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1、试题题目:设函数f(x)=x3-kx2+x(k∈R).(1)当k=1时,求函数f(x)的单调区间;(..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2015-12-03 07:30:00

试题原文

设函数f(x)=x3-kx2+x(k∈R).
(1)当k=1时,求函数f(x)的单调区间;
(2)当k<0时,求函数f(x)在[k,-k]上的最小值m和最大值M.

  试题来源:广东   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:函数的单调性与导数的关系



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
f′(x)=3x2-2kx+1
(1)当k=1时f′(x)=3x2-2x+1,
∵△=4-12=-8<0,∴f′(x)>0,f(x)在R上单调递增.
(2)当k<0时,f′(x)=3x2-2kx+1,其开口向上,对称轴x=
k
3
,且过(0,1)
(i)当△=4k2-12=4(k+
3
)(k-
3
)≤0
,即-
3
≤k<0
时,f′(x)≥0,f(x)在[k,-k]上单调递增,
从而当x=k时,f(x)取得最小值m=f(k)=k,
当x=-k时,f(x)取得最大值M=f(-k)=-k3-k3-k=-2k3-k.
(ii)当△=4k2-12=4(k+
3
)(k-
3
)>0
,即k<-
3
时,令f′(x)=3x2-2kx+1=0
解得:x1=
k+
k2-3
3
x2=
k-
k2-3
3
,注意到k<x2<x1<0,
∴m=min{f(k),f(x1)},M=max{f(-k),f(x2)},
f(x1)-f(k)=
x31
-k
x21
+x1-k=(x1-k)(
x21
+1)>0
,∴f(x)的最小值m=f(k)=k,
f(x2)-f(-k)=
x32
-k
x22
+x2-(-k3-k?k2-k)=(x2+k)[(x2-k)2+k2+1]<0

∴f(x)的最大值M=f(-k)=-2k3-k.
综上所述,当k<0时,f(x)的最小值m=f(k)=k,最大值M=f(-k)=-2k3-k
解法2:(2)当k<0时,对?x∈[k,-k],都有f(x)-f(k)=x3-kx2+x-k3+k3-k=(x2+1)(x-k)≥0,
故f(x)≥f(k).
f(x)-f(-k)=x3-kx2+x+k3+k3+k=(x+k)(x2-2kx+2k2+1)=(x+k)[(x-k)2+k2+1]≤0,
故f(x)≤f(-k),而 f(k)=k<0,f(-k)=-2k3-k>0.
所以 f(x)max=f(-k)=-2k3-k,f(x)min=f(k)=k.
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“设函数f(x)=x3-kx2+x(k∈R).(1)当k=1时,求函数f(x)的单调区间;(..”的主要目的是检查您对于考点“高中函数的单调性与导数的关系”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中函数的单调性与导数的关系”。


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