解答题已知函数,其中a≠0.(1)当a,b满足什么条件时,f(x)取得极值?(2)已知

发布时间:2020-07-09 10:21:14

解答题已知函数,其中a≠0.
(1)当a,b满足什么条件时,f(x)取得极值?
(2)已知a>0,且f(x)在区间(0,1]上单调递增,试用a表示出b的取值范围.

网友回答

解:(1)由已知得f′(x)=ax2+2bx+1,
令f′(x)=0,得ax2+2bx+1=0,
f(x)要取得极值,方程ax2+2bx+1=0,必须有解,
所以△=4b2-4a>0,即b2>a,
此时方程ax2+2bx+1=0的根为
x1==,x2==,,
所以f′(x)=a(x-x1)(x-x2)
当a>0时,

所以f(x)在x1,x2处分别取得极大值和极小值.
当a<0时,

所以f(x)在x1,x2处分别取得极大值和极小值.
综上,当a,b满足b2>a时,f(x)取得极值.
(2)要使f(x)在区间(0,1]上单调递增,需使f′(x)=ax2+2bx+1≥0在(0,1]上恒成立.
即b≥--,x∈(0,1]恒成立,
所以b≥-
设g(x)=--,g′(x)=-+=,
令g′(x)=0得x=或x=-(舍去),
当a>1时,0<<1,当x∈(0,]时g′(x)>0,g(x)=--单调增函数;
当x∈(,1]时g′(x)<0,g(x)=--单调减函数,
所以当x=时,g(x)取得最大,最大值为g()=-.
所以b≥-
当0<a≤1时,≥1,
此时g′(x)≥0在区间(0,1]恒成立,
所以g(x)=--在区间(0,1]上单调递增,当x=1时g(x)最大,最大值为g(1)=-,
所以b≥-
综上,当a>1时,b≥-;
0<a≤1时,b≥-;解析分析:(1)对函数求导,由题意可得f′(x)=0有解,由a≠0,分a>0,a<0讨论可求解(2)f(x)在区间(0,1]上单调递增,可得f′(x)≥0在[0,1]上恒成立,从而转化为求函数的最值,可求解.点评:本题考查了函数极值取得的条件,函数的单调区间问题:由f′(x)>0,解得函数的单调增区间;反之函数在[a,b]上单调递增,则f′(x)≥0恒成立,进而转化为求函数在区间[a,b]上的最值问题,体现了分类讨论及转化思想在解题中的应用.
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