已知函数f(x)=x(x-9)2,x∈[0,+∞)存在区间[a,b]?[0,+∞),使得函数f(x)在区间[a,b]上的值域为[ka,kb],则最小的k值为A.36B

发布时间:2020-08-06 14:37:59

已知函数f(x)=x(x-9)2,x∈[0,+∞)存在区间[a,b]?[0,+∞),使得函数f(x)在区间[a,b]上的值域为[ka,kb],则最小的k值为A.36B.9C.4D.1

网友回答

B
解析分析:先利用导数研究函数的单调性和极值,然后由函数y=f?(x)的定义域为[a,b],值域为[ka,kb]可判断出k>0,结合函数的单调性讨论a、b,建立方程,即可得到实数k的取值范围,从而求出最小值.

解答:∵函数f(x)=x(x-9)2=x3-18x2+81x
∴f′(x)=3x2-36x+81=3(x-9)(x-3),x∈[0,+∞),
∴当x∈[0,3]时f′(x)≥0,则函数在[0,3]上单调递增
当x∈[3,9]时f′(x)0,则函数在[3,9]上单调递减
当x∈(9,+∞)时f′(x)>0,则函数在(9,+∞)上单调递增
∴当x=3时,函数取极大值108,当x=9时,函数取极小值0.
(1)当a,b∈[0,3]时,f(x)在[0,3]上为增函数,

即在[0,3]上存在两个不等的实数使得(x-9)2=k
而y=(x-9)2在[0,3]上单调递减,故不存在满足条件的k值;
(2)当a,b∈[3,9]时,f(x)在[3,9]上为减函数,

即a=b,此时实数a,b的值不存在.
(3)当a,b∈(9,+∞)时,f(x)在(9,+∞)上为增函数,

即在(9,+∞)上存在两个不等的实数使得(x-9)2=k
而y=(x-9)2在(9,+∞)上单调递增,故不存在满足条件的k值;
(4)当a∈[0,3),b∈[3,9]时,3∈[a,b],f(3)=108=kb
∴k=∈[12,36]
(5)当a∈(3,9),b∈[9,+∞)时,9∈[a,b],f(9)=0=ka
根据题意可知k>0
∴a=0,不可能成立
(6)令f(x)=x(x-9)2=108解得x=3或12
令f(x)=x(x-9)2=0解得x=0或9
①当a∈[0,3),b∈[9,12)时,
9∈[a,b],f(9)=0=ka,3∈[a,b],f(3)=108=kb
根据题意可知k>0
∴a=0,k=∈[9,12]
②当a∈[0,3),b∈[12,+∞)时,
9∈[a,b],f(9)=0=ka,
根据题意可知k>0
∴a=0,
且f(b)=b(b-9)2=kb
k=(b-9)2≥9
综上所述:k∈[9,+∞)
故最小的k值为9
故选B.

点评:本题主要考查了函数与方程的综合应用,利用导数研究函数的单调性和极值,解题的关键是理解题意,将问题正确转化,进行分类讨论探究,同时考查了分类讨论的思想,方程的思想,考察了推理判断能力,是一道综合性较强的题,思维难度大,解题时要严谨,属于难题.
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