已知定义在实数集R上的函数f(x)=ax3+bx2+cx+d,其中a,b,c,d是实数.
来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/11 07:39:51
已知定义在实数集R上的函数f(x)=ax3+bx2+cx+d,其中a,b,c,d是实数.
(1)若函数f(x)在区间(-∞,-1)和(3,+∞)上都是增函数,在区间(-1,3)上是减函数,并且f(0)=-7,f′(0)=-18,求函数f(x)的表达式;
(2)若a,b,c满足b2-3ac<0,求证:函数f(x)是单调函数.
(1)若函数f(x)在区间(-∞,-1)和(3,+∞)上都是增函数,在区间(-1,3)上是减函数,并且f(0)=-7,f′(0)=-18,求函数f(x)的表达式;
(2)若a,b,c满足b2-3ac<0,求证:函数f(x)是单调函数.
解(1)f′(x)=3ax2+2bx+c.
由f'(0)=-18得c=-18,即f′(x)=3ax2+2bx-18.(3分)
又由于f(x)在区间(-∞,-1)和(3,+∞)上是增函数,在区间(-1,3)上是减函数,
所以-1和3必是f′(x)=0的两个根.
从而
3a−2b−18=0
27a+6b−18=0.解得
a=2
b=−6.(5分)
又根据f(0)=-7,所以f(x)=2x3-6x2-18x-7(7分)
(2)f′(x)=3ax2+2bx+c由条件b2-3ac<0可知a≠0,c≠0.(9分)
因为f'(x)为二次三项式,
并且△=(2b)2-4(3ac)=4(b2-3ac)<0,
所以,当a>0时,f'(x)>0恒成立,此时函数f(x)是单调递增函数;
当a<0时,f'(x)<0恒成立,此时函数f(x)是单调递减函数.
因此,对任意给定的实数a,函数f(x)总是单调函数.(12分)
由f'(0)=-18得c=-18,即f′(x)=3ax2+2bx-18.(3分)
又由于f(x)在区间(-∞,-1)和(3,+∞)上是增函数,在区间(-1,3)上是减函数,
所以-1和3必是f′(x)=0的两个根.
从而
3a−2b−18=0
27a+6b−18=0.解得
a=2
b=−6.(5分)
又根据f(0)=-7,所以f(x)=2x3-6x2-18x-7(7分)
(2)f′(x)=3ax2+2bx+c由条件b2-3ac<0可知a≠0,c≠0.(9分)
因为f'(x)为二次三项式,
并且△=(2b)2-4(3ac)=4(b2-3ac)<0,
所以,当a>0时,f'(x)>0恒成立,此时函数f(x)是单调递增函数;
当a<0时,f'(x)<0恒成立,此时函数f(x)是单调递减函数.
因此,对任意给定的实数a,函数f(x)总是单调函数.(12分)
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