题目内容
设f(x)=ax3+bx2+cx的极小值是-5,其导函数的图象如图所示.
(Ⅰ)求f(x)的解析式;
(Ⅱ)若对任意的都有f(x)≥x3-3lnx+m恒成立,求实数m的取值范围.
解:(Ⅰ)∵f(x)=ax3+bx2+cx∴f'(x)=3ax2+2bx+c,
由图象可知:导函数在x=-3和x=1处函数值为0,原函数在x=1处取到极小值-5,
故解此方程组得a=1,b=3,c=-9.
∴f(x)=x3+3x2-9x.…(5分)
(Ⅱ)由题意f(x)≥x3-3lnx+m对任意的都恒成立,?m≤3x2-9x+3lnx对任意的都恒成立,
故只需m小于等于3x2-9x+3lnx在的最小值.
令?(x)=3x2-9x+3lnx,,则=,
令?'(x)=0,解得,x2=1,当x变化时,?(x),?'(x)的变化情况如下表:
∵,∴?(x)在x=1处取得的最小值?(1)=-6,∴m≤-6.
故m的取值范围为:m≤-6 …(12分)
分析:(Ⅰ)由图象可知:导函数在x=-3和x=1处函数值为0,原函数在x=1处取到极小值-5,转化为方程组即可解到a、b、c的值,可知函数解析式;
(Ⅱ)f(x)≥x3-3lnx+m对任意的都恒成立,?m≤3x2-9x+3lnx对任意的都恒成立,故只需m小于等于3x2-9x+3lnx在的最小值,然后用导数法求函数在闭区间的最值即可.
点评:本题为导数的综合应用,涉及解三元一次方程组和导数法求闭区间的最值,属难题.
由图象可知:导函数在x=-3和x=1处函数值为0,原函数在x=1处取到极小值-5,
故解此方程组得a=1,b=3,c=-9.
∴f(x)=x3+3x2-9x.…(5分)
(Ⅱ)由题意f(x)≥x3-3lnx+m对任意的都恒成立,?m≤3x2-9x+3lnx对任意的都恒成立,
故只需m小于等于3x2-9x+3lnx在的最小值.
令?(x)=3x2-9x+3lnx,,则=,
令?'(x)=0,解得,x2=1,当x变化时,?(x),?'(x)的变化情况如下表:
x | 1 | (1,e) | e | ||||
?'(x) | + | 0 | - | 0 | + | ||
?(x) | 极大值 | 极小值-6 | ?(e) |
故m的取值范围为:m≤-6 …(12分)
分析:(Ⅰ)由图象可知:导函数在x=-3和x=1处函数值为0,原函数在x=1处取到极小值-5,转化为方程组即可解到a、b、c的值,可知函数解析式;
(Ⅱ)f(x)≥x3-3lnx+m对任意的都恒成立,?m≤3x2-9x+3lnx对任意的都恒成立,故只需m小于等于3x2-9x+3lnx在的最小值,然后用导数法求函数在闭区间的最值即可.
点评:本题为导数的综合应用,涉及解三元一次方程组和导数法求闭区间的最值,属难题.
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