人教版高中数学选择性必修第二册5.3.2函数的极值与最大(小)值 第3课时 同步作业（含解析）
文档属性
| 名称 | 人教版高中数学选择性必修第二册5.3.2函数的极值与最大(小)值 第3课时 同步作业（含解析） |
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| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 225.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教A版（2019） | ||
| 科目 | 数学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-15 00:00:00 | ||
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文档简介
人教版高中数学选择性必修第二册
5.3.2函数的极值与最大(小)值第3课时 同步作业（解析版）
1．函数f(x)＝x3－3x2＋3x(－1A．有最大值，但无最小值
B．有最大值，也无最小值
C．无最大值，也无最小值
D．无最大值，但有最小值
2．函数f(x)＝lnx－x在(0，e]上的最大值为( )
A．－1 B．1
C．0 D．e
3．函数y＝x＋2cosx在区间上的最大值为( )
A.＋ B．2
C.＋2 D.
4．设函数f(x)在定义域上可导，y＝f(x)的图象如下图所示，则导数y＝f′(x)的图象可能为下图中的( )
5．已知对任意实数x有f(－x)＝－f(x)，g(－x)＝g(x)，且x>0时，f′(x)>0，g′(x)>0，则x<0时( )
A．f′(x)>0，g′(x)>0 B．f′(x)>0，g′(x)<0
C．f′(x)<0，g′(x)>0 D．f′(x)<0，g′(x)<0
6．函数f(x)＝xcosx的导函数f′(x)在区间[－π，π]上的图象大致是( )
7．函数f(x)＝x2－(x<0)的最小值是________．
8．函数f(x)＝x2＋2ax＋1在[0，1]上的最小值为f(1)，则a的取值范围为________．
9．函数f(x)＝ex(sinx＋cosx)在区间上的值域为________．
10．已知f(x)＝－x2＋mx＋1在区间(－2，－1)上最大值就是函数f(x)的极大值，则m的取值范围是________．
11．直线y＝a与函数y＝x3－3x的图象有三个不同的交点，则a的取值范围是________．
12．已知f(x)＝x3－x2－x＋3，x∈[－1，2]，f(x)－m<0恒成立，求实数m的取值范围．
13．设函数f(x)＝x2ex.
(1)求f(x)的单调区间；
(2)若当x∈[－2，2]时，不等式f(x)>m恒成立，求实数m的取值范围．
14．设函数f(x)定义在(0，＋∞)上，f(1)＝0，导函数f′(x)＝，g(x)＝f(x)＋f′(x)．
(1)求g(x)的单调区间和最小值；
(2)讨论g(x)与g的大小关系．
15．设函数f(x)＝tx2＋2t2x＋t－1(x∈R，t>0)．
(1)求f(x)的最小值h(t)；
(2)若h(t)<－2t＋m对t∈(0，2)恒成立，求实数m的取值范围．
1．若函数f(x)＝在[－2，2]上的最大值为2，则实数a的取值范围是( )
A. B.
C．(－∞，0] D.
2．已知函数f(x)＝ax3＋bx2＋cx在点x0处取得极小值－4，使其导函数f′(x)>0的x的取值范围为(1，3)．
(1)求f(x)的解析式及f(x)的极大值；
(2)当x∈[2，3]时，求g(x)＝f′(x)＋6(m－2)x的最大值．
3.已知函数f(x)＝ax2－blnx＋在x＝x0处取得极小值1＋ln2，其导函数f′(x)的图象如图所示．求x0，a，b的值．
人教版高中数学选择性必修第二册
5.3.2函数的极值与最大(小)值第3课时 同步作业（解析版）
1．函数f(x)＝x3－3x2＋3x(－1A．有最大值，但无最小值
B．有最大值，也无最小值
C．无最大值，也无最小值
D．无最大值，但有最小值
答案 C
2．函数f(x)＝lnx－x在(0，e]上的最大值为( )
A．－1 B．1
C．0 D．e
答案 A
3．函数y＝x＋2cosx在区间上的最大值为( )
A.＋ B．2
C.＋2 D.
