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导数的应用(单调性、极值、最值) · 练习

先独立作答,再分别展开答案和逐步解析。标为“示例”的题已经在讲解中出现,复测请选择不同的题。

回到知识讲解 · 按知识点选题

10 道题。先独立作答,答案和解析默认收起。

第 1 题 提高 · 示例(讲解中已出现)

讨论f(x)=x³−3x的单调区间与局部极值。

查看答案

在(−∞,−1)、(1,+∞)递增,在(−1,1)递减;x=−1处极大值2,x=1处极小值−2。

查看逐步解析与易错点
  1. f′=3(x−1)(x+1)。从左到右符号为正、负、正,在−1由正变负,在1由负变正;代回原函数求值。

    为什么这样做

    导数符号决定相应区间的变化方向;这里两处导数变号给出相应的局部极值。

易错与反例

  • 极值点的横坐标不是极值本身。

本机记录

来源:自编。 需推理复核;未自动验证展示答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:导数的应用(单调性、极值、最值)。一道题出错只提供候选线索。

第 2 题 基础 · 示例(讲解中已出现)

求f(x)=x³−3x在闭区间[0,3]的最小值与最大值,按此顺序填写。

查看答案

(2,18)

查看逐步解析与易错点
  1. 内部候选x=1;端点0、3也要比较。f(0)=0,f(1)=−2,f(3)=18,所以最小−2、最大18。

    为什么这样做

    连续函数在闭区间取得最值;内部可导极值点需导数为0,最后比较函数值。

易错与反例

  • 只报驻点值−2会漏掉端点最大值。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:导数的应用(单调性、极值、最值)。一道题出错只提供候选线索。

第 3 题 提高 · 示例(讲解中已出现)

f(x)=x³满足f′(0)=0,能否认定0是极值点?

查看答案

不能;f在整个实数域严格递增,0不是极值点。

查看逐步解析与易错点
  1. 导数3x²在0两侧均为正;也可看0左侧函数值负、右侧正,没有同时高于或低于附近两侧。

    为什么这样做

    导数为0只是可导内点极值的必要条件。

易错与反例

  • 切线水平不等于一定出现山峰或谷底。

本机记录

来源:自编。 需推理复核;未自动验证展示答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:导数的应用(单调性、极值、最值)。一道题出错只提供候选线索。

第 4 题 综合 · 独立练习

a为实数,完整讨论f(x)=x³−3ax的单调性与局部极值。

查看答案

a≤0时在实数域严格递增、无局部极值;a>0时在(−∞,−√a)、(√a,+∞)递增,在(−√a,√a)递减,局部极大值2a√a,极小值−2a√a。

查看逐步解析与易错点
  1. f′=3(x²−a)。a<0时恒正;a=0时除0外为正,x³仍严格递增。a>0时有两不同零点,按平方差符号列区间,再代x=±√a。

    为什么这样做

    参数先决定导数零点是否存在与合并,不能在a≤0时强写两个实根。

易错与反例

  • a=0时两个候选合并但不形成极值,不能沿用a>0的符号表。

本机记录

来源:自编。 需推理复核;未自动验证展示答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:导数的应用(单调性、极值、最值)。一道题出错只提供候选线索。

第 5 题 基础 · 独立练习

用20米围栏围成长方形,四边全部使用围栏。求面积的最大值(平方米)。

查看答案

25

查看逐步解析与易错点
  1. 设一边x米,则另一边10−x米,0<x<10。A=x(10−x),A′=10−2x,在5前正、5后负,所以最大A(5)=25。

    为什么这样做

    先由周长建立可行域,再用变化方向验证候选点确为全局最大。

易错与反例

  • 20是周长,不是两条相邻边长度之和。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:导数的应用(单调性、极值、最值)。一道题出错只提供候选线索。

第 6 题 提高 · 独立练习

用导数证明ln x≤x−1(x>0),并给等号条件。

查看答案

对所有x>0成立,且仅在x=1取等。

查看逐步解析与易错点
  1. 设g=x−1−ln x,g′=(x−1)/x;在(0,1)负、(1,+∞)正,所以g在1处取得唯一最小值0。

    为什么这样做

    把待证差转成函数,并在全部定义域分析符号,可同时获得全域结论与取等点。

易错与反例

  • 不能把x≤0也纳入对数不等式。

本机记录

来源:自编。 需推理复核;未自动验证展示答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:导数的应用(单调性、极值、最值)。一道题出错只提供候选线索。

第 7 题 综合 · 独立练习

f(x)=x²−2mx在[1,3]上不减,求实数m的范围。

查看答案

m(,1]

查看逐步解析与易错点
  1. 内部导数2x−2m须非负,若m≤1则整个区间内均非负,端点连续。若m>1,可在(1,min(m,3))取一点使导数为负,出现局部下降,故不行。

    为什么这样做

    充分性检验整个区间,必要性要找合法内点反驳;最终m≤1。

易错与反例

  • 只把某一个x代入求导数非负不能证明整个区间不减。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:导数的应用(单调性、极值、最值)。一道题出错只提供候选线索。

第 8 题 提高 · 独立练习

f(x)=1/x在定义域内处处导数小于0,所以它在(−∞,0)∪(0,+∞)上整体递减,对吗?

查看答案

不对;只能分别说它在两个区间递减。

查看逐步解析与易错点
  1. 跨越缺口选−1<1,却有f(−1)=−1<f(1)=1,与整体递减要求相反。两点之间不能使用需要连续区间的中值定理。

    为什么这样做

    导数符号判单调必须在一个没有定义域缺口的区间上使用。

易错与反例

  • 不要把两个递减分支自动合成一个递减集合。

本机记录

来源:自编。 需推理复核;未自动验证展示答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:导数的应用(单调性、极值、最值)。一道题出错只提供候选线索。

第 9 题 提高 · 独立复测

求f(x)=x³−6x²+9x在[0,4]的最大值、最小值及全部取得位置。

查看答案

最小值0在x=0、3取得;最大值4在x=1、4取得。

查看逐步解析与易错点
  1. f′=3(x−1)(x−3),内部候选1、3,端点0、4。依次f(0)=0、f(1)=4、f(3)=0、f(4)=4,比较并保留并列位置。

    为什么这样做

    同一个最值可能在多个点取得,不能只保留驻点或单一位置。

易错与反例

  • 漏端点会使最大值、最小值的位置都不完整。

本机记录

来源:自编。 需推理复核;未自动验证展示答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:导数的应用(单调性、极值、最值)。一道题出错只提供候选线索。

第 10 题 提高 · 独立复测

f(x)=x³+ax在整个实数域严格递增,求a的范围。

查看答案

a[0,+)

查看逐步解析与易错点
  1. a>0时f′=3x²+a恒正;a=0时x³也严格递增。a<0时0附近导数为负,故不符合。最终a≥0。

    为什么这样做

    严格递增允许孤立点的导数为0,不能把充分条件f′>0误当必要条件。

易错与反例

  • 遗漏a=0会把范围错误地写成a>0。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:导数的应用(单调性、极值、最值)。一道题出错只提供候选线索。