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微积分典型例题:求函数f(×)的极值

更新时间:2026-07-30 理论教育 下载文章 版权反馈
【摘要】:1.求函数f(×)=2×3-9×2+12×-3的极值.解f′(×)=6×2-18×+12=6(×2-3×+2),令f′(×)=0,解得×1=1,×2=2,列表讨论如下:所以,点×=1是函数f(×)的极大值点,极大值为f(1)=2,点×=2是函数f(×)的极小值点,极小值为f(2)=1.2.求函数的极值.解,令f′(×)=0,解得,当×=0时,f′(×)不存在.列表讨论如下:所以,点×=0是函数f(

1.求函数f(×)=2×3-9×2+12×-3的极值.

解f′(×)=6×2-18×+12=6(×2-3×+2),令f′(×)=0,解得×1=1,×2=2,列表讨论如下:

所以,点×=1是函数f(×)的极大值点,极大值为f(1)=2,点×=2是函数f(×)的极小值点,极小值为f(2)=1.

2.求函数图示的极值.

解图示,令f′(×)=0,解得图示,当×=0时,f′(×)不存在.列表讨论如下:

所以,点×=0是函数f(×)的极大值点,极大值为f(0)=0,点图示是函数f(×)的极小值点,极小值为图示.

3.求函数f(×)=×2-lN×2的极值.

解图示,令f′(×)=0,解得×1=1,×2=-1,当×=0时,f′(×)不存在.列表讨论如下:

所以,点×=±1是函数f(×)的极小值点,极小值为f(±1)=1,函数f(×)无极大值.

4.求函数f(×)=×4-2×3+1的极值.

解f′(×)=4×3-6×2,令f′(×)=0,解得×1=0,图示,列表讨论如下:

所以,点图示是函数f(×)的极小值点,极小值为图示,函数f(×)无极大值.

5.求函数f(×)=×4-8×2+2在区间[-1,3]上的最大值和最小值.

解f′(×)=4×3-16×,令f′(×)=0,解得×1=-2,×2=2,而×1=-2不在区间[-1,3]内,故舍去.又有f(-1)=-5,f(2)=-14,f(3)=11.

所以,区间[-1,3]上函数f(×)的最大值为f(3)=11,最小值为f(2)=-14.

6.求函数图示在区间[0,3]上的最大值和最小值.

解图示,令f′(×)=0,无解.当×=2时f′(×)不存在.又有图示,f(2)=1,f(3)=0.

所以,区间[0,3]上函数f(×)的最大值为f(2)=1,最小值为图示.

7.将边长为A的一块正方形铁皮,四角各截去一个大小相同的小正方形,然后将四边折起做一个无盖的方格.问截掉的小正方形边长多长时,所得方盒的容积最大?最大容积为多少?

解 设截掉的小正方形边长为×,则所得方盒的容积f(×)=×(A-2×)2,从而

f′(×)=(A-2×)(A-6×)令f′(×)=0,解得图示(舍去),图示.

根据问题的实际意义,方盒的最大容积一定存在,而驻点唯一,故截掉的小正方形边长为图示时方盒的容积最大.又图示,故最大容积为图示.

8.欲在墙边围一面积为S=8m2的长方形空地.问它的长与宽应分别为多少米时,才能使所用材料的总长度最少?最少长度为多少?

解 设长方形空地的长为×,则宽为图示,故总长度图示,从而f′(×)=图示,令f′(×)=0,解得×1=-4(舍去),×2=4.根据问题的实际意义,所用材料的总长度最少一定存在,而驻点唯一,故所用材料的长为4,宽为2时所用材料的总长度最少,又f(4)=8,故最少长度为8.

9.设f(×)在U(0,δ)内连续,且f(0)=0,图示,则( ).

A.f′(0)不存在 B.∃f′(0)≠0

C.在×=0处取极小值 D.在×=0处取极大值

解 答案应为C.

先研究函数在×=0处的可导性.由图示,图示可得,

因此有图示,即有图示.又因为图示,故可得图示,而f(0)=0,所以图示.因而f(×)可导,且f′(0)=0,因而选项A和B都不对.(https://www.daowen.com)

再研究函数在×=0处的极值性.由图示和函数极限的局部保号性知,存在δ>0,当×∈图示(0,δ)时,有图示,即有当图示(0,δ)时,f(×)>0=f(0),因此f(×)在×=0处取极小值.正确答案为C.

10.设f(θ)=θSIN θ+(A+1)CoS θ(A≠1),问

(1)θ=0是否为极值点?

(2)若是,是极大还是极小?

解f′(θ)=θCoS θ-ASIN θ,f″(θ)=(1-A)CoS θ-θSIN θ.

由于f′(0)=0,f″(0)=1-A≠0,故θ=0为极值点;且当A>1时是极大值点,当A<1时是极小值点.

11.求数列图示的最小项.

解 设图示,则

由于当1≤×<2e时图示,当×>2e时图示,而当×≥1时总有图示0,从而当1≤×<2e时f′(×)<0,当×>2e时从而f′(×)>0,故数列图示的最小项为图示.

12.试证:当0<×<2时,4×lN ×-×2-2×+4>0.

证 设f(×)=4×lN ×-×2-2×+4,则f′(×)=4lN ×-2×+2,图示,且当0<×<2总时f″(×)>0,故f′(×)在0<×<2上单调递增.又因为图示-∞,f′(2)=4lN 2-2=lN图示,故由连续函数的介值定理和单调性知存在唯一一点ξ∈(0,2),使得f′(ξ)=0.即在(0,ξ)上f′(×)<0,在(ξ,2)上f′(×)>0,从而f(×)在点×=ξ处取到最小值.故当0<×<2时f(×)>f(ξ),而

f(ξ)=4ξlN ξ-ξ2-2ξ+4=ξf′(ξ)+(ξ-2)2>0

因此当0<×<2时,f(×)=4×lN ×-×2-2×+4>0.

13.某房地产公司有50套公寓要出租,当租金定为每月180美元时,公寓会全部租出去.当租金每月增加10美元时,就有一套公寓租不出去,而租出去的房子每月需花费20美元的整修维护费.试问房租定为多少可获得最大收入?

解 设×为增加租金除以10,设

f(×)=(180+10×)(50-×)-20(50-×)=(160+10×)(50-×)则

f′(×)=10(50-×)-(160+10×)=340-20×令f′(×)=0,得×=17,且f″(×)=-20<0,故当增加的租金为10×=170美元,即房租定为170+180=350美元时可获得最大收入.

14.求A的取值范围,使函数f(×)=×3+3A×2-A×-1无极值.

解f′(×)=3×2+6A×-A

当Δ=36A2+12A<0,即图示时,f(×)无驻点,即f(×)无极值.

当Δ=36A2+12A=0,即图示或A=0时,图示或f′(×)=3×2,f(×)有一个驻点图示或×=0.但此时所对应的函数分别为

可知此时f(×)无极值.

当Δ=36A2+12A>0,即图示或A>0时,f(×)有两个驻点

又f″(×)=6×+6A,图示,可知f(×)的两个驻点为

èø极值点.

所以当图示时,函数f(×)无极值.15.讨论方程lN ×=A×(其中A>0)有几个实根.

解 设f(×)=lN ×-A×,×∈(0,+∞),则f图示.令f′(×)=0,有图示故当图示时有f′(×)<0,从而f(×)在图示内单调递减;当0<×<图示时有f′(×)>0,从而f(×)在图示单调递增,故图示=-lN A-1为最大值.

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