答案 A
解析 y′＝1－2sinx，x∈，由y′>0得x<，由y′<0得x>，则函数y＝x＋2cosx在区间上单调递增，在区间上单调递减，所以x＝时y有最大值，ymax＝＋.故选A.
4．设函数f(x)在定义域上可导，y＝f(x)的图象如下图所示，则导数y＝f′(x)的图象可能为下图中的( )
答案 D
5．已知对任意实数x有f(－x)＝－f(x)，g(－x)＝g(x)，且x>0时，f′(x)>0，g′(x)>0，则x<0时( )
A．f′(x)>0，g′(x)>0 B．f′(x)>0，g′(x)<0
C．f′(x)<0，g′(x)>0 D．f′(x)<0，g′(x)<0
答案 B
6．函数f(x)＝xcosx的导函数f′(x)在区间[－π，π]上的图象大致是( )
答案 A
解析 ∵f(x)＝xcosx，∴f′(x)＝cosx－xsinx.
∴f′(－x)＝f′(x)，∴f′(x)为偶函数．
∴函数图象关于y轴对称．
由f′(0)＝1可排除C、D.
而f′(1)＝cos1－sin1<0，
从而观察图象即可得到答案为A.
7．函数f(x)＝x2－(x<0)的最小值是________．
答案
8．函数f(x)＝x2＋2ax＋1在[0，1]上的最小值为f(1)，则a的取值范围为________．
答案 (－∞，－1]
解析 f′(x)＝2x＋2a，
f(x)在[0，1]上的最小值为f(1)，说明f(x)在[0，1]上单调递减，
∴x∈[0，1]时f′(x)≤0恒成立．
∴a≤－x，∴a≤－1.
9．函数f(x)＝ex(sinx＋cosx)在区间上的值域为________．
答案
解析 ∵x∈，∴f′(x)＝excosx≥0，∴f(0)≤f(x)≤f.即≤f(x)≤e.
10．已知f(x)＝－x2＋mx＋1在区间(－2，－1)上最大值就是函数f(x)的极大值，则m的取值范围是________．
答案 (－4，－2)
解析 f′(x)＝m－2x，令f′(x)＝0，得x＝.
由题设得∈(－2，－1)，故m∈(－4，－2)．
11．直线y＝a与函数y＝x3－3x的图象有三个不同的交点，则a的取值范围是________．
答案 (－2，2)
解析 f′(x)＝3x2－3，令f′(x)＝0，可以得x＝1或－1.
∵f(1)＝－2，f(－1)＝2，∴－212．已知f(x)＝x3－x2－x＋3，x∈[－1，2]，f(x)－m<0恒成立，求实数m的取值范围．
解析 由f(x)－m<0，即m>f(x)恒成立，
知m>f(x)max.
f′(x)＝3x2－2x－1，令f′(x)＝0，
解得x＝－或x＝1.
因为f＝，f(1)＝2，f(－1)＝2，f(2)＝5，
所以f(x)的最大值为5，故m的取值范围为(5，＋∞)．
13．设函数f(x)＝x2ex.
(1)求f(x)的单调区间；
(2)若当x∈[－2，2]时，不等式f(x)>m恒成立，求实数m的取值范围．
解析 (1)f′(x)＝xex＋x2ex＝x(x＋2)．
由x(x＋2)>0，解得x>0或x<－2.
∴(－∞，－2)，(0，＋∞)为f(x)的单调递增区间．
由x(x＋2)<0，得－2∴(－2，0)为f(x)的单调递减区间．
∴f(x)的单调递增区间为(－∞，－2)，(0，＋∞)；
单调递减区间为(－2，0)．
(2)令f′(x)＝x(x＋2)＝0，得x＝0或x＝－2.
∵f(－2)＝，f(2)＝2e2，f(0)＝0，
∴f(x)∈[0，2e2]．
又∵f(x)>m在x∈[－2，2]时恒成立，∴m<0.
