得 a≤2ln x+x+ ,
设h(x)=2ln x+ +x(x>0),则h'(x)= .当x∈(0,1)时,
h'(x)<0,h(x)单调递减,当x∈(1,+∞)时,h'(x)>0,
h(x)单调递增,∴h(x)min=h(1)=4,∴a≤4.
(-∞,4] 
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12. (2025·江苏南京高二期末)已知 -1+2x≥0对任意x∈ 都
成立,则实数a的最小值是 .
 
【解析】 ∵x∈ ,∴ -1+2x≥0可等价变形为a≥x2-2x3.
令f(x)=x2-2x3,x∈ ,则f'(x)=2x-6x2=2x(1-3x),
由f'(x)>0得0<x< ,则函数f(x)在 上单调递增,
由f'(x)<0得 <x< ,则函数f(x)在 上单调递减,
∴当x∈ 时,f(x)≤f = - = ,故a≥ ,
即a的最小值是 .
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必备知识练
关键能力练
关键能力练
13. 已知函数f(x)=ln x-ax2+bx,若f(x)≤0对任意x∈(0,+∞)恒成
立,则 的最大值是 .
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【解析】 由题意可知,ln x≤ax2-bx对任意x∈(0,+∞)恒成立,即 ≤ax-b对任意x∈(0,+∞)恒成立.令g(x)= ,h(x)=ax-b=a ,即问题转化为g(x)≤h(x)对任意x∈(0,+∞)恒成立.g'(x)= ,令g'(x)=0,得x=e,则g(x)在(0,e)上单调
递增,在(e,+∞)上单调递减,且g(1)=0.作出曲线
y=g(x)与直线y=h(x)的图象,如图所示.
注意到 为直线y=h(x)在x轴上的截距,由图可知, 的最大值是1.
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14. 已知函数f(x)=2ex(x+1).
(1)求函数f(x)的极值;
解: (1)f'(x)=2ex(x+2),
由f'(x)>0,得x>-2;由f'(x)<0,得x<-2,
∴f(x)在(-2,+∞)上单调递增,在(-∞,-2)上单调递减,∴f(x)的
极小值为f(-2)=-2e-2,无极大值.
(2)求函数f(x)在区间[t,t+1](t>-3)上的最小值g(t).
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(2)由(1)知f(x)在(-2,+∞)上单调递增,在(-∞,-2)上单调递减.
∵t>-3,∴t+1>-2.
①当-3<t<-2时,f(x)在[t, -2)上单调递减,在(-2, t+1]上单
调递增,∴g(t)=f(-2)=-2e-2.
②当t≥-2时,f(x)在[t, t+1]上单调递增,
∴g(t)=f(t)=2et(t+1).
∴g(t)=
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15. 已知函数f(x)=2x3-ax2+1.
(1)讨论f(x)的单调性.
解: (1)f'(x)=6x2-2ax=6x(x- ).
令f'(x)=6x(x- )=0,解得x=0,或x= .
当a=0时,f'(x)=6x2≥0恒成立,函数f(x)在R上单调递增;
当a>0时,令f'(x)>0,得x> ,或x<0,令f'(x)<0,
得0<x< ,即函数f(x)在(-∞,0)和(,+∞)上单调递增,
在(0, )上单调递减;当a<0时,令f'(x)>0,得x>0,
(2)是否存在a,使得f(x)在区间[0,1]上的最小值是-1且最大值是1?
若存在,求出a的所有值;若不存在,说明理由.
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或x< ,令f'(x)<0,得 <x<0,
即函数f(x)在(-∞, )和(0,+∞)上单调递增,
在(,0)上单调递减.
综上,当a=0时,函数f(x)在R上单调递增;当a>0时,函数f(x)在
(-∞,0)和(,+∞)上单调递增,在(0, )上单调递减;当a<0时,
函数f(x)在(-∞, )和(0,+∞)上单调递增,在(,0)上单调递减.
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(2)存在,理由如下:由(1)可得,当a≤0时,函数f(x)在[0,1]上单调递增,则最小值是f(0)=1,不符合题意;当a>0时,函数f(x)在(0, )上单调递减,在(,+∞)上单调递增;当 ≥1,即a≥3时,函数f(x)在[0,1]上单调递减,f(x)的最大值是f(0)=1,最小值是f(1)=2-a+1=-1,解得a=4,满足题意;当0< <1,即0<a<3时,函数f(x)在(0, )上单调递减,在(,1)上单调递增,f(x)的最小值是f()=2×()3-a×()2+1=-1,化为- =-2,解得a=3 >3,不符合题意.
