题目内容
函数f(x)=
ax3+
ax2-2ax+2a+80的图象经过四个象限,则a的取值范围是
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(-96,-15)
(-96,-15)
.分析:首先讨论a=0时原函数图象的情况,当a≠0时,求出原函数的导函数,分a>0和a<0两种情况讨论原函数的单调性,求出函数的极值点并求解极值,当a>0时,要使原函数的图象经过四个象限,需要极大值大于0,且极小值小于0,此时a的值不存在;当a<0时,要使原函数的图象经过四个象限,则需要极小值小于0,且极大值大于0,由此解得a的取值范围.
解答:解:由f(x)=
ax3+
ax2-2ax+2a+80,
若a=0时,原函数化为f(x)=80.为常数函数,不合题意;
f′(x)=ax2+ax-2a=a(x2+x-2)=a(x+2)(x-1).
若a>0时,当x∈(-∞,-2),x∈(1,+∞)时有f′(x)>0,
函数f(x)在(-∞,-2),(1,+∞)上为增函数.
当x∈(-2,1)时,f′(x)<0,函数f(x)在(-2,1)上为减函数.
所以函数f(x)在x=-2时取得极大值f(-2)=-
a+2a+4a+2a+80=80+
a.
函数f(x)在x=1时取得极小值f(1)=
a+
a-2a+2a+80=80+
a.
因为函数的图象先增后减再增,要使函数的图象经过四个象限,
则
,解①得:a>-15.解②得:a<-96.
此时a∈∅;
若a<0,当x∈(-∞,-2),x∈(1,+∞)时有f′(x)<0,
函数f(x)在(-∞,-2),(1,+∞)上为减函数.
当x∈(-2,1)时,f′(x)>0,函数f(x)在(-2,1)上为增函数.
所以函数f(x)在x=-2时取得极小值f(-2)=-
a+2a+4a+2a+80=80+
a.
函数f(x)在x=1时取得极大值f(1)=
a+
a-2a+2a+80=80+
a.
为函数的图象先减后增再减,要使函数的图象经过四个象限,
则
,解得-96<a<-15.
所以使函数f(x)=
ax3+
ax2-2ax+2a+80的图象经过四个象限的a的取值范围是(-96,-15).
故答案为(-96,-15).
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若a=0时,原函数化为f(x)=80.为常数函数,不合题意;
f′(x)=ax2+ax-2a=a(x2+x-2)=a(x+2)(x-1).
若a>0时,当x∈(-∞,-2),x∈(1,+∞)时有f′(x)>0,
函数f(x)在(-∞,-2),(1,+∞)上为增函数.
当x∈(-2,1)时,f′(x)<0,函数f(x)在(-2,1)上为减函数.
所以函数f(x)在x=-2时取得极大值f(-2)=-
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函数f(x)在x=1时取得极小值f(1)=
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因为函数的图象先增后减再增,要使函数的图象经过四个象限,
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此时a∈∅;
若a<0,当x∈(-∞,-2),x∈(1,+∞)时有f′(x)<0,
函数f(x)在(-∞,-2),(1,+∞)上为减函数.
当x∈(-2,1)时,f′(x)>0,函数f(x)在(-2,1)上为增函数.
所以函数f(x)在x=-2时取得极小值f(-2)=-
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函数f(x)在x=1时取得极大值f(1)=
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为函数的图象先减后增再减,要使函数的图象经过四个象限,
则
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所以使函数f(x)=
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故答案为(-96,-15).
点评:本题考查了利用导数研究函数的极值,考查了函数的极值与函数图象之间的关系,思考该问题时考虑数与形的结合,属中档题.
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