已知函数f(x)=13x3+ax2+bx(a,b∈R)在x=-1时取得极值.(1)试用含a的代数式表示b;(2)求f(x)的单调区间.

问题描述:

已知函数f(x)=

1
3
x3+ax2+bx(a,b∈R)在x=-1时取得极值.
(1)试用含a的代数式表示b;
(2)求f(x)的单调区间.

(1)依题意,得f′(x)=x2+2ax+b,由于x=-1为函数的一个极值点,
则f′(-1)=1-2a+b=0,得b=2a-1;
(2)因为函数f(x)存在极值点,所以方程f′(x)=0有两不相等的两实根,
由(1)得f′(x)=x2+2ax+b=x2+2ax+2a-1=(x+1)(x+2a-1),
令f′(x)=0,解得x1=-1或x2=1-2a,
①当x1>x2,即a>1时,f′(x)与f(x)的变化情况如下表:

故函数f(x)的单调递增区间为(-∞,1-2a)和(-1,+∞),单调递减区间为(1-2a,-1);
②当x1<x2,即a<1时,
同理可得函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-1)和(1-2a,+∞),单调递减区间为(-1,1-2a).
综上所述,当a>1时,函数f(x)的单调增区间为(-∞,1-2a)和(-1,+∞),单调减区间为(1-2a,-1);
当a<1时,函数f(x)的单调增区间为(-∞,-1)和(1-2a,+∞),单调减区间为(-1,1-2a)
答案解析:(1)求出f′(x)=x2+2ax+b,因为函数在x=-1时取得极值,所以f′(-1)=0,即可得到a与b的关系式,表示出b即可;
(2)为函数f(x)存在极值点,所以方程f′(x)=0有两不相等的两实根,把b代入求出两根,根据两根的大小得到a的取值范围,①当x1>x2,即a>1时和②当x1<x2,即a<1时,来讨论导函数的正负得到函数的单调区间.
考试点:利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值.
知识点:考查学生理解函数取极值的条件,会利用导数研究函数的增减性.