综上,a的值为4.
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16. 已知函数f(x)=ln x+ .
(1)当a<0时,求函数f(x)的单调区间;
解: (1)函数f(x)=ln x+ 的定义域为(0,+∞),
f'(x)= - = ,∵a<0,∴f'(x)>0,故函数f(x)在(0,+∞)上单
调递增,∴f(x)的单调递增区间为(0,+∞),无单调递减区间.
(2)若函数f(x)在[1,e]上的最小值是 ,求a的值.
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(2)当x∈[1,e]时,分如下情况讨论:
①当a≤1时,f'(x)≥0,函数f(x)单调递增,其最小值是f(1)=a≤1,
这与函数在[1,e]上的最小值是 相矛盾;
②当1<a<e时,函数f(x)在[1,a)上有f'(x)<0,f(x)单调递减,在
(a,e]上有f'(x)>0,f(x)单调递增,
∴函数f(x)的最小值是f(a)=ln a+1,由ln a+1= ,得a= ;
③当a≥e时,显然函数f(x)在[1,e]上单调递减,其最小值为
f(e)=1+ ≥2,与最小值是 相矛盾.
综上,a的值为 .
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165.3 练习5 含参函数的最大(小)值问题
1. 已知函数f(x)=ax3+c,且f'(1)=6,函数f(x)在[1,2]上的最大值是20,则c的值是( B )
A. 1 B. 4 C. -1 D. 0
【解析】 由题意得,f'(x)=3ax2,则f'(1)=3a=6,解得a=2,∴f'(x)=6x2≥0,故f(x)在[1,2]上单调递增,
则f(2)=2×23+c=20,解得c=4.
2. 函数f(x)=3x-x3在[0,m]上的最大值是2,最小值是0,则实数m的取值范围是( A )
A. [1, ] B. [1, +∞) C. (1, ] D. (1, +∞)
【解析】 ∵f(x)=3x-x3,
∴f'(x)=3-3x2=3(1+x)·(1-x),令f'(x)=0,则x=1,
或x=-1(舍去),当0≤x<1时,f'(x)>0,f(x)单调递增;
当x>1时,f'(x)<0,f(x)单调递减.
∵函数f(x)在[0,m]上的最大值是2,最小值是0,
且f(0)=f()=0,f(1)=2,∴1≤m≤.
3. 已知函数f(x)=ex-x+a,若f(x)>0恒成立,则实数a的取值范围是( A )
A. (-1,+∞) B. (-∞,-1)
C. [-1,+∞) D. (-∞,-1]
【解析】 f'(x)=ex-1,令f'(x)>0,解得x>0,令f'(x)<0,
解得x<0,故f(x)在(-∞,0)上单调递减,
在(0,+∞)上单调递增,故f(x)min=f(0)=1+a.
若f(x)>0恒成立,则1+a>0,解得a>-1.
4. 已知函数f(x)=a+ln x在x=1处取最大值,则实数a等于( C )
A. -1 B. 1 C. -2 D. 2
【解析】 由题意得f'(x)=+=,x>0,当a≥0时,
f'(x)>0在x>0上恒成立,此时f(x)单调递增,不符合题意;
当a<0时,当x>时,f'(x)<0,函数单调递减,
当0<x<时,f'(x)>0,函数单调递增,
故当时,函数f(x)取极大值也是最大值,
故=1 a=-2.
5. 已知函数f(x)=kex-2x,若 x0∈R,f(x0)≤0,则实数k的最大值是( B )
A. B. C. D.
【解析】 由题意知, x0∈R,使k≤成立.
令g(x)=,则g'(x)=2·,
∴当x<1时,g'(x)>0,则g(x)单调递增;
当x>1时,g'(x)<0,则g(x)单调递减,
∴g(x)≤g(1)=,故k≤,则k的最大值是.
6. (2025·辽宁大连高二期末)已知函数f(x)=ex-alnx(e为自然对数的底数)在区间(1, 2)上单调递减,则实数a的最小值是( D )
A. 1 B. C. e D. 2e2
【解析】 已知f(x)=ex-aln x,函数定义域为(0,+∞),
可得f'(x)=ex-,若函数f(x)在区间(1,2)上单调递减,
则f'(x)≤0在(1, 2)上恒成立,即a≥xex在(1,2)上恒成立,
设g(x)=xex,x∈(1,2),可得g'(x)=(x+1)ex>0,
∴函数g(x)在(1,2)上单调递增,此时g(x)<g(2)=2e2,
则a≥2e2,即实数a的最小值是2e2.
