设函数h(x)=2x3+3ax2+3bx+8c在x=1及x=2时取得极值.

1个回答

  • 解题思路:(1)先求出函数的导数,利用h'(1)=0,h'(2)=0,即可求a、b的值;

    (2)首先求出函数的导数,然后将区间[0,3],分为x∈(0,1),x∈(1,2),x∈(2,3)三段,在每一段找到最大值,然后三个最大值进行比较,求出区间[0,3]上最大值,即可求出c的取值范围;

    (3)对于存在性问题,可先假设存在,即假设存在实数d>0,使得方程

    g(x)

    x

    =f′(x)−(2d+1)

    在区间

    (

    1

    e

    ,e)

    内有且只有两个不相等的实数根,再利用导数的知识,研究函数在(

    1

    e

    ,e

    )内有且只有两个不相等的零点的条件,若出现矛盾,则说明假设不成立,即不存在;否则存在.

    (1)h'(x)=6x2+6ax+3b,

    因为函数h(x)在x=1及x=2取得极值,则有h'(1)=0,h'(2)=0.

    6+6a+3b=0

    24+12a+3b=0

    解得a=-3,b=4.(4分)

    (2)由(1)可知,h(x)=2x3-9x2+12x+8c,h'(x)=6x2-18x+12=6(x-1)(x-2).

    当x∈(0,1)时,h'(x)>0;

    当x∈(1,2)时,h'(x)<0;

    当x∈(2,3)时,h'(x)>0.

    所以,当x=1时,h(x)取得极大值h(1)=5+8c,又h(0)=8c,h(3)=9+8c.

    则当x∈[0,3]时,h(x)的最大值为h(3)=9+8c.

    因为对于任意的x∈[0,3],有h(x)<c2恒成立,

    所以 9+8c<c2

    解得 c<-1或c>9,

    因此c的取值范围为(-∞,-1)∪(9,+∞).

    (3)把方程

    g(x)

    x=f′(x)−(2d+1)整理为[lnx/x=dx+2−(2d+1),

    即为方程dx2+(1-2d)x-lnx=0设H(x)=dx2+(1-2d)x-lnx(x>0),

    原方程在区间(

    1

    e,e)内有且只有两个不相等的实数根,即为函数H(x)在区间(

    1

    e,e)内有且只有两个零点H′(x)=2dx+(1−2d)−

    1

    x]=

    2dx2+(1−2d)x−1

    x=

    (2dx+1)(x−1)

    x

    令H'(x)=0,因为d>0,解得x=1或x=−

    1

    2d(舍)

    当x∈(0,1)时,H'(x)<0,H(x)是减函数;

    当x∈(1,+∞)时,H'(x)>0,H(x)是增函数H(x)在([1/e,e)内有且只有两个不相等的零点,只需

    H(

    1

    e)>0

    H(x)min<0

    H(e)>0]⇒1<d<

    e2+e

    2e−1(12分)

    点评:

    本题考点: 函数与方程的综合运用;函数在某点取得极值的条件;利用导数求闭区间上函数的最值.

    考点点评: 本题主要考查了利用导数求函数的极值问题、函数与方程的综合运用,注意(3)的处理存在性问题的一般方法,首先假设存在,进而根据题意、结合有关性质,化简、转化、计算,最后得到结论.