已知函数f(x)=1/2x4+bx3+cx2+dx+e(x∈R)在x=0和x=1处取得极值. (1)求d的值及b,c的关系式(用c表示b),并指出c的取值范围; (2)若函数f(x)在x=0处取得极大值 ①判断c的取值范围; ②

问题描述:

已知函数f(x)=

1
2
x4+bx3+cx2+dx+e(x∈R)在x=0和x=1处取得极值.
(1)求d的值及b,c的关系式(用c表示b),并指出c的取值范围;
(2)若函数f(x)在x=0处取得极大值
①判断c的取值范围;
②若此时函数f(x)在x=1时取得最小值,求c的取值范围.

(1)求导数,得f'(x)=2x3+3bx2+2cx+d
∵函数f(x)在x=0和x=1处取得极值,

f/(0)=d=0
f/(1)=2+3b+2c+d=0
可得d=0,b=-
2
3
(c+1)
因此,f'(x)=2x3-2(c+1)x2+2cx=2x(x-1)(x-c)
∴当且仅当c≠0且c≠1时,函数在x=0和x=1处取得极值.
由此可得c的取值范围是{x|c≠0且c≠1}
(2)①∵函数f(x)在x=0处取得极大值
∴f(x)在x=0的左侧为增函数,在x=0的右侧为减函数,
因此,f'(x)在x=0的左侧大于0,在x=0的右侧小于于0,
又∵f'(x)=2x(x-1)(x-c),
∴f'(x)在(0,1)上为负数,得c<0且f'(x)在(c,0)上为正数
综上所述,得c的取值范围是(-∞,0)
②因为c<0,得
当x<c或0<x<1时,f'(x)<0;当c<x<0或x>1时,f'(x)>0
∴函数f(x)在(-∞,c)和(0,1)上为减函数;在(c,0)和(1,+∞)上为增函数
因此,函数的极小值为f(c)和f(1),并且它们中的较小值就是函数f(x)的最小值
∵函数f(x)在x=1时取得最小值,
∴f(c)≥f(1),即
1
2
c4-
2
3
(c+1)c3+c3+e≥
1
2
-
2
3
(c+1)+1+e
整理,得c4-2c3+2c-1≤0,即(c-1)3(c+1)≤0
解这个不等式,得-1≤c≤1
∵c的取值范围是(-∞,0),
∴c∈[-1,0),即为所求c的取值范围.