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已知函数f(x)=1/3x^3-(2a+1)x^2+3a(a+2)x+1,a∈R

来源:学生作业帮 编辑:神马作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/06 22:29:40
已知函数f(x)=1/3x^3-(2a+1)x^2+3a(a+2)x+1,a∈R
(1)当a=0时,求曲线y=f(x)在点(3,f(3))处的切线方程;
(2)当a=-1时,求函数y=f(x)在[0,4]上的最大值和最小值;
(3)当函数y=f'(x)在(0,4)上有唯一的零点时,求实数a的取值范围.
已知函数f(x)=1/3x^3-(2a+1)x^2+3a(a+2)x+1,a∈R
先对函数求导:
f'(x) = x^2 - 2(2a+1) x + 3a(a+2) = (x - 3a)(x - a - 2) (直接先因式分解)
(1)a = 0时,f(3) = 3^3/3 - 3^2 + 1 = 1.
切线的斜率就是导数的数值,因此切线斜率为f'(3) = 3*(3-2) = 3.
所以切线方程的点斜式为 y - 1 = 3(x-3),y = 3x - 8;
(2)a = -1时,先求f'(x) = 0的解,根据上面的因式分解,两个解分别为:
x1 = 3a = -3,x2 = a + 2 = 1.其中x1不在区间[0,4]上,所以函数仅有一个极值点.
由于当0 < x < x2时,f'(x) < 0(因为此时-3 < x < 1),函数单调递减;
当x > x2时,f'(x) > 0,函数单调递增;
所以函数在x = x2 = 1处取最小值,最小值为f(1) = -2/3;
最大值需要比较函数在两端点的数值,由于f(0) = 1,f(4) = 79/3,所以最大值为79/3;
(3)由于f'(x) = x^2 - 2(2a+1) x + 3a(a+2) = (x - 3a)(x - a - 2),
它的一个零点是3a,另一个零点是a+2,但是我们并不知道哪个零点大,所以必须分三种情况讨论:
第一,如果3a = a+2,即a = 1,那么函数只有唯一的零点x=3,正好位于(0,4)内,所以是符合条件的;
第二,如果3a < a+2,那么如果要求f'(x)在(0,4)上只有一个零点,就必须是
要么0 < 3a < 4