設(shè)函數(shù)f(x)=x3-kx2+x(k∈R).
(1)當(dāng)k=1時(shí),求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間.
(2)當(dāng)k<0時(shí),求函數(shù)f(x)在[k,-k]上的最小值m和最大值M.
對函數(shù)f(x)=x3-kx2+x求導(dǎo)得f′(x)=3x2-2kx+1.
(1)當(dāng)k=1時(shí)f′(x)=3x2-2x+1,由Δ=4-12=-8<0可知f′(x)>0,f(x)在R上單調(diào)遞增.
(2)方法一:當(dāng)k<0時(shí),f′(x)=3x2-2kx+1,其圖象開口向上,對稱軸x=,且過點(diǎn)(0,1)
(ⅰ)當(dāng)Δ=4k2-12=4(k+)(k-)≤0,即-≤k<0時(shí),f′(x)≥0,f(x)在
[k,-k]上單調(diào)遞增,從而當(dāng)x=k時(shí),f(x)取得最小值m=f(k)=k,當(dāng)x=-k時(shí),f(x)取得最大值M=f(-k)=-k3-k3-k=-2k3-k.
(ⅱ)當(dāng)Δ=4k2-12=4(k+)(k-)>0,即k<-時(shí),令f′(x)=3x2-2kx+1=0,解得x1=,x2=,注意到k<x2<x1<0,所以m=min, M=max.
因?yàn)閒(x1)-f(k)=-k+x1-k=(x1-k)(+1)>0,所以f(x)的最小值m=f(k)=k;
因?yàn)閒(x2)-f(-k)=-k+x2-(-k3-k·k2-k)=(x2+k)[(x2-k)2+k2+1]<0,所以f(x)的最大值M=f(-k)=-2k3-k;
綜上所述,當(dāng)k<0時(shí),f(x)的最小值m=f(k)=k,最大值M=f(-k)=-2k3-k.
方法二:當(dāng)k<0時(shí),對∀x∈[k,-k],都有f(x)-f(k)=x3-kx2+x-k3+k3-k=(x2+1)(x-k)≥0,故f(x)≥f(k);
f(x)-f(-k)=x3-kx2+x+k3+k3+k=(x+k)(x2-2kx+2k2+1)=(x+k)[(x-k)2+k2+1]≤0,故f(x)≤f(-k).
又f(k)=k<0,f(-k)=-2k3-k>0,所以f(x)max=f(-k)=-2k3-k,f(x)min=f(k)=k.
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:
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t-1 |
2 |
t-1 |
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