现在的高中数学跟老教材差距太大了-高中数学有用吗
导数题型归纳
请同学们高度重视:
首先,关于二次函数的不等式恒成立的主要解法:
1、分离变量;2变更主元;3根分布;4判别式法
5、二次函数区间最值求法:(1)对称轴(重视单调区间)
与定义域的关系
(2)端点处和顶点是最值所在
其次,分析每种题型的本质,你会发现大部分都在解决“不等
式恒成立问题”以及“充分应用数形结合思
想”,创建不等关系求出取值范围。
最后,同学们在看例题时,请注意寻找关键的等价变形和回归的基础
一、基础题型:函数的单调区间、极值、最值;不等式恒成立;
1、此类问题提倡按以下三个步骤进行解决:
第一步:令
f(x)?0
得到两个根;
第二步:画两图或列表;
第三步:由图表可知;
其中不等式恒成立问题的实质是函数的最值问题,
2、常见处理方法有三种:
第一种:分离变量求最值-----
用分离变量时要特别注意是否需分类讨论(>0,=0,<0)
第二种:变更主元(即关于某字母的一次函数)-----(已知谁的范围就把谁作为主元);
例1:设函数
y?f(x)
在区间D上的导数为
f
?
(x)
,
f
?
(x)
在区间D上的导数为
g(x)
,若在区间D
上,
'
x
4
mx
3
3x
2
??
,
已知实数m是常数,
f(x)?
g(x)?0
恒成立,则称函数
y
?f(x)
在区间D上为“凸函数”
1262
(1)若
y?f(x)
在区间
?
0,3
?
上为“凸函数”,求m的取值范围;
(2)若对
满足
m?2
的任何一个实数
m
,函数
f(x)
在区间
?
a,b
?
上都为“凸函数”,求
b?a
的最大值.
x
4
mx
3
3x
2
x
3
mx
2????3x
解:由函数
f(x)?
得
f
?
(x
)?
126232
2
?g(x)?x?mx?3
(1)
Qy?f(x)
在区间
?
0,3
?
上为“凸函数”,
则
?g(x)?x?mx?3?0
在区间[0,3]上恒成立
解法一:从二次函数的区间最值入手:等价于
g
max
(x)?0
?
解法二:分离变量法:
∵ 当
x?0
时,
?g(x)?x?mx?3??3?0
恒成立,
当
0?x?3
时,
g(x)?x?mx?3?0
恒成立
2
2
?
g(0)?0
?
?3?0
?
?
?m?2
g(3)?09?3m?3?0
??
2
x
2
?33<
br>?x?
的最大值(
0?x?3
)恒成立, 等价于
m?
xx<
br>3
而
h(x)?x?
(
0?x?3
)是增函数,则
h
max
(x)?h(3)?2
x
?m?2
<
br>(2)∵当
m?2
时
f(x)
在区间
?
a,b
?
上都为“凸函数”
则等价于当
m?2
时
g(x)?x?mx?3?0
恒成立
解法三:变更主元法
1
2
再等价于
F(m)
?mx?x?3?0
在
m?2
恒成立(视为关于m的一次函数最值问题)
2
?
F(?2)?0
?
?
?2x?x?3?0
?
?
?
?
??1?x?1
2
F(2)?0
?
?
?
2x?x?3?0
?b?a?2
2
-2
2
例2:设函数
f(x)??
1
3
x?2
ax
2
?3a
2
x?b(0?a?1,b?R)
3
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和极值;
(Ⅱ)若对任意的
x?[a?1,a?2],
不等式
f
?
(x)?a
恒成立,求a的
取值范围.
(二次函数区间最值的例子)
解:(Ⅰ)
f
?
(x
)??x?4ax?3a??
?
x?3a
??
x?a
?
22
Q0?a?1
f
?
(x)
a
3a a
3a
令<
br>f
?
(x)?0,
得
f(x)
的单调递增区间为(a,3a)
令
f
?
(x)?0,
得
f(x)
的单调递减区间为
(-
?
,a)和(3a,+
?
)
∴当x=a时,
f(x)
极小值
=
?
2
3
3
a?b;
当x=3a时,
f(x)
极大值
=b.
4
2
(Ⅱ
)由|
f
?
