已知函數(shù)f(x)=ax3+bx2+cx-3a(a,b,c∈R且a≠0),當(dāng)x=-1時,f(x)取到極大值2.
(1)用a分別表示b和c;
(2)當(dāng)a=l時,求f(x)的極小值;
(3)求a的取值范圍.
解:(1)∵函數(shù)f(x)=ax
3+bx
2+cx-3a,∴f′(x)=3ax
2 +2bx+c.
由題意可得
,即
,解得
.
(2)當(dāng)a=l時,b=2,c=1,函數(shù)f(x)=x
3 +2x
2 +x-3,
令f′(x)=3x
2 +4x+1=(3x+1)(x+1)=0,可得x=-1 x=-
.
在(-∞,-1)、(-
,+∞)上,f′(x)<0,在(-1,-
)上f′(x)>0,
故當(dāng) x=-
時,函數(shù)f(x)有極小值為f(-
)=
.
(3)由(1)得f′(x)=3ax2+2(a+1)x+2-a=3a(x+1)(x-
),
令f′(x)=0解得x
1=-1,x
2=
,
∴要使f(x)極大值為f(-1)=2,
則
,或
.
解得 a>
.
分析:(1)求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),由已知在x=-1處f(x)取得極大值2,代入可得方程組
進(jìn)一步得到a,b,c的關(guān)系.
(2)當(dāng)a=l時,令f′(x)=0,可得x=-1 x=-
.根據(jù)f′(x)的符號可得當(dāng) x=-
時,函數(shù)f(x)有極小值為f(-
).
(3)在(1)的基礎(chǔ)上得到函數(shù)f(x)的導(dǎo)數(shù)f
′(x)=3ax
2+2(a+1)x+2-a,由已知要使函數(shù)f(x)有極大值需要對二次項系數(shù)a和極值點進(jìn)行討論,易得結(jié)論.
點評:本題考查了函數(shù)的導(dǎo)數(shù),導(dǎo)數(shù)的幾何意義,以及利用導(dǎo)數(shù)解答函數(shù)的極值問題,考查了二次函數(shù)的性質(zhì),綜合考查了函數(shù)的零點以及分類討論的數(shù)學(xué)思想,屬于基礎(chǔ)題.