1.求下列函数的极值:-|||-(5) =dfrac (1+3x)(sqrt {4+5{x)^2}} ;

题目解答
答案

解析
本题考查函数极值的求解,解题思路是先对函数求导,然后令导数为零,求出驻点,再通过判断驻点两侧导数的正负来确定函数的单调性,进而确定函数的极值。
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求函数$y = \dfrac{1 + 3x}{\sqrt{4 + 5x^{2}}}$的导数:
根据除法求导公式$(\frac{u}{v})^\prime=\frac{u^\prime v - uv^\prime}{v^2}$,其中$u = 1 + 3x$,$v = \sqrt{4 + 5x^{2}}$。- 先求$u^\prime$:
$u^\prime=(1 + 3x)^\prime = 3$。 - 再求$v^\prime$:
根据复合函数求导法则,令$t = 4 + 5x^{2}$,则$v = \sqrt{t}=t^{\frac{1}{2}}$。
$v^\prime=\frac{1}{2}t^{-\frac{1}{2}}\cdot t^\prime=\frac{1}{2}(4 + 5x^{2})^{-\frac{1}{2}}\cdot(10x)=\frac{5x}{\sqrt{4 + 5x^{2}}}$。 - 则$y^\prime$为:
$\begin{align*}y^\prime&=\frac{3\sqrt{4 + 5x^{2}}-(1 + 3x)\frac{5x}{\sqrt{4 + 5x^{2}}}}{4 + 5x^{2}}\\&=\frac{3(4 + 5x^{2})-(1 + 3x)\cdot5x}{(4 + 5x^{2})^{\frac{3}{2}}}\\&=\frac{12 + 15x^{2}-5x - 15x^{2}}{(4 + 5x^{2})^{\frac{3}{2}}}\\&=\frac{12 - 5x}{(4 + 5x^{2})^{\frac{3}{2}}}\end{align*}$
- 先求$u^\prime$:
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令$y^\prime = 0$,求驻点:
$\frac{12 - 5x}{(4 + 5x^{2})^{\frac{3}{2}}}=0$,因为分母$(4 + 5x^{2})^{\frac{3}{2}}>0$恒成立,所以只需$12 - 5x = 0$,解得$x = \dfrac{12}{5}$。 -
判断函数的单调性:
- 当$-\infty < x < \dfrac{12}{5}$时,$12 - 5x>0$,所以$y^\prime>0$,函数$y$在$(-\infty, \dfrac{12}{5})$上单调递增。
- 当$\dfrac{12}{5} < x < +\infty$时,$12 - 5x<0$,所以$y^\prime<0$,函数$y$在$(\dfrac{12}{5}, +\infty)$上单调递减。
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求函数的极值:
将$x = \dfrac{12}{5}$代入原函数$y = \dfrac{1 + 3x}{\sqrt{4 + 5x^{2}}}$得:
$\begin{align*}y(\dfrac{12}{5})&=\dfrac{1 + 3\times\frac{12}{5}}{\sqrt{4 + 5\times(\frac{12}{5})^{2}}}\\&=\dfrac{1+\frac{36}{5}}{\sqrt{4 + 5\times\frac{144}{25}}}\\&=\dfrac{\frac{41}{5}}{\sqrt{4+\frac{720}{25}}}\\&=\dfrac{\frac{41}{5}}{\sqrt{\frac{100 + 720}{25}}}\\&=\dfrac{\frac{41}{5}}{\sqrt{\frac{820}{25}}}\\&=\dfrac{\frac{41}{5}}{\frac{\sqrt{820}}{5}}\\&=\dfrac{41}{\sqrt{820}}\\&=\dfrac{41}{\sqrt{4\times205}}\\&=\dfrac{41}{2\sqrt{205}}\\&=\dfrac{\sqrt{205}}{10}\end{align*}$
因为函数在$x = \dfrac{12}{5}$左侧单调递增,右侧单调递减,所以$y(\dfrac{12}{5})=\dfrac{\sqrt{205}}{10}$为极大值。