,试求函数的极值.解:f′x=1-ax=x-xa,x01当a≤0时,f′x0,函数fx为0,+∞上的增函数,函数fx无极值;
f2当a0时,由f′x=0,解得x=a又当x∈0,a时,f′x0;当x∈a,+∞时,f′x0,从而函数fx在x=a处取得极小值,且极小值为fa=a-al
a,无极大值.综上,当a≤0时,函数fx无极值;当a0时,函数fx在x=a处取得极小值a-al
a,无极大值.2.已知函数fx=1+xl
xx≥1,1试判断函数fx的单调性,并说明理由;
2若fx≥x+k1恒成立,求实数k的取值范围.
解:1f′x=-l
x2x,∵x≥1,∴l
x≥0,∴f′x≤0故函数fx在1,+∞上单调递减.2∵x≥1,∴fx≥x+k1x+1x1+l
x≥k,
令gx=x+1x1+l
x,
∴g′x=x+11+l
x′x-x+11+l
x2
x=x-xl2
x
再令hx=x-l
x,则h′x=1-1x∵x≥1,则h′x≥0,∴hx在1,+∞上单调递增.∴hxmi
=h1=10,从而g′x0,故gx在1,+∞上单调递增,∴gxmi
=g1=2,∴k≤2故实数k的取值范围为-∞,2
生活中的优化问题
优化问题是导数在实际生活中的应用之一,高考中有所体现,既可以以小题形式考查,也可以解答题形式考查,难度中低档.
考点精要
1解决优化问题的策略①要分析问题中各个数量之间的关系,建立适当的函数模型,并确定函数的定义域.
f②要通过研究相应函数的性质,如单调性、极值与最值,提出优化方案,使问题得以解决,在这个过程中,导数是一个有力的工具.
2求实际问题的最大小值时,一定要从问题的实际意义去考查,不符合实际意义的值应舍去.3在实际问题中,由f′x=0常常仅得到一个根,若能判断函数的最大小值在x的变化区间内部得到,则这个根处的函数值就是所求的最大小值.典例某村庄拟修建一个无盖的圆柱形蓄水池不计厚度.设该蓄水池的底面半径为r米,高为h米,体积为V立方米.假设建造成本仅与表面积有关,侧面的建造成本为100元平方米,底面的建造成本为160元平方米,该蓄水池的总建造成本为12000π元π为圆周率.1将V表示成r的函数Vr,并求该函数的定义域.2讨论函数Vr的单调性,并确定r和h为何值时该蓄水池的体积最大.解1因为蓄水池侧面的总成本为1002πrh=200πrh元,底面的总成本为160πr2元,所以蓄水池的总成本为200πrh+160πr2元.又据题意知200πrh+160πr2=12000π,所以h=51r300-4r2,从而Vr=πr2h=π5300r-4r3.因为r>0,又由h>0可得r<53,故函数Vrr