题目内容
【题目】已知函数
且
.
(1)讨论函数
的极值;
(2)若
,求函数
在区间
上的最值.
【答案】(1)当
时,极大值
,不存在极小值;当
时,极小值
,不存在极大值;
(2)当
时,最大值为
,最小值为
;
当
时,最大值为
,最小值为
;
当
时,最大值为
,最小值为
;
当
时,最大值为
,最小值为
;
当
时,最大值为
,最小值为
.
【解析】
(1)对函数求导,利用导数分类研究函数的单调性,进而得到极值.
(2)对a分类讨论,分别研究极值点与区间端点的关系,利用导数研究函数单调性极值与最值,即可得出结论.
(1)因为
,
所以
,
讨论:
当
时,令
,得
,令
,得
,
所以当
时,函数
在区间
上单调递增,在区间
上单调递减,
所以当
时,函数
存在极大值
,不存在极小值
当
时,令
,得
,令
,得
,
所以当
时,函数
在区间
上单调递减,在区间
上单调递增,
所以当
时,函数
存在极小值
,不存在极大值.
(2)据(1)求解知,当
时,函数
在区间
上单调递减,在区间
上单调递增,
讨论:
当
,即
时,函数
在区间
上单调递减,
所以函数
在区间
上的最大值
,最小值
;
当
,即
时,函数
在区间
上单调递增,
所以函数
在区间
上的最大值
,最小值
;
当
,即
时,函数
在区间
上单调递减,在区间
上单调递增,
所以函数
在区间
上的最小值
,最大值为
与
的较大者.
下面比较
与
的大小:
![]()
令
,得
,化简得
,
所以
或
.
又
,
所以
,
所以当
时,
,函数
在区间
上的最大值
;
所以当
时,
,函数
在区间
上的最大值
;
所以当
时,
,函数
在区间
上的最大值
;
综上,当
时,函数
在区间
上的最大值为
,最小值为
;
当
时,函数
在区间
上的最大值为
,最小值为
;
当
时,函数
在区间
上的最大值为
,最小值为
;
当
时,函数
在区间
上的最大值为
,最小值为
;
当
时,函数
在区间
上的最大值为
,最小值为
.
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