故m的取值范围为(－∞，0)．
14．设函数f(x)定义在(0，＋∞)上，f(1)＝0，导函数f′(x)＝，g(x)＝f(x)＋f′(x)．
(1)求g(x)的单调区间和最小值；
(2)讨论g(x)与g的大小关系．
解析 (1)由题设易知f(x)＝lnx，g(x)＝lnx＋，
∴g′(x)＝.令g′(x)＝0，得x＝1.
当x∈(0，1)时，g′(x)<0，故(0，1)是g(x)的单调递减区间．
当x∈(1，＋∞)时，g′(x)>0，故(1，＋∞)是g(x)的单调递增区间．
∴x＝1是g(x)的唯一极值点，且为极小值点，从而也是最小值点，∴最小值为g(1)＝1.
(2)g＝－lnx＋x，
设h(x)＝g(x)－g＝2lnx－x＋，
则h′(x)＝－.
当x∈(0，1)∪(1，＋∞)时，h′(x)<0，h′(1)＝0，
∴h(x)在(0，＋∞)内单调递减．
∴当0h(1)＝0，即g(x)>g；
当x＝1时，g(x)＝g；
当x>1时，h(x)15．设函数f(x)＝tx2＋2t2x＋t－1(x∈R，t>0)．
(1)求f(x)的最小值h(t)；
(2)若h(t)<－2t＋m对t∈(0，2)恒成立，求实数m的取值范围．
解析 (1)∵f(x)＝t(x＋t)2－t3＋t－1(x∈R，t>0)，∴当x＝－t时，
f(x)取最小值f(－t)＝－t3＋t－1，
即h(t)＝－t3＋t－1.
(2)令g(t)＝h(t)－(－2t＋m)＝－t3＋3t－1－m.
由g′(t)＝－3t2＋3＝0，得t＝1或t＝－1(舍去)．
当t变化时，g′(t)，g(t)的变化情况如下表：
t (0，1) 1 (1，2)
g′(t) ＋ 0 －
g(t) ? 极大值1－m ?
∴g(t)在(0，2)内有最大值g(1)＝1－m，h(t)<－2t＋m在(0，2)内恒成立，即g(t)<0在(0，2)内恒成立，
即1－m<0，解得m>1，所以m的取值范围为(1，＋∞)．
1．若函数f(x)＝在[－2，2]上的最大值为2，则实数a的取值范围是( )
A. B.
C．(－∞，0] D.
答案 D
解析 当x≤0时，f′(x)＝6x2＋6x，易知函数f(x)在(－∞，0]上的最大值点是x＝－1，且f(－1)＝2，故只需x∈(0，2]时，eax≤2恒成立，即ax≤ln2在x∈(0，2]时恒成立，即a≤在x∈(0，2]时恒成立，故a≤ln2.
2．已知函数f(x)＝ax3＋bx2＋cx在点x0处取得极小值－4，使其导函数f′(x)>0的x的取值范围为(1，3)．
(1)求f(x)的解析式及f(x)的极大值；
(2)当x∈[2，3]时，求g(x)＝f′(x)＋6(m－2)x的最大值．
解析 (1)由题意知f′(x)＝3ax2＋2bx＋c
＝3a(x－1)(x－3)(a<0)，
∴在(－∞，1)上f′(x)<0，f(x)是减函数，在(1，3)上f′(x)>0，f(x)是增函数，在(3，＋∞)上f′(x)<0，f(x)是减函数．
因此f(x)在x0＝1处取得极小值－4，在x＝3处取得极大值．
∴
解得a＝－1，b＝6，c＝－9.∴f(x)＝－x3＋6x2－9x.
∴f(x)在x＝3处取得极大值f(3)＝0.
(2)g(x)＝－3(x－1)(x－3)＋6(m－2)x＝－3(x2－2mx＋3)，
令g′(x)＝－6x＋6m＝0，得x＝m.
①当2≤m≤3时，g(x)max＝g(m)＝3m2－9；
②当m<2时，g(x)在[2，3]上是单调递减的，g(x)max＝g(2)＝12m－21；
③当m>3时，g(x)在[2，3]上是单调递增的，g(x)max＝g(3)＝18m－36.
因此g(x)max＝
3.已知函数f(x)＝ax2－blnx＋在x＝x0处取得极小值1＋ln2，其导函数f′(x)的图象如图所示．求x0，a，b的值．
解析 由图可知x0＝.