(x)
|≤a,得:对任意的
x?[a?1,a?2],
?a?x?4ax?3a?a
恒成立①
则等价于
g(x)
这个二次
函数
?
?
g
max
(x)?a
22
g(x)?x?4ax?3a
的对称轴
x?2a
Q0?a?1,
?
g
min
(x)??a
a?1?a?a?2a
(放缩法)
即定义域在对称轴的右边,
g(x)
这个二次函数的最值问题:单调增函数的最值问题
。
g(x)?x
2
?4ax?3a
2
在[a?1,a?2]
上是增函数.
∴
g(x)
max
?g(a?2)??2a?1.
g(x)
min
?g(a?1)??4a?4.
?
a?1,
x?2a
a?2
?
于是,对任意
x?[a?1,a?2]
,不等式①恒成立,等价于
?
g(a?2)??4a?4?a,
4
解得?a?1.
?
5
?
g(a?1)??2a?1??a
2
又
0?a?1,
∴
4
?a?1.
5
点评:重视二次函数区间最值求法:对称轴(重视单调区间)与定义域的关系
第三种:构造函数求最值
题型特征:
f(x)?g(x)
恒成立
?
h(x)?f(x)?g(x)?0
恒成立;从而转化为第一、二种题型
例3;已
知函数
f(x)?x
3
?ax
2
图象上一点
P(1,b)<
br>处的切线斜率为
?3
,
t?6
2
x?(t?1)x?3(t?0)
2
(Ⅰ)求
a,b
的值;
(Ⅱ)当
x?[?1,4]
时,求
f(x)
的值域;
(Ⅲ
)当
x?[1,4]
时,不等式
f(x)?g(x)
恒成立,求实数t的取值
范围。
g(x)?x
3
?
?
f
(1)??3?
a??3
解:(Ⅰ)
f(x)?3x?2ax
∴
?
,
解得
?
?
b??2
?
b?1?a
(Ⅱ)由
(Ⅰ)知,
f(x)
在
[?1,0]
上单调递增,在
[0,2]上单调递减,在
[2,4]
上单调递增
又
f(?1)??4,f(0)?0,f(2)??4,f(4)?16
∴
f(x)
的值域是
[?4,16]
t
2(Ⅲ)令
h(x)?f(x)?g(x)??x?(t?1)x?3x?[1,4]
2
2
思路1:要使
f(x)?g(x)
恒成立,只需
h(x)?
0
,即
t(x?2x)?2x?6
分离变量
2
思路2:二次函数区间最值
二、题型一:已知函数在某个区间上的单调性求参数的范围
解法1:转化为
f(x)?0或f(x)?0
在给定区间上恒成立, 回归基础题型
解法2:利用子区间(即子集思想);首先求出函数的单调增或减区间,然后让所给区间是求的增或减区
间的子
集;
做题时一定要看清楚“在(m,n)上是减函数”与“函数的单调减区间是(a
,b)”,要弄清楚两句话的区别:前
者是后者的子集
例4:已知
a?R
,
函数
f(x)?
''
1
3
a?1
2
x?x?(4a
?1)x
.
122
(Ⅰ)如果函数
g(x)?f
?
(x)
是偶函数,求
f(x)
的极大值和极小值;
(Ⅱ)如果函数
f(x
)
是
(??,
解:
f
?
(x)?
??)
上
的单调函数,求
a
的取值范围.
1
2
x?(a?1)x?(4a?1)
.
4
1
3
1
x?3x
,
f
?
(x)
?x
2
?3
, (Ⅰ)∵
f
?
(x)
是偶函数,∴
a??1
.
此时
f(x)?
124
令
f
?
(x)?0
,解得:
x??23
.
列表如下:
x
f
?
(x)
(-∞,-2
3
)
+
-2
3
0
(-2
3
,2
3
)
-
3
2
3
0
(2
3
,+∞)
+
f(x)
递增 极大值 递减 极小值 递增
可知:
f(x)
的极大值为
f(?23)?43
,
f(x)
的极小值为
f(23)??43
.
(Ⅱ)∵函数
f(x)
是
(??,
∴
f
?
(x)?
??)
