(2)证明:设f(x)?x?x2,x?(0,1). 因为f?(x)?1?2x,x?(0,1)
1 所以,当x?(0,)时,f?(x)?1?2x?0,f(x)单调递增,
2f(x)?x?x2?f(0)?0;
1 当x?(,1)时,f?(x)?1?2x?0,f(x)单调递减,
2f(x)?x?x2?f(1)?0;
11 又f()??0. 因此,x?x2?0,x?(0,1). 图略
24(3)证明:设f(x)?ex?1?x,x?0. 因为f?(x)?ex?1,x?0
所以,当x?0时,f?(x)?ex?1?0,f(x)单调递增,
f(x)?ex?1?x?f(0)?0;
当x?0时,f?(x)?ex?1?0,f(x)单调递减,
f(x)?ex?1?x?f(0)?0;
综上,ex?1?x,x?0. 图略 (4)证明:设f(x)?lnx?x,x?0. 因为f?(x)?1?1,x?0 x1?1?0,f(x)单调递增, x 所以,当0?x?1时,f?(x)?f(x)?lnx?x?f(1)??1?0;
当x?1时,f?(x)?1?1?0,f(x)单调递减, xf(x)?lnx?x?f(1)??1?0;
当x?1时,显然ln1?1. 因此,lnx?x. 由(3)可知,ex?x?1?x,x?0.
. 综上,lnx?x?ex,x?0 图略 2、(1)函数f(x)?ax3?bx2?cx?d的图象大致是个“双峰”图象,类似“
”或“
”
的形状. 若有极值,则在整个定义域上有且仅有一个极大值和一个极小值,从图象上能大致估计它的单调区间.
(2)因为f(x)?ax3?bx2?cx?d,所以f?(x)?3ax2?2bx?c. 下面分类讨论:
当a?0时,分a?0和a?0两种情形: ①当a?0,且b2?3ac?0时,
设方程f?(x)?3ax2?2bx?c?0的两根分别为x1,x2,且x1?x2,
当f?(x)?3ax2?2bx?c?0,即x?x1或x?x2时,函数f(x)?ax3?bx2?cx?d单调递增; 当f?(x)?3ax2?2bx?c?0,即x1?x?x2时,函数f(x)?ax3?bx2?cx?d单调递减. 当a?0,且b2?3ac?0时,
此时f?(x)?3ax2?2bx?c?0,函数f(x)?ax3?bx2?cx?d单调递增. ②当a?0,且b2?3ac?0时,
设方程f?(x)?3ax2?2bx?c?0的两根分别为x1,x2,且x1?x2,
当f?(x)?3ax2?2bx?c?0,即x1?x?x2时,函数f(x)?ax3?bx2?cx?d单调递增; 当f?(x)?3ax2?2bx?c?0,即x?x1或x?x2时,函数f(x)?ax3?bx2?cx?d单调递减. 当a?0,且b2?3ac?0时,
此时f?(x)?3ax2?2bx?c?0,函数f(x)?ax3?bx2?cx?d单调递减 1.4生活中的优化问题举例 习题1.4 A组(P37)
1、设两段铁丝的长度分别为x,l?x,则这两个正方形的边长分别为
xl?x,,两个正方44xl?x21)?(2x2?2lx?l2),0?x?l. 形的面积和为 S?f(x)?()2?(4416l 令f?(x)?0,即4x?2l?0,x?.
2ll 当x?(0,)时,f?(x)?0;当x?(,l)时,f?(x)?0.
22l 因此,x?是函数f(x)的极小值点,也是最小值点.
2l 所以,当两段铁丝的长度分别是时,两个正方形的面积和最小.
22、如图所示,由于在边长为a的正方形铁片的四角截去 四个边长为x的小正方形,做成一个无盖方盒,所以无
xa盖方盒的底面为正方形,且边长为a?2x,高为x.
a (1)无盖方盒的容积V(x)?(a?2x)2x,0?x?.
2(2)因为V(x)?4x3?4ax2?a2x, 所以V?(x)?12x2?8ax?a2.
aa(舍去),或x?. 26aaa 当x?(0,)时,V?(x)?0;当x?(,)时,V?(x)?0.
662a 因此,x?是函数V(x)的极大值点,也是最大值点.
