设函数f(x)=1/3x3-ax2-ax,g(x)=2x2+4x+c. (1)试问函数f(x)能否在x=-1时取得极值?说明理由; (2)若a=-1,当x∈[-3,4]时,函数f(x)与g(x)的图象有两个公共点,求c的取值范围.
问题描述:
设函数f(x)=
x3-ax2-ax,g(x)=2x2+4x+c.1 3
(1)试问函数f(x)能否在x=-1时取得极值?说明理由;
(2)若a=-1,当x∈[-3,4]时,函数f(x)与g(x)的图象有两个公共点,求c的取值范围.
答
(1)由题意f′(x)=x2-2ax-a,
假设在x=-1时f(x)取得极值,则有f′(-1)=1+2a-a=0,∴a=-1,
而此时,f′(x)=x2+2x+1=(x+1)2≥0,函数f(x)在R上为增函数,无极值.
这与f(x)在x=-1有极值矛盾,所以f(x)在x=-1处无极值;
(2)令f(x)=g(x),则有
x3-x2-3x-c=0,∴c=1 3
x3-x2-3x,1 3
设F(x)=
x3-x2-3x,G(x)=c,令F′(x)=x2-2x-3=0,解得x1=-1或x=3.1 3
列表如下:
由此可知:F(x)在(-3,-1)、(3,4)上是增函数,在(-1,3)上是减函数.
当x=-1时,F(x)取得极大值F(−1)=
;当x=3时,F(x)取得极小值5 3
F(-3)=F(3)=-9,而F(4)=−
.20 3
如果函数f(x)与g(x)的图象有两个公共点,则函数F(x)与G(x)有两个公共点,
所以−
<c<20 3
或c=-9.5 3