题目内容
已知函数,其中a>0.(Ⅰ)若a=2,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(Ⅱ)求f(x)在区间[2,3]上的最小值.
【答案】分析:(Ⅰ)把a=2代入函数解析时候,求出f(1)及f′(1),利用直线方程的点斜式求切线方程;
(Ⅱ)求出原函数的导函数,求出导函数的零点,由导函数的零点对定义域分段,判断出原函数在各区间段内的单调性,然后根据a的范围分析原函数在区间[2,3]上的单调性,利用函数单调性求出在a的不同取值范围内函数f(x)在区间[2,3]上的最小值.
解答:解:(Ⅰ)f(x)的定义域为R,且 f'(x)=2x2-4x+2-a.
当a=2时,,f'(1)=2-4=-2,
所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为 ,
即 6x+3y-5=0.
(Ⅱ)解:方程f'(x)=0的判别式△=8a>0,
令 f'(x)=0,得 ,或.f(x)和f'(x)的情况如下:
故f(x)的单调增区间为,;单调减区间为.
①当0<a≤2时,x2≤2,此时f(x)在区间(2,3)上单调递增,
所以f(x)在区间[2,3]上的最小值是=.
②当2<a<8时,x1<2<x2<3,此时f(x)在区间(2,x2)上单调递减,在区间(x2,3)上单调递增,
所以f(x)在区间[2,3]上的最小值是=.
③当a≥8时,x1<2<3≤x2,此时f(x)在区间(2,3)上单调递减,
所以f(x)在区间[2,3]上的最小值是f(3)==7-3a.
综上,当0<a≤2时,f(x)在区间[2,3]上的最小值是;
当2<a<8时,f(x)在区间[2,3]上的最小值是;
当a≥8时,f(x)在区间[2,3]上的最小值是7-3a.
点评:本题考查了利用导数研究曲线在某点处的切线方程,考查了利用导数判断函数的单调性,训练了利用函数单调性求函数的最值,解答此题的关键是对参数a的分类,考查了分类讨论的数学思想,是中档题.
(Ⅱ)求出原函数的导函数,求出导函数的零点,由导函数的零点对定义域分段,判断出原函数在各区间段内的单调性,然后根据a的范围分析原函数在区间[2,3]上的单调性,利用函数单调性求出在a的不同取值范围内函数f(x)在区间[2,3]上的最小值.
解答:解:(Ⅰ)f(x)的定义域为R,且 f'(x)=2x2-4x+2-a.
当a=2时,,f'(1)=2-4=-2,
所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为 ,
即 6x+3y-5=0.
(Ⅱ)解:方程f'(x)=0的判别式△=8a>0,
令 f'(x)=0,得 ,或.f(x)和f'(x)的情况如下:
x | (-∞,x1) | x1 | (x1,x2) | x2 | (x2,+∞) |
f'(x) | + | - | + | ||
f(x) | ↗ | ↘ | ↗ |
①当0<a≤2时,x2≤2,此时f(x)在区间(2,3)上单调递增,
所以f(x)在区间[2,3]上的最小值是=.
②当2<a<8时,x1<2<x2<3,此时f(x)在区间(2,x2)上单调递减,在区间(x2,3)上单调递增,
所以f(x)在区间[2,3]上的最小值是=.
③当a≥8时,x1<2<3≤x2,此时f(x)在区间(2,3)上单调递减,
所以f(x)在区间[2,3]上的最小值是f(3)==7-3a.
综上,当0<a≤2时,f(x)在区间[2,3]上的最小值是;
当2<a<8时,f(x)在区间[2,3]上的最小值是;
当a≥8时,f(x)在区间[2,3]上的最小值是7-3a.
点评:本题考查了利用导数研究曲线在某点处的切线方程,考查了利用导数判断函数的单调性,训练了利用函数单调性求函数的最值,解答此题的关键是对参数a的分类,考查了分类讨论的数学思想,是中档题.
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