7. 已知函数f(x)=若 x0∈R使得f(-x0)=f(x0)成立,则实数k的取值范围是( D )
A. (-∞,1) B.
C. (-1,+∞) D.
【解析】 由题意可得,存在实数x0≠0,使得f(-x0)=f(x0)成立,假设x0>0,则-x0<0,
∴-kx0=ln x0,则k=-,令h(x)=-,则h'(x)=,令h'(x)>0,即ln x>1,解得x>e,令h'(x)<0,即ln x<1,
解得0<x<e,则h(x)在(0,e)上单调递减,
在(e,+∞)上单调递增,∴h(x)≥h(x)min=h(e)=-=-,
∴k≥-.
8. (多选)已知函数f(x)=x3+x2-2x+1,若函数f(x)在(2a, 2a+3)上存在最小值,则a的可能取值为( AD )
A. - B. C. -1 D. 0
【解析】 ∵f(x)=x3+x2-2x+1,
∴f'(x)=x2+x-2=(x+2)(x-1),当-2<x<1时,f'(x)<0,
故f(x)在(-2, 1)上单调递减;当x<-2,或x>1时,f'(x)>0,故f(x)在(-∞,-2),(1,+∞)上单调递增,
∴函数f(x)在x=1处取得极小值,在x=-2处取得极大值.
令f(x)=f(1),解得x=1,或x=-,
∵函数f(x)在(2a,2a+3)上存在最小值,且(2a,2a+3)为开区间,∴-≤2a<1<2a+3,解得-1<a<.
9. (多选)(2025·湖北孝感高二期末)已知函数f(x)=ex-ax,则( ACD )
A. 当a≤0时,f(x)为增函数
B. a∈(0,+∞),f(x)max=a
C. 当a=1时,f(x)的极小值点为0
D. a∈(0,+∞),f(x)min=a
【解析】 当a≤0时,由f(x)=ex-ax,得f'(x)=ex-a>0,∴f(x)为增函数,∴A正确;当a=1时,由f'(x)=ex-1=0,
得x=0,当x<0时,f'(x)<0,当x>0时,f'(x)>0,
∴f(x)的极小值点为0,∴C正确;当a>0时,f'(x)=ex-a,
当x<ln a时,f'(x)<0;当x>ln a时,f'(x)>0,
∴f(x)在(-∞, ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增,
∴f(x)min=f(ln a)=a-aln a,当a=1时,
f(x)min=a,f(x)无最大值,∴B错误,D正确.
10. 已知函数f(x)=-x3+ax2-4在x=2处取得极值,若m∈[-1,1],则f(m)的最小值是 -4 .
【解析】 f'(x)=-3x2+2ax,由f(x)在x=2处取得极值知f'(2)=0,即-3×4+2a×2=0,故a=3.
由此可得f(x)=-x3+3x2-4. f'(x)=-3x2+6x,
由此可得f(x)在[-1,0)上单调递减,在[0,1]上单调递增,
∴当m∈[-1,1]时,f(m)min=f(0)=-4.
11. 已知函数f(x)=2xln x,g(x)=-x2+ax-3对一切x∈(0,+∞),f(x)≥g(x)恒成立,则a的取值范围是  (-∞,4] .
【解析】 由2xln x≥-x2+ax-3,得 a≤2ln x+x+,
设h(x)=2ln x++x(x>0),则h'(x)=.当x∈(0,1)时,
h'(x)<0,h(x)单调递减,当x∈(1,+∞)时,h'(x)>0,
h(x)单调递增,∴h(x)min=h(1)=4,∴a≤4.
12. (2025·江苏南京高二期末)已知-1+2x≥0对任意x∈都成立,则实数a的最小值是  .
【解析】 ∵x∈,∴-1+2x≥0可等价变形为a≥x2-2x3.令f(x)=x2-2x3,x∈,则f'(x)=2x-6x2=2x(1-3x),由f'(x)>0得0<x<,则函数f(x)在上单调递增,
由f'(x)<0得<x<,则函数f(x)在上单调递减,
∴当x∈时,f(x)≤f=-=,故a≥,
即a的最小值是.