上的单调函数,
1
2
x?(a?1)x?(4a?1)?0
,在给定区间R上恒成立判别式法
4
1
22
则
??(a?1)?4??(4a?1)?a?2a?0,
解得:
0?a?2
.
4
综上,
a
的取值范围是
{a0?a?2}
.
例5、已知函数
f(x)?
1
3
1
x?(2?a
)x
2
?(1?a)x(a?0).
32
(I)求
f(x)
的单调区间;
(II)若
f(x)
在[0,1]上单调递增,求a的取值范围。子集思想
(I)<
br>f
?
(x)?x?(2?a)x?1?a?(x?1)(x?1?a).
2
1、
当a?0时,f
?
(x)?(x?1)?0恒成立,
2
当且仅当
x??1
时取“=”号,
f(x)在(??,??)
单调递增。
2、
当a?0时,由f
?
(x)?0,得x
1
??
1,x
2
?a?1,且x
1
?x
2
,
f
?
(x)
-1
a-1
单调增区间:
(??,?1),(a?1,??)
单调减区间:
(?1,a?1)
(II)当
Qf(x)在[0,1]上单调递增,
则
?
0,1
?
是上述增区间的子集:
1、
a?0
时,
f(x)在(??,??)
单调递增 符合题意 <
br>2、
?
0,1
?
?
?
a?1,??
?
,
?a?1?0
?a?1
综上,a的取值范围是[0,1]。
三、题型二:根的个数问题
题1函数f(x)与g(x)(或与x轴)的交点======即方程根的个数问题
解题步骤
第一步:画出两个图像即“穿线图”(即解导数不等式)和“趋势图”即三次函数的大致趋势“是先增后
减再增”
还是“先减后增再减”;
第二步:由趋势图结合交点个数或根的个数写不等式(组);主要看极大值和极小值与0的关系;
第三步:解不等式(组)即可;
4
例6、已知函数
f(
x)?
1
1
3
(k?1)
2
x?x
,
g(
x)??kx
,且
f(x)
在区间
(2,??)
上为增函数.
3
32
(1) 求实数
k
的取值范围;
(2) 若函数<
br>f(x)
与
g(x)
的图象有三个不同的交点,求实数
k
的取
值范围.
2
解:(1)由题意
f
?
(x)?x?(k?1)x
∵
f(x)
在区间
(2,??)
上为增函数,
2
∴
f
?
(x)?x?(k?1)x?0
在区间
(2,??)
上恒成立
(分离变量法)
即
k?1?x
恒成立,又
x?2
,∴
k?
1?2
,故
k?1
∴
k
的取值范围为
k?1
x
3
(k?1)
2
1
?x?kx?
, (2)设<
br>h(x)?f(x)?g(x)?
323
h
?
(x)?x
2<
br>?(k?1)x?k?(x?k)(x?1)
令
h
?
(x)
?0
得
x?k
或
x?1
由(1)知
k?1
, 2
①当
k?1
时,
h
?
(x)?(x?1)?0
,
h(x)
在R上递增,显然不合题意…
②当
k?1
时,
h(x)
,
h
?
(x)
随
x
的变化情况如下表:
x
(??,k)
(1,??)
(k,1)
1
k
?
?
—
h
?
(x)
0
0
↗ 极大值↘ 极小值 ↗
h(x)
k?1
k
3
k
2
1
???
<
br>2
623
k?1
由于
?0
,欲使
f(x)
与
g(x)
的图象有三个不同的交点,即方程
h(x)?0
有三个不同的实根,
故需
2
?
k?1
k
3
k
2
1
2<
br>????0
,即
(k?1)(k?2k?2)?0
∴
?
2
,解得
k?1?3
623
?
k?
2k?2?0
综上,所求
k
的取值范围为
k?1?3
根的个数知道,部分根可求或已知。
例7、已知函数
f(x)?ax?
3<
br>1
2
x?2x?c
2
(1)若
x??1
是
f(x)
的极值点且
f(x)
的图像过原点,求
f(x)
的
极值;
1
2
bx?x?d
,在(1)的条件下,是否存在实数
b<
br>,使得函数
g(x)
的图像与函数
f(x)
的图像
2
恒有含
x??1
的三个不同交点?若存在,求出实数
b
的取值范围;否则说明
理由。高1考1资1源2网
(2)若
g(x)?