∴当x＝时，f(x)极小值为1＋ln2.
∴a－bln＋＝1＋ln2.
∴a＋4bln2＝2＋4ln2.①
又∵f′(x)＝2ax－，∴f′＝2a×－2b＝0.
∴a＝2b.②
由①②解得b＝1，a＝2.
5.3.2函数的极值与最大(小)值第3课时 同步作业（解析版）
1．函数f(x)＝x3－3x2＋3x(－1
B．有最大值，也无最小值
C．无最大值，也无最小值
D．无最大值，但有最小值
2．函数f(x)＝lnx－x在(0，e]上的最大值为( )
A．－1 B．1
C．0 D．e
3．函数y＝x＋2cosx在区间上的最大值为( )
A.＋ B．2
C.＋2 D.
4．设函数f(x)在定义域上可导，y＝f(x)的图象如下图所示，则导数y＝f′(x)的图象可能为下图中的( )
5．已知对任意实数x有f(－x)＝－f(x)，g(－x)＝g(x)，且x>0时，f′(x)>0，g′(x)>0，则x<0时( )
A．f′(x)>0，g′(x)>0 B．f′(x)>0，g′(x)<0
C．f′(x)<0，g′(x)>0 D．f′(x)<0，g′(x)<0
6．函数f(x)＝xcosx的导函数f′(x)在区间[－π，π]上的图象大致是( )
7．函数f(x)＝x2－(x<0)的最小值是________．
8．函数f(x)＝x2＋2ax＋1在[0，1]上的最小值为f(1)，则a的取值范围为________．
9．函数f(x)＝ex(sinx＋cosx)在区间上的值域为________．
10．已知f(x)＝－x2＋mx＋1在区间(－2，－1)上最大值就是函数f(x)的极大值，则m的取值范围是________．
11．直线y＝a与函数y＝x3－3x的图象有三个不同的交点，则a的取值范围是________．
12．已知f(x)＝x3－x2－x＋3，x∈[－1，2]，f(x)－m<0恒成立，求实数m的取值范围．
13．设函数f(x)＝x2ex.
(1)求f(x)的单调区间；
(2)若当x∈[－2，2]时，不等式f(x)>m恒成立，求实数m的取值范围．
14．设函数f(x)定义在(0，＋∞)上，f(1)＝0，导函数f′(x)＝，g(x)＝f(x)＋f′(x)．
(1)求g(x)的单调区间和最小值；
(2)讨论g(x)与g的大小关系．
15．设函数f(x)＝tx2＋2t2x＋t－1(x∈R，t>0)．
(1)求f(x)的最小值h(t)；
(2)若h(t)<－2t＋m对t∈(0，2)恒成立，求实数m的取值范围．
1．若函数f(x)＝在[－2，2]上的最大值为2，则实数a的取值范围是( )
A. B.
C．(－∞，0] D.
2．已知函数f(x)＝ax3＋bx2＋cx在点x0处取得极小值－4，使其导函数f′(x)>0的x的取值范围为(1，3)．
(1)求f(x)的解析式及f(x)的极大值；
(2)当x∈[2，3]时，求g(x)＝f′(x)＋6(m－2)x的最大值．
3.已知函数f(x)＝ax2－blnx＋在x＝x0处取得极小值1＋ln2，其导函数f′(x)的图象如图所示．求x0，a，b的值．
人教版高中数学选择性必修第二册
5.3.2函数的极值与最大(小)值第3课时 同步作业（解析版）
1．函数f(x)＝x3－3x2＋3x(－1
B．有最大值，也无最小值
C．无最大值，也无最小值
D．无最大值，但有最小值
答案 C
2．函数f(x)＝lnx－x在(0，e]上的最大值为( )
A．－1 B．1
C．0 D．e
答案 A
3．函数y＝x＋2cosx在区间上的最大值为( )
A.＋ B．2
C.＋2 D.