6a 所以,当x?时,无盖方盒的容积最大.
63、如图,设圆柱的高为h,底半径为R, 令V?(x)?0,得x?则表面积S?2?Rh?2?R2
RV. 2?RV2V2?2?R??2?R2,R?0. 因此,S(R)?2?R2?RR 由V??R2h,得h? 令S?(R)??h2VV?4?R?0,解得R?3. R2? 当R?(0,3V)时,S?(R)?0; 2?(第3题)
当R?(3V,??)时,S?(R)?0. 2?3 因此,R?VVV3是函数S(R)的极小值点,也是最小值点. 此时,h??2?2R. 2??R22? 所以,当罐高与底面直径相等时,所用材料最省.
1n2n24、证明:由于f(x)??(x?ai),所以f?(x)??(x?ai).
ni?1ni?11n 令f?(x)?0,得x??ai,
ni?11n 可以得到,x??ai是函数f(x)的极小值点,也是最小值点.
ni?11n 这个结果说明,用n个数据的平均值?ai表示这个物体的长度是合理的,
ni?1 这就是最小二乘法的基本原理.
x?x22m, 5、设矩形的底宽为xm,则半圆的半径为m,半圆的面积为
28矩形的面积为a??x2a?x)m m2,矩形的另一边长为(?x88因此铁丝的长为l(x)??x2?x?2a?x?2a8a??(1?)x?,0?x? x44x?令l?(x)?1??4?2a8a?0,得(负值舍去). x?x24??当x?(0,8a8a8a)时,l?(x)?0;当x?(,)时,l?(x)?0. 4??4???8a是函数l(x)的极小值点,也是最小值点. 4??因此,x?所以,当底宽为8am时,所用材料最省. 4??6、利润L等于收入R减去成本C,而收入R等于产量乘单价. 由此可得出利润L与产量q的函数关系式,再用导数求最大利润.
11 收入R?q?p?q(25?q)?25q?q2,
8811 利润L?R?C?(25q?q2)?(100?4q)??q2?21q?100,0?q?200.
881 求导得L???q?21
41 令L??0,即?q?21?0,q?84.
4 当q?(0,84)时,L??0;当q?(84,200)时,L??0;
因此,q?84是函数L的极大值点,也是最大值点.
所以,产量为84时,利润L最大,
习题1.4 B组(P37)
1、设每个房间每天的定价为x元,
x?1801)(x?20)??x2?70x?1360,180?x?680. 那么宾馆利润L(x)?(50?10101 令L?(x)??x?70?0,解得x?350.
5 当x?(180,350)时,L?(x)?0;当x?(350,680)时,L?(x)?0.
因此,x?350是函数L(x)的极大值点,也是最大值点.
所以,当每个房间每天的定价为350元时,宾馆利润最大. 2、设销售价为x元/件时,
b?x45b?4)?c(x?a)(5?x),a?x?. 利润L(x)?(x?a)(c?cbb48c4ac?5bc4a?5b?0,解得x? 令L?(x)??x?.
bb84a?5b4a?5b5b)时,L?(x)?0;当x?(,)时,L?(x)?0. 当x?(a,8844a?5b 当x?是函数L(x)的极大值点,也是最大值点.
84a?5b 所以,销售价为元/件时,可获得最大利润.
81.5定积分的概念 练习(P42) 8. 3说明:进一步熟悉求曲边梯形面积的方法和步骤,体会“以直代曲”和“逼近”的思想. 练习(P45)
ii1i121、?si??si??v()?t?[?()2?2]???()2???,i?1,2,?,n.
nnnnnni 于是 s???si???si???v()?t
ni?1i?1i?1i12??[?()2???]
nnni?111n?121n21??()2????()??()??2
nnnnnn1??3[1?22???n2]?2
n1n(n?1)(2n?1)??3??2
n6111??(1?)(1?)?2
3n2n 取极值,得
n1i1115 s?lim?[v()]?lim?[?(1?)(1?)?2]?
n??n??n3n2n3i?1ni?1nnnnn说明:进一步体会“以不变代变”和“逼近”的思想.
222、km.
3说明:进一步体会“以不变代变”和“逼近”的思想,熟悉求变速直线运动物体路程的方法和步骤.
练习(P48)