若函数y=f(x)在x=x0处取得极大值或极小值,则称x0为函数y=f(x)的极值点.已知a,b是实

发布时间:2021-02-22 15:49:36

若函数y=f(x)在x=x0处取得极大值或极小值,则称x0为函数y=f(x)的极值点.已知a,b是实数,1和-1是函数f(x)=x3+ax2+bx的两个极值点.(1)求a和b的值;(2)设函数g(x)的导函数g′(x)=f(x)+2,求g(x)的极值点;(3)设h(x)=f(f(x))-c,其中c∈[-2,2],求函数y=h(x)的零点个数.

网友回答

(1)由 f(x)=x3+ax2+bx,得 f′(x)=3x2+2ax+b.
∵1和-1是函数f(x)的两个极值点,
∴f′(1)=3-2a+b=0,f′(-1)=3+2a+b=0,解得a=0,b=-3.
 (2)由(1)得,f(x)=x3-3x,∴g′(x)=f(x)+2=x3-3x+2=(x-1)2(x+2)=0,解得x1=x2=1,x3=-2.
∵当x<-2时,g′(x)<0;当-2<x<1时,g′(x)>0,
∴-2是g(x)的极值点.
∵当-2<x<1或x>1时,g′(x)>0,∴1不是g(x) 的极值点.
∴g(x)的极值点是-2.
(3)令f(x)=t,则h(x)=f(t)-c.
 先讨论关于x的方程f(x)=d根的情况,d∈[-2,2]
当|d|=2时,由(2 )可知,f(x)=-2的两个不同的根为1和一2,注意到f(x)是奇函数,
∴f(x)=2的两个不同的根为-1和2.
当|d|<2时,∵f(-1)-d=f(2)-d=2-d>0,f(1)-d=f(-2)-d=-2-d<0,
∴一2,-1,1,2 都不是f(x)=d 的根.
由(1)知,f′(x)=3(x+1)(x-1).
①当x∈(2,+∞)时,f′(x)>0,于是f(x)是单调增函数,从而f(x)>f(2)=2.
此时f(x)=d在(2,+∞)无实根.
②当x∈(1,2)时,f′(x)>0,于是f(x)是单调增函数.
又∵f(1)-d<0,f(2)-d>0,y=f(x)-d的图象不间断,
∴f(x)=d在(1,2 )内有唯一实根.
同理,在(一2,一1)内有唯一实根.
③当x∈(-1,1)时,f′(x)<0,于是f(x)是单调减函数.
又∵f(-1)-d>0,f(1)-d<0,y=f(x)-d的图象不间断,
∴f(x)=d在(一1,1 )内有唯一实根.
因此,当|d|=2 时,f(x)=d 有两个不同的根 x1,x2,满足|x1|=1,|x2|=2;当|d|<2时,f(x)=d 有三个不同的根x3,x4,x5,满足|xi|<2,i=3,4,5.
现考虑函数y=h(x)的零点:
( i )当|c|=2时,f(t)=c有两个根t1,t2,满足|t1|=1,|t2|=2.而f(x)=t1有三个不同的根,f(x)=t2有两个不同的根,故y=h(x)有5 个零点.
( i i  )当|c|<2时,f(t)=c有三个不同的根t3,t4,t5,满足|ti|<2,i=3,4,5.
而f(x)=ti有三个不同的根,故y=h(x)有9个零点.
综上所述,当|c|=2时,函数y=h(x)有5个零点;当|c|<2时,函数y=h(x)有9 个零点.
======以下答案可供参考======
供参考答案1:
f'(x) = 3x^2 + 2ax + b ,而1和-1是f(x)的极值点,∴f'(1)和f'(-1)均为0 ,得到方程组3+2a+b = 0、3-2a+b = 0 ,∴a = 0 ,b = -3 ,f(x) = x^3 - 3x
∴g'(x) = x^3 - 3x + 2 = (x-1)^2·(x+2) ,当g'(x) = 0时得到g(x)极值点1和2
h(x) = f[f(x)] = (x^3 - 3x)^3 - 3(x^3 - 3x) - c
h'(x) = 3(x^3 - 3x)^2·(3x^2 - 3) - 3(3x^2 - 3)
= 3(3x^2 - 3)·[(x^3 - 3x)^2 - 1]
= 9(x+1)(x-1)(x^3 - 3x + 1)(x^3 - 3x - 1)
得到h(x)的6个极值点:1、-1、(3+√5)/2、(3-√5)/2、(-3+√13)/2、(-3-√13)/2
有(-3-√13)/2 h[(-3-√13)/2] = 1 - 3 -c = -2-c
h(-1) = 2-ch[(3-√5)/2] = -1 + 3 - c = 2- c h[(-3+√13)/2] = 1 -3 -c = -2-ch(1) = -2-ch[(3+√5)/2] = -1 + 3 - c =
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