答案 A
解析 y′＝1－2sinx，x∈，由y′>0得x<，由y′<0得x>，则函数y＝x＋2cosx在区间上单调递增，在区间上单调递减，所以x＝时y有最大值，ymax＝＋.故选A.
4．设函数f(x)在定义域上可导，y＝f(x)的图象如下图所示，则导数y＝f′(x)的图象可能为下图中的( )
答案 D
5．已知对任意实数x有f(－x)＝－f(x)，g(－x)＝g(x)，且x>0时，f′(x)>0，g′(x)>0，则x<0时( )
A．f′(x)>0，g′(x)>0 B．f′(x)>0，g′(x)<0
C．f′(x)<0，g′(x)>0 D．f′(x)<0，g′(x)<0
答案 B
6．函数f(x)＝xcosx的导函数f′(x)在区间[－π，π]上的图象大致是( )
答案 A
解析 ∵f(x)＝xcosx，∴f′(x)＝cosx－xsinx.
∴f′(－x)＝f′(x)，∴f′(x)为偶函数．
∴函数图象关于y轴对称．
由f′(0)＝1可排除C、D.
而f′(1)＝cos1－sin1<0，
从而观察图象即可得到答案为A.
7．函数f(x)＝x2－(x<0)的最小值是________．
答案
8．函数f(x)＝x2＋2ax＋1在[0，1]上的最小值为f(1)，则a的取值范围为________．
答案 (－∞，－1]
解析 f′(x)＝2x＋2a，
f(x)在[0，1]上的最小值为f(1)，说明f(x)在[0，1]上单调递减，
∴x∈[0，1]时f′(x)≤0恒成立．
∴a≤－x，∴a≤－1.
9．函数f(x)＝ex(sinx＋cosx)在区间上的值域为________．
答案
解析 ∵x∈，∴f′(x)＝excosx≥0，∴f(0)≤f(x)≤f.即≤f(x)≤e.
10．已知f(x)＝－x2＋mx＋1在区间(－2，－1)上最大值就是函数f(x)的极大值，则m的取值范围是________．
答案 (－4，－2)
解析 f′(x)＝m－2x，令f′(x)＝0，得x＝.
由题设得∈(－2，－1)，故m∈(－4，－2)．
11．直线y＝a与函数y＝x3－3x的图象有三个不同的交点，则a的取值范围是________．
答案 (－2，2)
解析 f′(x)＝3x2－3，令f′(x)＝0，可以得x＝1或－1.
∵f(1)＝－2，f(－1)＝2，∴－2
解析 由f(x)－m<0，即m>f(x)恒成立，
知m>f(x)max.
f′(x)＝3x2－2x－1，令f′(x)＝0，
解得x＝－或x＝1.
因为f＝，f(1)＝2，f(－1)＝2，f(2)＝5，
所以f(x)的最大值为5，故m的取值范围为(5，＋∞)．
13．设函数f(x)＝x2ex.
(1)求f(x)的单调区间；
(2)若当x∈[－2，2]时，不等式f(x)>m恒成立，求实数m的取值范围．
解析 (1)f′(x)＝xex＋x2ex＝x(x＋2)．
由x(x＋2)>0，解得x>0或x<－2.
∴(－∞，－2)，(0，＋∞)为f(x)的单调递增区间．
由x(x＋2)<0，得－2
∴f(x)的单调递增区间为(－∞，－2)，(0，＋∞)；
单调递减区间为(－2，0)．
(2)令f′(x)＝x(x＋2)＝0，得x＝0或x＝－2.
∵f(－2)＝，f(2)＝2e2，f(0)＝0，
∴f(x)∈[0，2e2]．
又∵f(x)>m在x∈[－2，2]时恒成立，∴m<0.
故m的取值范围为(－∞，0)．
14．设函数f(x)定义在(0，＋∞)上，f(1)＝0，导函数f′(x)＝，g(x)＝f(x)＋f′(x)．
(1)求g(x)的单调区间和最小值；
(2)讨论g(x)与g的大小关系．
解析 (1)由题设易知f(x)＝lnx，g(x)＝lnx＋，
∴g′(x)＝.令g′(x)＝0，得x＝1.
