设f(x)=-x^3+ax^2+bx+c(a>0),在x=1处取得极大值,且存在斜率为3/4的切线
设f(x)=-x^3+ax^2+bx+c(a>0),在x=1处取得极大值,且存在斜率为3/4的切线,求a的取值范围...
设f(x)=-x^3+ax^2+bx+c(a>0),在x=1处取得极大值,且存在斜率为3/4的切线,求a的取值范围
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2014-04-01
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解答:解:(1)f′(x)=3x2+2ax+b,
∴f′(1)=-3+2a+b=0,∴b=3-2a
f′(x)=-3(x-1)[x-(
2a
3
-1)]=0,解得x1=1,x2=
2a
3
-1
∵f(x)在x=1处有极大值,
则
2a
3
-1<1,
∴a<3
又f'(x)-
4
3
=0有实根,a≤1或a≥5,
∴0<a≤1(4分)
(2)f(x)的单调增区间为(
2a
3
-1,1)
则|x1-x2|=2-
2a
3
∈[
4
3
,2)
[m、n]⊆[x1,x2]
∴|m-n|∈(0,2)(8分)
(3)(方法一)由于f(x)在(-∞,
2a
3
-1)上是减函数,
在(
2a
3
-1,1)上是增函数.
在(1,+∞)上是减函数,而x∈(-∞,0),
且
2a
3
-1∈(-1,
1
3
].
f(x)在(-∞,0]上的最小值就是f(x)在R上的极小值.
f(x)min=f(
2a
3
-1)=
4
27
a3-
4
3
a2+3a-2+c≥c,
得g(a)=)=
4
27
a3-
4
3
a2+3a+1,
g′(a)=
4
9
a2-
8
3
a+3=
4
9
(x-
9
2
)(a-
9
2
),在[
1
2
,1]上单调递增.
∴g(a)min=g(
1
2
)=
1
54
-
1
3
+
3
2
-2>0,不存在.
依上,不存在a的取值,使f(x)≥c恒成立.(14分)
(方法二)f(x)≥c 等价于-x3+ax2+bx+c≥c
即-x3+ax2+bx≥0,x∈(-∞,0]
当x=0时,不等式恒成立;
当x∈(-∞,0)时,上式等价于x2-ax-b≥0
即x2-ax-3+2a≥0,x2-3≥(x-2)a
a≥
x2−3
x−2
=x-2+
1
x−2
+4
g(x)=
1
x−2
+x-2+4在(-∞,0)上递增
所以g(x)<-2+4=2即a>2
∴f′(1)=-3+2a+b=0,∴b=3-2a
f′(x)=-3(x-1)[x-(
2a
3
-1)]=0,解得x1=1,x2=
2a
3
-1
∵f(x)在x=1处有极大值,
则
2a
3
-1<1,
∴a<3
又f'(x)-
4
3
=0有实根,a≤1或a≥5,
∴0<a≤1(4分)
(2)f(x)的单调增区间为(
2a
3
-1,1)
则|x1-x2|=2-
2a
3
∈[
4
3
,2)
[m、n]⊆[x1,x2]
∴|m-n|∈(0,2)(8分)
(3)(方法一)由于f(x)在(-∞,
2a
3
-1)上是减函数,
在(
2a
3
-1,1)上是增函数.
在(1,+∞)上是减函数,而x∈(-∞,0),
且
2a
3
-1∈(-1,
1
3
].
f(x)在(-∞,0]上的最小值就是f(x)在R上的极小值.
f(x)min=f(
2a
3
-1)=
4
27
a3-
4
3
a2+3a-2+c≥c,
得g(a)=)=
4
27
a3-
4
3
a2+3a+1,
g′(a)=
4
9
a2-
8
3
a+3=
4
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(x-
9
2
)(a-
9
2
),在[
1
2
,1]上单调递增.
∴g(a)min=g(
1
2
)=
1
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-
1
3
+
3
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-2>0,不存在.
依上,不存在a的取值,使f(x)≥c恒成立.(14分)
(方法二)f(x)≥c 等价于-x3+ax2+bx+c≥c
即-x3+ax2+bx≥0,x∈(-∞,0]
当x=0时,不等式恒成立;
当x∈(-∞,0)时,上式等价于x2-ax-b≥0
即x2-ax-3+2a≥0,x2-3≥(x-2)a
a≥
x2−3
x−2
=x-2+
1
x−2
+4
g(x)=
1
x−2
+x-2+4在(-∞,0)上递增
所以g(x)<-2+4=2即a>2
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解:(1)f′(x)=3x2+2ax+b,
∴f′(1)=-3+2a+b=0,∴b=3-2a
f′(x)=-3(x-1)[x-(
2a
3
-1)]=0,解得x1=1,x2=
2a
3
-1
∵f(x)在x=1处有极大值,
则
2a
3
-1<1,
∴a<3
又f'(x)-
4
3
=0有实根,a≤1或a≥5,
∴0<a≤1(4分)
(2)f(x)的单调增区间为(
2a
3
-1,1)
则|x1-x2|=2-
2a
3
∈[
4
3
,2)
[m、n]⊆[x1,x2]
∴|m-n|∈(0,2)(8分)
(3)(方法一)由于f(x)在(-∞,
2a
3
-1)上是减函数,
在(
2a
3
-1,1)上是增函数.
在(1,+∞)上是减函数,而x∈(-∞,0),
且
2a
3
-1∈(-1,
1
3
].
f(x)在(-∞,0]上的最小值就是f(x)在R上的极小值.
f(x)min=f(
2a
3
-1)=
4
27
a3-
4
3
a2+3a-2+c≥c,
得g(a)=)=
4
27
a3-
4
3
a2+3a+1,
g′(a)=
4
9
a2-
8
3
a+3=
4
9
(x-
9
2
)(a-
9
2
),在[
1
2
,1]上单调递增.
∴g(a)min=g(
1
2
)=
1
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-
1
3
+
3
2
-2>0,不存在.
依上,不存在a的取值,使f(x)≥c恒成立.(14分)
(方法二)f(x)≥c 等价于-x3+ax2+bx+c≥c
即-x3+ax2+bx≥0,x∈(-∞,0]
当x=0时,不等式恒成立;
当x∈(-∞,0)时,上式等价于x2-ax-b≥0
即x2-ax-3+2a≥0,x2-3≥(x-2)a
a≥
x2−3
x−2
=x-2+
1
x−2
+4
g(x)=
1
x−2
+x-2+4在(-∞,0)上递增
所以g(x)<-2+4=2即a>2
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