题目内容
已知函数f(x)=x3+ax2+b的图象上一点P(1,0),且在点P处的切线与直线3x+y=0平行.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数f(x)在区间[0,t](0<t<3)上的最大值和最小值.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数f(x)在区间[0,t](0<t<3)上的最大值和最小值.
考点:利用导数求闭区间上函数的最值,利用导数研究曲线上某点切线方程
专题:
分析:(1)首先求出函数f(x)的导数,根据曲线在P(1,0)处的切线斜率是-3,求出a的值;然后根据函数过点P(1,0),求出b的值,进而求出函数f(x)的解析式即可;
(2)由f(x)=x3-3x2+2,f′(x)=3x2-6x,令f′(x)=0,可得x=0或x=2,然后分类讨论,求出函数f(x)在区间[0,t](0<t<3)上的最大值和最小值即可.
(2)由f(x)=x3-3x2+2,f′(x)=3x2-6x,令f′(x)=0,可得x=0或x=2,然后分类讨论,求出函数f(x)在区间[0,t](0<t<3)上的最大值和最小值即可.
解答:
解:(1)因为f′(x)=3x2+2ax,曲线在P(1,0)处的切线斜率为f′(1)=3+2a,
即3+2a=-3,
所以a=-3;
又因为函数过(1,0)点,
即-2+b=0,
所以b=2,
所以f(x)=x3-3x2+2;
(2)由f(x)=x3-3x2+2,f′(x)=3x2-6x,
令f′(x)=0,可得x=0或x=2,
①当0<t≤2时,在区间(0,t)上f′(x)<0,
可得f(x)在[0,t]上是减函数,
所以f(x)max=f(0)=2,
f(x)min=f(t)=t3-3t2+2;
②当2<t<3时,当x变化时,f′(x)、f(x)的变化情况见下表:
f(x)min=f(2)=-2,
f(x)max为f(0)与f(t)中较大的一个,
f(t)-f(0)=t3-3t2=t2(t-3)<0,
所以f(x)max=f(0)=2,
综上,函数f(x)在区间[0,t](0<t<3)上的最大值是2,最小值是-2.
即3+2a=-3,
所以a=-3;
又因为函数过(1,0)点,
即-2+b=0,
所以b=2,
所以f(x)=x3-3x2+2;
(2)由f(x)=x3-3x2+2,f′(x)=3x2-6x,
令f′(x)=0,可得x=0或x=2,
①当0<t≤2时,在区间(0,t)上f′(x)<0,
可得f(x)在[0,t]上是减函数,
所以f(x)max=f(0)=2,
f(x)min=f(t)=t3-3t2+2;
②当2<t<3时,当x变化时,f′(x)、f(x)的变化情况见下表:
| x | 0 | (0,2) | 2 | (2,t) | t |
| f′(x) | 0 | - | 0 | + | + |
| f(x) | 2 | 递减 | -2 | 递增 | t3-3t2+2 |
f(x)max为f(0)与f(t)中较大的一个,
f(t)-f(0)=t3-3t2=t2(t-3)<0,
所以f(x)max=f(0)=2,
综上,函数f(x)在区间[0,t](0<t<3)上的最大值是2,最小值是-2.
点评:此题主要考查了利用导数求闭区间上函数的最值问题,属于中档题.
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