解:(1)∵
f(x)的图像过原点,则
f(0)?0?c?0
f
?
(x)?3ax?x?2
,
又∵
x??1
是
f(x)
的极值点,则
f
?
(?1)?3a?1?2?0?a?1<
br>
2
?f
?
(x)?3x
2
?x?2?(3x?2)
(x?1)?0
f
?
(x)
-1
f
极大值
(x)?f(?1)?
3
222
f
极小值
(x)?f()??
2
37
2
3
5
(2)设函数
g(x)
的图像与函数
f(x)
的图像恒存在含
x??1
的三个不同交点,
等价于
f(
x)?g(x)
有含
x??1
的三个根,即:
f(?1)?g(?1)?d?
?
1
(b?1)
2
111
?x
3
?x<
br>2
?2x?bx
2
?x?(b?1)
整理得:
222
11
32
即:
x?(b?1)x?x?(b?1)?0
恒有含
x?
?1
的三个不等实根
22
11
32
(计算难点来了:)
h
(x)?x?(b?1)x?x?(b?1)?0
有含
x??1
的根,
22
则
h(x)
必可分解为
(x?1)(二次式)?0
,故用添项配凑法
因式分解,
11
x
3
?x
2
?x
2
?(
b?1)x
2
?x?(b?1)?0
22
1
?
1
?
x
2
(x?1)?
?
(b?1)x
2
?
x?(b?1)
?
?0
2
?
2
?
12
x
2
(x?1)?
?
(b?1)x?2x?(b?1)
?
?0
??
2
1
2
十字相乘法
分解:
x(x?1)?
?
(b?1)x?(b?1)
?
?
x
?1
?
?0
2
11
??
(x?1)
?<
br>x
2
?(b?1)x?(b?1)
?
?0
22??
11
?x
3
?(b?1)x
2
?x?(b?1)?
0
恒有含
x??1
的三个不等实根
22
11
2
等
价于
x?(b?1)x?(b?1)?0
有两个不等于-1的不等实根。
22
11
?
2
??(b?1)?4?(b?1)?0
?
?
42
?
?
?b?(??,?1)?(?1,3)?(3,??)
11<
br>?
(?1)
2
?(b?1)?(b?1)?0
?
?22
题2:切线的条数问题====以切点
x
0
为未知数的方程的根的个数
例
7、已知函数
f(x)?ax?bx?cx
在点
x
0
处取得极小值-
4,使其导数
f'(x)?0
的
x
的取值范围为
32
(1,
3)
,求:(1)
f(x)
的解析式;(2)若过点
P(?1,m)
可作曲线
y?f(x)
的三条切线,求实数
m
的取值范围.
(1)
由题意得:
f'(x)?3ax?2bx?c?3a(x?1)(x?3),(a?0)
∴在
(??,1)
上
f'(x)?0
;在
(1,3)
上
f'(x)?0
;在
(3,??)
上
f'(x)?0
因此
f(x)
在
x
0
?1
处取得极小值
?4<
br>
∴
a?b?c??4
①,
f'(1)?3a?2b?c?0
②,
f'(3)?27a?6b?c?0
③
2
?
a??1
?
32
由①②③联立得:
?
b?6
,∴
f(x)??x?6
x?9x
?
c??9
?
(2)设切点Q
(t,f(t)
)
,
y?f(t)?f(t)(x?t)
,
y?(?3
t
2
?12t?9)(x?t)?(?t
3
?6t
2
?9t
)
6
?(?3t
2
?12t?9)x?t(3
t
2
?12t?9)?t(t
2
?6t?9)
?(?3t
2
?12t?9)x?t(2t
2
?6t)
过
(?1,m)
m?(?3t
2
?12t?9)(?1)?2t
3
?6t
2
g(t)?2t
3
?2t
2
?12t?9?m?0
令
g'(t)?6t?6t?12?6(t?t?2)?0
,
求得:
t??1,t?2
,方程
g(t)?0
有三个根。
需:
?
22
?
g(?1)?0
?
?2?3?12?9?m?
0
?
m?16
?
?
?
?
?
g(
2)?0
?
