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(2007•咸安区模拟)设x=1是函数f(x)=x3+ax2+bx的一个极值点(a>0).

来源:学生作业帮 编辑:灵鹊做题网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/06/17 02:51:38
(2007•咸安区模拟)设x=1是函数f(x)=x3+ax2+bx的一个极值点(a>0).
(Ⅰ)求a与b的关系式(用a表示b),并求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)设m>0,若f(x)在闭区间[m,m+1]上的最小值为-3,最大值为0,求m与a的值.
(2007•咸安区模拟)设x=1是函数f(x)=x3+ax2+bx的一个极值点(a>0).
( I)f'(x)=3x2+2ax+b…(1分)
由已知有:f'(1)=0,∴3+2a+b=0,∴b=-2a-3…(3分)
从而f'(x)=3(x−1)(x+
2a+3
3)
令f'(x)=0得:x1=1,x2=−
2a+3
3.∵a>0∴x2<-1
当x变化时,f'(x)、f(x)的变化情况如下表:

x(-∞,x2)(x2,1)(1,+∞)
f'(x)+-+
f(x)增函数减函数增函数从上表可知:f(x)在(−∞,−
2a+3
3),(1,+∞)上是增函数;
在(−
2a+3
3,1),上是减函数   …(6分)
( II)∵m>0,∴m+1>1.由( I)知:
①当0<m<1时,m+1∈(1,2).则最小值为f(1)=-3,得:a=1…(8分)
此时f(x)=x3+x2-5x.从而f(m)=m(m2+m-5)<0,
∴最大值为f(m+1)=0,得m=

21−3
2
此时f(m)=m(m2+m-5)=-2m(m+1)∈(-3,0),适合.…(10分)
②当m≥1时,f(x)在闭区间[m,m+1]上是增函数.
∴最小值为f(m)=m(m2+am-2a-3)=-3(1)
最大值为f(m+1)=(m+1)[(m+1)2+a(m+1)-(2a+3)]=0.(2)…(12分)
由(2)得:m2+am-(2a+3)=-2m-1-a…(3)
将(3)代入(1)得:-m(2m+1+a)=-3.即m(2m+1+a)=3
又m≥1,a>0∴2m+1+a>3从而m(2m+1+a)>3
∴此时的a,m不存在
综上知:m=

21−3
2,a=1.…(14分)