题目内容

已知f(x)=ax3+bx2+cx+d(a>0)为连续、可导函数,如果f(x)既有极大值M,又有极小值N,求证:M>N.

证明:由题设有f′(x)=3ax2+2bx+c=3a(x-x1)(x-x2),不妨设x1<x2,则由a>0知:当x∈(-∞,x1)时,f′(x)>0;当x∈(x1,x2)时,f′(x)<0;当x∈(x2,+∞)时,f′(x)>0.故f(x)在x1处取极大值,在x2处取极小值.

∵f(x1)-f(x2)=a(x13-x23)+b(x12-x22)+c(x1-x2)

=(x1-x2)[a(x1+x2)2-ax1x2+b(x1+x2)+c]

=(x1-x2)[a·(-)2-a·+b·+c]

=(x1-x2)[(b2-3ac)],

    由方程3ax2+2bx+c=0有两个相异根,有Δ=(2b)2-12ac=4(b2-3ac)>0.

    又x1-x2<0,a>0,

∴f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),得证.

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