题目内容
已知函数的导函数是,在处取得极值,且
,
(Ⅰ)求的极大值和极小值;
(Ⅱ)记在闭区间上的最大值为,若对任意的总有
成立,求的取值范围;
(Ⅲ)设是曲线上的任意一点.当时,求直线OM斜率的最
小值,据此判断与的大小关系,并说明理由.
【答案】
(Ⅰ)的极大值和极小值分别为4和0 (Ⅱ)
(Ⅲ)
【解析】
试题分析:(I)依题意,,解得,
由已知可设,因为,所以,
则,导函数.
列表:
1 |
(1,3) |
3 |
(3,+∞) |
||
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
|
递增 |
极大值4 |
递减 |
极小值0 |
递增 |
由上表可知在处取得极大值为,
在处取得极小值为.
(Ⅱ)①当时,由(I)知在上递增,
所以的最大值,
由对任意的恒成立,得,则,
因为,所以,则,
因此的取值范围是.
②当时,因为,所以的最大值,
由对任意的恒成立,得,∴,
因为,所以,因此的取值范围是,
综上①②可知,的取值范围是.
(Ⅲ)当时,直线斜率,
因为,所以,则,
即直线斜率的最小值为4
首先,由,得.
其次,当时,有,所以,
证明如下:记,则,
所以在递增,又,
则在恒成立,即,所以.
考点:利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的极值.
点评:本题考查导数的应用,考查函数极值的求法,考查实数的取值范围的求法,考查两个数比较大小的方法.解题时要认真审题,仔细解答,注意挖掘题设中的隐含条件,合理地进行等价转化.
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