题目内容

【题目】已知定义在R上的函数f(x)=x3+(k-1)x2+(k+5)x-1.

(1)若k=-5,求f(x)的极值;

(2)若f(x)在区间(0,3)内单调,求实数k的取值范围.

【答案】(1)f(x)极大值是f(0)=-1,f(x)极小值是f(4)=-33;

(2)

【解析】

(1)代入k的值,求出函数的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间,即可求出函数的极值;

(2)求出函数的导数,通过讨论对称轴的范围,得到函数的单调区间,从而确定k的范围即可.

解:(1)k=-5时,f(x)=x3-6x2-1,

f′(x)=3x2-12x,

令f′(x)>0,解得:x>4或x<0,

令f′(x)<0,解得:0<x<4,

故f(x)在(-∞,0)递增,在(0,4)递减,在(4,+∞)递增,

故x=0时,f(x)取极大值,且极大值是f(0)=-1,

x=4时,f(x)取极小值,且极小值是f(4)=-33;

(2)f′(x)=3x2+2(k-1)x+k+5=3-+k+5,

f′(x)的图象是开口向上的抛物线,对称轴是直线x=,

①当≤0即k≥1时,f′(0)=k+5>0且f′(x)在(0,3)递增,

故f′(x)>0在(0,3)内恒成立,

故f(x)在(0,3)递增,即k≥1时满足题意;

②当≥3即k≤-8时,f′(0)=k+5<0且f′(x)在(0,3)递减,

故f′(x)<0在(0,3)内恒成立,

故f(x)在(0,3)内递减,即k≤-8满足题意;

③当0<<3即-8<k<1时,

(ⅰ)若-8<k≤-5,则f′(0)=k+5≤0,

只需f′(3)=7k+26≤0即k≤ -,

此时f′(x)≤0在(0,3)内恒成立,

即f(x)在(0,3)递减,

(ⅱ)若-5<k<1,则f′(0)=k+5>0,

此时只需f′()=-+k+5≥0,

解得:

即-2≤k<1时,f′(x)≥0在(0,3)内恒成立,

即-2≤k<1时,f(x)在(0,3)递增,

综上,若f(x)在区间(0,3)内单调,实数k的范围是(-∞,-5]∪[-2,+∞).

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