已知函数 $ f\left(x\right)=\left(x^2+bx +b\right)\cdot \sqrt{1-2x}$ $ \left(b \in {\mathbb{R}}\right)$.
【难度】
【出处】
2014年高考江西卷(理)
【标注】
  • 知识点
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    微积分初步
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    利用导数研究函数的性质
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    利用导数研究函数的极值
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    微积分初步
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    导数的运算
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    求导法则
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    微积分初步
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    导数的运算
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    导数公式
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    微积分初步
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    微积分初步
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    利用导数研究函数的性质
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    利用导数研究函数的单调性
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    微积分初步
  1. 当 $b=4 $ 时,求 $f\left(x\right) $ 的极值;
    标注
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      微积分初步
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      利用导数研究函数的性质
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      利用导数研究函数的极值
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      求导法则
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      微积分初步
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      导数公式
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      微积分初步
    答案
    当 $ x = - 2$ 时,$f\left(x\right)$ 取极小值为 $ 0 $;当 $ x = 0$ 时,$f\left(x\right)$ 取极大值为 $ 4 $
    解析
    本题考查利用导数判断函数极值的问题.按照不含参函数求极值的步骤解答即可.当 $b=4 $ 时,$f\left(x\right) = {\left(x + 2\right)^2}\sqrt {1 - 2x} $ $\left(x \leqslant \dfrac{1}{2}\right)$,则\[ \begin{split}f'\left(x\right) &\overset{\left[a\right]}= 2\left(x + 2\right)\sqrt {1 - 2x} + {\left(x + 2\right)^2} \cdot \dfrac{1}{2}{\left(1 - 2x\right)^{ - \frac{1}{2}}} \cdot \left( - 2\right) \\&= \dfrac{ - 5x\left(x + 2\right)}{{\sqrt {1 - 2x} }}.\end{split} \](推导中用到[a]).
    令 $f'\left(x\right)=0 $,得 $x = - 2 $ 或 $x=0 $.
    当 $ x < - 2 $ 时,$ f'\left(x\right) < 0 $,
    当 $ - 2 < x < 0 $ 时,$ f'\left(x\right) > 0 $,
    当 $ 0 < x < \dfrac{1}{2} $ 时,$ f'\left(x\right) < 0 $.
    所以当 $ x = - 2$ 时,$f\left(x\right)$ 取极小值为 $ 0 $;当 $ x = 0$ 时,$f\left(x\right)$ 取极大值为 $ 4 $.
  2. 若 $ f\left(x\right)$ 在区间 $\left( {0,\dfrac{1}{3}} \right)$ 上单调递增,求 $b$ 的取值范围.
    标注
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      微积分初步
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      利用导数研究函数的性质
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      利用导数研究函数的单调性
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      微积分初步
    答案
    $ \left(-\infty,\dfrac {1}{9}\right]$
    解析
    本小问是已知函数单调性求参数取值范围的问题,已知函数在区间上单调递增,则其导函数恒大于等于零,故将问题转化为恒成立问题,利用恒成立问题求参数取值范围的手段,进行解答.由题意知 $ f'\left(x\right)= \dfrac{ -x\left[ 5x+\left(3b - 2\right)\right]}{{\sqrt {1 - 2x} }} \geqslant 0 $ 对 $x \in \left(0,\dfrac{1}{3}\right)$ 恒成立,
    所以\[ - 5{x^2} - 3bx + 2x \geqslant 0,\]即\[ b \leqslant {{\dfrac{2 - 5x}{3}}} \]对 $x \in \left(0,\dfrac{1}{3}\right)$ 恒成立.因为当 $x \in \left(0,\dfrac{1}{3}\right)$ 时,$ \dfrac{2 - 5x}{3} > \dfrac{1}{9}$,所以 $b \leqslant \dfrac{1}{9}$.
    所以 $b$ 的取值范围为 $ \left(-\infty,\dfrac {1}{9}\right]$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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