16?12?24?9?m?0
?
m??11
故:
?11?m?16
;因此所求实数
m
的范围为:
(?11,16)
题3:已知
f(x)
在给定区间上的极值点个数则有导函数=0的根的个数
解法:根分布或判别式法
例8、
17
解:函数的定义域为
R
(Ⅰ)当m=4时,f (x)=
x
3
-x
2
+10x
,
32
f
?
(x)
=x
2
-7x+10,令
f
?
(x)?0
, 解得
x?5,
或
x?2
.
令
f
?
(x)?0
, 解得
2?x?5
可知函数f(x)的单调递增区间为
(??,2)
和(5,+∞),单调递减区间为
?
2,5
?
.
(Ⅱ)
f
?
(x)
=x<
br>2
-(m+3)x+m+6,
要使函数y=f (x)在(1,+∞
)有两个极值点,
?f
?
(x)
=x
2
-(m+3)x+m
+6=0的根在(1,+∞)
根分布问题:
?
?
??(m?3)
2
?4(m?6)?0;
?
则
?
f
?
(1)?1?
(m?3)?m?6?0;
, 解得m>3
?
m?3
?
?1.
?2
例9、已知函数
f(x)?
1
1
a
3
1
2
x?x
,
(a?R,a?0)
(1)求
f(x)
的单调区
间;(2)令
g(x)
=x
4
+f(x)(x∈R)
4
32
有且仅有3个极值点,求a的取值范围.
解:(1)
f(x)?ax?x?x(ax?1)
当
a?0
时,令
f(x)?0
解得
x??
'
'2
11
或x?0
,令
f
'
(x)?0
解得
??x?0
,
aa
7
所以
f(x
)
的递增区间为
(??,?)?(0,??)
,递减区间为
(?
当<
br>a?0
时,同理可得
f(x)
的递增区间为
(0,?
(2)<
br>g(x)?
1
a
1
,0)
.
a
11
)
,递减区间为
(??,0)?(?,??)
. <
br>aa
1
4
a
3
1
2
x?x?x
有且
仅有3个极值点
432
?
g
?
(x)?x
3
?a
x
2
?x?x(x
2
?ax?1)
=0有3个根,则
x?0
或
x
2
?ax?1?0
,
a??2
2<
br>方程
x?ax?1?0
有两个非零实根,所以
??a?4?0,
2
?a??2
或
a?2
而当
a??2
或
a?2
时可证函数
y?g(x)
有且仅有3个极值点
其它例题:
1、(最值问题与主元变更法的例子).已知定义在
R
上的函数
f(x)?ax?2ax?b
在区间
?
?2,1
?
上的
(a?0)
32
最大值是5,最小值是-11.
(Ⅰ)求函数
f(x)
的解析式;
(Ⅱ)若
t?[?1,1]时,
f
?
(x)?tx?0
恒成立,求实数
x
的取值范
围.
解:(Ⅰ)
Qf(x)?ax?2ax?b,?f(x)?3ax?4ax?ax(3x
?4)
'
令
f(x)
=0,得
x
1
?0,x
2
?
32'2
4
?
?
?2,1<
br>?
3
0
0
极大
因为
a?0
,所以可得下表:
x
f
'
(x)
?
?2,0
?
+
↗
?
0,1
?
-
↘
f(x)
因此
f(0)
必为最大值,∴
f(0)?5
因此
b?5,
Qf(?2)??16a?5,f(1)??a?5,?f(1)?f(?2)
,
?x?2x?5.
即
f(?2)??16a?5??11
,∴
a?1
,∴
f(x)<
br>2
(Ⅱ)∵
f
?
(x)?3x?4x
,∴
f
?
(x)?tx?0
等价于
3x
2
?4x?tx?0
,
32
令
g(t)?xt?3x?4x
,则问题就是
g(t)?0在
t?[?1,1]
上恒成立时,求实数
x
的取值范围,
2<
br>?
3x
2
?5x?0
?
g(?1)?0
为此只需?
,即
?
2
,
g(1)?0
x?x?0
?
?
解得
0?x?1
,所以所求实数
x
的取值范围是[0,1].
2、(根分布与线性规划例子)
(1)已知函数
f(x)?
