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已知函数f(x)=1/3x^3-x^2+ax-a 当a=-3时,求函数f(x)的极值

答案:3  悬赏:0  手机版
解决时间 2021-02-07 21:11
(1)当a=-3时,求函数f(x)的极值 (2)若函数(f)的图像与x轴有且只有一个交点,求a的取值范围 详细过程
最佳答案
解答:
(1)a=-3
f'(x)=x²-2x-3
当 x>3或x<-1时,f'(x)>0, f(x)递增
当 -1 ∴ f(-1)是极大值,f(3)是极小值
∵ f(x)=(1/3)x³-x²-3x+3
∴ 极大值f(-1)=14/3
极小值f(3)=-6
(2)
∵f(x)=(1/3)x³-x²+ax-a
∴ f'(x)=x²-2x+a
① △=4-4a≤0,即 a≥1
此时,f'(x)恒非负,
∴ f(x)是增函数,
满足 f(x)的图像与x轴有且只有一个交点
② △=4-4a>0,即 a<1
令f'(x)>0, 则x>1+√(1-a)或x<1-√(1-a);
令f'(x)<0, 则1-√(1-a) ∴f(x)在(-∞,1-√(1-a))和(1+√(1-a),+∞)上单调增;
在(1-√(1-a),1+√(1-a))上单调减
∴f(x)在x=1-√(1-a)处取极大值,在x=1+√(1-a)处取极小值
由题意,f(x)的极大值小于0, 或者f(x)的极小值大于0满足题意
(发现直接代入比较麻烦,需要对f(x)进行变形,利用x²-2x+a=0的两个根是1-√(1-a),1+√(1-a))
f(x)=(1/3)x³-x²+ax-a
=(1/3)x(x²-2x+a)-(1/3)x²+(2/3)ax-a
=(1/3)x(x²-2x+a)-(1/3)(x²-2x+a)+(2/3)ax-(2/3)x-(2/3)a
=(1/2)(x-1)(x²-2x+a)+(2/3)(ax-x-a)
=(1/2)(x-1)(x²-2x+a)+(2/3)[(a-1)(x-1)-1]
∴极大值 f(1-√(1-a))=(2/3)[(1-a)√(1-a) -1]<0 ∴ √(1-a)<1, 即 00, ∴(a-1)√(1-a)>1 ∵ a-1<0, ∴无解
∵ a<1
即 0
综上,a的取值范围为(0,+∞)
全部回答
(1)f`(x)=x^2-2x-3=0 x=-1或3 x=-1极大值为14/4,x=3极小值为-6(2)f`(x)=x^2-2x+a的判别式≤0 a≤1
1)f(x)=(1/3)x??-x??-3x+3f'(x)=x??-2x-3=(x-3)(x+1)令f'(x)>0, 则x>3或x<-1; 令f'(x)<0, 则-1=0或f'(x)<=0恒成立∴△=4-4a<=0, ∴a>=1②f(x)不是单调的, 则△=4-4a>0, a<1令f'(x)>0, 则x>1+√(1-a)或x<1-√(1-a); 令f'(x)<0, 则1-√(1-a)1 而a-1<0, ∴无解综上,a>0,即a的取值范围为(0,+∞)
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