已知函数f(x)=[1/3]x3-x2+ax-a(a∈R).

已知函数f(x)=[1/3]x3-x2+ax-a(a∈R).
(1)当a=-3时,求函数f(x)的极值;
(2)若函数f(x)的图象与x轴有且只有一个交点,求a的取值范围.
(3)(理科)当x=4时,函数f(x)有极值,求函数f(x)在区间[-4,2]上的最值.
韵韵爱斑马 1年前 已收到1个回答 举报

sui877 幼苗

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解题思路:(1)根据极值的定义,先对原函数求导数,然后令导函数等于0,求出方程的解,再根据极值的定义看在所求的点处能否取到极值,是极大值还是极小值;
(2)求出导函数,利用导函数根的判别式讨论导函数=0方程的解的情况得到关于a的不等式,因为图象与x轴有且只有一个交点,①根的判别式小于等于0,f′(x)≥0在R上恒成立,f(x)在R上单调递增,f(0)=-a<0,f(3)=2a>0;②根的判别式大于0时由f(x1)•f(x2)>0得到求出a的解集可;
(3)先求出a的值,再确定函数的单调性,即可求函数f(x)在区间[-4,2]上的最值.

(1)f(x)=[1/3]x3-x2-3x+3,
所以f′(x)=x2-2x-3.
解x2-2x-3=0,得:x=-1或x=3,所以
x∈(-∞,-1)时,f′(x)>0;
x∈(-1,3)时,f′(x)<0;
x∈(3,+∞)时,f′(x)>0.
根据极值的定义知:x=-1时,f(x)取到极大值f(-1)=[14/3];x=3时,f(x)取到极小值f(3)=-6.
(2)∵f′(x)=x2-2x+a,∴△=4-4a=4(1-a).
①若a≥1,则△≤0,∴f′(x)≥0在R上恒成立,∴f(x)在R上单调递增.
∵f(0)=-a<0,f(3)=2a>0,∴当a≥1时,函数f(x)的图象与x轴有且只有一个交点.
②若a<1,则△>0,∴f′(x)=0有两个不相等的实数根,不妨设为x1,x2,(x1<x2).
∴x1+x2=2,x1x2=a.
∵x12-2x1+a=0,∴a=-x12+2x1
∴f(x1)=[1/3]x1[x12+3(a-1)]
同理f(x2)=[1/3]x2[x22+3(a-1)]
令f(x1)•f(x2)>0,解得a>0.
而当0<a<1时,f(0)=-a<0,f(3)=2a>0,
故当0<a<1时,函数f(x)的图象与x轴有且只有一个交点.
综上所述,a的取值范围是(0,+∞).
(3)f′(x)=x2-2x+a,
∵x=4时,函数f(x)有极值,
∴f′(4)=16-8+a,
∴a=-8,
∴f′(x)=(x-4)(x+2),f(x)=[1/3]x3-x2-8x+8
∴函数在[-4,-2]上单调递增,在[-2,2]上单调递减,
∴函数在x=-2时,函数取得最大值[52/3],最小值34[2/3].

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的极值.

考点点评: 考查极值的定义,只要理解极值的定义,分类讨论的数学思想,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.

1年前

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