2
3<
br>x?ax
2
?bx?c
3
(Ⅰ) 若函数
f(x)
在
x?1
时有极值且在函数图象上的点
(0,1)
处的切线与直线<
br>3x?y?0
平行, 求
f(x)
的解析式;
(Ⅱ)
当
f(x)
在
x?(0,1)
取得极大值且在
x?(1,
2)
取得极小值时, 设点
M(b?2,a?1)
所在平面区域
8
为S, 经过原点的直线L将S分为面积比为1:3的两部分, 求直线L的方程.
2
解: (Ⅰ). 由
f
?
(x)?2x?2ax?b
,
函数
f(x)
在
x?1
时有极值 ,
∴
2a?b?2?0
∵
f(0)?1
∴
c?1
又∵
f(x)
在
(0,1)
处的切线与直线
3x?y?0
平行,
∴
f
?
(0)?b??3
故
a?
∴
f(x)?
1
2
2
3
1
2
x?x?3x?1
……………………. 7分
32
2
(Ⅱ) 解法一:
由
f
?
(x)?2x?2ax?b
及
f(x)
在
x?(0,1)
取得极大值且在
x?(1,2)
取得极小值,
?
f
?
(0)?0
?
∴
?
f
?
(1)?0
即
?
f?
(2)?0
?
?
b?0
?
?
2a?b?2?
0
令
M(x,
?
4a?b?8?0
?
?<
br>x?b?2
y)
, 则
?
?
y?a?1
?
a?y?1
∴
?
∴ ?
b?x?2
易得
A(?2,
?
x?2?0
?
?
2y?x?2?0
故点
M
所在平面区域S为如图△ABC,
?
4y?x?6?0
?
3
0)
,
B(?2,?1)
,
C(2,?2)
,
D(0,?1)
,
E(0,?)
,
S
?ABC
?2
2
同时DE为△ABC的中位线,
S
?DEC
?
1
S
四边形ABED
3
∴ 所求一条直线L的方程为:
x?0
另一种情况设不垂直于x轴的直线L也将S分为面积比为1:3的两部分,
设直线L方程为
y?kx
,它与AC,BC
分别交于F、G, 则
k?0
,
S
四边形DEGF
?1
由
?
?
y?kx
2
得点F的横坐标为:
x
F
??
2k?1
?
2y?x?2?0
?
y?kx
6
得点G的横坐标为:
x
G
??
4k?1
4y?x?6?0
?
由
?
∴
S
四边形DEGF
解得:
k?
?S
?OGE
?S
?OFD
???
13612
??1??1
即
16k
2
?2k?5?0
224k?122k?1
151
或
k??
(舍去)
故这时直线方程为:
y?x
282
1
综上,所求直线方程为:
x?0
或
y?x
.…………….………….12分
2
9
2
(Ⅱ)
解法二: 由
f
?
(x)?2x?2ax?b
及
f(x)
在
x?(0,1)
取得极大值且在
x?(1,2)
取得极小值,
?
f
?
(0)?0
?
∴
?
f
?
(1)?0
即
?
f
?<
br>(2)?0
?
?
b?0
?
?
2a?b?2?0
令
M(x,
?
4a?b?8?0
?
?
x?b?2
y)
, 则
?
?
y?a?1
?
a?y?1
∴
?
∴
?
b?x?2
易得
A(?2,
?
x?2?0
?
?
2y?x?2?0
故点
M
所在平面区域S为如图△ABC,
?
4y?x?6?0
?
3
0)
,
B(?2,?1)
,
C(2,?2)
,
D(0,?1)
,
E(0,?)
,
S
?ABC
?2
2
同时DE为△ABC的中位线,
S
?DEC
?
1
S
∴所求一条直线L的方程为:
x?0
3
四边形ABED
1
x
, 设直线BO与AC交于H ,
2
另一种情况由于直线BO方程为:
y?
1
?
1
?
y?x
由
?
得直线L与AC交点为:
H(?1,?)
2
2
?
2y?x?2?0
?
∵
S
?ABC
?2
,
S
?DEC
1111
111
???2?
,
S?ABH
?S
?ABO
?S
?AOH
??2?1??2??
2222
222
1
x
2
32
∴ 所求直线方程为:
x?0
或
y?