13. 已知函数f(x)=ln x-ax2+bx,若f(x)≤0对任意x∈(0,+∞)恒成立,则的最大值是  1 .
【解析】 由题意可知,ln x≤ax2-bx对任意x∈(0,+∞)恒成立,即≤ax-b对任意x∈(0,+∞)恒成立.令g(x)=,h(x)=ax-b=a,即问题转化为g(x)≤h(x)对任意x∈(0,+∞)恒成立.g'(x)=,令g'(x)=0,得x=e,则g(x)在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减,且g(1)=0.作出曲线y=g(x)与直线y=h(x)的图象,如图所示.
注意到为直线y=h(x)在x轴上的截距,由图可知,的最大值是1.
14. 已知函数f(x)=2ex(x+1).
(1)求函数f(x)的极值;
(2)求函数f(x)在区间[t,t+1](t>-3)上的最小值g(t).
解: (1)f'(x)=2ex(x+2),
由f'(x)>0,得x>-2;由f'(x)<0,得x<-2,
∴f(x)在(-2,+∞)上单调递增,在(-∞,-2)上单调递减,∴f(x)的极小值为
f(-2)=-2e-2,无极大值.
(2)由(1)知f(x)在(-2,+∞)上单调递增,在(-∞,-2)上单调递减.∵t>-3,
∴t+1>-2.
①当-3<t<-2时,f(x)在[t, -2)上单调递减,在(-2, t+1]上单调递增,
∴g(t)=f(-2)=-2e-2.
②当t≥-2时,f(x)在[t, t+1]上单调递增,
∴g(t)=f(t)=2et(t+1).
∴g(t)=
15. 已知函数f(x)=2x3-ax2+1.
(1)讨论f(x)的单调性.
(2)是否存在a,使得f(x)在区间[0,1]上的最小值是-1且最大值是1?若存在,求出a的所有值;若不存在,说明理由.
解: (1)f'(x)=6x2-2ax=6x(x-).
令f'(x)=6x(x-)=0,解得x=0,或x=.
当a=0时,f'(x)=6x2≥0恒成立,函数f(x)在R上单调递增;
当a>0时,令f'(x)>0,得x>,或x<0,令f'(x)<0,
得0<x<,即函数f(x)在(-∞,0)和(,+∞)上单调递增,
在(0,)上单调递减;当a<0时,令f'(x)>0,得x>0,
或x<,令f'(x)<0,得<x<0,
即函数f(x)在(-∞,)和(0,+∞)上单调递增,
在(,0)上单调递减.
综上,当a=0时,函数f(x)在R上单调递增;当a>0时,
函数f(x)在(-∞,0)和(,+∞)上单调递增,在(0,)上单调递减;当a<0时,函数f(x)在(-∞,)和(0,+∞)上单调递增,在(,0)上单调递减.
(2)存在,理由如下:
由(1)可得,当a≤0时,函数f(x)在[0,1]上单调递增,则最小值是f(0)=1,不符合题意;
当a>0时,函数f(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增;当≥1,即a≥3时,函数f(x)在[0,1]上单调递减,f(x)的最大值是f(0)=1,最小值是f(1)=2-a+1=-1,解得a=4,满足题意;当0<<1,即0<a<3时,函数f(x)在(0,)上单调递减,在(,1)上单调递增,f(x)的最小值是f()=2×()3-a×()2+1=-1,化为-=-2,解得a=3>3,不符合题意.
综上,a的值为4.
16. 已知函数f(x)=ln x+.
(1)当a<0时,求函数f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)在[1,e]上的最小值是,求a的值.
解: (1)函数f(x)=ln x+的定义域为(0,+∞),
f'(x)=-=,∵a<0,∴f'(x)>0,故函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,∴f(x)的单调递增区间为(0,+∞),无单调递减区间.
(2)当x∈[1,e]时,分如下情况讨论:
①当a≤1时,f'(x)≥0,函数f(x)单调递增,其最小值是f(1)=a≤1,这与函数在[1,e]上的最小值是相矛盾;
②当1<a<e时,函数f(x)在[1,a)上有f'(x)<0,f(x)单调递减,在(a,e]上有
f'(x)>0,f(x)单调递增,∴函数f(x)的最小值是f(a)=ln a+1,由ln a+1=,
得a=;
③当a≥e时,显然函数f(x)在[1,e]上单调递减,其最小值为f(e)=1+≥2,与最小值是相矛盾.
综上,a的值为.

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