已知函数f(x)=ax3-4x+4(a∈R)在x=2取得极值.(Ⅰ)确定a的值并求函数的单调区间;(Ⅱ)若关于x的方程f(x)=b至多有两个零点,求实数b的取值范围.
问题描述:
已知函数f(x)=ax3-4x+4(a∈R)在x=2取得极值.
(Ⅰ)确定a的值并求函数的单调区间;
(Ⅱ)若关于x的方程f(x)=b至多有两个零点,求实数b的取值范围.
答
所以f(x)的单调增区间为(-∞,-2),(2,+∞);f(x)的单调减区间为(-2,2).
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当x=-2时,f(x)有极大值,并且极大值为f(−2)=
;
当x=2时,f(x)有极小值,并且极小值为f(2)=−
;
要使关于x的方程f(x)=b至多有两个零点,则b的取值范围为(−∞,−
]∪[
,+∞)
答案解析:(Ⅰ)先求导函数,根据函数f(x)在x=2时有极值,可得f′(2)=0,从而可求出a的值,由导数的正负可确定函数的单调区间;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,极大值为f(−2)=
,极小值为f(2)=−
,要使关于x的方程f(x)=b至多有两个零点,则b在两极值之外即可.
考试点:利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的单调性;函数在某点取得极值的条件.
知识点:本题以函数的极值为载体,考查函数解析式的求解,考查利用导数求函数的单调区间,考查函数的极值的求解,综合性强.
(Ⅰ)因为f(x)=ax3-4x+4(a∈R),所以f′(x)=3ax2-4
因为函数f(x)在x=2时有极值,所以f′(2)=0,即3×4a-4=0
得 a=
,经检验符合题意,所以f(x)=1 3
x3−4x+4所以f′(x)=x2-4=(x+2)(x-2)1 3
令,f′(x)=0得,x=2,或x=-2,当x变化时f′(x),f(x)变化如下表:
x | (-∞,-2) | -2 | (-2,2) | 2 | (2,+∞) |
f′(x) | + | 0 | - | 0 | + |
f(x) | 单调递增↗ | 极大值 | 单调递减↘ | 极小值 | 单调递增↗ |
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当x=-2时,f(x)有极大值,并且极大值为f(−2)=
28 |
3 |
当x=2时,f(x)有极小值,并且极小值为f(2)=−
4 |
3 |
要使关于x的方程f(x)=b至多有两个零点,则b的取值范围为(−∞,−
4 |
3 |
28 |
3 |
答案解析:(Ⅰ)先求导函数,根据函数f(x)在x=2时有极值,可得f′(2)=0,从而可求出a的值,由导数的正负可确定函数的单调区间;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,极大值为f(−2)=
28 |
3 |
4 |
3 |
考试点:利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的单调性;函数在某点取得极值的条件.
知识点:本题以函数的极值为载体,考查函数解析式的求解,考查利用导数求函数的单调区间,考查函数的极值的求解,综合性强.