已知函数,其中a>0,a,b∈R.
(1)当a,b满足什么条件时,f(x)取得极值?
(2)若f(x)在区间[1,2]上单调递增,试用a表示b的取值范围.
网友回答
解:(1)由已知得f′(x)=ax2+bx+1,
令f′(x)=0,得ax2+bx+1=0,
f(x)要取得极值,方程ax2+bx+1=0,必须有解,
所以△=b2-4a>0,即b2>4a,
此时方程ax2+bx+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.
(2)要使f(x)在区间[1,2]上单调递增,需使f′(x)=ax2+bx+1≥0在[1,2]上恒成立.
即b≥,x∈[1,2]恒成立,
所以b≥-()?max
设g(x)=,g′(x)=-a+=,
①当∈[1,2]时,即≤a≤1,g(x)=≤-2=-2,等号成立的条件是,
g(x)在[1,2]上的最大值g()=-2,因此b≥-2,
②当<1时,即a>1时,g′(x)=-a+=,且g′(x)<0,
因此g(x)在[1,2]上单调减,它的最大值g(1)=-a-1,因此b≥-a-1,
③当>2时,即a<时,g′(x)=-a+=,且g′(x)>0,
因此g(x)在[1,2]上单调增,它的最大值g(2)=-2a-,因此b≥-2a-,
综上,当≤a≤1时,b≥-2,当<1时,b≥-a-1,当>2时,b≥-2a-.
解析分析:(1)对函数求导,由题意可得f′(x)=0有解,a>0,根据二次方程的性质可求解;(2)f(x)在区间[1,2]上单调递增,可得f′(x)≥0在[1,2]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.