当x∈(0，1)时，g′(x)<0，故(0，1)是g(x)的单调递减区间．
当x∈(1，＋∞)时，g′(x)>0，故(1，＋∞)是g(x)的单调递增区间．
∴x＝1是g(x)的唯一极值点，且为极小值点，从而也是最小值点，∴最小值为g(1)＝1.
(2)g＝－lnx＋x，
设h(x)＝g(x)－g＝2lnx－x＋，
则h′(x)＝－.
当x∈(0，1)∪(1，＋∞)时，h′(x)<0，h′(1)＝0，
∴h(x)在(0，＋∞)内单调递减．
∴当0
当x＝1时，g(x)＝g；
当x>1时，h(x)
(1)求f(x)的最小值h(t)；
(2)若h(t)<－2t＋m对t∈(0，2)恒成立，求实数m的取值范围．
解析 (1)∵f(x)＝t(x＋t)2－t3＋t－1(x∈R，t>0)，∴当x＝－t时，
f(x)取最小值f(－t)＝－t3＋t－1，
即h(t)＝－t3＋t－1.
(2)令g(t)＝h(t)－(－2t＋m)＝－t3＋3t－1－m.
由g′(t)＝－3t2＋3＝0，得t＝1或t＝－1(舍去)．
当t变化时，g′(t)，g(t)的变化情况如下表：
t (0，1) 1 (1，2)
g′(t) ＋ 0 －
g(t) ? 极大值1－m ?
∴g(t)在(0，2)内有最大值g(1)＝1－m，h(t)<－2t＋m在(0，2)内恒成立，即g(t)<0在(0，2)内恒成立，
即1－m<0，解得m>1，所以m的取值范围为(1，＋∞)．
1．若函数f(x)＝在[－2，2]上的最大值为2，则实数a的取值范围是( )
A. B.
C．(－∞，0] D.
答案 D
解析 当x≤0时，f′(x)＝6x2＋6x，易知函数f(x)在(－∞，0]上的最大值点是x＝－1，且f(－1)＝2，故只需x∈(0，2]时，eax≤2恒成立，即ax≤ln2在x∈(0，2]时恒成立，即a≤在x∈(0，2]时恒成立，故a≤ln2.
2．已知函数f(x)＝ax3＋bx2＋cx在点x0处取得极小值－4，使其导函数f′(x)>0的x的取值范围为(1，3)．
(1)求f(x)的解析式及f(x)的极大值；
(2)当x∈[2，3]时，求g(x)＝f′(x)＋6(m－2)x的最大值．
解析 (1)由题意知f′(x)＝3ax2＋2bx＋c
＝3a(x－1)(x－3)(a<0)，
∴在(－∞，1)上f′(x)<0，f(x)是减函数，在(1，3)上f′(x)>0，f(x)是增函数，在(3，＋∞)上f′(x)<0，f(x)是减函数．
因此f(x)在x0＝1处取得极小值－4，在x＝3处取得极大值．
∴
解得a＝－1，b＝6，c＝－9.∴f(x)＝－x3＋6x2－9x.
∴f(x)在x＝3处取得极大值f(3)＝0.
(2)g(x)＝－3(x－1)(x－3)＋6(m－2)x＝－3(x2－2mx＋3)，
令g′(x)＝－6x＋6m＝0，得x＝m.
①当2≤m≤3时，g(x)max＝g(m)＝3m2－9；
②当m<2时，g(x)在[2，3]上是单调递减的，g(x)max＝g(2)＝12m－21；
③当m>3时，g(x)在[2，3]上是单调递增的，g(x)max＝g(3)＝18m－36.
因此g(x)max＝
3.已知函数f(x)＝ax2－blnx＋在x＝x0处取得极小值1＋ln2，其导函数f′(x)的图象如图所示．求x0，a，b的值．
解析 由图可知x0＝.
∴当x＝时，f(x)极小值为1＋ln2.
∴a－bln＋＝1＋ln2.
∴a＋4bln2＝2＋4ln2.①
又∵f′(x)＝2ax－，∴f′＝2a×－2b＝0.
∴a＝2b.②
由①②解得b＝1，a＝2.