第二小问 2016数学建模f题 求f x

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设函数,g(x)=2x2+4x+c.(1)试问函数f(x)能否在x=﹣1时取得极值?说明理由;(2)若a=﹣1,当x∈[﹣3,4]时,函数f(x)与g(x)的图象有两个公共点,求c的取值范围.
题型:解答题难度:偏难来源:山东省月考题
解:(1)由题意f'(x)=x2﹣2ax﹣a, 假设在x=﹣1时f(x)取得极值,则有f'(﹣1)=1+2a﹣a=0,∴a=﹣1, 而此时,f'(x)=x2+2x+1=(x+1)2≥0,函数f(x)在R上为增函数,无极值.这与f(x)在x=﹣1有极值矛盾,所以f(x)在x=﹣1处无极值;(2)令f(x)=g(x),则有x3﹣x2﹣3x﹣c=0,∴c=x3﹣x2﹣3x,设F(x)=x3﹣x2﹣3x,G(x)=c,令F'(x)=x2﹣2x﹣3=0,解得x=﹣1或x=3.列表如下:由此可知:F(x)在(﹣3,﹣1)、(3,4)上是增函数,在(﹣1,3)上是减函数.当x=﹣1时,F(x)取得极大值;当x=3时,F(x)取得极小值F(﹣3)=F(3)=﹣9,而.如果函数f(x)与g(x)的图象有两个公共点,则函数F(x)与G(x)有两个公共点,所以,或c=﹣9.
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据魔方格专家权威分析,试题“设函数,g(x)=2x2+4x+c.(1)试问函数f(x)能否在x=﹣1时取得极值?说..”主要考查你对&&函数的极值与导数的关系,函数的单调性与导数的关系&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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函数的极值与导数的关系函数的单调性与导数的关系
极值的定义:
(1)极大值: 一般地,设函数f(x)在点x0附近有定义,如果对x0附近的所有的点,都有f(x)<f(x0),就说f(x0)是函数f(x)的一个极大值,记作y极大值=f(x0),x0是极大值点; (2)极小值:一般地,设函数f(x)在x0附近有定义,如果对x0附近的所有的点,都有f(x)>f(x0),就说f(x0)是函数f(x)的一个极小值,记作y极小值=f(x0),x0是极小值点。
极值的性质:
(1)极值是一个局部概念,由定义知道,极值只是某个点的函数值与它附近点的函数值比较是最大或最小,并不意味着它在函数的整个的定义域内最大或最小; (2)函数的极值不是唯一的,即一个函数在某区间上或定义域内极大值或极小值可以不止一个; (3)极大值与极小值之间无确定的大小关系,即一个函数的极大值未必大于极小值; (4)函数的极值点一定出现在区间的内部,区间的端点不能成为极值点,而使函数取得最大值、最小值的点可能在区间的内部,也可能在区间的端点。 判别f(x0)是极大、极小值的方法:
若x0满足,且在x0的两侧f(x)的导数异号,则x0是f(x)的极值点, 是极值,并且如果在x0两侧满足“左正右负”,则x0是f(x)的极大值点,f(x0)是极大值;如果在x0两侧满足“左负右正”,则x0是f(x)的极小值点,f(x0)是极小值。
求函数f(x)的极值的步骤:
(1)确定函数的定义区间,求导数f′(x); (2)求方程f′(x)=0的根; (3)用函数的导数为0的点,顺次将函数的定义区间分成若干小开区间,并列成表格,检查f′(x)在方程根左右的值的符号,如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么f(x)在这个根处取得极小值;如果左右不改变符号即都为正或都为负,则f(x)在这个根处无极值。
对函数极值概念的理解:
极值是一个新的概念,它是研究函数在某一很小区域时给出的一个概念,在理解极值概念时要注意以下几点:①按定义,极值点x0是区间[a,b]内部的点,不会是端点a,b(因为在端点不可导).如图②极值是一个局部性概念,只要在一个小领域内成立即可.要注意极值必须在区间内的连续点取得.一个函数在定义域内可以有许多个极小值和极大值,在某一点的极小值也可能大于另一个点的极大值,也就是说极大值与极小值没有必然的大小关系,即极大值不一定比极小值大,极小值不一定比极大值小,如图.&&③若fx)在(a,b)内有极值,那么f(x)在(a,b)内绝不是单调函数,即在区间上单调的函数没有极值.④若函数f(x)在[a,b]上有极值且连续,则它的极值点的分布是有规律的,相邻两个极大值点之间必有一个极小值点,同样相邻两个极小值点之间必有一个极大值点,一般地,当函数f(x)在[a,b]上连续且有有限个极值点时,函数f(x)在[a,b]内的极大值点、极小值点是交替出现的,⑤可导函数的极值点必须是导数为0的点,但导数为0的点不一定是极值点,不可导的点也可能是极值点,也可能不是极值点,&&&导数和函数的单调性的关系:
