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=0且在x=x0两侧f′(x)符号相反.
3.利用函数的极值可以确定参数的值,解决一些方程的解和图象的交点问题.
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答案精析
问题导学 知识点一
思考1 函数在点x=a处的函数值f(a)比它在点x=a附近的其他点的函数值都小. 思考2 f′(a)=0,在点x=a附近的左侧f′(x)<0,右侧f′(x)>0.
思考3 函数在点x=b处的函数值f(b)比它在点x=b附近的其他点的函数值都大,f′(b)=0,且在点x=b附近的左侧f′(x)>0,右侧f′(x)<0.
梳理 极大值 极大值点 极小值 极小值点 极大值 极小值 极大值点 极小值点 知识点二 (1)> < (2)< > 题型探究
例1 解 (1)函数f(x)=2x+3x-12x+1的定义域为R,
3
2
f′(x)=6x2+6x-12=6(x+2)(x-1),
解方程6(x+2)(x-1)=0,得x1=-2,x2=1. 当x变化时,f′(x)与f(x)的变化情况如下表:
x f′(x) f(x)
(-∞,-2) + ↗ -2 0 极大值21 (-2,1) - ↘ 1 0 极小值-6 (1,+∞) + ↗ 所以当x=-2时,f(x)取极大值21; 当x=1时,f(x)取极小值-6.
3
(2)函数f(x)=+3ln x的定义域为(0,+∞),
x3
f′(x)=-2+=
xx33
x-1
, x2
令f′(x)=0,得x=1.
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
x f′(x) f(x) (0,1) - ↘ 1 0 极小值3 (1,+∞) + ↗ 因此当x=1时,f(x)有极小值3,无极大值. 跟踪训练1 解 (1)因为f′(x)=e(ax+b)+ae-2x-4=e(ax+a+b)-2x-4, 6
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所以f′(0)=a+b-4=4, 又f(0)=b=4, 由①②可得a=b=4.
②
①
(2)f(x)=e(4x+4)-x-4x,
x2
f′(x)=ex(4x+8)-2x-4
=4e(x+2)-2(x+2) =(x+2)(4e-2).
解f′(x)=0,得x1=-2,x2=-ln 2, 当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
xxx f′(x) f(x) (-∞,-2) + ↗ -2 0 极大值 (-2,-ln 2) - ↘ -ln 2 (-ln 2,+∞) 0 极小值 + ↗ f(x)在(-∞,-2),(-ln 2,+∞)上单调递增, 在(-2,-ln 2)上单调递减. 当x=-2时,函数f(x)取得极大值, 极大值为f(-2)=4(1-e).
例2 解 因为f(x)在x=-1时有极值0, 且f′(x)=3x+6ax+b,
??f′-1=0,
所以?
??f-1=0,
2
-2
??3-6a+b=0,即?2
?-1+3a-b+a=0,???a=1,解得?
?b=3?
??a=2,
或?
?b=9.?
2
当a=1,b=3时,f′(x)=3x+6x+3 =3(x+1)≥0,
所以f(x)在R上为增函数,无极值, 故舍去.
当a=2,b=9时,
2
f′(x)=3x2+12x+9=3(x+1)(x+3),
当x∈(-3,-1)时,f(x)为减函数; 当x∈(-1,+∞)时,f(x)为增函数,
所以f(x)在x=-1时取得极小值,因此a=2,b=9. 7
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引申探究
解 因为f′(x)=3x+6ax+b,由极值点的必要条件可知
??3×???3×
2
-3-1
22
+6a×-3+b=0,+6a×-1+b=0,
??-18a+b+27=0,即?
?-6a+b+3=0,?
??a=2,
解得?
?b=9,?
所以a=2,b=9.
跟踪训练2 解 (1)由图象可知,在区间(-∞,1)上f′(x)>0,在区间(1,2)上f′(x)<0,在区间(2,+∞)上f′(x)>0.
故f(x)在(-∞,1),(2,+∞)上单调递增,在(1,2)上单调递减,因此f(x)在x=1处取得极大值,所以x0=1. (2)f′(x)=3ax+2bx+c,
由f′(1)=0,f′(2)=0,f(1)=5, 3a+2b+c=0,??
得?12a+4b+c=0,??a+b+c=5,
2
解得a=2,b=-9,c=12. 例3 解 (1)f′(x)=3x-6, 令f′(x)=0,
解得x1=-2,x2=2.
因为当x>2或x<-2时,f′(x)>0; 当-2<x<2时,f′(x)<0.
所以f(x)的单调递增区间为(-∞,-2),(2,+∞); 单调递减区间为(-2,2). 当x=-2时,f(x)有极大值5+42; 当x=2时,f(x)有极小值5-42.
(2)由(1)的分析知,y=f(x)的图象的大致形状及走向如图所示. 所以,当5-42<a<5+42时,
直线y=a与y=f(x)的图象有三个不同的交点, 即方程f(x)=a有三个不同的实根.
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