题目内容
(2012•广东)设0<a<1,集合A={x∈R|x>0},B={x∈R|2x2-3(1+a)x+6a>0},D=A∩B.
(1)求集合D(用区间表示)
(2)求函数f(x)=2x3-3(1+a)x2+6ax在D内的极值点.
(1)求集合D(用区间表示)
(2)求函数f(x)=2x3-3(1+a)x2+6ax在D内的极值点.
分析:(1)根据题意先求不等式2x2-3(1+a)x+6a>0的解集,判别式△=9(1+a)2-48a=9a2-30a+9=3(3a-1)(a-3),通过讨论△>0,△=0,△<0分别进行求解
(2)对函数f(x)求导可得f'(x)=6x2-6(1+a)x+6a=6(x-a)(x-1),由f'(x)=0,可得x=a或x=1,结合(1)中的a的范围的讨论可分别求D,然后由导数的符号判定函数f(x)的单调性,进而可求极值
(2)对函数f(x)求导可得f'(x)=6x2-6(1+a)x+6a=6(x-a)(x-1),由f'(x)=0,可得x=a或x=1,结合(1)中的a的范围的讨论可分别求D,然后由导数的符号判定函数f(x)的单调性,进而可求极值
解答:解:(1)令g(x)=2x2-3(1+a)x+6a△=9(1+a)2-48a=9a2-30a+9=3(3a-1)(a-3)
①当0<a≤
时,△≥0,
方程g(x)=0的两个根分别为x1=
,x2=
所以g(x)>0的解集为(-∞,
)∪(
,+∞)
因为x1,x2>0,所以D=A∩B=(0,
)∪(
,+∞)
②当
<a<1时,△<0,则g(x)>0恒成立,所以D=A∩B=(0,+∞)
综上所述,当0<a≤
时,D=(0,
)∪(
,+∞);
当
<a<1时,D=(0,+∞)
(2)f'(x)=6x2-6(1+a)x+6a=6(x-a)(x-1),
令f'(x)=0,得x=a或x=1
①当0<a≤
时,由(1)知D=(0,x1)∪(x2,+∞)
因为g(a)=2a2-3(1+a)a+6a=a(3-a)>0,g(1)=2-3(1+a)+6a=3a-1≤0
所以0<a<x1<1≤x2,
所以f'(x),f(x)随x的变化情况如下表:
所以f(x)的极大值点为x=a,没有极小值点
②当
<a<1时,由(1)知D=(0,+∞)
所以f'(x),f(x)随x的变化情况如下表:
所以f(x)的极大值点为x=a,极小值点为x=1
综上所述,当0<a≤
时,f(x)有一个极大值点x=a,没有极小值点;
当
<a<1时,f(x)有一个极大值点x=a,一个极小值点x=1.
①当0<a≤
| 1 |
| 3 |
方程g(x)=0的两个根分别为x1=
3a+3-
| ||
| 4 |
3a+3+
| ||
| 4 |
所以g(x)>0的解集为(-∞,
3a+3-
| ||
| 4 |
3a+3+
| ||
| 4 |
因为x1,x2>0,所以D=A∩B=(0,
3a+3-
| ||
| 4 |
3a+3+
| ||
| 4 |
②当
| 1 |
| 3 |
综上所述,当0<a≤
| 1 |
| 3 |
3a+3-
| ||
| 4 |
3a+3+
| ||
| 4 |
当
| 1 |
| 3 |
(2)f'(x)=6x2-6(1+a)x+6a=6(x-a)(x-1),
令f'(x)=0,得x=a或x=1
①当0<a≤
| 1 |
| 3 |
因为g(a)=2a2-3(1+a)a+6a=a(3-a)>0,g(1)=2-3(1+a)+6a=3a-1≤0
所以0<a<x1<1≤x2,
所以f'(x),f(x)随x的变化情况如下表:
| x | (0,a) | a | (a,x1) | (x2,+∞) |
| f'(x) | + | 0 | - | + |
| f(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | ↗ |
②当
| 1 |
| 3 |
所以f'(x),f(x)随x的变化情况如下表:
| x | (0,a) | a | (a,1) | 1 | (1,+∞) |
| f'(x) | + | 0 | - | 0 | + |
| f(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | 极小值 | ↗ |
综上所述,当0<a≤
| 1 |
| 3 |
当
| 1 |
| 3 |
点评:本题主要考查了一元二次不等式与二次不等式关系的相互转化,体现了分类讨论思想 的应用,函数的导数与函数的单调性、函数的极值的关系的应用.
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