(1)若f′(x)&0在(a,b)上恒成立,则f(x)在(a,b)上是增函数,f′(x)&0的解集与定义域的交集的对应区间为增区间; (2)若f′(x)&0在(a,b)上恒成立,则f(x)在(a,b)上是减函数,f′(x)&0的解集与定义域的交集的对应区间为减区间。 利用导数求解多项式函数单调性的一般步骤:
①确定f(x)的定义域; ②计算导数f′(x); ③求出f′(x)=0的根; ④用f′(x)=0的根将f(x)的定义域分成若干个区间,列表考察这若干个区间内f′(x)的符号,进而确定f(x)的单调区间:f′(x)&0,则f(x)在对应区间上是增函数,对应区间为增区间;f′(x)&0,则f(x)在对应区间上是减函数,对应区间为减区间。
函数的导数和函数的单调性关系特别提醒:
若在某区间上有有限个点使f′(x)=0,在其余的点恒有f′(x)&0,则f(x)仍为增函数(减函数的情形完全类似).即在区间内f′(x)&0是f(x)在此区间上为增函数的充分条件,而不是必要条件。&
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求函数在【二分之一,2】上的最大值为x=2,y=约3.6和最小值x=0.5,y=约-1/60
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扫描下载二维码这是个机器人猖狂的时代,请输一下验证码,证明咱是正常人~数学问题:解答题已知函数f(x)=x3+ax2-a2x+2,a∈R.(1)若a<0时,试求函数y_答案网
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&问题补充:
已知函数f(x)=x3+ax2-a2x+2,a∈R.(1)若a<0时,试求函数y=f(x)的单调递减区间;(2)若a=0,且曲线y=f(x)在点A、B(A、B不重合)处切线的交点位于直线x=2上,证明:A、B?两点的横坐标之和小于4;(3)如果对于一切x1、x2、x3∈[0,1],总存在以f(x1)、f(x2)、f(x3)为三边长的三角形,试求正实数a的取值范围.
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&网友答案:
(1)解:f'(x)=3x2+2ax-a2=3(x+a)(x-)?令f'(x)<0,∵a<0,∴∴函数单调递减区间[,-a];(2)证明:当a=0时,f(x)=x3+2设在点A(x1,x13+2)、B(x2,x23+2)处切线的交点位于直线x=2上一点P(2,t),∵y′=3x2,∴在点A处的切线斜率为k=∴在A处的切线方程为y-(x13+2)=((x-x1)∵切线过点P,∴t-(x13+2)=((2-x1)∴①同理②①-②可得∵x1≠x2,∴∵x1≠x2,∴∴∴0<x1+x2<4∴A、B?两点的横坐标之和小于4;(3)解:由题设知,f(0)<f(1)+f(1),即2<2(-a2+a+3),∴-1<a<2∵a>0,∴0<a<2∵∴x∈时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x∈时,f′(x)>0,f(x)单调递增∴当x=时,f(x)有最小值f()=-∴f()=->0①,f(0)<2(-)②,f(1)<2(-)③,由①得a<;由②得,∵0<a<2,∴不等式③化为<0令g(a)=,则g′(a)=,∴g(a)为增函数∵g(2)=-<0,∴当时,g(a)<0恒成立,即③成立∴正实数a的取值范围为.解析分析:(1)求导函数,令f'(x)<0,结合a<0,可得函数单调递减区间;(2)设在点A(x1,x13+2)、B(x2,x23+2)处切线的交点位于直线x=2上一点P(2,t),求出切线方程,代入点P的坐标,两方程相减,借助于基本不等式,即可证得A、B?两点的横坐标之和小于4;(3)先确定0<a<2,再求导函数,确定函数的单调性与最小值,进而可确定正实数a的取值范围.点评:本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查导数的几何意义,考查存在性问题的研究,正确求导是关键.
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