题目内容
设函数f(x)=x3-ax2-ax,g(x)=2x2+4x+c.
(1)试问函数f(x)能否在x=-1时取得极值?说明理由;
(2)若a=-1,当x∈[-3,4]时,函数f(x)与g(x)的图象有两个公共点,求c的取值范围.
(1)无极值(2)-<c<或c=-9.
【解析】(1)由题意f′(x)=x2-2ax-a,
假设在x=-1时f(x)取得极值,则有f′(-1)=(-1)2-2a(-1)-a=0,解得a=-1.
而此时f′(x)=x2+2x+1=(x+1)2≥0,所以函数f(x)在R上为增函数,函数无极值.
这与f(x)在x=-1处有极值矛盾,所以f(x)在x=-1处无极值.
(2)设f(x)=g(x),则有x3-ax2-ax=2x2+4x+c,
所以c=x3-x2-3x.
设F(x)=x3-x2-3x,则F′(x)=x2-2x-3,令F′(x)=0,解得x1=-1,x2=3.
当x变化时,F′(x),F(x)的变化情况如表所示:
x | -3 | (-3,-1) | -1 | (-1,3) | 3 | (3,4) | 4 |
F′(x) |
| + | 0 | - | 0 | + |
|
F(x) | -9 | ? | 极大值 | ? | 极小值 | ? | - |
由表可知F(x)在[-3,-1],[3,4]上是增函数,在[-1,3]上是减函数.
当x=-1时,F(x)取得极大值F(-1)=;当x=3时,F(x)取得极小值F(3)=-9,而F(-3)=-9,F(4)=-.
如果函数f(x)与g(x)的图象有两个公共点,则函数F(x)与y=c有两个公共点,所以-<c<或c=-9.
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