问题标题:
【函数极值的应用已知函数f(x)=(x^4)/4-x^3-(9x^2)/2+cx有三个极值点.(1)证明-27小于c小于5(2)若存在c,是函数f(x)在区间【a,a+2】上单调递减,求a的取值范围.特别是第二问!又f′(x)=x3+3x2-9x+c,当c=-2】
问题描述:
函数极值的应用
已知函数f(x)=(x^4)/4-x^3-(9x^2)/2+cx有三个极值点.
(1)证明-27小于c小于5
(2)若存在c,是函数f(x)在区间【a,a+2】上单调递减,求a的取值范围.
特别是第二问!
又f′(x)=x3+3x2-9x+c,当c=-27时,f′(x)=(x-3)(x+3)2;当c=5时,f′(x)=(x+5)(x-1)2.
因此,当-27<c<5时,1<x3<3
这部怎么来的!
沙占江回答:
解(Ⅰ)因为函数f(x)=x4+x3-x2+cx有三个极值点,所以
f′(x)x3+3x3-9x+c=0有三个互异的实根.
设g(x)=x3+3x2-9x+c,则g′(x)=3x2+6x-9=3(x+3)(x-1).
当x<-3时,g′(x)>0,g(x)在(-∞,-3)上为增函数,
当-3<x<1时,g′(x)<0,g(x)在(-3,1)上为减函数,
当x>1时,g′(x)>0,g(x)在(1,+∞)上为增函数.
所以函数g(x)在x=-3时取极大值,在x=1时取极小值.
当g(-3)≤0或g(1)≥0时,g(x)=0最多只有两个不同实根,因为g(x)=0有三个不同实根,所以g(-3)>0,且g(1)<0.即-27+27+27+c>0,且1+3-9+c<0,解得c>-27,且c<5.
故-27<c<5.
(Ⅱ)由(Ⅰ)的证明可知,当-27<c<5时,f(x)有三个极值点,不妨设为x1,x2,x3(x1<x2<x3),则f′(x)=(x-x1)(x-x2)(x-x3).
所以f(x)的单调递减区间是(-∞,x1],[x2,x3].
若f(x)在区间[a,a+2]上单调递减,则[a,a+2](-∞,x1],或[a,a+2][x2,x3].
若[a,a+2](-∞,x1],则a+2≤x1,由(Ⅰ)知,x1<-3,于是a<-5.
若[a,a+2][x2,x3],则a≥x2,且a+2≤x3.由(Ⅰ)知,-3<x2<1.
又f′(x)=x3+3x2-9x+c,当c=-27时,f′(x)=(x-3)(x+3)2;当c=5时,f′(x)=(x+5)(x-1)2.
因此,当-27<c<5时,1<x3<3.
所以a<-3,且a+2<3.即-3<a<1.
故a<-5,或-3<a<1.
反之,当a<-5,或-3<a<1时,总可找到c(-27,5),使f(x)在区间[a,a+2]上单调递减.
综上所述,a的取值范围是(-∞,-5)(-3,1).
点击显示
数学推荐
热门数学推荐