已知f(x)=14x4+13x3+12ax2+bx+c.

已知f(x)=
1
4
x4+
1
3
x3+
1
2
ax2+b
x+c.
(1)如果b=0,且f(x)在x=1时取得极值,求a的值,并指出这个极值是极大值还是极小值,说明理由;
(2)当a=-1时,如果函数y=f(x)的图象上有三个不同点处的切线与直线x+2y+3=0垂直,求b的取值范围.
kiyochan 1年前 已收到1个回答 举报

赤脚雨人 春芽

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解题思路:(1)先求导数f'(x)=x3+x2+ax,根据x=1是f(x)的极值点,求出a值,从而得出f'(x)=x3+x2-2x=x(x2-x-2=x(x-1)(x+2),再讨论当0<x<1时,f'(x)<0,当x>1时,f'(x)>0,从而得出结论.
(2)当a=-1时,f'(x)=x3+x2-x+b,直线x+2y+3=0的斜率为
1
2
,依题意,方程x3+x2-x+b=2有三个不等的实根.设g(x)=x3+x2-x+b-2,利用导数求得g(x)极值,由函数的图象与直线有三个不同的交点,寻求函数的极值点,得到极值,通过比较函数的极值与参数b之间的关系即可得到答案.

(1)由题意f(x)=
1
4x4+
1
3x3+
1
2ax2+bx+c,b=0,
∴f'(x)=x3+x2+ax,
∵x=1是f(x)的极值点,
∴f'(1)=a+2=0,a=-2.
此时,f'(x)=x3+x2-2x=x(x2-x-2)=x(x-1)(x+2)
所以0<x<1时,f'(x)<0,当x>1时,f'(x)>0
因此f(x)在x=1处取得极小值.
(2)当a=-1时,f'(x)=x3+x2-x+b,直线x+2y+3=0的斜率为−
1
2,
依题意,函数y=f(x)的图象上有三个不同点处的切线与直线x+2y+3=0垂直
∴方程x3+x2-x+b=2有三个不等的实根.
设g(x)=x3+x2-x+b-2,
由g'(x)=3x2+2x-1=(3x-1)(x+1)=0,
得x1=-1,x2=[1/3].
当x变化时,g'(x),g(x)的变化状态如下表:

x (-∞,-1) -1 (-1,[1/3]) [1/3] ([1/3],+∞)
g'(x) + 0 - 0 +
g(x) 递增 极大值 递减 极小值 递增知,g(x)在x=-1处取得极大值,在x=[1/3]处取得极小值.
极大值为g(-1)=b-1,极小值为g([1/3])=b-[59/27],
由b-1>0,且b-[59/27]<0,
得b的取值范围:1<b<[59/27].

点评:
本题考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程;函数在某点取得极值的条件.

考点点评: 本题考查函数的导数以及导数的几何意义,利用导数求解函数的单调性和极值问题,考查了二次函数的性质,综合考查了函数与方程的思想,转化与化归的思想等数学思想,在求含参数的函数的单调区间时对学生的能力有较高的要求.

1年前

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