已知函数f(x)=x(x-a)2,a是大于零的常数.(1)当a=1时,求f(x)的极值;(2)若函数f(x)在区间[1
已知函数f(x)=x(x-a)2,a是大于零的常数.(1)当a=1时,求f(x)的极值;(2)若函数f(x)在区间[1,2]上为单调递增函数,求实数a的取值范围;(3)证...
已知函数f(x)=x(x-a)2,a是大于零的常数.(1)当a=1时,求f(x)的极值;(2)若函数f(x)在区间[1,2]上为单调递增函数,求实数a的取值范围;(3)证明:曲线y=f(x)上存在一点P,使得曲线y=f(x)上总有两点M、N且MP=PN成立,并写出点P的坐标.
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(1)f(x)=x(x-a)2=x3-2ax2+a2x,则f′(x)=3x2-4ax+a2,
当a=1时,f′(x)=3x2-4x+1=(3x-1)(x-1),
令f′(x)=0,得x=
或1,f(x)在区间(0,
),(
,1),(1,+∞)上分别单调递增,单调递减,单调递增,
于是当x=
时,有极大值f(
)=
;
当x=1时有极小值f(1)=0.
(Ⅱ)f'(x)=3x2-4ax+a2,若函数f(x)在区间[1,2]上为单调递增,
则f′(x)=3x2-4ax+a2≥0在x∈[1,2]上恒成立,
当0<
<1时,即a<
时,由f′(1)=3-4a+a2≥0得0<a≤1;
当1≤
≤2,即
≤a≤3时,f′(
)=-
≥0,无解;
当
>2,即a>3时,由 f′(2)=12-8a+a2≥0得a≥6.
综上,当函数f(x)在区间[1,2]上为单调递增时,0<a≤1或a≥6.
(Ⅲ)f(x)=x(x-a)2=x3-2ax2+a2x,f′(x)=3x2-4ax+a2,
令f'(x)=0,得x1=
,x2=a,
f(x)在区间(-∞,
),(
,a),(a,+∞)上分别单调递增,单调递减,单调递增,
于是当x=
时,有极大值f(
)=
;
当x=a时,有极小值f(a)=0.
记A(
,
),B(a,0),AB的中点P(
,
),
设M(x,y)是图象任意一点,由
当a=1时,f′(x)=3x2-4x+1=(3x-1)(x-1),
令f′(x)=0,得x=
1 |
3 |
1 |
3 |
1 |
3 |
于是当x=
1 |
3 |
1 |
3 |
4 |
27 |
当x=1时有极小值f(1)=0.
(Ⅱ)f'(x)=3x2-4ax+a2,若函数f(x)在区间[1,2]上为单调递增,
则f′(x)=3x2-4ax+a2≥0在x∈[1,2]上恒成立,
当0<
2a |
3 |
3 |
2 |
当1≤
2a |
3 |
3 |
2 |
2a |
3 |
a2 |
3 |
当
2a |
3 |
综上,当函数f(x)在区间[1,2]上为单调递增时,0<a≤1或a≥6.
(Ⅲ)f(x)=x(x-a)2=x3-2ax2+a2x,f′(x)=3x2-4ax+a2,
令f'(x)=0,得x1=
a |
3 |
f(x)在区间(-∞,
a |
3 |
a |
3 |
于是当x=
a |
3 |
a |
3 |
4a3 |
27 |
当x=a时,有极小值f(a)=0.
记A(
a |
3 |
4a3 |
27 |
2a |
3 |
2a3 |
27 |
设M(x,y)是图象任意一点,由
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