3、(根的个数问题)已知函数
f(x)?ax?bx?(c?3a?2b)x?d
(a?0)
的图象如图所示。
(Ⅰ)求
c、d
的值;
(Ⅱ)若
函数
f(x)
的图象在点
(2,f(2))
处的切线方程为
3x?y
?11?0
,求函
数f ( x )的解析式;
(Ⅲ)若
x
0?5,
方程
f(x)?8a
有三个不同的根,求实数a的取值范围。
解:由题知:
f
?
(x)?3ax?2bx+c-3a-2b
(Ⅰ)由图可知 函数f ( x )的图像过点( 0 , 3
),且
f
?
?
1
?
= 0
2
得
?
?
d?3
?
d?3
?
?
c?0
3a?2b?c?3a?2b?0
?
?
f
?
?
2
?
= – 3 且f ( 2 ) = 5 (Ⅱ)依题意
?
12a?4b?3a?2b??3
解得a =
1 , b = – 6
?
8a?4b?6a?4b?3?5
?
所以f
( x ) = x
3
– 6x
2
+ 9x + 3
10
(Ⅲ)依题意
f ( x ) = ax
3
+ bx
2
– ( 3a + 2b )x + 3 ( a>0 )
由
f
?
?
5
?
= 0
?
b =
– 9a ①
f
?
?
x
?
=
3ax
2
+ 2bx – 3a – 2b
若方程f ( x ) =
8a有三个不同的根,当且仅当 满足f ( 5 )<8a<f ( 1 ) ②
由① ②
得 – 25a + 3<8a<7a + 3
?
所以 当
1
<a<3
11
1
<a<3时,方程f ( x ) = 8a有三个不同的根。…………
12分
11
1
32
4、(根的个数问题)已知函数
f(x)?x?
ax?x?1(a?R)
3
(1)若函数
f(x)
在
x?x
1
,x?x
2
处取得极值,且
x
1
?x<
br>2
?2
,求
a
的值及
f(x)
的单调区间;
(2)若
a?
1
1
2
5
,讨论曲线
f(x)
与
g(x)?x?(2a?1)x?(?2?x?1)
的交点个数.
2
26
2
解:(1)
f'(x)?x?2ax?1
?x
1
?x
2
?2a,x
1
?x
2
?
?1
?x
1
?x
2
?(x
1
?x
2
)
2
?4x
1
x
2
?4a
2
?4?2
?a?0
………………………………………………………………………2分
f
?
(x)?x
2
?2ax?1?x
2
?1
令
f
?
(x)?0
得
x??1,或x?1
令
f
?
(x)?0
得
?1?x?1
∴<
br>f(x)
的单调递增区间为
(??,?1)
,
(1,??)
,
单调递减区间为
(?1,1)
…………5分
(2)由题
f(x)?g(x)
得
1
3
15
x?ax
2
?x?1?x
2<
br>?(2a?1)x?
326
1
3
1
2
1<
br>即
x?(a?)x?2ax??0
326
1
3
1<
br>2
1
令
?
(x)?x?(a?)x?2ax?(?2?x?1)
……………………6分
326
?
?
?
(x)?x
2?(2a?1)x?2a?(x?2a)(x?1)
令
?
?
(
x)?0
得
x?2a
或
x?1
……………………………………………
7分
1
2
当
2a??2
即
a??1
时
Qa?
x
?2
(?2,1)
-
1
?
?
(x)
11
?
(x)
?8a?
9
2
a
9
?0
,
a?0
,有一个交点;…………………………9分
2
1
当
2a??2
即
?1?a?
时,
2
此时,
?8a?
x
?2
(?2,2a)
2a
+
(2a,1)
1
—
a
?
?
(x)
?
(x)
Q
0
2
2
1
a(3?2a)?
36
?8a?
9
2
2
2
1
a(3?2a)??0
,
36
99
∴当
?8a??0
即
?1?a??
时,有一个交点;
216
99
?a?0
时,有两个交点;
当
?8a??0,且a?0
即
?
216
19
当
0?a?
时,
?8a??0
,有一个交点.………………………13分 <
br>22
91
综上可知,当
a??
或
0?a?
时,有一个
交点;
162
9
?a?0
时,有两个交点.…………………………………14分
当
?
16
12